PERANCANGAN ALAT UKUR JARAK DENGAN
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
DiajukanUntukMelengkapiTugas Dan MemenuhiSyaratMemperolehAhliMadya
NIM. 112408011
SUENG RUT CAHAYA NAIBAHO
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
MEDAN
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul :PerancanganPendeteksiJarakDenganTampilan LCD BerbasisMikrokontroller ATmega8535
Kategori : Tugas Akhir
Nama / NIM : Sueng Rut C Naibaho / 112408011 Program Studi : Fisika D-III
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam Universitas Sumatra Utara
Disetujui di Medan, Juni 2014
DisetujuiOleh
Ketua Program StudiPembimbing,
NIP.197412072000122001NIP. 195609181985031002
LEMBAR PERNYATAAN
PERANCANGAN PENDETEKSI JARAK DENGAN TAMPILAN LCD BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
TUGAS PROYEK
Saya $mengakui bahwa tugas proyek ini adalah hasil karya sendiri.Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,Juni 2014
S
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan yang mahaEsa atas
rahmat-Nyakhirnya TugasAkhir dengan judul
“PerancanganPendeteksiJarakDenganTampilan LCD BerbasisMikrokontrolerATmega 8535” dapat diselesaikan.TugasAkhir ini
merupakan satu persyaratan guna menyelesaikan Pendidikan Diploma D-IIIUntukmeraihgelarAhliMadya di DepartemenFisika Universitas Sumatera Utara.
Atas bantuan serta dorongan yang telah diberikan Saya mengucapkanterima kasih kepadaAyah danBundatersayang yang selalumendukungdanmendoakankuhinggaTugasAkhiriniselesai, Bapak Dr. BismanPerangin-angin,M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan memberikan arahan hingga terselesainya TugasAkhir ini, dan juga kepada Ibu Dr. Susilawati, M.Si dan Bapak Dr.PerdinanSinuhai, MS. selaku Ketua dan Sekretaris Program Study D-III Fisika, serta kepada seluruh staff pengajar di Departemen Fisika yang telah memberikan bekal pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua tercinta atas didikan, nasehat dan doa selama ini kepada penulis, dan juga kepada rekan-rekan yang ada di Departemen Fisika atas bantuannya.
Penulis mengharapkan koreksi dari pembaca yang sifatnya membangun kearah satu penyempurnaan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga TugasProyek ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli2014 Penulis,
ABSTRAK
Perkembanganteknologielektronikaterutamadibidangmikrokontrolerterjadisangatp esat.Telahbanyakpenerapandanpemanfaatanmikrokontroleryangbergunadalamkehi dupansehari-harimaupundalampenelitiandilaboratorium.Padatugas Proyek inidigunakanmikrokontrolerATmega
8535produkdariATMELsebagaipengukurjarakdenganmenggunakanUltrasonicDist anceSensoruntukmengetahuijaraksuatubendadengankeakuratanyangtinggi.Sensor
ultrasonic memilikifrekuensisebesar 40 KHz. Sensor initerdiridaripemancardanpenerimagelombang
ultrasonic.Rangkaianpemancarakanmemancarkangelombang ultrasonic dalamwaktu 200 µs. gelombanginimelaluiudaradengankecepatankuranglebih 344
m/det. Jikagelombanginimengenaisuatuobjek, makagelombanginiakandipantulkankembalikepenerimadari sensorultrasonic.
Metodeyangdigunakanialahdenganmemanfaatkan(Timer/Counter)yangsudahadad alammikrokontroler.MikrokontrolerATmega
8535memilikikecepatanpembangkitfrekuensihingga8MHz,kemampuanpencacah
8-bit,sertadenganmenggunakanbahasaCsebagaibahasapemrogramannya.CodeVision AVRmerupakansalahsatuperangkatlunakyangmenggunakanbahasaC.CodeVision
AVRdirancangdenganmempertimbangkansifat-sifatpengkodeanbahasaCsehinggaprogramyangdihasilkan compiler bias sekecilmungkindansecepatmungkin.Hasilperancanganalatiniakandidapatkanpengu kuranjarakbendadarisensorgelombang ultrasonic denganmikrokontrolerAtmega 8535.
ABSTRACT
The development of electronic technology, especially in the field of microcontrollers occur very rapidly. Has a lot of application and utilization of microcontrollers that are useful in everyday life as well as in the research laboratory. In this project task used ATmega 8535 microcontrollers from Atmel products as a measure of distance by using Ultrasonic Distance sensor to determine the distance of an object with high accuracy. Ultrasonic sensor has a frequency of 40 KHz. The sensor consists of a transmitter and receiver of ultrasonic waves. Transmitter will emit a series of ultrasonic waves in a time of 200 microseconds. This wave through the air at speeds of approximately 344 m / sec.If this wave of an object, then this wave will be reflected back to the receiver of ultrasonic sensors. The method used is to utilize (Timer / Counter) that already exist in the microcontroller. Microcontroller ATmega 8535 has speeds up to 8MHz frequency generator, the ability of 8-bit counter, as well as using the C language as a programming language. Code Vision AVR is one of the software that uses Code Vision AVR C language was designed by considering the encoding properties of the C language compiler generated so that a program can be as small as possible and as quickly as possible. The result of the design of this tool will be obtained from the object distance measurement ultrasonic wave sensor with a microcontroller Atmega 8535.
