ANALISIS DAN DOKUMENTASI JAM ANALOG MENGGUNAKAN RTC (REAL TIME CLOCK) BERBASIS MICROCONTROLLER UNTUK
MASJID NASIONAL AL-AKBAR SURABAYA
LAPORAN KERJA PRAKTEK
Disusun Oleh :
Nama : Rachmawati Oktaria Mardiyanto
NIM : 10.41020.0102
Program : S1 (Strata Satu)
Jurusan : Sistem Komputer
SEKOLAH TINGGI
MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER SURABAYA
2013
STIKOM
iii ABSTRAKSI
PT. Widya Cipta Tehnik sering menangani proyek pada pabrik gula,
terutama proyek pada mesin-mesin yang menggunakan PLC untuk
pengendaliannya serta sering menangani proyek pada bidang elektronik dan
mekanik. Pada bidang elektronik dan mekanik kali ini PT. Widya Cipta Tehnik
menangani proyek tentang jam analog yang berukuran besar dan akan diletakkan
di Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya. Jam analog ini menggunakan jarum
sebagai penunjuk waktu dan sensor reed switch sebagai pendeteksi lokasi jarum
jam. Dengan menggunakan microcontroller, IC RTC, dan sensor reed switch kita
dapat membuat jam analog yang sudah otomatis terkontrol menunjukkan waktu. Pada sistem ini microcontroller ATmega8535 berfungsi sebagai pengontrol sistem meliputi pembacaan waktu serta penulisan register-register pada RTC, menerima
sinyal input dari sensor, memberikan trigger pada relay yang akan memicu motor
power window, mendeteksi penekanan tombol, dan menerima serta mengirimkan
data serial ke LCD yang digunakan untuk mengatur parameter yang dibutuhkan.
RTC digunakan sebagai acuan waktu pada sistem. Informasi yang disediakan
adalah detik, menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. Pengaksesan RTC oleh
microcontroller dilakukan secara serial dengan protokol komunikasi I2C. Sensor
magnet reed switch berfungsi sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Sensor magnet
reed switch akan memberikan input tegangan setiap 15 menit pada
microcontroller. Dengan melakukan beberapa analisis dan penambahan beberapa
komponen agar jam analog untuk Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya dapat
dengan baik.
STIKOM
vi DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
ABSTRAKSI ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Kerja Praktek ... 3
1.3. Perumusan Masalah ... 4
1.4. Batasan Masalah ... 4
1.5. Waktu dan Lama Kerja Praktek ... 4
1.6. Ruang Lingkup Kerja Praktek ... 5
STIKOM
vii
1.7. Metodologi ... 5
1.8. Sistematika Penulisan ... 6
BAB II GAMBARAN UMUM PEERUSAHAAN 2.1 Sejarah Singkat Perusahaan ... . 8
2.2 Visi ... 9
2.3 Misi ... 10
2.4 Tujuan ... 10
2.5 Makna lambang PT. Widya Cipta Tehnik ... 10
2.6 Pengertian Lambang ... 10
2.7 Struktur Organisasi ... 11
2.8 Alur Kerja Organisasi... 12
2.9 Denah Lokasi ... 13
BAB III TEORI PENUNJANG 3.1 DT AVR Low Cost Micro System ... 14
3.1.1 Spesifikasi Hardware ... 14
3.1.2 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper ... 15
STIKOM
viii
3.2 Relay ... 19
3.2.1 Prinsip Kerja dan Simbol Relay ... 20
3.2.2 Jenis-jenis Relay ... 21
3.3 RTC (Real Time Clock) ... 22
3.3.1 Pin-pin yang Terdapat Pada IC RTC DS1307 ... 22
3.3.2 Komunikasi I2C ... 24
3.4 Motor DC ... 25
3.5 Microcontroller Atmega8535 ... 27
3.5.1 Pin-pin Pada Microcontroller Atmega8535 ... 28
3.6 Power Supply ... 30
3.7 Sensor Magnet Reed Switch ... 32
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perangkat Keras ... 33
4.1.1 Minimum System ATmega 8535 ... 34
