Timer/Counter 0 - Mikrokontroler AVR

BAB II DASAR TEORI

2.2. Mikrokontroler AVR

2.2.9. Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan [2].

Dapat digunakan untuk : a. Timer/counter biasa

b. Clear Timer on Compare Match (selain ATmega8) c. Generator frekuensi (selain ATmega8)

d. Counter pulsa eksternal.

Mempunyai hingga 10-bit (1024) Clock Prescaler (pemilihan clock yang masuk ke timer/counter).

2.2.10 Register Pengendali Timer 0

Timer/Counter Control Register – TCCR0

Tabel 2.6. Register TCCR0 [2]

Bit CS00 s.d. 02 bertugas untuk memilih (prescaler) atau mendefinisikan pulsa/clock yang akan masuk ke dalam timer/counter0 [2]. Tabel 2.6 menunjukkan register pada TCCR0 dan Tabel 2.7 menunjukkan prescaler timer/counter0.

Tabel 2.7. Prescaler timer/counter0 [2]

(1 clk timer/counter0= 8 clk cpu) artinya tiap 8 clock CPU yang masuk ke dalam timer/counter0 dihitung satu oleh register pencacah TCNT0. Falling edge adalah perubahan pulsa/clock dari 1 ke 0. Rising edge adalah perubahan pulsa/clock dari 0 ke 1. Bit 7 – F0C0 : Force Output Compare

Bit ini hanya dapat digunakan untuk metode pembanding . Jika bit – F0C0 di-set maka akan memaksa terjadinya compare-match (TCNT0==OCR0).

Bit 3, 6 – WGM01:0: Waveform Generation Mode

Kedua bit ini digunakan memilih mode yang digunakan, seperti yang terlihat pada Tabel 2.8.

Tabel 2.8. Mode operasi [2]

Bit 5:4 – COM01:0: Compare Match Output Mode

Kedua bit ini berfungsi mendefinisikan pin OC0 sebagai output timer0 (atau sebagai saluran output PWM). Tabel 2.9 menunjukkan output pin OC0 pada mode Normal dan CTC, Tabel 2.10 menunjukkan output pin OC0 pada mode Fast PWM dan Tabel 2.11 menunjukan output pin OC0 pada mode Phase Correct PWM.

Tabel 2.9. Mode Normal dan CTC [2]

Tabel 2.10. Mode Fast PWM [2]

Tabel 2.11. Mode Phase Correct PWM [2]

Tabel 2.12. Register TCNT0 [2]

Register ini bertugas menghitung pulsa yang masuk ke dalam timer/counter, seperti terlihat pada Tabel 2.12 [2]. Kapasitas register ini 8-bit atau 255 hitungan, setelah mencapai hitungan maksimal maka akan kembali ke nol (overflow/limpahan).

Output Compare Register – OCR0

Tabel 2.13. Register OCR0 [2]

Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan besarnya sesuai dengan kebutuhan, seperti terlihat pada Tabel 2.13 [2]. Dalam praktiknya pada saat TCNT0 mencacah maka otomatis oleh CPU aka membandingkan dengan isi OCR0 secara kontinyu dan jika isi TCNT0 sama dengan isi OCR0 maka akan terjadi compare match yang dapat dimanfaatkan untuk mode CTC dan PWM.

Timer/Counter Interrupt Mask Register – TIMSK

Tabel 2.14. Register TIMSK [2]

Tabel 2.14 menunjukan register TIMSK [2].

Bit 0 – TOIE0: T/Co Overflow Interrupt Enable

Dalam register TIMSK timer/conter0 memiliki bit TOIE0 sebagai bit peng-aktif interupsi timer/counter0 (TOIE0=1 enable, TOIE0=0 disable).

Bit 1 – OCIE0: T/Co Output Compare Match Interrupt Enable

Selain ATmega8, TIMSK timer/counter0 memiliki bit OCIE0 sebagai bit peng-aktif interupsi compare match timer/counter0 (OCIE0=1 enable, OCIE0=0 disable).

Timer/Counter Interrupt Flag Register – TIFR

Tabel 2.15. Register TIFR [2]

Tabel 2.15 menunjukan register TIFR [2].

