Lampiran A Program Keseluruhan dari sistem
#include "Timer.h"
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(6, 7, 9, 10, 11, 12);
Timer t; int count = 0;
void setup() {
DAFTAR PUSTAKA
1. Hartono, Jogianto 2011, “Konsep Dasar Pemrograman”. Yogyakarta Penerbit Andi.
2. Budioko, Totok. 2005. “Belajar dengan Mudah dan Cepat Pemrograman Bahasa C dengan SDCC (Small Device C Compiler) Pada Mikrokontroler AT 89X051/AT 89C51/52 Teori, Simulasi dan Aplikasi”. Yogyakarta. Penerbit Gava Media.
3. http://bagusprehan.blogspot.com/2013/12/konfigurasi-pin-lcd-16x2.html Diakses, Medan 17 juni 2015
4. http://wonghertz.wordpress.com/2010/05/31/frekuensi-adalah/ Diakses, Medan 20 juni 2015
5. http://copyopaste.blogspot.com/2011/04/teori-mikroprosesor-mikrokontroller.html
BAB III
BAB IV
PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISA DATA
% Error =
Alat Ukur Frekuensi Gelombang Multimeter Digital (Sanwa)
F = 69,5 Hz F= 70,0 Hz
F = 66,5 Hz F= 6,70 Hz
F= 59,5 Hz F= 59,9 Hz
F= 60,0Hz F= 60,0Hz
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Telah berhasil dibuat suatu alat ukur frekuensi gelombang digital berbasis Arduino Nano dan menggunakan IC LM555 sebagai pembangkit frekuensi.
2. Bahwa terkadang dalam pengkalibrasian dengan osiloskop digital untuk frekuensi lebih dari 2Hz akan muncul kesalahan sebesar 1Hz
3. Adanya perancangan alat ukur frekuensi gelombang digital ini salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
5.2. Saran
BAB II
LANDASAN TEORI
Landasan teori sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem. Selain dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu sistem. Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka landasan teori merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya. Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan realisasi alat meliputi Arduino Nano, IC NE555, LCD dan program.
1. Mikrokontroler
Pengetahuan tentang perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software) diperlukan untuk memahami mikrokontroler. Hal ini dikarenakan kedua komponen tersebut merupakan dasar dari kerja mikrokontroler. Dalam sebuah mikrokontroler biasanya terdapat ROM (Read-Only Memory), RAM (Random-Access Memory), portkeluaran/masukan (I/O) dan beberapa komponen pendukung (peripheral) seperti: pencacah/pewaktu, ADC (Analog-to-Digital
Converter), DAC (Digital-to-Analog Converter) dan port komunikasi serial.
Pada umumnya, mikrokontroler terdiri dari 3 komponen utama yaitu: ALU (Arithmetic Logic Unit) untuk melakukan perhitungan data, sekumpulan pengingat (register) untuk memegang data pengguna dan unit pengendali yang mengatur aliran data dari pengingat (register) ke AL.Berdasarkan komponen yang terdapat dalam mikrokontroler, dapat dikatakan mikrokontroler unggul dalam hal kecepatan akses dibandingkan mikroprosesor. Hal ini dikarenakan sudah tersedianya unit memori dalam serpih (chip)yang sama. Akan tetapi, kemampuan menyimpan data mikrokontroler, baik di ROM maupun RAM, lebih sedikit. Hal ini dapat disiasati dengan penambahan unit memori luar.
1.1 Sejarah mikrokontroler
Mikrokontroler dikembangkan dari mikroprosesor. Berikut ini sejarah perkembangan teknologi mikroprosesor dan mikrokontroler.
• Tahun 1694, Gottfriend Wilhelm Leibniz membuat mesin mekanik yang dapat melakukan operasi +, -, *, /, dan akar kuadrat.
• Tahun 1835, Charles Babbage mengusulkan computer digital pertama didunia menggunakan punched card untuk data dan instruksi, serta
program control dengan unit aritmatika dan unit penyimpanan.
• Tahun 1850, George Booble mengembangkan symbolic logic termasuk
operasi binary (AND, OR, dll).
• Tahun 1946, von Neumann menyarankan bahwa instruksi menjadi kode numerik yang disimpan pada memori. Computer dan semua desain mikrokontroler didasarkan pada komputer Von Neumann.
• Tahun 1948, transistor ditemukan. Dengan dikembangkan konsep software. Pada tahun 1948 mulai adanya perkembangan hardware penting seperti transistor.
• Tahun 1959, IC (Intergrated Circuit) pertama dibuat.
• Tahun 1971, intel 4004 dibuat, yang merupakan mikroprosesor pertama. Terdiri dari 2250 transistor. Kemudian intel membuat intel 8008, mikroposesor 8 bit. Semakin besar ukuran bit berarti mikroposesor dapat memproses lebih banyak data.
• Tahun 1972, TMS 1000, buatan Texas Instrumen , mikrokontroler pertama yang dibuat.