4.1.2 Downloader ... 36
4.1.3 RTC DS1307 ... 38
4.2 Perangkat Lunak ... 40
4.2.1 Flowchart ... 40
STIKOM
ix
4.3 Hasil Pengujian Program Menggunakan Simulasi ... 46
4.3.1 Pengujian Pengaksesan RTC oleh Microcontroller ... 46
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... 50
5.2 Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 52
LAMPIRAN
STIKOM
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Lambang PT. Widya Cipta Tehnik ... 10
Gambar 2.2 Struktur Organisasi PT. Widya Cipta Tehnik ... 11
Gambar 2.3. Denah Lokasi ... 13
Gambar 3.1 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper ... 15
Gambar 3.2 Alokasi Pin J10-J13 ... 16
Gambar 3.3 Alokasi Pin J14 ... 16
Gambar 3.4 Alokasi Pin J9 (Konfigurasi port ISP) ... 16
Gambar 3.5 Alokasi Pin J4 dan J5 (Konfig. port untuk kom. serial) ... 17
Gambar 3.6 Port yang menghubungkan antara komputer dengan DT-AVR Low Cost Micro System secara serial ... 17
Gambar 3.7 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC ... 18
Gambar 3.8 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar ... 18
Gambar 3.9 Konfigurasi port bila menggunakan tipe AVR® tanpa internal ADC ... 19
Gambar 3.10 Relay yang tersedia di pasaran ... 20
STIKOM
xi
Gambar 3.11 Skema Relay elektromekanik ... 21
Gambar 3.12 RTC DS1307 ... 22
Gambar 3.13 Motor DC dan Gear Box ... 26
Gambar 3.14 Konfigurasi Pin ATmega8535 ... 28
Gambar 3.15. Alur dari power supply ... 31
Gambar 3.16. Sensor Magnet Reed Switch... 32
Gambar 3.17 Sistem Sensor Magnet ... 32
Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Jam ... 33
Gambar 4.2 Skema Rangkaian Minimum System ATmega8535 ... 35
Gambar 4.3 Pinout AVR USB ISP ... 36
Gambar 4.4 Pemilihan Programmer pada menu Setting di Code Vision AVR ... 37
Gambar 4.5 Window Programmer Setting pada Code Vision AVR ... 38
Gambar 4.6 Rangkaian RTC DS1307 ... 39
Gambar 4.7 Flowchart program pada microcontroller ... 42
Gambar 4.8 Data waktu dari RTC yang dibaca oleh microcontroller dan ditampilkan pada LCD system ... 49
STIKOM
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Fungsi Khusus Port B ... 29
Tabel 3.2 Fungsi Khusus Port C ... 29
Tabel 3.3 Fungsi Khusus Port D ... 30
Tabel 4.1 Keterangan pinout AVR USB ISP ... 36
STIKOM
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lampiran Coding
Lampiran 2. Kartu Bimbingan Kelompok Kerja Praktek
Lampiran 3. Acuan Kerja Praktek
STIKOM
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Teknik Komputer Surabaya
merupakan salah satu lembaga pendidikan yang melahirkan lulusan-lulusan muda
yang berpola pikir akademik bertindak professional dan berakhlak. Selain itu juga
berupaya melaksanakan program-program pendidikan yang bertujuan
menghasilkan lulusan-lulusan yang tidak saja memahami ilmu pengetahuan dan
teknologi, akan tetapi juga mampu mempraktekkan serta mengembangkannya
baik di dunia pendidikan maupun di dunia industri. Dengan mengikuti Kerja
Praktek ini diharapkan mahasiswa bisa mendapatkan nilai tambahan terhadap
materi kuliah yang telah diberikan serta dapat menambah ilmu pengetahuan dan
keterampilan mahasiswa tentang dunia kerja sekaligus mendapatkan pengalaman
kerja secara nyata di perusahaan/instansi dan bekerja sama dengan orang lain
dengan disiplin ilmu yang berbeda-beda. Sekaligus mencoba menerapkan ilmu
pengetahuan yang telah diperoleh dalam kuliah.
