19

BAB III

PERANCANGAN SYSTEM

3.1 Pengantar

Perancangan merupakan suatu tahap yang paling penting dalam

pembuatan tugas akhir, baik perancangan perangkat lunak maupun perancangan

perangkat keras. Pada tahap awal dilakukan pemilihan komponen yang

mempunyai karakteristik sesuai dengan kebutuhan. Untuk itu dibutuhkan buku

petunjuk lain yang memuat spesifikasi komponen dan kemudian dilanjutkan

dengan melakukan percobaan dan pengujian maupun pengukuran.

Setelah didapatkan komponen yang memenuhi syarat, tahap selanjutnya

adalah perancangan dan pembuatan alat tersebut. Bagian dari perancangan ini

ditunjukkan untuk mengetahui sistem kerja dan spesifikasi dari rangkaian yang

akan dibuat mengingat perancangan ini digunakan sebagai aplikasi dari teori yang

telah didapatkan.

3.2 Blok Diagram Sistem

Adapun perancangan blok diagram sistem mengacu sebagaimana gambar

3.1:

Gambar 3.1 Diagram Blok system

Penerima FM

Modem FSK PC

Antenna

Modul

GPS

+Antenn

a

ATMEGA 128

LCD

Pemancar FM Modem FSK

Tombol

Antenna

Accelerometer

Ultrasonic

20

3.2.1 Cara Kerja Sistem

Pada perancangan ini, system menggunakan GPS modul sebagai penentu

lokasi berdasarkan satelit, sensor ultrasonic sebagai pendeteksi ketingian dek

kapal terhadap permukaan air serta sensor accelerometer sebagai pendeteksi

kemiringan kapal. Sementara itu pengiriman data koordinat, kemiringan dan

ketinggian air pada kapal dilakukan menggunakan Pemancar FM sebagai media

pengirim iformasi melalaui modem FSK.

Pada kondisi awal saat inisialisasi dilakukan, maka sistem melakukan

pembacaan lokasi dari kordinat bumi berdasarkan data yang didapat dari GPS

secara realtime dan menampilkan hasilnya melalui LCD, proses ini diupdate

secara terus menerus pada setiap detik, dimana data serial yang dikirim dari

modul GPS tersebut secara standard mengupdate lokasi dan mengirimkan

informasi menggunakan protocol NMEA. Proses selanjutnya data NMEA tersebut

disimpan dikonversi menjadi data kordinat DDS (degree decimal standard).

Untuk sensor ketingian air maka controller mengakses ultrasonic kemudian

mengkonversi waktu menjadi jarak untuk mencari ketinggian dek kapal terhadap

permukaan air dan sebagai pembaca kemiringan kapal digunakan sensor

accelerometer untuk menentukan sudut kemiringan. Selanjutnya system

melakukan pengecekan secara berkala terhadap kemiringan kapal dan ketinggian

dek kapal tersebut, jika kemiringan melebihi 7o atau batas normal, maka data akan

dikirimkan ke bagian pemantau secabagi tanda darurat melalui pemancar FM

setelah sebelumnya data tersebut dimodulasi terlebih dahulu melalui FSK,

informasi yang dikirim terdiri dari kordinat GPS saat kemiringan terdeteksi. Hal

21

yang sama juga akan terjadi saat ketinggian air sangat rendah dari dek kapal.

Sementara itu pada system juga terdapat tombol emergency yang dapat ditekan

oleh user guna kondisi darurat dan membutuhkan pertolongan. Selanjutnya pada

bagian pemantau, data yang dikirim dari pemancar FM diterima oleh rangkaian

penerima FM selanjutnya dikonversi ke data digital oleh FSK dan dikirim ke PC

untuk diproses sebagai informasi pada software. Dengan demikian, jika terjadi

suatu hal atau permintaan pertolongan dari pihak user, maka bagian penerima

akan mengetahui posisi dan lokasi pengirim serta dapat mengetahui posisi tersebut

secara global peta bumi melalui google map sehingga dapat dipantau posisinya

lebih jelas.