DAFTAR ISI
2.1.4. KonstantadanVariabel ... 9
2.1.5. Komentar ... 10
2.1.6. Operator Aritmatika ... 10
2.1.6. Operator Pembanding ... 11
2.1.7 OperatorLogika. ... 12
2.1.8.FungsiPustaka ... 12
2.2.MikrokontrollerATmega 8535 ... 13
2.2.1.PengertianMikrokontroller ... 13
2.2.3. Konfigurasi Pin ATmega8535 ... 19
2.2.4.KontruksiATmega 8535 ... 22
2.3. LCD ( Liquid Crystal Display ) ... 25
2.4. Sensor JarakUltrasonik Ping ... 30
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ... 33
3.1.RangkaianPerangkatKeras (Hardware) ... 33
3.1.1. Blok Diagram Rangkaian ... 33
3.1.2PerancanganRangkaianMikrokontrolerATmega 8535 ... 34
3.1.3.PerancanganRangkaian Sensor Ping ... 35
3.1.4.PerancanganRangkaian LCD Display ... 38
3.1.5. PerancanganRangkaian Buzzer ... 40
3.2.Perancangan RangkaianAlatUkurPendeteksiJarak ... 41
3.3.RangkaianCatuDaya... 42
3.4.Peancangan Software (PerangkatLunak) ... 43
3.4.1.Langkah – LangkahPembuatan Program ... 43
3.4.2.Perancangan Program KendaliAlatUkur PendeteksiJarak ... 48
3.4.3. Flowchart ProgramPendeteksiJarak ... 51
3.4.4 ProgramKomunikasi ……… …….. 54
3.4.5 Program ke Display LCD…..……….55
3.4.6 Program Ke Buzzer ………..56
3.4.7 Program Pengolahan Data ………... 57
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA ... 60
4.1.PengujianAlat ... 60
4.1.1.Pengukuran Pin IC Mikrokontroller AT mega 8535 ... 61
4.2.PengukuranWaktuPantul Sensor Ultrasonik ... 64
4.2.1.TampilanGrafikPengukuranWaktuPantul Sensor Ultrasonik ... 65
4.2.2. Analisa Data……….68
4.2.3.AnalisaPengujian Sensor Ping Parallax………... .69
4.3. Pengujian Program Bahasa C………..71
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN……….79
5.1.Kesimpulan……… 79
5.2. Saran………79
DAFTAR TABEL
Tabel Judul Halaman
2.1. Tipe Data ... 9
2.2. OeratorAritmatika ... 10
2.3. Operator Pembanding ... 11
2.4. Operator Logika ... 12
2.5. Deskripsi pin MikrokontrollerATmega 8535 ... 19
2.6. OperasiDasar LCD ... 28
2.7. Konfigurasi Pin LCD ... 29
4.1. HasilPengukuran Pin IC MikrokontrollerATmega 8535 ... 61
4.2. HasilPengukuran Pin LCD ... 63
4.3. HasilPengukuranWaktuPantul Sensor Ultrasonik ... 65
DAFTAR GAMBAR
Gambar Judul Halaman
2.1. KemasanMikrokontrollerATmega 8535 ... 17
2.2. Blok Diagram MikrokontrollerATmega 8535 ... 18
2.3. Konfigurasi IC MIkrokontrollerATmega 8535 ... 19
2.4. Register I/O Sebagai Memory Data dan Register I/O Sebagai I/O ... 23
2.5. LCD PendeteksiJarak ... 26
2.6. Konfigurasi Pin LCD ... 27
2.7. Sensor Jarak Sensor Ultrasonik ... 30
2.8. Diagram Waktu Sensor Ping ... 31
2.9. JarakUkur Sensor Ping ... 32
3.1. Blok Diagram Rangkaian ... 33
3.2. RangkaianMikrokontrolerATmega 8535 ... 35
3.3. RangkaianSkematik Sensor Ultrasonik Ping ... 36
3.4. PrinsipKerja Sensor JarakUltrasonik ... 37
3.5. Rangkaian LCD ... 38
3.6. Rangkaian Buzzer ... 40
3.7. RangkaianPendeteksiJarak ... 41
3.8. RangkaianCatuDaya ... 42
3.9. Tampilan Awal Code Vision AVR ... 43
3.10. Create New File Window ... 44
3.11. Confirm Window ... 44
3.12. SPI Setting Window ... 44
3.13. Saving Window ... 45
3.14. Programmer Setting Window ... 45
3.15. Programmer Setting ... 46
3.16. Configure Project ... 46
3.17. Cara Kompilasi ... 47
3.19. Progress Bar Unduh ke Mikrokontroler ATmega 8535 ... 48
3.20. Flowchart ProgramPendeteksiJarak ... 53
4.1. RangkaianSkematikMikrokontrollerATmega 8535 ... 60
4.2. RangkaianSkematik LCD ... 64
4.3. GrafikJarak 10 cm ... 65
4.4. GrafikJarak 30 cm ... 66
4.5. GrafikJarak 60 cm ... 66
4.6. GrafikJarak 90 cm ... 66
4.7. GrafikJarak 120 cm ... 67
4.8. GrafikJarak 150 cm ... 67
ABSTRAK
Perkembanganteknologielektronikaterutamadibidangmikrokontrolerterjadisangatp esat.Telahbanyakpenerapandanpemanfaatanmikrokontroleryangbergunadalamkehi dupansehari-harimaupundalampenelitiandilaboratorium.Padatugas Proyek inidigunakanmikrokontrolerATmega
8535produkdariATMELsebagaipengukurjarakdenganmenggunakanUltrasonicDist anceSensoruntukmengetahuijaraksuatubendadengankeakuratanyangtinggi.Sensor
ultrasonic memilikifrekuensisebesar 40 KHz. Sensor initerdiridaripemancardanpenerimagelombang
ultrasonic.Rangkaianpemancarakanmemancarkangelombang ultrasonic dalamwaktu 200 µs. gelombanginimelaluiudaradengankecepatankuranglebih 344
m/det. Jikagelombanginimengenaisuatuobjek, makagelombanginiakandipantulkankembalikepenerimadari sensorultrasonic.
Metodeyangdigunakanialahdenganmemanfaatkan(Timer/Counter)yangsudahadad alammikrokontroler.MikrokontrolerATmega
8535memilikikecepatanpembangkitfrekuensihingga8MHz,kemampuanpencacah
8-bit,sertadenganmenggunakanbahasaCsebagaibahasapemrogramannya.CodeVision AVRmerupakansalahsatuperangkatlunakyangmenggunakanbahasaC.CodeVision
AVRdirancangdenganmempertimbangkansifat-sifatpengkodeanbahasaCsehinggaprogramyangdihasilkan compiler bias sekecilmungkindansecepatmungkin.Hasilperancanganalatiniakandidapatkanpengu kuranjarakbendadarisensorgelombang ultrasonic denganmikrokontrolerAtmega 8535.
ABSTRACT
The development of electronic technology, especially in the field of microcontrollers occur very rapidly. Has a lot of application and utilization of microcontrollers that are useful in everyday life as well as in the research laboratory. In this project task used ATmega 8535 microcontrollers from Atmel products as a measure of distance by using Ultrasonic Distance sensor to determine the distance of an object with high accuracy. Ultrasonic sensor has a frequency of 40 KHz. The sensor consists of a transmitter and receiver of ultrasonic waves. Transmitter will emit a series of ultrasonic waves in a time of 200 microseconds. This wave through the air at speeds of approximately 344 m / sec.If this wave of an object, then this wave will be reflected back to the receiver of ultrasonic sensors. The method used is to utilize (Timer / Counter) that already exist in the microcontroller. Microcontroller ATmega 8535 has speeds up to 8MHz frequency generator, the ability of 8-bit counter, as well as using the C language as a programming language. Code Vision AVR is one of the software that uses Code Vision AVR C language was designed by considering the encoding properties of the C language compiler generated so that a program can be as small as possible and as quickly as possible. The result of the design of this tool will be obtained from the object distance measurement ultrasonic wave sensor with a microcontroller Atmega 8535.