Waktu sangat penting bagi kehidupan sehari-hari. Untuk dapat
mengetahui waktu, kita dapat menggunakan alam sekitar, dengan cara melihat
arah dan posisi matahari. Namun pada zaman yang modern ini, sudah ditemukan
jam untuk mengetahui kapan waktu bekerja, waktu pulang, waktu beribadah, dan
juga waktu untuk beristirahat. Model dari jam sendiri ada dua macam, yaitu jam
analog dan jam digital. Jenisnya pun ada dua yaitu jam dinding dan jam tangan.
STIKOM
2
Jam dinding sudah menjadi bagian yang penting dalam kehidupan kita.
Setiap tempat sudah dipastikan ada jam yang diletakkan di dinding ruangan, di
letakkan di atas meja, maupun dijadikan sebuah menara sebagai pengingat waktu
di tengah kota. Begitu juga dengan tempat-tempat ibadah yang merupakan
menjadi salah satu penunjuk waktu untuk melaksanakan ibadah dengan tepat
waktu. Namun kebanyakan jam yang biasa ditemukan di pasaran masih dalam
ukuran yang cukup kecil, sehingga bila diletakkan pada gedung atau tempat yang
besar orang akan kesulitan dalam melihat, dan juga kebanyakan jam di pasaran
masih menggunakan alat-alat manual.
PT. Widya Cipta Tehnik merupakan perusahaan mechanical – electrical
engineering dan contractor. Perusahaan ini mengerjakan proyek pengadaan PLC,
instrument, pengerjaan elektronika beserta program sehingga mesin atau alat
elektronik dapat bekerja dengan baik. Kantor PT. Widya Cipta Tehnik terletak di
kota Surabaya.
PT. Widya Cipta Tehnik sering menangani proyek pada pabrik gula,
terutama proyek pada mesin-mesin yang menggunakan PLC untuk
pengendaliannya serta sering menangani proyek pada bidang elektronik dan
mekanik. Pada bidang elektronik dan mekanik kali ini PT. Widya Cipta Tehnik
menangani proyek tentang jam analog yang berukuran besar dan akan diletakkan
di Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya.
Jam analog ini menggunakan jarum sebagai penunjuk waktu dan sensor
reed switch sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Dengan menggunakan
microcontroller dan IC RTC, kita dapat membuat atau menggunakan alat yang
sudah otomatis terkontrol atau terprogram dalam menunjukkan waktu.
STIKOM
3 1.2 Tujuan Kerja Praktek
Dalam melaksanakan Kerja Praktek disuatu perusahaan maupun instansi,
maka mahasiswa sebagai seorang yang menjalankan syarat pendidikan tinggi
tentunya memiliki tujuan-tujuan yang hendak dicapai dalam melaksanakan
kegiatan praktek ini.
Beberapa tujuan Kerja Praktek yang dimaksud adalah sebagai berikut :
1. Menambah pengetahuan dan pemahaman kepada mahasiswa tentang
penerapan berbagai pengetahuan baik teori maupun praktek yang diperoleh
pada perkuliahan dan diterapkan pada lapangan pekerjaan yang
sesungguhnya di tempat praktek terutama dalam bidang elektronika dan
program (Microcontroller dan RTC).
2. Menambah pengetahuan tambahan tentang hal - hal yang belum didapat di
bangku perkuliahan mengenai microcontroller dan RTC.
3. Dapat melihat dan merasakan secara langsung kondisi dan keadaan dunia
kerja yang sesungguhnya, sehingga memperoleh pengalaman yang lebih
banyak lagi.
4. Dapat menerapkan dan mempraktekkan secara langsung teori yang telah
didapat dibangku perkuliahan pada saat melaksanakan Praktek Kerja
Lapangan dalam hal microcontroller dan RTC.