3.2.2 Perancangan GPS receiver modul

Pada perancangan sistem pemantau lokasi dan posisi berdasarkan

koordinat bumi dipantau menggunakan modul GPS. Modul GPS yang digunakan

adalah NEO 6M, dimana modul ini telah dilengkapi dengan format standard

protocol NMEA yang umum digunakan GPS, informasi yang didapat dari modul

GPS berupa lokasi Longitude, Latitude dan Altitudeyang diakses secara serial

asincroun dengan kecepatan 4800bps. Adapaun konfigurasi pin GPSmodul NEO

M9 ditunjukkan sebagaimana gambar 3.2:

Gambar 3.2 Rangkaian modul M9

Vcc

1PPS

TXDA

GPIO5

Gnd

RF in

Gnd

Gnd

Gnd

Vbatt

GPS ANTENNA

NEOM9

GPS module

3V3

D1LED

RxD0

22

Pada perancangan sebagaimana ditunjukkan gambar 3.6, pin TXD

dihubungkan ke input RX1 ATMEGA128 sebagai penerima data serial dengan

format NMEA protokol. Sementara pin GPIO5 merupakan indikator yang

terhubung ke LED yang akan kedap-kedip saat pembacaan GPS dinyatakan fix.

3.2.3 Perancangan Display LCD

Perancangan penampil informasi dari koordinat GPS yang dapat dipantau

secara berkala, pada perancangan ini menggunakan LCD 16X2 karakter dengan

type LM016M02. LCD ini dirancang dengan menggunakan komunikasi 4bit

untuk pengiriman byte instruksi maupun data. Adapun perancangan rangkaian

LCD 16X2 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.3:

Gambar 3.3 Rangkaian LCD

D7

14

D6

13

D5

12

D4

11

D3

10

D2

9D

18

D0

7

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

LCD1LM016L

5V

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

5V

23

VR1 pada rangkaian LCD digunakan untuk mengatur tingkat kecerahan

dari contrast LCD 16X2, sehingga pengaturan pandangan tampilan LCD dapat

diatur dan tetap cerah meskipun dibawah sinar matahari.

3.2.4 Perancangan Tombol

Rangkaian tombol Menu pada perancangan alat ini menggunakan push

button yang dibaca melalui input port ATMEGA128. Karena pada ATMEGA128

telah dilengkapi internal Pullup resistor yang dapat diprogram melalui software,

sehingga pemasangan tombol pada pin input ATMEGA128 tidak perlu

menggunakan resistor Pull-up dan cukup dihubungkan dengan port dan ground.

Adapun perancangan rangkaian tombol push button untuk proses menu

ditunjukkan dalam Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Rangkaian Tombol Push Button

TOMBOL

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

5V

24

Pada perancangan gambar, tombol terdiri dari tombol send, dimana tombol

ini difungsikan untuk mengirim emergency saat dibutuhkan user.

1.2.5 Perancangan rangkaian modem FSK TCM3105 dan minimum sistem

Modem FSK dirancang menggunakan IC TCM 3105 yang berfungsi untuk

mengirimkan data serial dengan modulasi FSK (frekwensi shift keying), yaitu

sebuah pengirim dan penerima data yang mengubah level logika TTL menjadi

frekwensi tertentu pada logika 0 dan 1, kecepatan maksimal pengiriman serial

yang mampu ditopangkan pada frekwensi adalah 1200bps. Selanjutnya keluaran

dari modem TCM3105 tersebut dihubungkan ke input audio HT agar dapat

ditransmisikan melalui pemancar HT tersebut. Sementara pada minimum sistem

terdapat mikrokontroller ATMEGA128 sebagai pengendali utama dari hardware

dan software yang dirancang. Adapun perancangan modem TCM3105 dan

minimum sistem ATMEGA128 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.4:

Gambar 3.5 Rangkaian minimum sistem dan Modem FSK TCM3105

Vcc

1PPS

TXDA

GPIO5

Gnd

RF in

Gnd

Gnd

Gnd

Vbatt

GPS ANTENNA

NEOM9

GPS module

3V3

D1LED

OSC1

OSC2

TRS

CLK

TRX1

X1

4.433 Mhz

TRX2

RXD Out

TXD in

TXA

RXA

Vdd

Vss

5V

C1

0,1u

R2

100k

1

32

E

JACK

ke input PEMANCAR FM

TCM3105

CDT

TOMBOL

Vcc

Gnd

X

Y

Z

Gnd

MODUL MMA7260

ACCELEROMETER

3V3

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

5V

25

Perancangan rangkaian modem menggunakan IC TCM3105 sebagaimana

gambar 3.4 mengacu pada perancagan gambar sebagaimana datasheet.