• Tahun 1978, mikroprosesor 16 bit menjadi lebih umum digunakan yaitu Intel 8086, Motorola 68000 dan Zilog Z8000. Sejak saat itu pabrik mikroprosessor terus mengembangkan mikroprosessor dengan berbagai keistimewaan dan arsitektur. Mikroprosessor yang dikembangkan termasuk mikroprosessor32 bit seperti intel Pentium, Motorola Dragon Ball, dan beberapa mikrokontroler yang digunakan ARM core.
2. Arduino
Arduino adalah sebuah platform open source yang banyak digunakan untuk membuat proyek-proyek elektronika. Arduino terdiri dari dua bagian utama, yaitu hardware dan software. Hardware Arduino adalah sebuah papan sirkuit fisik (mikrokontroler), sedangkan software Arduino adalah sebuah perangkat lunak atau IDE (Integrated Development Environment) yang berjalan pada komputer. Arduino IDE digunakan untuk menulis dan meng-upload kode dari komputer ke papan sirkuit fisik (mikrokontroler). Tidak seperti kebanyakan papan sirkuit pemrograman sebelumnya, Arduino tidak lagi membutuhkan perangkat keras terpisah (disebut programmer atau
downloader) untuk meng-upload kode baru ke dalam mikrokontroler.
namun sebagian besar Arduino memiliki komponen utama yang sama. Pada rancang bangun pintu otomatis dua arah ini, penulis akan menggunakan Arduino Nano.
2.2 Arduino Nano
Arduino nano merupakan papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino nano memiliki 14 digital pin input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB Mini-B, sebuah header ICSP dan sebuah tombol reset. Pin sendiri adalah tempat untuk menghubungkan kabel untuk membuat suatu rangkaian atau titik-titik pada papan yang dihubungkan dengan sejumlah kabel penghubung.
Gambar : 2.1 Arduino Nano
Spesifikasi pada Arduino Nano adalah sebagai berikut: • Mikrokontroler : ATmega328
• Tegangan Operasi : 5V
• Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)
• Pin Analog input : 8
• Arus DC per pin I/O : 40 mA
• Flash Memory : 32 KB dengan 2 KB digunakan untuk bootloader
• SRAM : 2 KB • EEPROM : 1 KB
• Kecepatan Pewaktuan : 16 Mhz
3. Frekuensi
Frekuensi adalah banyaknya jumlah getaran (gelombang / putaran / prulangan) dalam satuan waktu. Untuk memperhitungkan frekuensi, harus menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa.dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan Hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika jerman heinrich Rudolf hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frkuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali gelombang per detik.
Secara alternative, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian/peristiwa, lalu memperhitungkan frekuensi (ƒ) dengan menggunakanrumus 1 :
revolusi (alias siklus) per detik (hertz) atau radian / detik (di mana 1 siklus sesuai dengan radian).
3.1 Perioda
Perioda berhubungan erat sekali dengan frekuensi. Periode didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 buah getaran (gelombang / putaran / perulangan). Satuan perioda adalah detik, dengan symbol untuk perioda adalat T. Perioda adalah waktu yang diperlukan untuk 1 panjang gelombang atau sering dinyatakan dalam rumus 2 :
T = 1 / f (detik)………(2) 3.2 Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Dalam sebuah gelombang sinus, panjang gelombang adalah jarak antara puncak.:
Perioda yang dinyatakan dalam satuan panjang tersebut disebut Panjang Gelombang dengan satuan meter dan symbol . Berbeda dengan perioda maka besarnya Panjang gelombang jika dihubungkan dengan frekuensi adalah tergantung pada kecepatan rambatan cahaya dalam ruang hampa. Persamaan panjang gelombang dinyatakan oleh rumus 3 :
………..(3)
Dimana:
λ = panjang gelombang dalam meter
c = kecepatan cahaya dalam m/det = 3 × Meter / detik f = frekuensi dalam detik
Multivibrator adalah rangkaian yang dapat dihasilkan sinyal kontinyu, yang digunakan sebagai pewaktu dari rangkaian-rangkaian digital sekuensial. Dengan input clock yang dihasilkan oleh sebuah multivibrator, rangkaian seperti counter, shift register maupun memory dapat menjalankan fungsinya dengan benar.
Multivibrator digunakan untuk menghasilkan tegangan AC gigi-gergaji atau gelombang-persegi, untuk membangkitkan frekuensi dasar dengan banyak hermonik, dan untuk menimbulkan tegangan untuk menyalakan dan memadamkan rangkaian elektronik gerbang atau sakelar.
Berdasarkan bentuk sinyal output yang dihasilkan, ada 3 macam multivibrator:
a. Multivibrator bistable : ditrigger oleh sebuah sumber dari luar (eternal source) pada salah satu dari dua state digital. Ciri khas dari multivibrator ini adalah state-nya tetap bertahan pada nilai tertentu, sampai ada trigger kembali yang mengubah ke nilai yang berlawanan. SR Flip-flop adalah contoh multivibrator bistable.
b. Multivibrator astable : adalah oscillator free running yang bergerak di dua level digital pada frekuensi tertentu dan duty cycle tertentu.