5. Mendidik dan melatih untuk dapat menyelesaikan dan mengatasi berbagai
masalah yang dihadapi di lapangan dalam melaksanakan praktek.
STIKOM
4
6. Dapat membantu memperluas wawasan dan pengetahuan bagi penulis
sebagai seorang mahasiswa terhadap disiplin ilmu yang telah diperoleh pada
saat belajar di bangku perkuliahan.
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa
masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana menganalisa kesalahan suatu rangkaian elektronika dan program
yang telah berjalan pada jam analog?
2. Bagaimana membuat dokumentasi mengenai program yang berjalan dalam
microcontroller untuk jam analog?
1.4 Batasan Masalah
Penulis membatasi pembahasan hanya pada analisis jam analog yang
menggunakan RTC berbasis microcontroller yang ditangani oleh PT. Widya Cipta
Tehnik.
1.5 Waktu dan Lama Kerja Praktek
Kerja Praktek di PT. Widya Cipta Tehnik dilaksanakan selama 5 minggu
yang dimulai pada tanggal 19 Agustus 2013 – 19 September 2013.
STIKOM
5 1.6 Ruang Lingkup Kerja Praktek
Sasaran kerja praktek adalah agar mahasiswa mendapatkan pengalaman
belajar melalui pengamatan di bidang analisis jam analog yang menggunakan
RTC berbasis microcontroller:
a. Mengamati alur kerja PT. Widya Cipta Tehnik dalam menangani proyek
(berawal dari tender hingga pengerjaan proyek).
b. Menganalisa rangkaian elektronika dan program yang sudah
dimplementasikan pada jam analog.
c. Mendokumentasikan hal-hal yang berkaitan dengan rangkaian elektronika
dan program yang telah diimplementasikan pada jam analog.
1.7 Metodologi
Untuk menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh penulis maka
penulis mendapatkan bimbingan langsung dari karyawan PT. Widya Cipta
Tehnik. Melakukan pengamatan pada masjid yang membutuhkan proyek jam
analog. Dari pengamatan tersebut dilakukan analisa dari data-data mengenai
pengerjaan proyek tersebut. Pengamatan itu meliputi proses mendapatkan proyek,
kemudian pengerjaan proyek itu, setelah itu pembuatan rangkaian elektronika dan
program untuk jam analog pada masjid tersebut, penulis lebih berfokus pada
analisis rangkaian elektronika dan program yang akan ditanam pada jam analog.
Adapun teknik atau metode yang penulis lakukan adalah sebagai berikut :
1. Observasi, yaitu dengan melakukan pengamatan terhadap lokasi dan ukuran
yang berhubungan dengan jam analog yang akan dibuat.
STIKOM
6
2. Wawancara, yaitu dengan melakukan tanya jawab terhadap ahli bidang
microcontroller dan RTC pada karyawan perusahaan dalam hal ini adalah
pemiliknya sendiri mengenai program yang telah di-download ke dalam
microcontroller pada jam analog. Penulis melakukan wawancara kepada Bpk.
Ir. Wahyudi Hariyanto, beliau sedikit menjelaskan mengenai program untuk
berjalannya pada jam analog.
3. Studi literatur atau kepustakaan, yaitu dengan cara membaca buku-buku yang
ada hubungannya dengan proyek yang dikerjakan.
4. Penulisan dan penyusunan laporan dari pelaksanaan kerja praktek yang telah
dilakukan sebagai pertanggungan jawab kepada perusahaan dan STIKOM.
1.8 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan hasil praktek kerja lapangan pada
pengerjaan proyek di PT. Widya Cipta Tehnik adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang masalah, tujuan kerja praktek, perumusan
masalah, batasan masalah, waktu dan lama kerja praktek, ruang
lingkup kerja praktek, metodologi, serta sistematika penulisan.
BAB II : GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
Pada bab ini membahas tentang sejarah singkat PT. Widya Cipta
Tehnik, visi, misi, tujuan, makna logo perusahaan, pengertian
lambang perusahaan, struktur organisasi, denah lokasi, serta
pengalaman kerja.