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Pengukuran merupakan hal yang penting dalam dunia ilmu pengetahuan. Pengukuran-pengukuran tersebut antara lain : pengukuran jarak dari satu tempat ke tempat lain, pengukuran waktu dari satu kejadian ke kejadian yang lainnya, pengukuran temperatur / suhu suatu daerah dan lain sebagainya. Untuk mengukur jarak dari suatu titik ke titik lainnya dapat digunakan mistar atau meteran. Dengan menggunakan mistar atau meteran, maka dapat ditentukan jarak antara satu titik ke titik lainnya. Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin canggih, khususnyadibidang elektronika analog dan digital, maka untuk mengukur jarak dari satu titik ketitik lainnya dapat digunakan sensor ultrasonik dan alat penghitung.Sensor ultrasonik ini menggunakan kecepatan suara untuk mengukur jarak. Kecepatan suara adalah 331 m/s, dengan demikian jika diketahui waktu antara pengiriman sinyal dan penerimaan sinyal, maka akan dapat dihitung jarak antara pemancar dan penerima.
pendeteksi jarak elektronika . Dengan demikian dirancang dan dibuat suatu alat pada tugas proyek ini yang berjudul “ Perancangan Pendeteksi Jarak Dengan Tampilan LCD Berbasis Mikrokontroller ATmega 8535 “ yang merupakan hasil inovasi yang dapat meringankan dan membantu manusia dalam bidang pekerjaan mendeteksi/mengukur jarak. Alat ini akan bekerja secara otomatis mendeteksi/mengukur jarak dengan menggunakan sensor ultrasonic.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan pada penulisan ini adalah bagaimana membuat suatu software menggunakan bahasa pemrograman C agar dapat mendeteksi jarak dekat, jauh dan sangat jauh pada sensor ultrasonic. Agar sensor dapat bekerja dengan baik maka dilakukan tahapan pengujian berikut ini:
1. Perancangan suatu sistem sensor jarak dengan jenis ultrasonik 2. Pengaktifan sensor ultrasonic menggunakan bahasa pemrograman C.
3. Pengujian sensor ultrasonik yang digunakan pada berbagai kondisi jarak dekat, Jauh dan cukup jauh.
4. Mendapatkan kapasitas memori program yang dihasilkan.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun Tujuan dari penulisan tugas proyek ini sebagai berikut :
1. Membuat suatu alat pendeteksi jarak dengan menggunakan sensor ultrasonic 2. Melakukan pengujian terhadap sensor ultrasonic.
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, penulis membuat alat pendeteksi jarak dengan menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler ATmega 8535 dengan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATmega 8535. 2. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi jarak adalah sensor ultrasonik. 3. Alat hanya mendeteksi jarak dekat, jauh dan cukup jauh.
1.5 Manfaat Penelitian
Laporan tugas proyek ini diharapkan bermanfaat bagi :
1. Untuk mengetahui aplikasi Sensor ultrasonic dalam pengukur jarak.
2. Untuk mengetahui fungsi Mikrokontroller ATmega 8535 pada alat pengukur jarak.
3. Untuk mengetahui hasil dari program pengolahan data pada alat pengukur jarak.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran pada mengenai tugas proyek ini, secara singkat dapat diuraikan sistematika penulisan sebagai berikut :
Pada bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah,Tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, teknik
Pengumpulan data dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan Acuan proyek tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui Untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATmega 8535.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler ATmega 8535.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Bahasa Pemograman C
Bahasa C dikembangkan pada Lab Bell pada tahun 1978, oleh Dennis Ritchi dan Brian W. Kernighan. Pada tahun 1983 dibuat standar C yaitu stnadar ANSI ( American National Standards Institute ), yang digunakan sebagai referensi dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini termasuk Turbo C.
Dalam beberapa literature, bahasa C digolongkan bahasa level menenganh karena bahasa C mengkombinasikan elemen bahasa tinggi dan elemen bahasa rendah. Kemudahan dalam level rendah merupakan tujuan diwujudkanya bahasa C. pada tahun 1985 lahirlah pengembangan ANSI C yang dikenal dengan C++ (diciptakan oleh Bjarne Struostrup dari AT % TLab). Bahasa C++ adalah pengembangan dari bahasa C. bahasa C++ mendukung konsep pemrograman berorientasu objek dan pemrograman berbasis windows.
fungsi yang tidak memiliki tipe data kembalian (void). Hingga kini bahasa ni masih popular dan penggunaannya tersebar di berbagai platform dari windows samapi linux dan dari PC hingga main frame.
Hingga kini bahasa ini masih popular dan penggunaannya tersebar di berbagai platform dari windows samapi linux dan dari PC hingga main frame. Mikrokontroler adalah single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk tugas-tugas yang berorientasi kontrol. Mikrokontroler datang dengan dua alasan utama, yang pertama adalah kebutuhan pasar (market need) dan yang kedua adalah perkembangan teknologi baru. Yang dimaksud dengan kebutuhan pasar adalah kebutuhan yang luas dari produk-produk elektronik akan perangkat pintar sebagai pengontrol dan pemroses data. Sedangkan yang dimaksud dengan perkembangan teknologi baru adalah perkembangan teknologi semikonduktor yang memungkinkan pembuatan chip dengan kemampuan komputasi yang sangat cepat, bentuk yang semakin mungil, dan harga yang semakin murah.
sering digunakan adalah; unsigned char s2=0xFE , contoh variabel s2 untuk bytenilainya 0 sd 255, atau 0×00 sd 0xFF , 0x adalah prefix untuk hexadesimal, saat awal diisi 0xFE, contoh lain; unsigned int s3 integer tidak bertanda dari 0 sd 65535 atau 0×0000 sd 0xFFFF. bit ts=1; bit tb=0 , ini adalah variabel yangmengandle type boolean, 1 atau 0. type variabel lain bisa bilangan bertanda, floating number, double precission dll */.
2.1.1 Struktur Bahasa C
a. Program bahasa C tersusun atas sejumlah blok fungsi.
b. Setiap fungsi terdiri dari satu atau beberapa pernyataan untuk melakukan suatu proses tertentu.
c. Tidak ada perbedaan antara prosedur dan fungsi.
d. Sstiap program bahasa C mempunyai suatu fungsi dengan nama “main” (Program Utama).
e. Fungsi bisa diletakkan diatas atau dibawah fungsin “main”. f. Setiap statemen diakhiri dengan semicolon (titik koma).
2.1.2 Pengenal
Pengenal (identifier) merupakan sebuah nama yang didefenisikan oleh pemrograman untuk menunjukkan indetitas dari sebuah konstanta, variable, fungsi, label atau tipe data khusus. Pemberian nama sebuah pengenal dapat ditentukan bebas sesuai keinginan pemrogram tetapi harus memenuhi atura berikut :
Karakter pertama tidak boleh menggunakan angka
Tidak boleh menggunakan spasi.
Bersifat Case Sensitive, yaitu huru capital dan huruf kecil dianggap berbeda.
Tidak boleh mengunakan kata – kata yang merupakan sitaks maupun operator dalam pemrograman C, misalnya : Void, short, const, if, static, bit, long, case, do, switch dll.
2.1.3 Tipe Data
Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman.Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter.Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan dalampembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C :
1. Tipe Data Karakter
Tabel 2.1 Tipe Data
Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai
Bit 1 byte 0 atau 1
Char 1 byte -128 s/d 127
Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255 Signed Char 1 byte -128 s/d 127
Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767 Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535 Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647 Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295
Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647 Float 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38
Double 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38
2.1.4Konstanta Dan Variabel
dapat diubah selama program dijalankan, sedangkan variable berisi data yang bisa berubah nilainya pada saat program dijalankan.
