52

BAB IIIRANCANG BANGUN

3.1 Tujuan PerancanganPerancangan merupakan suatu tahap yang paling penting dalam pembuatan alat, sebab dengan perancangan dapat diketahui komponen apa saja yang akan digunakan pada pembuatan alat. Petunjuk mengenai komponen apa yang harus digunakan, spesifikasi dan karakteristik mengenai komponen dapat dilihat melalui Databook. Spesifikasi tentang komponen yang akan digunakan sangat penting karena dengan demikian dapat dilihat umur dari komponen tersebut dan fungsi komponen secara lengkap. Untuk mendapatkan hasil yang optimal haruslah terlebih dahulu dibuat rancangan yang baik dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari komponen yang digunakan, sehingga dapat mempermudah dalam pengerjaannya dan kerusakan pada komponen yang digunakan dapat dihindari.

3.2 Diagram Blok RangkaianBlok diagram merupakan salah satu bagaian terpenting dalam perancangan suatu alat, karena dari blok diagram inilah dapat diketahui cara kerja dari rangkaian keseluruhan yang digunakan. Sehingga keseluruhan blok diagram rangkaian tersebut akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan atau dapat bekerja sesuai dengan perancangan. Berikut adalah blok diagram dari rancang bangun mobil listrik berbasis mikrokontroler avr.

PotensimeterPedal GasUltrasonic SRF-04Sensor ArusACS712 30AMikrokontrolerAVRKONTROLERMOTORPersonal ComputerDC-DC5 V , 12 VACCU 12 V100 AmpACCU 12 V100 AmpACCU 12 V100 AmpACCU 12 V100 AmpToggle SwitchNavigasi Solar Cell50 x 80 CmCharger Aki Mobil220 VACMotor ListrikGearbox Roda Belakang KananRoda Belakang KiriRangkaian PenstabilBluetoothHC-06UnitRelayDisplayRunning TextMonitoringLCD 16x2Sensor ArusACS712Rangkaian Voltage IndicatorSaklar Induk

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Alat

Motor DC UNIT RELLAYCATU DAYA +5VMIKROKONTROLLER ATMEGA 32

Master Sistem Minimum Mikrokontroller ATMEGA 32

RXBLUETOOTH HANDPHONETXBLUETOOH HC-06

RXTX

APLIKASICAR VOICE

Gambar 3.2 Blok Diagram Perancangan Aplikasi Car Voice pada Mobil Listrik

Dari blok diagram pada gambar 3.1 ini dapat dijelaskan bahwa mobil listrik ini bekerja dengan suplay tegangan masuk berasal dari 4 buah Accu 12 Volt yang diparalelkan. Pada mobil listrik ini pengisian daya (Charger) untuk accu-nya berasal dari solar cell dan AC 220 Volt, yang dimana solar cell akan memulai pengisian otomatis ketika mobil dalam keadaan hidup dengan menyerap tenaga surya dari matahari, serta mobil inipun juga bisa diisi ulang daya accu-nya dengan menggunakan power supplay dari 220 Volt AC. Pada mobil listrik inipun juga digunakan beberapa sensor sesuai dengan kebutuhan, yang dimana sensor-sensor tersebut akan diperintahkan oleh Mikrokontroler sebagai induk penyimpan program yang telah dibuat. Keseluruhan dari blok diagram tersebut akan dimonitoring oleh 1 buah PC yang berada pada mobil listrik tersebut. Keterangan :1. Potensiometer pedal gasPotensiometer pedal gas pada mobil listrik, merupakan sebuah alat yang mempengaruhi cepat dan lambatnya pergerakkan mobil listrik dengan adaanya pengaruh perubahan tahanan listrik yang terjadi pada potensiometer.2. Power Supply 5 dan 12 VdcPower Supply ini berfungsi sebagai penyaring tegangan untuk men-charger accu dari tegangan AC 220 Volt.3. Mikrokontroler AVRMikrokontroler AVR merupakan otak dari sistem kerja mobil listrik. Pada sistem minimum inilah terdapat program yang dapat mengolah input dari beberapa sensor yang berada pada mobil listrik.4. Motor ListrikMotor listrik adalah sebuah mesin penggerak mobil listrik ini, yang dimana pada alat ini hanya menggunakan satu buah motor listrik.5. Driver MotorDriver Motor ini berfungsi sebagai pengontrol tegangan yang masuk ke motor listrik, baik itu pada saat maju maupun mundur.6. Toggle Swicth NavigasiSwitch ini berfungsi untuk mengontrol maju dan mundur pada mobil listrik.7. Ultrasonic SRF-04Sensor jarak ini digunakan untuk sistem navigasi pada mobil listrik, yang terletak dikiri dan kanan casis.8. Sensor Arus ACS712Sensor arus ini digunakan untuk mengukur kapasitas battery accu yang dipakai. 9. Accu Digunakan sebagai pusat penyimpan daya dan tegangan (battery) untuk menggerakkan mobil listrik yang dapat dicas kembali.