4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan berbagai bidang misalnya alat-alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar computer. Pada postingan aplikasi LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 × 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixe!) yang terdiri dari satu buah Kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah: • Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris
No.Pin
Nama Keterangan
1 GND Graound
2 VCC +5v
3 VEE Contras
4 RS Register Select
5 RW Read/Write
6 E Enable
7-14 D0-D7 Data Bit 0-7
15 A Anoda (Back Light)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya serta meringankan pekerjaan yang ada. Salah satu teknologi yang sedang berkembang saat ini adalah mikrokontroler. Mikrokontroler adalah keluarga mikroprosesor yaitu sebuah chip yang dapat melakukan pemprosesan data secara digital sesuai dengan perintah bahasa asembley yang diberikan. Dengan memanfaatkan mikrokoktroler ini dapat diciptakan suatu alat secerdas computer tetapi dengan biaya yang relative lebih murah dari pada computer.
meng-upload kode baru ke dalam mikrokontroler. Arduino hanya membutuhkan kabel
USB untuk meng-upload kode tersebut ke mikrokontroler. Selain itu, bahasa pemrograman yang digunakan arduino lebih mudah. Arduino menggunakan bahasa pemrograman C dengan versi yang telah disederhanakan. Hal ini lah yang membuat penggunaan Arduino sangat populer. Terdapat banyak jenis papan Arduino yang dapat digunakan dengan tujuan berbeda. Beberapa papan memiliki spesifikasi yang berbeda, namun sebagian besar Arduino memiliki komponen utama yang sama. Pada rancang bangun pintu otomatis dua arah ini, penulis akan menggunakan Arduino Nano.
1.2 Rumusan Masalah
Laporan proyek ini membahas tentang perancangan frekuensi meter osilator IC LM555 berbasis Ardiuno Nano, Osilator rangkaian yang menghasilkan gelombang yang akan diukur frekuensinya, IC LM555 sebagai pembangkit pulsa,Arduino Nano sebagai pemroses/kontroler, dan LCD penampil frekuensi.
1.3. Tujuan Penulisan
Penulisan laporan proyek ini adalah untuk:
1. Membuat suatu alat yang mampu untuk mengukur frekuensi. 2. Mengetahui prinsip kerja osilator dan Arduino Nano sebagai
kontroler.
3. Sebagai sumber rujukan untuk mahasiswa baru sebagai bahan pembelajaran.
1.4. Batasan Masalah
Desain peralatan dibatasi :
1. Osilator menggunakan IC LM555 sebagai pembangkit pulsa 2. Arduino yang digunakan adalah Arduino Nano
3. LCD digunakan sebagai penampil frekuensi
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarmya prinsip kerja dari pengukuran frekuensi gelombang digital berbasis Arduino Nano, maka penulis menulis Tugas Akhir ini dengan urutan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi judul latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan tugas akhir ini.
BAB II : LANDASAN TEORI
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
PERANCANGAN FREKUENSI METER OSILATOR IC
LM555 BERBASIS ARDUINO NANO
ABSTRAK
PERANCANGAN FREKUENSI METER OSILATOR IC
LM555 BERBASIS ARDUINO NANO
TUGAS AKHIR
INDRA KHARISMAWAN
112411079
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI & INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
TUGAS AKHIR
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, Dosen Pembimbing laporan akhir 2 menyatakan bahwa laporan tugas akhir dari:
Indra Kharismawan NIM:
112411079
Dengan judul:
PERANCANGAN FREKUENSI METER OSILATOR IC
LM555 BERBASIS ARDUINO NANO
Telah selesai diperiksa dan layak diajukan untuk pertanggung jawaban laporan Tugas Akhir 2
Diluluskan di Medan, 09 Juli 2015
Ketua Program Studi Dosen Pembimbing
D3 Metrologi dan Instrumentasi Tugas Akhir 2
Drs. Diana A Barus M,Sc_ Drs. Aditia Warman, M.Si
PERNYATAAN
PERANCANGAN FREKUENSI METER OSILATOR IC
LM555 BERBASIS ARDUINO NANO
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir 2 ini adalah hasil kerja saya sendiri
Medan, 09 Juli 2015
Indra Kharismawan
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuai waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Adapun judul Tugas Akhir 2 ini adalah
PERANCANGAN FREKUENSI METER OSILATOR IC
LM555 BERBASIS ARDUINO NANO
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ayahanda dan Ibunda tercinta, yang selalu mendoakan dan mendukung saya beserta abang dan adik-adik.
2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Drs. Diana alemia Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian laporan ini.
4. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si, selaku dosen pembimbing di Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Proyek ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, 27Juli2015
DAFTAR ISI BAB II LANDASAN TEORI ... 5
1. Mikrokontroler... 5
1.1 Sejarah Mikrokontroler ... 6-7 2. Arduino ... 8-9 2.2 Arduino Nano ... 9-10 3. Frekuensi... 10-11 3.1 Perioda... 11
3.2 Panjang Gelombang ... 11
3.3 Multivibrator ... 12
4. LCD ... 13-14 BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 15
3.1 Diagram Blok Rangkaian... 15
3.2 Gambar Rangkaian ... 15
3.3 Gambar Rangkaian ... 15
BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISA DATA... 16
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 18
5.1 Kesimpulan... 18
5.2 Saran... 18