2.1.5 Komentar
Komentar adalah tulisan – tulisan yang tidak dianggap sebagai bagian dari tibuh program. Komentar digunakan untuk memberikan penjelasan, informasi ataupun keterangan – keterangan yang dapat membantu mempermudah dalam memahami kode program baik bagi si pembuat program maupun bagi orang lain yang membacanya. Komentar yang hanya satu baris ditulis dengan diawali dengan ‘/ /’ sedangkan komentar yang lebih dari satu baris diawali dengan ‘/*’ dan diakhiri dengan ‘*/’. Selain digunakan untuk memberikan keterangan program, komentar juga dapat dipakai untuk membantu dalam pengujian program yaitu dengan menon-aktifkan dan mengaktifkan kemnbali bagian program tertentu selama proses pengujian. Dengan cara seperti ini tentu kita akan dapat lebih menghemat waktu bila dibandingkan dengan menulis dan menghapus bagian program tertentu berulang –ulang.
2.1.6 Operator Aritmatika
Operator aritmatika adalah beberapa operator yang digunakan untuk melakukan perhitungan aritmatika.
Tabel 2.2 Operator Aritmatika
Operator Keterangan
- Operator untuk operasi pengurangan * Operator untuk operasi perkalian
/ Operator untuk operasi pembagian % Operator untuk perasi sisa pembagian
Operator *, / dan % memiliki prioritas yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan operator + dan –.
2.1.7 Operator Pembanding
Operator pembanding adalah operator yang digunakan untuk membandingkan 2 buah data.Hasil operator pembanding bukan berupa nilai data tetapi hanya bernilai benar (‘1’) atau salah (‘0’) saja. Berikut adalah tabel operator pembanding :
Tabel 2.3 Operator Pembanding
Operator Contoh Arti
== x == y Bernilai benar jika kedua data sama dan bernilai salah jika sebaliknya
!= x != y Bernilai benar jika kedua data tidak sama dan bernilai salah jika sebaliknya
> x > y Bernilai benar jika data x lebih besar dari y dan bernilai salah jika sebaliknya
< x < y Bernilai benar jika data x lebih kecil dari y dan bernilai salah jika sebaliknya
sebaliknya
<= x <= y Bernilai benar jika data x lebih kecil atau sama dengan y dan bernilai salah jika sebaliknya
2.1.7Operator Logika
Operator logika digunakan untuk membentuk suatu logika atas dua buah kondisi atau lebih. Berikut adalah tabel operator logika :
Tabel 2.4 Operator Logika
Operator Keterangan
&& Operator untuk logika AND
││ Operator untuk logika OR ! Operator untuk NOT
2.1.8Fungsi Pustaka
Bahasa C memiliki sejumlah fungsi pustaka yang berada pada file-file tertentu dan sengaja disediakan untuk menangani berbagai hal dengan cara memanggil fungsi-fungsi yang telah dideklarasikan di dalam file tersebut. Dalam banyak hal, pustaka-pustaka yang tersedia tidak berbentuk kode sumber melainkan dalam bentuk yang telah dikompilasi. Pada saat proses linking kode-kode dari fungsi ini akan dikaitkan dengan kode-kode-kode-kode yang ditulis oleh pemrograman.
• Fungsi tipe karakter (ctype.h)
• Fungsi standar I/O (stdio.h)
• Fungsi matematika (math.h)
• Fungsi string (string.h)
• Fungsi konversi BCD (bcd.h)
• Fungsi konversi akses memori (mem.h)
• Fungsi tunda (delay.h)
• Fungsi LCD (lcd.h)
2.2 Mikrokontroller ATmega 8535 2.2.1 Pengertian Mikrokontroller
Mikrokontroler adalah sebuah system microprocessor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga kita tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51.AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer).
memori, kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki. Berikut ini penjelasan lebih lengkap mengenai Mikrokontroler ATMega8535:
Mikrokontroller ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah.Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia.
Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan computer PC yang harus dipasang disamping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan.Selain system tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan system telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu system pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya.
(misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja.
Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya.Pada system computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil.Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar.Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan.
Fitur-fitur tersebut antara lain:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D 2. ADC (Analog to Digital Converter)
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan 4. CPU yang terdiri atas 32 register
5. Watchdog Timer dengan osilatorinternal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8kb dengan kemampuan read while write
8. Unit Interupsi Internal dan External
9. Port antarmuka SPI untuk men-download program ke flash
10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi 11.Antarmuka komparator analog
2.2.2 Chip Mikrokontroller ATmega 8535
Mikrokontroler sebagai sebuah “one chip solution” pada dasarnya adalah rangkaian terintregrasi (Integrated Circuit-IC) yang telah mengandung secara lengkap berbagai komponen pembentuk sebuah komputer. Berbeda dengan penggunaan mikroprosesor yang masih memerlukan komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, Timer, dan sebagainya untuk sistem mikrokontroler, tambahan komponen diatas secara praktis hampir tidak dibutuhkan lagi.
Hal ini disebabkan semua komponen penting tersebut telah ditanam bersama dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal mikrokontroler bersangkutan. Dengan alasan itu sistem mikrokontroler dikenal juga dengan istilah populer the real Computer On a Chip (komputer utuh dalam keping tunggal), sedangkan sistem mikroprosesor dikenal dengan istilah yang lebih terbatas yaitu Computer On a Chip (computer dalam keeping tunggal).
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock.Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda.AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing).
fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51keluaran Atmel. Jenis Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untukmengolah data per bit ataupun 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada Mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instriksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan. Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh Mikrokontroler ATMega8535 adalah sebagai berikut :
a. Sebuah Central Processing Unit 8 bit. b. Osilatc : Internal dan rangkaian pewaktu. c. RAM internal 128 byte.
d. Flash Memory 2 Kbyte.
e. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal).
f. Empat buah programmable port I/O yang masing – masing terdiri dari delapan buah jalur I/O.
g. Sebuah port serial dengan control serial full duplex UART.
h. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika.
Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 1 MH.
2.2.3Konfigurasi Pin ATmega8535
Mikrokontroler AVR ATMega memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya digunakan sebagai port paralel. Satu portparalel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan
port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara port A.0 sampai dengan
port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D.
Gambar 2.3. Konfigurasi IC Mikrokontroller ATmega 8535
Penjelasan mengenai pin yang terdapat pada mikrokontroler ATMega8535:
Tabel 2.5 Deskripsi Pin Mikrokontroler ATmega 8535
Nama Deskripsi
Gnd Catu daya negatip (Ground)
Port A (PA0-PA7) Port A berfungsi sebagai port Input/Output. Port A juga berfungsi sebagai ADC, jika diperlukan. Pin pada Port dapat diatur untuk memberikan internal pull-up resistors
pada tiap bit. Penyangga data (buffer) pada keluaran Port A mempunyai karakteristik gerak simetris dengan kapabilitas high sink maupun source. Ketika pin PA0 – PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternaldikonfigurasi pulled-low, pin-pin tersebut menghasilkan arus apabila internal pull-up resistors
diaktifkan. Pin pada Port A berada dalam kondisi tri-stated
ketika kondisi reset diaktifkan, meskipun clock tidak bekerja.