10. Solar Cell 50 x 80 CmSolar Cell ini digunakan untuk pengisi daya pada accu yang dimana dayanya diperoleh dari energi surya (matahari).11. Power Supply 220VACPower supply ini digunakan untuk pengisi daya pada accu dengan menggunakan input AC 220 Volt.

Dari blok diagram pada gambar 3.2 dijelaskan bahwa Catu daya memberikan tegangan sebesar 5V ke Mikrokontroller ATMEGA 32 lalu memberikan output berupa Motor Listrik Dc dan master Mikrokontroler ATMEGA 32 dengan bantuan Unit Rellay sebagai penghubung. Bluetooth HC-06 dihubungkan dengan Mikrokontroller ATMEGA 32 berupa pin Rx,Tx, Vcc dan Ground. Rx HC-06 dihubungkan dengan Tx dan Tx HC-06 dihubungkan dengan Rx pada Mikrokontroller ATMEGA 32. Pengontrolan Bluetooth ini menggunakan Handphone Android dan Aplikasi Car Voice lalu Bluetooth pada handphone dan HC-06 dikoneksikan atau dalam kondisi terhubung. Dengan program pada aplikasi Car Voice, output dapat menggontrol unit rellay ke keluaran berupa Motor Listrik DC dan Master Mikrokontroler.

3.3 Tahap PerancanganPada langkah perancangan alat ini terdapat dua tahapan yang dilakukan yaitu tahap perancangan elektronik dan tahap perancangan mekanik. Pada bagian elektronik berhubungan langsung dengan keseluruhan rangkaian, baik itu alat pengukur jarak menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04, alat pengukur arus dan tegangan dari accu, power supplay, driver motor listrik dan sebagainya. Sedangkan pada bagian mekanik meliputi perakitan alat, seperti casis mobil, sistem pengereman, gas dan steering. Semua langkah tersebut harus dilakukan secara teratur agar alat yang dibuat terlihat rapi dan dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya.

3.3.1 Perancangan ElektronikPada bagian perancangan elektronik ini terdapat masing-masing skematik rangkaian dan tata letak komponen. Gambar rangkaian keseluruhan Sistem Minimum ATMEGA 32 dengan Sensor Ultrasonic SRF-04 dan Sensor Arus ACS712. Gambar rangkaian relay pada mobil listrik.

Gambar 3.3 Skema Rangkaian Secara Keseluruhan`Gambar 3.4 Skema Rangkaian Relay

PCB (Printed Circuit Board) adalah tempat dimana komponen-komponen dapat ditempatkan seperti resistor, kapasitor, transistor dan komponen lainnya. PCB harus diproses menjadi jalur-jalur yang dapat menhubungkan komponen-komponen agar mernbentuk suatu rangkaian yang diinginkan. Beberapa proses pembuatan rangkaian pada PCB di bagi dalam beberapa tahap, yaitu :

3.3.1.1 Pembuatan lay out PCBPada saat pembuatan Lay Out PCB beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain: Memperhatikan hubungan antar tiap komponen agar tidak terjadi kekeliruan pada saat penghubungan jalur komponen. Membuat jalur yang menghubungkan antar komponen sependek dan sekecil mungkin. Tata letak komponen sebaiknya simetris. Usahakan tidak terlalu banyak jumper.

Pada tahapan ini tata letak komponen harus dirancang terlebih dahulu agar nantinya komponen dapat dipasang secara teratur dan benar. Pengaturan tata letak komponen serta hubungannya dengan rangkaian dapat dibuat pada kertas milimeter agar diketahui ukuran-ukurannya serta didapatkan hasil yang lebih akurat.

3.3.1.2 Proses pengolahan PCBSetelah pembuatan Lay Out selesai maka dilakukan hal-hal sebagai berikut : Perhatikan Lay Out yang telah dibuat di PCB, usahakan jalur-jalur yang dibuat tidak ada yang putus atau tergores. Setelah yakin tidak ada kerusakan pada Lay Out, lanjutkan dengan memasukkan PCB ke larutan ferrit chloride.