Berdasarkan datasheet TCM3105, untuk proses pengiriman data dengan

kecepatan 1200bps, maka TRX1 dan TRX2 diberikan logika rendah (0),

sementara pin TXD in digunakan untuk mengirimkan data serial dari

mikrokontroller menuju modem. Smentara itu sistem ATMEGA128 dipilih karena

mempunyai memory program 64KB, internal EEPROM 2 kilo byte, dan internal

RAM 4Kb serta 53 Port input-output yang dapat dikonfigurasi, sehingga cocok

digunakan untuk melakukan proses pembacaan dan pemrosesan data GPS serta

kirim data modem FSK yang dapat ditulis dengan mudah menggunakan bahasa

BASIC via BASCOMM AVR. pada perancangan ini pin crystal external tidak

digunakan karena alasan menggunakan crystal internal 8Mhz melalui seting fuze

byte, sehingga pin Xtal1 dan Xtal 2 diabaikan.

1.2.6 Perancangan rangkaian Accelerometer

Untuk membaca kemiringan kapal maka digunakan sensor accelerometer

MMA7260. Sensor accelerometer ini bertugas membaca kemiringan secara

vertical dan horizontal dengan output percepatan. Demikian hasil percepatan

selanjutnya dikonversi ke sudut kemiringan oleh perangkat lunak. Adapun

perancangan rangkaian sensor ATMEGA128 ditunjukkan sebagaimana gambar

3.6:

26

Gambar 3.6 Rangkaian sensor Accelerometer MMA7260

Pengukuran sudut kemiringan didapat dengan cara mengkonversi hasil

percepatan yang dikeluarkan oleh sensor dalam bentuk tegangan dengan resolusi

yang digunakan pada sensitivitas sensor (V/g). Dengan demikian, maka

pencarian sudut Pada sensor accelerometer MMA7260QT dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan sebagaimana berikut:

𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 (𝑉𝑜𝑢𝑡−𝑉𝑜𝑓𝑓

∆𝑉∆𝑔⁄

)……………………………………(3.1)

Dimana:

Ө = Sudut kemiringan

VOUT = Tegangan Output Sensor MMA7260 saat pengukuran

Voffset = Tegangan Offset pada saat percepatan 0g atau sensor

sejajar/paralel terhadap bumi

V/g = sensitivitas dari sensor MMA7260 ( dipilih berdasarkan

pin gsel yang diaktifkan)

Vcc

Gnd

X

Y

Z

Gnd

MODUL MMA7260

ACCELEROMETER

3V3

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

5V

27

Dengan menggunakan rumusan diatas, maka perancangan software untuk

mencari sudut kemiringan suatu titik pengukuran (X, Y atau Z) daat dilakukan

dengan cara sebagaimana ditunjukkan sebagaimana analisa berikut:

Diketahui :

Vout pada Percepatan 0g (Vofset). = 1.65V (pada datasheet)

Sensitivitas (V/g) : 200mV/G

Analisa:

Jika Vout sensor = 2V

Maka:

𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛 (𝑉𝑜𝑢𝑡−𝑉𝑜𝑓𝑓

∆𝑉∆𝑔⁄

)

Q=arcsin( 2V - 1,65V )

0,2V

Q=arcsin(0.35)

0.2

Q=arcsin 1,75 = 40o

3.2.7 Perancangan sensor jarak ultrasonic HCSR04

Untuk mengukur jarak secara elekronik, diperlukan suatu sensor jarak

yang dapat mengukur jarak dari media didepan sensor. Adapun sensor yang

digunakan dalam perancangan ini adalah menggunakan sensor ultrasonic type

HCSR04. Sensor HCSR04 terdiri dari transponder dan receiver yang bekerja

memancarkan gelombang suara 40Khz dan menerima pantulan suara tersebut

selang beberapa waktu kemudian, karena pada HCSR04 telah terintegrasi dengan

chip pengontrol didalamnya, maka konversi waktu pantulan ke jarak dapat

dilakukan dengan mudah oleh mikrokontroller tanpa harus membangkitkan

frekwensi. Dalam merancang hubungan pin sensor HCSR04 terdiri dari 3 jalur

28

yang meliputi Grond, Vcc, In/out. Adapun perancangan rangkaian sensor jarak

HCSR04 ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.7:

Gambar 3.7 Rangkaian sensor jarak HCSR04

3.2.8 Perancangan rangkaian modem FSK TCM3105 bagian penerima

Modem FSK dirancang menggunakan IC TCM 3105 yang berfungsi untuk

menerima data serial dengan modulasi FSK (frekwensi shift keying), yaitu sebuah

pengirim dan penerima data yang mengubah level logika TTL menjadi frekwensi

tertentu pada logika 0 dan 1, kecepatan maksimal pengiriman serial yang mampu

ditopangkan pada frekwensi adalah 1200bps. Selanjutnya keluaran dari modem

TCM3105 tersebut dihubungkan ke TXD input controller atau serial converter

agar data yang diterima dapat diolah PC, sementara input TCM3105 dihubungkan

ke output speaker HT. Adapun perancangan modem TCM3105 ditunjukkan

sebagaimana Gambar 3.8:

INT

Trig

Signal

Gnd

ULTRASONIC HCSR04

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

5V

5V

29

Gambar 3.8 Rangkaian minimum sistem dan Modem FSK TCM3105

Pada perancangan Gambar 3.8, sumber rancangan mengacu berdasarkan

application datasheet TCM3105, sehingga pada input pin RXA dihubungkan ke

input frekwensi yang berasal dari speaker HT melalaui perancatara jack.

Sementara pada output modem adalah TXD out yang dihubungkan ke serial

converter agar dapat diolah melalui PC.

3.2.9 Perancangan USB to serial Converter bagian penerima

Agar dapat saling berkomunikasi serial antara PC dengan modem FSK, maka

diperlukan rangkaian Converter USB ke serial TTL sehingga data yang diterima dapat

diolah melalui PC. Adapun perancangan dari rangkaian Converter USB to serial dirancang

menggunakan modul USB to TTL CP2102 sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.6:

Gambar 3.9 Modul Converter USB to TTL

OSC1

OSC2

TRS

CLK

TRX1

X1

4.433 Mhz

TRX2

RXD Out

TXD in

TXA

RXA

Vdd

Vss

5V

C1

0,1u

R2

100k

1

32

E

JACK

ke input PEMANCAR FM

TCM3105

CDT

to RS232 converter

30

Pada perancangan ini modul USB to TTL telah dilengkapi dengan input

output serial interface standard dalam level TTL, sehingga pada level TTL

tersebut data serial dapat langsung dihubungkan ke rangkaian TCM3105 modem

FSK. Pada input TXD dihubungkan dengan output TXD TCM3105, sedangkan

untuk mengaktifkan buzzer dari PC sebagai tanda peringatan pada user, maka

rangkaian buzzer diaktifkan melalui pin DTR (Data terminal Ready) yang

merupakan pin output dari modul CP2102 USB to TTL tersebut. Dengan

demikian, PC dapat dengan mudah menyalakan dan menonaktifkan buzzer

melalui pin DTR tersebut.

3.2.10 Perancangan Rangkaian keseluruhan bagaian pengirim

Berdasarkan hasil perancangan masing-masing bagian pada perangkat

keras, maka rangkaian keseluruhan untuk bagian pengirim ditunjukkan

sebagaimana Gambar 3.7:

Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan bagian pengirim

3.2.11 Perancangan Rangkaian keseluruhan bagaian penerima

Berdasarkan hasil perancangan masing-masing bagian pada perangkat

keras, maka rangkaian keseluruhan ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.7:

Vcc

1PPS

TXDA

GPIO5

Gnd

RF in

Gnd

Gnd

Gnd

Vbatt

GPS ANTENNA

NEOM9

GPS module

3V3

D1LED

D7

14

D6

13

D5

12

D4

11

D3

10

D2

9D

18

D0

7

E6

RW

5R

S4

VS

S1

VD

D2

VE

E3

LCD1LM016L

5V

OSC1

OSC2

TRS

CLK

TRX1

X1

4.433 Mhz

TRX2

RXD Out

TXD in

TXA

RXA

Vdd

Vss

5V

C1

0,1u

R2

100k1

32

E

JACK

ke input PEMANCAR FM

TCM3105

CDT

TOMBOL

Vcc

Gnd

X

Y

Z

Gnd

MODUL MMA7260

ACCELEROMETER

3V3

INT

Trig

Signal

Gnd

ULTRASONIC HCSR04

5V

PE0/RXD0/PDI2

PE1/TXD0/PDO3

PE2/XCK0/AIN04

PE3/OC3A/AIN15

PE4/OC3B/INT46

PE5/OC3C/INT57

PE6/T3/INT68

PE7/ICP3/INT79

PB0/SS10

PB1/SCK11

PB2/MOSI12

PB3/MISO13

PB4/OC014

PB5/OC1A15

PB6/OC1B16

PB7/OC2/OC1C17

PG3/TOSC218

PG4/TOSC119

RESET20

XTAL223

XTAL124

PD0/SCL/INT025

PD1/SDA/INT126

PD2/RXD1/INT227

PD3/TXD1/INT328

PD4/ICP129

PD5/XCK130

PD6/T131

PD7/T232

PG0/WR33

PG1/RD34

PC0/A835

PC1/A936

PC2/A1037

PC3/A1138

PC4/A1239

PC5/A1340

PC6/A1441

PC7/A1542

PG2/ALE43

PA7/AD744

PA6/AD645

PA5/AD546

PA4/AD447

PA3/AD348

PA2/AD249

PA1/AD150

PA0/AD051

PF7/ADC7/TDI54

PF6/ADC6/TDO55

PF5/ADC5/TMS56

PF4/ADC4/TCK57

PF3/ADC358

PF2/ADC259

PF1/ADC160

PF0/ADC061

AREF62

AVCC64

PEN1

U1

ATMEGA128

R1

10k

5V

31

Gambar 3.11 Rangkaian Keseluruhan

3.2.12 Perancangan perangkat Lunak pembacaan GPS

Proses pembacaan GPS diakses menggunakan komunikasi serial asinkron

dengan kecepatan 4800bps dan format protokol NMEA, dimana pada prosesni

modul GPS mengirimkan secara bergantian data serial dalam bentuk protocol

yang diawali dengan karakter $ dan diakhiri dengan karakter 13Heksa (enter).

Urutan tersebut merupakan format data dari beberapa parameter yang dibaca dan

diakses GPS diantaranya GPGGA yang digunkaan dalam mengakses lokasi dari

modul GPS fix data. Adapun system kerja dari pengambilan data GPS

ditunjukkan sebagaimana algoritma pada flowchart pada gambar 3.6:

OSC1

OSC2

TRS

CLK

TRX1

X1

4.433 Mhz

TRX2

RXD Out

TXD in

TXA

RXA

Vdd

Vss

5V

C1

0,1u

R2

100k

1

32

E

JACK

dari Out HT

TCM3105

CDT

VCC1

D+3

D-2

GND4

J1

USBCONN

vcc

D+

D-

Gnd

USB to TTL

RXD

TXD

Gnd

ke USB PC/LAPTOP

DTR

CTS

32

Start

Inisialisasi serial

baud rate=4800bps

Start serial

Baca serial

Data serial=’$’ ?

Kosongkan data

Simpan dataData serial=13H ?

T

Baca Header

protokol data GPS

Y

T

Y

Header=GPLL ?

Y

Baca Latitude GPS

Baca Longitude

GPS

Power=OFF ?

STOP

Y

T

T

Gambar 3.12 Algoritma pembacaan GPS

3.3.1 Algoritma pembacaan sensor HCSR04

Sensor jarak parallax HCSR04 yang digunakan pada perancnagan ini

mempunyai 3 pin yaitu Vcc groud dan I/O. I/O merupakan pin input output pda

sensor HCSR04 yang digunakan untuk strobe pengirim sonar pada internal

HCSR04 dan sekaligus membaca hasil timer burst sebagai hasil jarak teradap

waktu. Utnuk itu pada perancangan erangkat lunak, PORT I/O selelu mempunyai

2 mode dalam setiap membaca jarak yaitu mode input dan mode output. Pada

mode output, maka controller mengirimkan strbe (trigger) sebagai proses

permulaan memanarkan sonar pada ping guna pembacaan jarak yang akan dibaca,

selanjutnya PORT I/O tersebut dirubah ke mode input untuk membaca hasil

33

waktu berdasarkan lebar waktu high (TH) yang dihasilkan sensor. Nilai T (waktu)

yang didapat selanjutnya di konversi ke jarak berdasarkan persamaan datasheet.

Adapun perancangan perangkat lunak baca jarak menggunakan sensor HCSR04

ditunjukkan pada gambar 3.6:

Start

Inisialisasi

PORT mode =output

Kirim start signal via

PORT

PORT mode =input

Tunggu PORT= high

PORT input= 1 ?T

Y

Start timer

PORT input= 0 ?