Port B (PB0-PB7) Port B adalah port Input/Output dwi-arah8-bit dengan
internal pull-up resistors pada tiap bit. Penyangga data pada output Port B mempunyai karakteristik gerak simetris dengan kapabilitas high sink maupun source. Sebagai
input, Port B yang secara eksternal dikonfigurasi pulled-low akan menghasilkan arus jika pull-up resistors
diaktifkan. Pin pada Port B berada dalam kondisi tri-stated
dengan internal pull-up resistors pada tiap bit. Penyanga data pada output Port C mempunyai karakteristik gerak simetris dengan kapabilitas high sink maupun source. Sebagai input, Port C yang secara eksternal dikonfigurasi
pulled-low akan menghasilkan arus jika pull-up resistors
diaktifkan. Pin pada Port C berada dalam kondisi tri-stated
ketika kondisi reset diaktifkan, meskipun clock tidak bekerja. Port C juga memiliki fungsi lain seperti TOSC2 dan TOSC1.
Port D (PD0-PD7) Port D adalah sebuah port Input/Output dwi-arah 8-bit dengan internal pull-up resistors pada tiap bit. Penyangga data pada output Port D mempunyai karakteristik gerak simetris dengan kapabilitas high sink maupun source. Sebagai input, Port D yang secara eksternal dikonfigurasi
pulled-low akan menghasilkan arus jika pull-up resistors diaktifkan. Pin pada Port D berada dalam kondisi tri-stated ketika kondisi reset diaktifkan, meskipun clock tidak bekerja. Port D juga memiliki fungsi lain seperti RXD
Nama Deskripsi
, TXD, INT0, INT1, OC1B, OC1A, ICP1, OC2, SCL dan SDA.
Pulsa yang lebih pendek tidak dijamin menyebabkan kondisi reset.
XTAL1 Pin untuk eksternal clock. XTAL2 Pin untuk eksternal clock.
AVCC Pin tegangan catu untuk Port A dan ADC. AVcc harus terhubung secara eksternal dengan Vcc, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, AVcc harus terhubung dengan Vcc melalui sebuah low-pass filter. AREF Pin referensi analog bagi ADC
2.2.4 Konstruksi ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM.Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori Program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Sehingga organisasi memori program seperti ini sering dituliskan dengan 4K x 16 bit.Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi. Jika tidak menggunakan fitur
b. Memori Data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM. Jika register – register I/O di atas diakses seperti mengakses data pada memori menggunakan instruksi LD atau ST maka register I/O di atas menempati alamat 0020 – 005F. tetapi jika register – register I/O di atas diakses seperti mengakses I/O pada umumnya menggunakan instruksi IN atau OUT maka register I/O di atas menempati alamat memori 0000h – 003Fh.
32 Register 64 I/O Register
Internal SRAM (512 x 8)
$0000 - $001F $0020 - $005F
$0060
$025F 64 I/O Register
$0000
$003F
(a)
(b)
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input.
Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
ATmega8535.USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antarmikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun
asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun
asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja.Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode
asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XC.”
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
Gambar 2.5.LCD Pendeteksi Jarak
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil.Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
LCD 16x2
GND LCD Drv V-BL
Gambar 2.6. Konfigurasi Pin LCD
Tabel 2.6. Operasi Dasar LCD
RS R/W Operasi
0 0 Input Instruksi ke LCD
0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke
DB6)
1 0 Menulis Data 1 1 Membaca Data
Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifka.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD).
Tabel 2.7. Konfigurasi Pin LCD Pin
No.
Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground
2 VCC Tegangan +5VDC
3 VEE Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 E Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
2.4Sensor Jarak Ultrasonik PING
Sensor jarak ultrasonik ping adalah sensor 40 khz produksi parallax yang banyakdigunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas. Kelebihan sensor ini adalah hanyamembutuhkan 1 sinyal ( SIG ) selain jalur 5V dan ground. Perhatikan gambardibawah ini :
Gambar 2.7 Sensor jarak ultrasonik ping
Sensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik ( 40 KHz ) selama t = 200 us kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroller pengendali ( pulsatrigger dengan tout min 2 us ).
Spesifikasi sensor ini :
a. Kisaran pengukuran 3cm-3m.
d. Delay before next measurement 200uS.
e. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.
Gambar 2.8 Diagram Waktu Sensor Ping
Sensor Ping mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 kHz) selama tBURST (200 μs) kemudian mendeteksi pantulannya.Sensor Ping memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min. 2
SIG. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah S = (tIN x V ) ÷ 2
Dimana :
S = Jarak antara sensor ultrasonik dengan objek yang dideteksi V = Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara (344 m/s)
tIN = Selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang.
Gambar 2.9 Jarak Ukur Sensor Ping
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Rangakain Perangkat Keras (Hardware) 3.1.1. Blok Diagram Rangkaian
Sensor Mikrokontroler
Atmega 8535
Display/ LCD
Buzzer
Bunyi Driver
Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian
Diagram blok merupakan diagram dasar dari rancangan sistem terdiri dari beberapa bagian yaitu : input, proses dan output, seperti yang digambarkan pada blok diagram diatas. Input sistem dan ranangan ini adalah sebuah sensor jarak yaitu sensor yang mendeteksi jarak suatu objek, Dalam hal ini menggunakan sensor ultrasonik / PING Sensor. Bagian proses adalah bagian yang memproses input menjadi suatu output, dalam hal ini dilakukan oleh sebuah pengendali mikro yaitu mikrokontroler ATmega 8535.
menampilkan pesan atau jarak yang terukur. Secara umum sensor akan memberikan suatu signal hasil pengukuran yaitu jarak dekat, jauh dan cukup jauh. Jarak yang diberikan pada mikrokontroler membuat mikrokontroler melakukan frekuensi bunyi akan berubah cepat sesuai dengan kondisi jarak yang terdeteksi. 3.1.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535
Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali utama yaitu membaca sensor dan membunyikan buzzer sesuai dengan jarak yang terdeteksi sekaligus menampilkannya pada display LCD. Rancangan ini menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535, sebagai pengendali sistem mikrokontroler diprogram untuk membuat sensor pada PORT D yaitu pin D.0 dan pin D.1. output buzzer diprogram pada PORT B yaitu pin B.0 sedangkan display diprogram pada PORT C. Kristal pada pin 12 dan pin 13 berfungsi sebagai masukan clock, sedangkan resistor pada pin 9 befungsi sebagai reset awal pada saat dihidupkan. Mikrokontroler dengan bahasa C dengan editor CV AVR versi 2,03.Untuk membaca sensor mikrokontroler akan mengaktifkan pin trigger untuk memulai pembacaan, kemudian menunggu pulsa hingga pin signal memberikan pulsa hasil di deteksi. Signal yang diterima adalah lebar pulsa yang diberikan oleh sensor yaitu berupa selang waktu antara dikirimnya gelombang ultrasonic hingga diterima kembali pantulan dari gelombang tersebut. Jarak objek ke sensor dengan asumsi kecepatan suara pada saat itu adalah 320 m/det sehingaa jarak S = V.t. Dimana :
S = Jarak ( cm)
ATMEGA
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535
3.1.3 Perancangan Rangkaian Sensor Ping
D.Pendeteksi jarak ini menggunakan sebuah sensor ultrasonic.Interfacing sensor ultrasonik Ping dengan mikrokrontroler ATMega8535, sebagai pengendali sistem mikrokontroler diprogram untuk membuat sensor pada PORT D yaitu pin D.0 dan pin D.1. Rangkaian skematik sensor jarak ultrasonik ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3Rangkaian Skematik Sensor Ultrasonik Ping
Ping adalah modul pengukur jarak dengan ultrasonic buatan Paralax Inc. yang didesain khusus untuk teknologi robotika. Dengan ukurannya yang cukup kecil (2,1cm x 4,5cm), sensor ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm. Keluaran dari Ping berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 µs sampai 18,5 ms. Sensor jarak ini digunakan karena hanya memmbutuhkan satu jalur sinyal selain jalur 5 volt dan ground.
mendeteksi pantulan suaranya. Pada modul Ping terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power supply (+5V), ground dan signal.