Pada tahap ini jalur-jalur PCB dilarutkan menggunakan larutan ferrit chloride, larutan ini digunakan agar jalur yang kita buat dapat tercetak sempurna pada PCB. PCB yang dilarutkan dipotong sesuai dengan ukuran yang diperlukan. PCB juga dapat dibersihkan menggunakan sabun kemudian setelah bersih PCB di amplas menggunakan amplas halus agar PCB bersih dari kotoran tetapi hal ini beresiko karena dapat menyebabkan jalur yang telah dibuat terputus.Setelah selesai di bersihkan, kemudian PCB di keringkan. Setelah itu PCB siap untuk dibor sesuai dengan tata letak komponennya. Perhatikan juga penggunaan ukuran bor yang sesuai untuk setiap kaki komponen agar nantinya komponen dapat disolder dengan mudah.3.3.1.3 Perakitan KomponenHal-hal yang harus diperhatikan sebelum perakitan komponen, yaitu : Periksalah dengan seksama semua lubang komponen yang telah di bor apakah sudah benar-benar di bor dengan baik dan dibersihkan dari sisa-sisa PCB yang telah dibor. Periksa kernbali sernua jalur PCB yang telah dibor apakah telah terhubung dengan baik atau masih ada jalur PCB yang tidak terlarut dengan sempurna. Siapkan komponen-komponen yang akan dipasang ke PCB, solder, timah, penyedot timah, landasan timah dan siapkan juga lampu senter atau lampu meja untuk menerangi PCB.

Setelah persiapan selesai mulailah memasang kornponen ke PCB, untuk mempermudah penyolderan dan untuk menghindari kerusakan komponen pada saat penyolderan sebaiknya komponen yang tahan terhadap panas didahulukan untuk disolder. Komponen tersebut seperti resistor dan kapasitor kemudian pemasangan jumper dan yang terakhir penyolderan terhadap komponen yang sensitif terhadap panas seperti transistor, dioda, dan IC.

3.3.2 Perancangan MekanikUntuk melindungi rangkaian dari kerusakan karena pengaruh dari luar rangkaian dan untuk memperindah peralatan yang dibuat, rnaka perlu dirancang bagian mekaniknya. Setelah proses pembuatan PCB dan pemasangan komponen selesai maka langkah selanjutnya adalah merancang casis mobil. Hal-hal yang perlu diperhatikan, yaitu : Ukuran dan bentuk dari PCB atau alat tesebut. Kondisi kerja rangkaian, misalnya pengaruh rangkaian terhadap suhu, frekuensi, kelembaban dan cahaya.

Dengan memperhatikan pertimbangan diatas, dapat dilakukan pendesainan casis mobil dengan menentukan beberapa hal pokok antara lain, bentuk casis, ukuran casis, bahan yang diperlukan untuk membuat casis tersebut.Gambar 3.5 Bentuk Casis yang direncanakan.

Keterangan : 1. Panel Surya2. Motor Listrik3. Chain dan Sprocket4. Shock Breaker5. Tempat Duduk6. Steer / Kemudi7. Battery/Accu8. Breaking System9. Potensiometer Pedal dan Rem10. Lampu Depan

Beberapa tahapan dalam pembuatan casis, antara lain :1. Pendesainan casisDesain adalah hal yang pertama harus dilakukan ketika ingin merancang casis, dengan menggunakan software-software desain yang ada. Hal ini pun menjadi tahap sebagai pacuan bagi perakit.

2. Pengukuran casisBahan yang akan dibuat pertama-tama diukur sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan, kemudian dipotong sesuai dengan ukuran yang ada pada garnbar perencanaan atau desain casis. Sketsa desain casis, penggores atau penitik, solder, bor, mata bor, baut, mur dan lem tembak atau lem bakar.

3. PerakitanBahan yang telah dipotong sesuai dengan ukuran kemudian dipasang dengan menyarnbungkan bagian-bagian sesuai dengan ukuran dan bentuk yang diinginkan.

4. Mernbuat letak komponenPernbuatan letak komponen ini dilakukan dengan penandaan garis-garis untuk ukuran komponen yang dipakai seperti motor listrik dan sebagainya, setelah disesuaikan dengan komponen yang dipakai selanjutnya dibuat pengunci komponen tersebut supaya tidak berpindah-pindah posisi yang sesuai dengan kita nginkan.