Bit 1 – OCF0: Output Compare Flag 0

Flag OCF0 akan set sebagai indikator terjadinya compare match, dan akan clear sendiri bersamaan eksekusi vektor interupsi timer0 compare match.

Bit 0 – TOC0: Timer /Counter 0 Overflow flag

Bit status timer/counter0 dalam register TIFR, di mana bit-TOV0 (Timer/Counter0 overflow) akan set secara otomatis ketika terjadi limpahan/overflow pada register TCNT0 dan akan clear bersamaan dengan eksekusi vektor interupsi.

Perhitungan overflow interupt sebagai pembangkit PWM ditunjukkan pada persamaan 2.5 berikut [2]:

Timer overflow = ¹

𝑓𝑐𝑟𝑦𝑠𝑡𝑎𝑙𝑥(𝐹𝐹 + 1) (2.5)

2.2.11 Driver

Gambar 2.6 IC driver L298 [5]

Ada beberapa macam model rangkaian driver di antaranya yaitu driver yang menggunakan IC L298 [5].

IC L298 memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 46V DC untuk satu kanalnya. Driver motor DC dengan IC L298 diperlihatkan pada gambar 2.6. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan kecepatan motor, pin input -1 sampai -4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable diberi VCC 5V untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari levelnya.

2.3 LCD

Gambar 2.7 LCD 2 x 16 [3]

LCD ini digunakan sebagai penampil keluaran mikrokontroller khusus untuk mode tampilan pesan. LCD yang digunakan adalah LCD yang menggunakan chip kontroler Hitachi HD44780, misalnya M1632. LCD bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit maka akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select) dan R/W (Read/Write) [3].

Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat menjadi 8 bit (pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Pengiriman data secara paralel baik 4 atau 8 bit merupakan 2 mode operasi primer. Penentuan mode operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8 bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7 bit (3 pin untuk kontrol, 4 untuk data). Karena dalam penelitian ini kecepatan tidak sangat diutamakan, maka dipilih mode 4 bit. Interface LCD dengan mode 4 bit dapat dilihat pada Gambar 2.7.

LCD jenis M1632 memiliki jumlah pin sebanyak 16 yang memiliki fungsi berbeda.

Fungsi tersebut disajikan pada tabel 2.16.

Tabel 2.16. Konfigurasi pin LCD [3]

Fungsi Pin LCD pada tabel 2.5. adalah :

1. Vlcd merupakan pin yang digunakan untuk mengatur tebal tipisnya karakter yang tertampil dengan cara mengatur tegangan masukan.

2. DB0 s/d DB7 merupakan jalur data yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur LCD.

3. Register Select (RS) merupakan pin yang dipakai untuk membedakan jenis data yang dikirim ke LCD. Jika RS berlogika ‘0’, maka data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja LCD. Jika RS berlogika ‘1’, maka data yang dikirimkan adalah kode ASCII yang ditampilkan.

4. Read/Write (R/W) merupakan pin yang digunakan untuk mengaktifkan pengiriman dan pengembalian data ke dan dari LCD. Jika R/W berlogika

‘1’, maka akan diadakan pengambilan data dari LCD. Jika R/W berlogika

‘0’, maka akan diadakan pengiriman data ke LCD.

5. Enable (E) merupakan sinyal singkronisasi. Saat E berubah dari logika ‘1’

ke ‘0’, data di DB0 s/d DB7 akan diterima atau diambil diambil dari port mikrokontroler.

6. Anoda (A) dan Katoda (K) merupakan pin yang digunakan untuk menyalakan backlight dari layar LCD.

2.4 Sensor LM35

Gambar 2.8 LM35[6]

Sensor suhu LM35 adalah suatu alat untuk mendeteksi atau mengukur suhu pada suatu ruangan atau sistem tertentu yang kemudian diubah keluarannya menjadi besaran listrik. LM35 merupakan sensor suhu yang paling banyak digunakan, karena selain harganya terjangkau juga linearitasnya lumayan bagus.

LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ±1/4°C pada temperature ruangan dan ±3/4°C pada kisaran -55°C sampai +150°C[6].

Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran listrik, yaitu tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1°C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 volt pada suhu 150°C.