Pin signal dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun. Ping mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonic dan kemudian “mendengarkan” pantulan suara tersebut. Ping hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler (Pulsa high selama 5µs). Suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama 200µs. Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344.424m/detik (atau 1cm setiap 29.034µs), mengenai objek untuk kemudian terpantul kembali ke Ping.
Selama menunggu pantulan, Pingakan menghasilkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti (low) ketika suara pantulan terdeteksi oleh Ping. Oleh karena itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara Ping dengan objek.Sensor jarak ultrasonik ini memiliki kontak jarak 3 cm sampai dengan 3 meter.Ilustrasi dari prinsip kerja sensor jarak ultrasonik Ping ditunjukkan pada Gambar 3.4.
3.1.4 Perancangan Rangkaian LCD Display
Display atau penampil pada rancangan adalah display LCD yaitu LCD M1632, display berfungsi menampilkan status atau pesan pada tampilan berupa karakter maupun symbol. Display dikendalikan oleh mikrokontroler melalui PORT C. hasil pengukuran jarak ditampilkan deprogram dalam mikrokontroler terdapat 8 pin. Data pada LCD yang berfungsi sebagai masukan data, 3 pin control sebagai mengendalikan LCD yaitu RS sebagai pemilih register, RW sebagai mengatur arah data dan clock sebagai signal sinkronisasi.
11
Gambar 3.5 Rangkaian LCD
3.1.5 Perancangan Rangkaian Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer akan mengeluarkan suara ( bunyi ) dengan frekuensi tertentu jika diberi arus listrik. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
ATMEGA
3.2 Perancangan rangkaian Alat Ukur Pendeteksi Jarak
3.3 Rangkaian Catu Daya
Rancangan catu daya dibuat dengan trafo penurun tegangan yaitu tegangan 220V menjadi tegangan 12V.setelah tegangan diturunkan tegangan tersebut disearahkan oleh diode penyearah dan kemudian difilter oleh kapasitor. Trafo penurun tegangan (stepdown) yang digunakan adalah trafo tegangan 12V CT dan arus 1A, penyearah menggunakan dua diode yang sebagai penyearah gelombang penuh dari trafo CT. nilai kapasitor perata sebesar 220µF/25V untuk tegangan 5V dihasilkan dengan menggunakan sebuah regulator 7805 yaitu sebuah IC yang berfungsi meregulasi tegangan konstan 5V. Setelah diukur tegangan catu daya 12,49V sedangkan tegangan regulatornya 4,98V.Berikut rangakaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.8.
12V
220µF/50V
AN 7805 5V
220µF/50V 12V
220 V
Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya
3.4 Perancangan Software (Perangkat Lunak)
Program ini akan disimpan pada EEPROM yang ada didalam mikrokontroler, sehingga hanya perlu sekali men-downloadkan program ke mikrokontroler karena walaupun sumber tegangan dimatikan program masih tersimpan pada EEPROM. Bahasa C++ dapat kita terapkan pada berbagai alat elektronika, contohnya dapat kita terapkan di robotik dan mikrokontroler.saya tidak akan membahas lebih detail tentang skematik mikrokontrolerdan Memori dengan kapasitas kecil yang dapat digunakan untuk mengendalikan alat lainya.
3.4.1 Langkah – Langkah Pembuatan Program
1. Perangkat lunak Code Vision AVR dibuka, tampilan awal dari Code Vision AVR seperti terlihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Tampilan Awal Code Vision AVR
Gambar 3.10. Create New File Window
3.Memilih Project -> OK maka muncul pilihan untuk menggunakan Code Wizard atau tidak. Kemudian dipilih Yes
Gambar 3.11. Confirm Window
4. Memilih chip yang akan digunakan ATmega8535 dengan harga clock 16 Mhz.
Gambar 3.12. SPI Setting Window
5.Untuk menggenerate program dipilih File -> Generate, Save and Exit seperti tampilan pada Gambar 3.13.
6.Membuat direktori dengan nama full.
7. Menyimpan file CV AVR dengan nama full.cwp pada direktori full. 8. Menyimpan file C dengan nama full.c pada direktori full.
9. Menyimpan file project dengan nama full.prj pada direktori full.
10.Selanjutnya mengatur Setting ->Programmer untuk menentukan jenis program yang digunakan.
Gambar 3.14. Programmer Setting Window
11.Pada AVR Chip Programmer Type dipilih Atmel AVRProg (AVR910), pada Communication Port dipilih COM1 dan Baud Rate dipilih 19200 bps seperti tampilan pada Gambar 3.15.
• Project Setting
1. Terlihat pada tampilan Code Vision AVR kode yang telah digenerate. Konfigurasi project dengan memilih menu project -> configure.
2. Memilih tab after build, mengaktifkan program the chip. Terlihat tampilan seperti pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16. Configure Project
Selanjutnya mengetikkan #include <mega8535.h> dan #include <delay.h> pada tampilan editor. Kemudian program diketik di dalam void main dan diwhilesebuah program Kompilasi dan Unduh ke Mikrokontroler ATmega 8535 1. Untuk mengompilasi diklik project -> Build, atau shift+F9 seperti terlihat
pada Gambar 3.17.
2.Jika tidak terjadi kesalahan maka akan tampak kotak dialog seperti pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18. Dialog Kompilasi
3. Tombol program the chip diklik untuk unduh ke mikrokontroler ATmega 8535 sehingga akan tampak progress bar seperti pada Gambar 3.19.
Gambar 3.19. Progress Bar Unduh ke Mikrokontroler ATmega 8535
3.4.2 Perancangan Program Kendali Alat Ukur Pendeteksi Jarak
Berikut adalah rancangan program yang diprogram dengan bahasa C dengan CV AVR Versi 2.03.
• #include <mega8535.h>
#include <lcd.h>
#include <stdio.h>
#asm
.equ __lcd_port= 0x15; PORTC
#endasm
#define ADC_VREF_TYPE 0X00
Merupakan perintah pengikut sertaan ATmega 8535, LCD, delay, Stdio dan mendefenisikan ADC yang digunakan.