STIKOM
7 BAB III : LANDASAN TEORI
Pada bab ini dibahas teori yang berhubungan dengan teori penunjang,
dimana dalam teori penunjang ini meliputi tentang bagian – bagian
mengenai pengerjaan proyek oleh PT. Widya Cipta Tehnik.
BAB IV : DESKRIPSI SISTEM
Pada bab ini dibahas mengenai analisis dan dokumentasi rangkaian
elektronika dan program pada jam analog di Masjid Nasional
Al-Akbar yang menjadi proyek PT. Widya Cipta Tehnik.
BAB V : PENUTUP
Berisi kesimpulan serta saran sehubungan dengan adanya
kemungkinan pengembangan sistem pada masa yang akan datang.
STIKOM
8 BAB II
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Sejarah Singkat Perusahaan
Sejalan dengan perkembangan pembangunan di Indonesia dan persaingan
bebas era globalisasi, dibutuhkan profesionalisme disegala bidang. Tenaga ahli
yang berpendidikan, berpengalaman dan berketrampilan tinggi merupakan akar
dari profesionalisme.
PT. Widya Cipta Tehnik, berlandaskan semangat profesionalisme, secara
agresif dan pasti akan menempatkan diri sebagai yeng terbaik dalam service dan
teknologi di dalam market yang kami layani. Membangun dan membina
hubungan secara mendalam antara pelanggan, pegawai dan pemasok serta mitra
kerja, merupakan sumber kekuatan kami.
Dengan berprinsip selalu menjaga komitmen dengan mengedepankan
Win-Win Solution dalam setiap mengerjakan proyek-proyeknya, sehingga PT. Widya
Cipta Tehnik sampai saat ini tetap dipercaya oleh para pelanggan.
Demikian semoga dengan prospek dan peluang yang cerah dimasa
mendatang, dapat kita lakukan kerjasama yang saling menguntungkan. Kemudian
berdasarkan surat izin usaha perdagangan No. 503/7767.7A/436.6.11/2009
tanggal 15 Desember 2009 perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik resmi terdaftar di
Deperindag kota Surabaya. Adapun akta perusahaan dan serta akta perubahannya
adalah :
STIKOM
9
1. CV. WIDYA CIPTA TEHNIK Akta NO. 6 tanggal 26 April 1989
Notaris : VENNY TRISUPENI, SH
No. PN : W.10.UM.07.10.1-40/CV 1989 tanggal 29 April 1989
2. Akta Perubahan No. 18 Tanggal 2 Juni 2004
Notaris : YATININGSIH, SH, MH
3. Akta Pendirian PT : No. 47 Tanggal 18 Juni 2004
Notaris : YATININGSIH, SH, MH
SK Kehakiman : C-06372 HT.01.01 TH 2005
Tanggal 10 Maret 2005
4. Akta Pemindahan Hak Saham Nomor. 53
Tanggal 21 Pebruari 2007
Notaris : YATININGSIH, SH, MH
5. Akta Berita Acara Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa
PT. WIDYA CIPTA TEHNIK
Nomor : 54 tanggal 21 Pebruari 2007
Notaris : YATININGSIH, SH, MH
6. Akta Perubahan Anggaran Dasar
PT. WIDYA CIPTA TEHNIK
Nomor : 75 tanggal 24 Februari 2010
Notaris : YATININGSIH, SH, MH
2.2 Visi
Menempatkan perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik sebagai yang terbaik
dalam service dan teknologi di dalam market yang kami layani.
STIKOM
10 2.3 Misi
Berdasarkan semangat profesionalisme, secara agresif dan pasti akan
menempatkan diri sebagai yang terbaik dalam pelayanan dan teknologi di dalam
market yang kami layani. Membangun dan membina hubungan secara mendalam
antara pelanggan, pegawai dan pemasok serta mitra kerja, merupakan sumber
kekuatan kami.