LM35 memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut:

1. Dikalibrasi langsung dalam derajat Celcius.

2. Memiliki faktor skala linear +10,0mV/°C.

3. Jangkauan maksimal suhu antara -55°C sampai 150°C.

Sensor suhu LM35 merupakan IC sensor temperature yang akurat yang tegangan keluarannya linear dalam satuan Celcius. LM35 memiliki impedansi keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian membuat proses pembacaan lebih mudah.

2.5 Motor DC

Gambar 2.9. Konstruksi Motor DC [7]

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tegangannya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. gambar 2.9 menunjukkan konstruksi motor DC[7].

Motor DC memiliki 2 bagian dasar :

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah coil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah coil dimana arus listrik mengalir.

2.6 Relay

Gambar 2.10 Relay[8]

Relay berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada coil. Ada 2 macam relay berdasarakan tegangan untuk menggerakkan coil, yaitu AC dan DC[8].

Relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik sehingga kumparan mempunyai sifat sebagai magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk menggerakkan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri arus listrik maka kumparan akan terjadi kemagnetan dan menarik logam tersebut, saat arus listrik diputus maka logam akan kembali pada posisi semula.

Prinsip kerja relay :

Gambar 2.11. Prinsip kerja relay[8]

Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedangkan contact adalah saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik pada coil [8].

Ketika coil mendapat energy listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik pegas dan contacts akan tertutup.

Untuk dapat menggunakan transistor sebagai saklar maka transistor dikonfigurasi sehingga bekerja di daerah cut-off dan saturasi [4]. Perubahan ini dapat digunakan untuk mengaktifkan relay atau sebagai input bagi mikrokontroler. Transistor yang berada dalam keadaan saturasi seperti sebuah saklar yang tertutup sedangkan transistor saat cutoff seperti sebuah saklar yang terbuka. Perhitungan besarnya arus basis pada konfigurasi Gambar 2.8 adalah sebagai berikut :

𝐼𝐵 = ^𝑉^𝐵𝐵_𝑅^−𝑉^𝐵𝐸

𝐵 (2.5) Beta DC

( )

β sebuah transistor merupakan rasio arus kolektor DC dengan arus basis DC, dapat dihitung dengan persamaan berikut :

β = ^𝐼^𝐶

𝐼_𝐵

(2.6) Sehingga diperoleh juga persamaan untuk IBmin sebagai berikut :

𝐼

_{𝐵𝑚𝑖𝑛}^𝐼^{𝐶𝑠𝑎𝑡}_𝛽

(2.7) Arus IC saturasi (ICsat)dapat diperoleh pada saat nilai VCE = 0, sehingga besarnya arus Ic saturasi dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut :

𝐼

_{𝐶𝑠𝑎𝑡}

=

^𝑉_𝑅^𝑐𝑐

𝑐

(2.8)

Gambar 2.12. Konfigurasi transistor sebagai saklar[4]

2.7 Limit Switch

Gambar 2.13 Simbol dan bentuk limit switch[9]

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol[9]. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada gambar 2.13.

Limit switch umumnya digunakan untuk : memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain[9]. Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi limit switch dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14 Konstruksi limit switch[9]

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perancangan pembuatan ” Produksi Obat Asma Seduh Berbasis Mikrokontroler ATmega8535 “ mulai dari diagram alir sistem, perancangan hardware baik dari segi mekanik maupun elektronik, dan juga perancangan perangkat lunak.

3.1 Diagram Blok Sistem

Akar sengggugu Pemotongan

dengan blender Pengeringan Penyeduhan Hasil penyeduhan

Gambar 3.1. Diagram blok sistem

Diagram blok sistem penelitian pada gambar 3.1 menunjukkan urutan cara kerja sistem. Sistem terdiri dari tiga bagian utama, yaitu proses pemotongan, proses pengeringan, dan proses penyeduhan.

Proses pemotongan menggunakan blender sebagai mesin pemotong, dengan akar senggugu sebagai input. Proses pengeringan menggunakan lempengan besi untuk penjepit heater. Proses penyeduhan berperan menghasilkan seduhan dari akar senggugu yang siap untuk diminum.

Kendali utama sistem berada di mikrokontroler ATmega8535. LCD digunakan sebagai tampilan data yang dikeluarkan dari sensor temperature LM35.