• unsigned long Data ;
unsigned int Constant, ;
char buf [16];
Merupakan perintah untuk mendeklarasikan variable yang digunakan dalam program.
• PORTA=0X00;
DDRA=0X00;
PORTB=0X00;
DDRB=0X0F;
PORTC=0X00;
DDRC=0X00;
PORTD=0X00;
DDRD=0X04;
Merupakan perintah untuk mengisi nilai awal PORT dan menginisialisasikan PORT – PORT tersebut sebagai input atau output.
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" RANCANGAN" );
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf(" DETEKSI JARAK");
delay_ms(3000);
lcd_clear();
constant = 74;
Merupakan perintah untuk menampilkan pesan pada display LCD.
• PORTD.2 = 1;
delay_us(20);
PORRT.D = 0;
Merupakan perintah untuk mengirim pulsa trigger (pemicu) untuk menstart pembacaan sensor ultrasonic.
• TCNT=0;
Perintah Meriset hitungan register timer.
• while (PIND.3 == 0) {};
Perintah Mendeteksi signal dari sensor yaitu logika 1 sebagai pulsa start.
• TCCR1B = 0X02;
while (( PIND.3 == 1) && !(TIFR & 0X80));
TCCR1B=0X00;
Data = TCNT1;
Merupakan perintah untuk memulai menjalankan counter hingga terdeteksi 0 kemudian menghentikan timer dan mengisi timer ke variable data.
if ( Data >= 1000 ) {Data/Constant)*10;}
if ( Data < 3000){
Merupakan perintah untuk mengkalibrasi hitungan timer ke jarak.
• lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf( "JARAK : CM");
lcd_gotoxy(8,0);
lcd_putchar (Data/1000 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/100 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/10 %10 + 0x30);
lcd_putsf (".");
lcd_putchar (Data %10 +0x30);
Perintah Menampilkan jarak yang terukur ke display LCD.
• if (Data < 5000) {t = 50;}
if (Data < 3000) {t = 100;}
if (Data < 2000) {t = 200;}
if (Data < 1000) {t = 300;}
if (Data < 500) {t = 600;}
Merupakan perintah untuk menentukan frekuensi bunyi dari buzzer sesuai dengan jarak yang tertentu.
• else {
lcd_gotoxy (0,0);
lcd_putsf ("DILUAR JANGKAUAN")
delay_ms(1000);
Merupakan perintah untuk menampilkan pesan diluar jangkauan jika hasil bacaan sensor di atas nilai 3000.
• void Alarm (v0id)
{
PORTB.0 = 1;
delay_ms(t);
PORTB.0 = 0;
delay_ms(600-t);
Merupakan perintah untuk membunyikan buzzer dengan frekuensi tertentu sesuai dengan jarak yang terdeteksi.
3.4.3 FlowChart Program Pendeteksi Jarak
Gambar 3.20 Flowchart Program Pendeteksi Jarak Start
Inisidasi LCD Isi Nilai Awal Port
Pemberian Sinyal Picu (Triggar) Pada Sensor
Baca Nilai Pulsa Pantulan Dari Sensor Ultrasonik
Pulsa Ada Atau Pantulan ?
Kalkulasi Jarak Objek
Tampilkan Pada LCD Jarak Yang Terukur
Aktifkan Buzzer Sesuai Jarak Yang Terukur
3.4.4 Program Komunikasi ( Mengambil Data Dengan Sensor Ultrasonik)
PORTD.2 = 1;
delay_us(20);
PORT.D = 0;
TCNT=0;
while (PIND.3 == 0) {};
TCCR1B = 0X02;
while (( PIND.3 == 1) && !(TIFR & 0X80));
TCCR1B=0X00;
Data = TCNT1;
if ( Data < 1000) {Data*10)/Constant;}
if ( Data >= 1000 ) {Data/Constant)*10;}
if ( Data < 3000){
Setelah program diunduh ke IC Mikrokontroller dan diajlankan maka hasil yang diperoleh dari program menjalankan PIN dapat dilihat pada tampilan grafik pada osiloskop, dimana dalam grafik akan terlihat objek. Pulsa trigger dan pulsa akibat pantulan objek. Pulsa pantulan objek bervariasi tergantung pada jarak objek.Dari grafk yang ditampilkan dapat disimpulkan program bekerja dengan baik.
mikrokontroller. Contoh aplikasi sensor PING pada mikrokontroler BS2, dimana pin SIG terhubung ke pa pin7, dan memberikan catu daya 5V dan ground.fungsiSigout untuk mentrigger ping, sedangkan fungsi Sigin digunakan untuk mengukur pulsa yang sesuai dengan jarak dari objek target.
3.4.5 Program ke Display LCD
lcd_gotoxy (0,0);lcd_putsf( "JARAK : CM");
lcd_gotoxy(8,0);
lcd_putchar (Data/1000 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/100 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/10 %10 + 0x30);
lcd_putsf (".");
lcd_putchar (Data %10 +0x30);
if (Data < 5000) {t = 50;}
if (Data < 3000) {t = 100;}
if (Data < 2000) {t = 200;}
if (Data < 1000) {t = 300;}
if (Data < 500) {t = 600;}
Alarm {};
}
else {
lcd_gotoxy (0,0);
delay_ms(1000);
lcd_clear{};
}
delay_ms{200};
Setelah melalui proses pengunduhan program tampilan pada LCD menunjkkan tampilan yang sama dengan program. Dengan data tertentu, dengan demikian pengujian ini dinyatakan berhasil.
3.4.6 Program ke Buzzer
void Alarm (v0id)
{
PORTB.0 = 1;
delay_ms(t);
PORTB.0 = 0;
delay_ms(600-t);
3.4.7 Program Pengolahan Data ( Program Keseluruhan)
PORTD.2 = 1;
delay_us(20);
PORRT.D = 0;
TCNT=0;
while (PIND.3 == 0) {};
TCCR1B = 0X02;
while (( PIND.3 == 1) && !(TIFR & 0X80));
TCCR1B=0X00;
Data = TCNT1;
if ( Data < 1000) {Data*10)/Constant;}
if ( Data >= 1000 ) {Data/Constant)*10;}
if ( Data < 3000)
{
lcd_gotoxy (0,0);lcd_putsf( "JARAK : CM");
lcd_gotoxy(8,0);
lcd_putchar (Data/1000 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/100 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/10 %10 + 0x30);
lcd_putsf (".");
if (Data < 5000) {t = 50;}
if (Data < 3000) {t = 100;}
if (Data < 2000) {t = 200;}
if (Data < 1000) {t = 300;}
if (Data < 500) {t = 600;}
Alarm {};
}
else {
lcd_gotoxy (0,0);
lcd_putsf ("DILUAR JANGKAUAN")
delay_ms(1000);
lcd_clear{};
}
delay_ms{200};
void Alarm (v0id)
{
PORTB.0 = 1;
delay_ms(t);
PORTB.0 = 0;
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Alat
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian dan analisa alat ini dilakukan pengujian pada sistem dengan melakukan pengukuran terhadap jarak dan hasilnya akan dibandingkan melalui pengukuran dengan menggunakan alat ukur osiloskop.