T= timer

Stop timer

Y

Jarak =(T x 3.4ms) /2

END

T

Gambar 3.13, Flowchart Tulis Instruksi pada LCD

3.3.2 Algoritma Tulis Instruksi LCD

Adapun Prinsip kerja dari proses penampil LCD ditunjukkan pada

flowchart dalam Gambar 3.14:

34

Gambar 3.14, Flowchart Tulis Instruksi pada LCD

Sementara itu proses tulis karakter/data pada baris LCD caranya sama

ditunjukkan dalam Gambar 3.14, hanya saja pada proses penulisan data karakter

RS diberi logika rendah (0).

Pada perancangan ini mode penulisan data dan instruksi pada LCD

menggunakan mode 4bit, dimana proses penulisan data dan instruksi pada LCD

diatur melalui pin RS dan EN pada LCD, sementara data yang dikirimkan pad

LCD dilakukan melalui port data LCD (D7 hingga D0) untuk mode 8bit dan D3

hingga D0 untuk mode pengiriman 4bit. Untuk menulis LCD dalam bentuk

perintah seperti penghapusan karakater, pengaturan kolom dan baris LCD, maka

pin RS diberikan logika high kemudian enable diberikan pulsa dengan cara

Start

Masukkan Data Instruksi LCD

Keluarkan data 4bit pada port LCD

Aktifkan RS LCD ( 1 )

Setb Enable LCD

Enable LCD di isi 0

Enable LCD di isi 1

END

35

memberikan logika 0 dan kemudian dirubah menjadi logika high, sementara untuk

proses penampil data pada LCD, datadikirimkan melalui port baris LCD

kemudian RS diberikan logika 0. Pada compiler bascomm avr, penulisan karkter

pada lcd telah diatur menggunakan instruksi sederhana sehingga proses

penampilan karakter dapat diakses dengan mudah.

3.3.3 Flowchart sistem keseluruhan bagian pengirim

Pada perancangan perangkat lunak pengiriman data terdapat proses

pembacaan tombol SEND yang dirancang mempunyai 2 fungsi, yaitu saat

pertama kali ditekan (sekali tekan), maka data akan dikirim setiap 1,5 detik sekali

dengan tetap menampilkan hasil pembacaan GPS pada LCD, kemudian jika pada

waktu tersebut tombol SEND ditekan lagi pada saat masih dalam mode kirim,

maka system akan menghentikan pengiriman dan system kembali ke mode

monitoring sebagaimana semula. Proses pengiriman data akan dikirim lagi saat

tombol SEND kembali ditekan dalam sekali tekan. Adapun perancangan

algoritma keseluruhan pada bagian pengirim ditunjukkan sebagaimana Gambar

3.15:

36

Start

Inisialisasi

Power=OFF?

Stop

Y

T

Tombol SEND= tekanTampilkan kordinat

pada LCDT

Y

Baca GPS

Kirim start paket

Kirim latitude GPS

Kirim data ketinggian

Kirim data kemiingan

Kirim longitude GPS

Kirim mode emergency

Delay 1,5 detik

Baca GPS

Tampilkan kordinat dan

sudut pada LCD

Tombol send=Tekan ?T

Tombol send=Lepas ?

Y

Y

T

Gambar 3.15 Algoritma bagian pengirim

37

3.3.4 Perancangan Perangkat Lunak bagian penerima

Agar data yang dikirim pada bagian pengirim dapat diterima dan ditampilkan

dalam bentuk peta pada googlemaps, maka diperlukan rancangan perangkat lunak

penerima data. Adapun perancangan perangkat lunak dirancang menggunakan

delphi dengan alur perangkat lunak sebagaimana ditunjukkan pada gambar

berikut:

Start

Inisialisasi

Baud rate

=1200bps

Data= syncrone ?

Baca data serial pada

penerima FSK

Baca ceksum data

Jumlah biner

data=ceksum?

T

T

Stop

T

Baca dan jumlahkan paket data

Kosongkan buffer

Data= end packet ? Buffer=buffer+data

Y

Y

Jumlahkan biner

dataT

Y

Baca latitude longitude

pada paket data

Power=OFF ?

Y

T

T

Tampilkan peta

googlemaps berdasarkan

kordinat

Cek mode pengirim pada

paket data

Gambar 3.16 Flowchart Keseluruhan