Sistem ini akan bekerja jika akar senggugu dimasukan lalu aktifkan tombol start, kemudian mikrokontroler akan mengaktifkan relay untuk menghidupkan blender selama 5 menit. Setelah itu mikrokontroler akan mengontrol motor 1 melalui driver motor 1 untuk mengangkat blender selama 5 detik.

Proses selanjutnya, mikrokontroler akan mengontrol motor 2 melalui driver 2 untuk menuangkan dengan selama 10 detik.

Pada proses pengeringan, mikrokontroler akan mengaktifkan relay untuk menghidupkan heater. Dalam proses pengeringan terdapat sensor LM35 sebagai pendeteksi suhu. Proses ini akan berlangsung selama 4 menit 27 detik dengan suhu pengeringan yaitu 60°C.

Setelah proses pengeringan selesai dilanjutkan dengan proses penyeduhan.

Pada proses penyeduhan, mikrokontroler akan mengaktifkan kran air jika suhu air telah mencapai 100°C.

Setelah itu air akan keluar menuju gelas. Proses penyeduhan berperan menghasilkan seduhan dari akar senggugu yang siap untuk diminum.

3.2 Perancangan Hardware

Hardware menjadi salah satu bagian paling penting untuk membangun suatu sistem untuk dapat berjalan dengan baik. Pada penelitian ini, hardware dibagi dalam dua kategori, yaitu hardware mekanik dan hardware elektronika.

3.3 Hardware Mekanik

Hardware mekanik berisi komponen-komponen mekanik yang disusun membentuk suatu sistem mekanik yang berupa urutan dari proses alat. Komponen penyusun sistem terlihat seperti pada gambar 3.2.

Gambar 3.2. Desain Mekanik Keseluruhan

Keterangan gambar :

1. Motor 1 5. Gelas

2. Motor 2 6. Pemanas air

3. Kotak komponen 7. Kran

4. Blender 8. Heater pengering

Cara kerja:

Pertama, akar senggugu dimasukan kedalam blender untuk proses pemotongan. Setelah blender pada kondisi OFF, motor 1 akan naik mengangkat blender, kemudian motor 2 akan ON dan menumpahkan akar senggugu kedalam gelas untuk dikeringkan dengan suhu 60̊C lalu motor 2 OFF, lalu air akan keluar melalui kran setelah suhu pada pemanas air pada keadaan 100̊C.

3.4 Hardware Elektronika

Perancangan Hardware elektronika diperlukan dalam penyusun sistem, dikarenakan hardware elektronika merupakan salah satu bagian penting sistem ini

agar sistem dapat dikendalikan. Komponen penyusun hardware elektronika meliputi rangkaian pengendali, rangkaian penggerak (driver), rangkaian sensor, dan rangkaian penampil.

3.4.1 Minimum Sistem ATmega8535

Rangkaian minimum sistem berfungsi sebagai I/O untuk mengolah data dari sensor LM35 kemudian digunakan sebagai input untuk proses pengeringan.

Mikrokontroler ATmega8535 sendiri telah dilengkapi dengan osilator internal (On Chip Osilator) yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Namun, osilator ini maksimal 8Mhz. Sehingga penulis menambahkan sebuah kristal dan dua buah kapasitor pada Pin XTAL1 dan Pin XTAL2. Rangkaian osilator pada perancangan ini menggunakan kristal 12 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.3.

Gambar 3.3. Rangkaian osilator

Rangkaian minimum sistem disediakan juga fasilitas reset yang berguna untuk membuat mikrokontroler memulai kembali pembacaan program dari awal.

Prinsipnya, jika tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah atau tegangan catu nol maka mikrokontroler akan mengulang proses dari awal lagi. Rangkaian reset untuk minimum sistem terlihat seperti pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Rangkaian reset untuk minimum sistem

Pengolahan data dari sensor LM35 menggunakan port A pada mikrokontroler karena terdapat fungsi ADC di dalamnya. Port D digunakan sebagai input rangkaian driver karena terdapat fungsi PWM didalamnya. Secara keseluruhan gambar minimum sistem mikrokontroler ATmega8535 ditunjukkan oleh gambar 3.5 dan penggunaan port–port pada mikrokontroler ditunjukan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler

Gambar 3.5. Rangkaian minimum sistem

3.4.2 Driver Motor

Gambar 3.6. Rangkaian driver motor 1

Gambar 3.7. Rangkaian driver motor 2

Rangkaian driver berfungsi sebagai pengendali kecepatan motor menggunakan IC driver L298. Port-port yang digunakan sebagai pengendali kecepatan motor adalah port D.4 dan port D.5. port D.0 - port D.3 pada mikrokontroler digunakan sebagai komunikasi antara mikrokontroler dengan driver. Pin enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi antara 00h – 3FFh (10 bit). Motor DC membutuhkan pulsa PWM dan pengaturan OCR1A/OCR1B untuk menentukan arah putaran motor. Pengaturan program ini bertujuan untuk membangkitkan pulsa PWM yang digunakan untuk mengendalikan putaran motor pada proses naik dan menuangkan blender. Modulasi PWM dilakukan dengan cara merubah lebar pulsa dari suatu pulsa data. Untuk memperoleh lebar pulsa yang akan digunakan pada mode fast PWM, dilakukan pengaturan register sebagai berikut :

1. TCCR1A = 0b11100000

Bit 7:6 dan bit 4:3 merupakan pengaturan keluaran pada Pin OCR1A/OCR1B pada mode fast PWM.

2. TCCR1B = 0b00001001

Bit 4:3 dilikukan untuk menentukan mode operasi Timer/Counter1 yaitu fast PWM.

Bit 2:0 merupakan bit pengatur prescaler clock yang masuk ke dalam register TCNT1. Clock osilator yang digunakan sama dengan clock CPU yaitu 12Mhz.

Untuk menentukan frekuensi fast PWM dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.2 sehingga diperoleh nilai sebagai berikut :

𝑓𝑂𝐶𝑛𝑥𝑃𝑊𝑀 = 𝑓𝑐𝑙𝑘𝑖/𝑜 𝑁. (1 + 𝑇𝑂𝑃)

𝑓𝑂𝐶𝑛𝑥𝑃𝑊𝑀 = 12𝑀ℎ𝑧

256. (1 + 1024) 𝑓𝑂𝐶𝑛𝑥𝑃𝑊𝑀 = 45.73 𝐻𝑧

Penelitian ini menggunakan 2 buah IC driver L298, hal tersebut bertujuan untuk menghindari kerusakan pada IC, rangkaian driver dapat dilihat pada gambar 3.6 dan gambar 3.7. Kapasitas arus pada IC L298 adalah 4A, sedangkan kedua motor yang digunakan membutuhkan arus masing-masing adalah 2A.

3.4.3 Sensor LM35

Gambar 3.8. Rangkaian sensor LM35

Penelitian ini menggunakan sensor temperature LM35 yang berfungsi sebagai pendeteksi suhu. Sensor ini akan mendeteksi suhu yang terdapat pada heater pengering sebagai masukan ke mikrokontroler. Port yang digunakan pada

mikrokontroler ATmega8535 untuk sensor LM35 adalah port A.6 dan port A.7, karena terdapat fungsi ADC.

Berdasarkan gambar 3.8, untuk mengaktifkan sensor dibutuhkan tegangan input catu daya sebesar 4V sampai 20V. Pada kaki 1 dihubungkan pada supply positif, kaki 2 sebagai output sensor, dan kaki 3 dihubungkan ke ground.

Selanjutnya output sensor dihubungkan pada portA.7. Tegangan referensi (𝑣_𝑟𝑒𝑓) dari pin AREF sebesar 5V, dengan suhu yang diukur yaitu 60̊ C. Resolusi yang digunakan pada perancangan ini adalah 10 bit. Berikut perhitungan nilai ADC :

Untuk suhu 60̊ C, tegangan yang dihasilkan adalah 0,6 volt Nilai ADC = 𝑉𝑖𝑛

𝑣𝑟𝑒𝑓 x 1024

=0,6

5 x 1024 = 123

Jadi, nilai ADC yang diinginkan untuk rentang suhu antara 60̊ C adalah 123.