Pada pengujian dan analisa alat ini akan melakukan tiga pengujian,
Pertama pengukuran pin IC mikrokontroller, Kedua pengukuran pin LCD, Ketiga
pengukuran waktu pantul sensor ultrasonic.Titik pengujian ditunjukkan pada gambar 4.1.
4.1.1 Pengukuran Pin IC Mikrokontroller AT mega 8535
Pada tabel dibawah merupakan hasil pengukuran pin IC Mikrokontroller AT mega 8535. Jumlah Pin IC Mikrokontroller ATmega 8535 adalah 40 pin, dengan mengukur Pin IC mikrokontroller dapat diketahui tegangan keluarannya.
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Pin IC Mikrokontroller ATmega 8535 Nomor Pin Tegangan Keluaran
1 0.8
2 0.0
3 0.0
4 0.0
5 1.37
6 1.35
7 1.36
8 1.37
9 4.96
10 4.97
11 0.0
12 0.79
13 0.88
14 1.37
15 1.36
16 1.37
18 0.01
19 1.38
20 1.39
21 1.21
22 4.96
23 4.96
24 0.01
25 1.26
26 4.96
27 4.96
28 4.96
29 4.96
30 4.97
31 0.0
32 4.97
33 1.37
34 1.36
35 1.38
36 1.37
37 1.40
38 1.40
39 1.42
4.1.2 Pengukuran Pin LCD
Pada tabel dibawah merupakan hasil pengukuran pin LCD. Jumlah Pin LCD adalah 16 pin, dengan mengukur Pin LCD dapat diketahui tegangan keluarannya dan pin yang tidak digunakan akan bernilai 0.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Pin LCD
Nomor Pin Tegangan Keluaran
1 0.0
2 4.97
3 0.03
4 4.96
5 4.96
6 0.13
7 4.95
8 4.95
9 4.95
10 4.96
11 4.96
12 4.96
13 0.01
14 4.96
15 4.97
11
Gambar 4.2 Rangkaian Skematik LCD
4.2 Pengukuran Waktu Pantul Sensor Ultrasonik
Pada pengujian ini, besarnya jarak yang terukur akan ditampilkan pada LCD. Kemudian hasil dari pengukuran ini dibandingkan dengan hasil pengukuran dengan menggunakan osiloskop. Tabel dibawah merupakan hasil ukur waktu pantul dari sensor Ping dengan ketentuan kecepatan suara = 340 m/det. Dengan demikian dapat dihitung jarak antara sensor dengan objek yaitu dengan rumus : S = V. t/2.
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Waktu Pantul Sensor Ultrasonik
Jarak Waktu Pantul
10 cm 2,4 x 250 µs
30 cm 3,4 x 500 µs
60 cm 3,4 x 100 ms
90 cm 5,2 x 100 ms
120 cm 2,6 x 2,50 ms
150 cm 3,4 x 2,50 ms
180 cm 4 x 2,50 ms
4.2.1 Tampilan Grafik Pengukuran Waktu Pantul Sensor Ultrasonik Tampilan grafik dengan jarak 10 cm, t = 2,4 x 250 µs
Gambar 4.3 Grafik Jarak 10 cm
Gambar 4.4 Grafik jarak 30 cm
Tampilan grafik dengan Jarak 60 cm, t = 3,4 x 100 ms
Gambar 4.5 Grafik Jarak 60 cm
Tampilan grafik dengan Jarak 90 cm, t = 5,2 x 100 ms
Gambar 4.7 Grafik Jarak 120 cm
Tampilan grafik dengan jarak 150 cm, t = 3,4 x 2,50 ms
Gambar 4.8 Grafik Jarak 150 cm
Tampilan grafik dengan jarak 180 cm, t = 4 x 2,50 ms
4.2.2 Analisa Data
Dari data pengukuran diperoleh waktu pantul, dengan demikian dapat dicari :
Jarak Objek = Kecepatan Suara x ( Waktu /2 )
Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Jarak yang
diukur menggunakan
mistar.
Jarak Hasil perhitungan
Kesalahan (%)
10 cm 10,2 cm 0,02 %
30 cm 2,89 cm 0,03 %
60 cm 57,8 cm 0,03 %
90 cm 88,4 cm 0,01 %
120 cm 110,5 cm 0,07 %
150 cm 144,5 cm 0,03 %
180 cm 1,7 cm 0,99 %
I .Ralat rata – rata Jarak yang di ukur menggunakan mistar. 1. ⎸10,2−10
10 ⎸x 100 %
= 0,02 %
2. ⎸28,9−30
30 ⎸x 100 %
3. ⎸57,8−60
4.2.3 Analisa Pengujian Sensor Ping Parallax
objek yang permukaannya dapat menyerap suara, seperti busa. Pengukuran jarak juga akan kacau jika permukaan objek bergerigi dengan sudut tajam. Tegangan keluaran dari sensor digunakan sebagai tegangan input pada komparator. Adapun tegangan yang digunakan sebagai referensi untuk 40 menentukan tegangan output berupa 0 dan 1 adalah tegangan 5 volt. Tegangan tersebut merupakan tegangan standart dari sensor ultrasonic tersebut.
4.3 Pengujian Program Bahasa C
Pengujian program pembaca sensor ultrasonic
PORTD.2 = 1;
delay_us(20);
PORRT.D = 0;
TCNT=0;
while (PIND.3 == 0) {};
TCCR1B = 0X02;
while (( PIND.3 == 1) && !(TIFR & 0X80));
TCCR1B=0X00;
Data = TCNT1;
if ( Data < 1000) {Data*10)/Constant;}
if ( Data >= 1000 ) {Data/Constant)*10;}
ATMEGA
objek.Dari grafk yang ditampilkan dapat disimpulkan program bekerja denagn baik.
Pengujian program untuk menampilakn data jarak pada LCD.
lcd_gotoxy (0,0);lcd_putsf( "JARAK : CM");
lcd_gotoxy(8,0);
lcd_putchar (Data/1000 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/100 %10 + 0x30);
lcd_putchar (Data/10 %10 + 0x30);
lcd_putsf (".");
lcd_putchar (Data %10 +0x30);
if (Data < 5000) {t = 50;}
if (Data < 3000) {t = 100;}
if (Data < 2000) {t = 200;}
if (Data < 1000) {t = 300;}
if (Data < 500) {t = 600;}
Alarm {};
}
else {
lcd_gotoxy (0,0);
lcd_putsf ("DILUAR JANGKAUAN")
lcd_clear{};
Setelah melalui proses pengunduhan program tampilan pada LCD menunjkkan tampilan yang sama deangn program. Dengan data tertentu, denagn demikian pengujian ini dinyatakan berhasil.
Pengujian program untuk membunyikan Alarm.
void Alarm (v0id)
{
PORTB.0 = 1;
delay_ms(t);
PORTB.0 = 0;
ATMEGA
Setelah diunduh dan dijalankan, rangkaian kan membunyikan buzzer dengan frekwensi tertentu tergantung pada jarak. Dari pengujian ini dinyatakan berhasil.
Pengujian secara keseluruhan.