5. Tahap penyelesaianHaluskan semua besi-besi casis dengan hamplas kasar dan halus. Sehingga tampak bersih dan enak dilihat.Perlu diperhatikan untuk pembuatan casis, jika ternyata casis yang diperlukan harus benar-benar presisi dan simetris, perlu hati-hati pada saat pemotongan besinya dan pada saat pengelasannya.

Gambar 3.6 Bentuk Sterring yang direncanakan.

3.4 Daftar Harga Dan Komponen Daftar Harga KomponenNoNama KomponenJumlahHarga SatuanTotal

1.Aki 12 Volt / 40 Ampere5 BuahRp. 750.000Rp. 2.250.000

2.Handphone Android1 BuahRp. 1.500.000Rp. 1.500.000

3.Personal Computer1 PerangkatRp. 1.500.000Rp. 1.500.000

4.Turnigy Ubeck4 BuahRp. 350.000Rp. 1.400.000

5.Sismin ATMega 325 BuahRp. 100.000Rp. 500.000

6.PCB1 x 1 MeterRp. 450.000Rp. 450.000

7.Pin Header Female85 BuahRp. 5.000Rp. 425.000

8.Pin Header Male85 BuahRp. 5000Rp. 425.000

9.Ultrasonik SRF 047 BuahRp. 60.000Rp. 420.000

10.LCD 20 x 42 BuahRp. 150.000Rp. 300.000

11.LCD 16 x 24 BuahRp. 63.000Rp. 252.000

12.Kabel PenghubungSecukupnya-Rp. 250.000

13.Power Supply Switching1 BuahRp 250.000Rp. 250.000

14.Potensiometer Pedal Gas3 BuahRp. 80.000Rp. 240.000

15.Socket IC 40 Pin Hijau5 BuahRp.40.000Rp. 200.000

16.Sensor Pir2 BuahRp. 75.000Rp. 150.000

17.Regulator Tegangan1 BuahRp. 150.000Rp. 150.000

18.Bluetooth HC 061 BuahRp. 150.000Rp. 150.000

19.Sensor Arus ACS 7121 BuahRp. 100.000Rp. 100.000

20.Seven Segment Anoda15 BuahRp. 5.500Rp. 82.500

21.Switch On/Off15 BuahRp. 4.500Rp. 67.500

22.Led Bening Merah30 BuahRp. 700Rp. 21.000

23.Led Bening Biru30 BuahRp. 700Rp. 21.000

24.Led Bening Hijau30 BuahRp. 700Rp. 21.000

Total Keseluruhan :Rp. 11.125.000

Daftar Harga Bahan MekanikNoNama BahanJumlahHarga SatuanTotal

1Motor Listrik1Rp. 15.000.000Rp. 15.000.000

2Kursi Mobil1Rp. 500.000Rp. 500.000

3Gear Box1Rp. 2.000.000Rp. 2.000.000

4Trombol Ban4Rp. 500.000Rp. 2.000.000

5Roda Mobil4Rp. 500.000Rp. 2.000.000

6Controller Driver Motor1Rp. 1.000.000Rp. 1.000.000

7Steering1Rp. 1.000.000Rp. 1.000.000

8Shock Motor4Rp. 235.000Rp. 940.000

9Rem1Rp. 500.000Rp. 500.000

10Gas1Rp. 500.000Rp. 500.000

11Akrilik 5m x 5m5Rp. 100.000Rp. 500.000

12Besi UHU2Rp. 150.000Rp. 300.000

13Timah Las Besi3Rp. 70.000Rp. 210.000

14Kaca Spion Motor2Rp. 75.000Rp. 150.000

15Pipa Besi1Rp. 100.000Rp. 100.000

16Mur + Baut 1620Rp. 2.000Rp. 40.000

17Mur + Baut 1225Rp. 2.000Rp. 50.000

18Mur + Baut 1035Rp. 1.500Rp. 52.500

Total KeseluruhanRp. 26.842.500

Harga KomponenRp 11.125.000Harga Alat MekanikRp 26.842.500Biaya Tak TerdugaRp 5.000.000 +Total BiayaRp 42.967.500

3.5 Jadwal Kegiatan

No.KegiatanBulan

JanuariFebruariMaretAprilMeiJuni

Minggu ke123412341234123412341234

1.Pembuatan Proposal

2.Pengumpulan alat dan komponen

3.Perancangan dan Pengerjaan Elektronik

4.Perancangan dan pngerjaan mekanik

5.Pemasangan komponen pada casis

6.Uji coba alat

7.Pembuatan Laporan

39