3.4.4 Rangkaian Penampil ( LCD )

Gambar 3.9. Rangkaian LCD

LCD yang digunakan yaitu LCD LMB162 dengan lebar display 2 baris 16 kolom yang konfigurasinya dapat dilihat pada gambar 3.9. Pada perancangan LCD

digunakan satu buah potensiometer sebesar 10KΩ dengan fungsi untuk mengatur contras dan backlight dari LCD. Interface LCD berfungsi untuk memudahkan dan mempercepat pembacaan dan penulisan data dari keadaan atau status dari masing-masing proses. Berikut penggunaan port–port pada LCD ditunjukan pada tabel 3.2.

Tabel 3.2. Penggunaan Port-Port pada LCD

3.4.5 Perancangan Relay

Gambar 3.10. Rangkaian relay

Rangkaian relay ini berfungsi untuk mengaktifkan blender, heater, dan kran air. Rangkaian ini menggunakan transistor yang berfungsi sebagai saklar untuk mengaktifkan blender, heater, dan kran air. Rangkaian relay ditunjukkan pada gambar 3.10.

Pada perancangan perangkat keras rangkaian relay, sumber tegangan relay 12 volt dan nilai resistansi relay sebesar 400Ω berdasarkan hardware yang digunakan, sehingga dengan menggunakan persamaan 2.8 diperoleh nilai arus kolektor saturasi sebagai berikut :

𝐼

_{𝑐𝑠𝑎𝑡}

=

_400Ω^12𝑣 ^{= 30x10}^-3^A

Transistor 2N2222 memiliki beta DC (β) sebesar 100 sehingga berdasarkan persamaan 2.7, nilai arus basis minimum (I_Bmin) diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut :

I

Bmin = ^30𝑥10

−3𝐴

100 = 3𝑥10⁻⁴ A

Nilai tegangan output dari port mikrokontroler diketahui sebesar 5V sebagai nilai tegangan V_BB, sehingga besarnya nilai resistor basis maksimum (R_B) dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.5 sebagai berikut :

RB = ^{5𝑣−0.7𝑣}

3𝑥10⁻⁴𝐴

=

^14333.33^Ω

Nilai R_B dipilih sebesar 10kΩ dengan pertimbangan agar lebih mudah diperoleh di pasaran dan agar arus basis (Ib) yang dihasilkan lebih besar dari batas minimumnya.

Oleh karena itu, nilai arus basis yang diperoleh dengan persamaan 2.5 sebagai berikut :

IB = ^{5𝑣−0.7𝑣}

10𝑘Ω

=

^4.3×¹⁰⁻⁴^A

3.5 Perancangan Perangkat Lunak 3.5.1 Flowchart Utama

Gambar 3.11. Diagram alir utama

Diagram alir ditunjukkan pada gambar 3.11. Program utama menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Setelah tombol di ON kan, mikrokontroler akan melakukan proses pemotongan, kemudian proses selanjutnya mikrokontroler akan melakukan proses pengeringan dan panaskan air. Heater pengering dan pemanas air aktif secara bersamaan. Pemanas air akan selalu ON dengan suhu 100̊ C. Setelah itu, pemanas air akan OFF, kemudian relay akan ON, lalu kran air terbuka, maka air akan mengalir melalui kran menuju gelas lalu OFF.

Diagram alir utama dapat dilihat pada gambar 3.11.

3.5.2 Flowchart Pemotongan

Diagram alir proses pemotongan ditunjukkan pada gambar 3.12. Proses ini dipakai untuk melakukan pemotongan yang menggunakan blender. Jika tombol start ditekan, blender akan kondisi ON selama 1 menit. Kemudian timer akan OFF

dan blender OFF. Lalu motor 1 akan berada pada kondisi ON searah jarum jam dan motor 2 OFF. Jika limit switch 1 ON, maka motor 1 OFF dan motor 2 ON searah jarum jam untuk menuangkan akar senggugu yang ada pada blender. Jika limit switch 2 ON, maka motor 1 OFF dan motor 2 OFF. Kemudian motor 2 ON berlawanan arah jarum jam untuk kembali ke posisi semula. Jika limit switch 3 ON, maka motor 2 OFF dan motor 1 ON berlawanan dengan arah jarum jam untuk turun ke posisi semula. Jika limit switch 4 ON, maka motor 1 OFF dan motor 2 OFF. Kemudian akan kembali ke program utama. Diagram alir pemotongan dapat dilihat pada gambar 3.12.

Dalam dokumen PRODUKSI OBAT ASMA SEDUH BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 (Halaman 31-0)