2.4 Tujuan
PT. Widya Cipta Tehnik adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang
mechanical – electrical engineering dan contractor memiliki tujuan untuk tetap
dipercaya oleh semua kliennya.
2.5 Makna Lambang PT. Widya Cipta Tehnik
Lambang PT. Widya Cipta Tehnik dapat dilihat pada Gambar 2.1 berikut :
Gambar 2.1 Lambang PT. Widya Cipta Tehnik
Lingkaran penuh bertuliskan WiTek berwarna biru dikelilingi lingkaran
merah bertuliskan PT. Widya Cipta Tehnik Surabaya.
2.6 Pengertian Lambang
Warna biru tebal yang bertuliskan WiTek dengan corak yang tegas
bermakna PT. Widya Cipta Tehnik adalah perusahaan yang selalu membangun
mitra kerja yang baik antara owner, pegawai dan klien. Lambang Witek yang
dikelilingi lingkaran merah tebal bermakna PT. Widya Cipta Tehnik sebisa
STIKOM
11
mungkin menjaga komitmen setiap pekerjaan yang dilimpahkan ke perusahaan
ini. Lingkaran merah tak terputus bertuliskan PT. Widya Cipta Tehnik Surabaya
mengartikan bahwa perusahaan ini adalah organisasi perusahaan yang terbuka
dalam inovasi teknologi masa depan.
2.7 Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan sistem pengendali jalannya kegiatan
dimana terdapat pembagian tugas dan tanggung jawab dari masing-masing bagian
pada organisasi tersebut, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.2 di
bawah ini.
Gambar 2.2 Struktur Organisasi PT. Widya Cipta Tehnik
STIKOM
12 2.8 Alur Kerja Organisasi
Setiap posisi pada perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik memiliki
deskripsinya masing-masing yang telah ditetapkan sesuai dengan jabatannya.
Berikut adalah alur kerja organisasi perusahaan ini dari awal hingga akhir proses
pengerjaan proyek.
1. Klien yang akan mengadakan tender akan mengirim surat undangan tender
kepada sekretaris perusahaan.
2. Setelah surat diterima oleh sekretaris, maka setelah itu akan dilaporkan
kepada direktur utama, bahwa klien tersebut mengadakan tender mengenai
proyek tertentu yang diperlukan klien itu.
3. Direktur utama akan menunjuk beberapa pegawainya untuk menghadiri
annwijzing (penjelasan mengenai tender). Biasanya direktur akan
menunjuk dua pegawainya terdiri dari satu orang teknisi dan satu orang
pendamping. Menghadiri annwijzing ini adalah syarat pertama dari
keikutsertaan perusahaan dalam suatu tender.
4. Kemudian pegawai yang ditunjuk oleh direktur utama akan melaporkan
hasil dari annwijzing kepada direktur utama dan sekretaris.
5. Sekretaris menyusun surat penawaran didampingi bagian keuangan untuk
menentukan daftar harga yang akan ditawarkan pada klien.
6. Surat penawaran diberikan kepada klien dan perusahaan tinggal menunggu
pengumuman pemenang tender yang diadakan klien.
7. Jika perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik diumumkan menang dalam
tender tersebut. Direktur utama kembali menunjuk pegawai yang akan
mengerjakan proyek tersebut, selanjutnya tanggung jawab proyek akan
STIKOM
13
diserahkan kepada koordinator proyek hingga proyek selesai dikerjakan.
Selama proyek berjalan bagian keuangan mengawasi keuangan dan pajak.
2.9 Denah Lokasi
Lokasi PT. Widya Cipta tehnik dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.
Gambar 2.3 Denah Lokasi PT. Widya Cipta Tehnik
STIKOM
14 BAB III
TEORI PENUNJANG
Pada bab tiga penulis menjelaskan tentang teori penunjang kerja praktek
yang telah dikerjakan.
3.1 DT AVR Low Cost Micro System
DT AVR Low Cost Micro System merupakan sebuah modul single chip
dengan basis mikrkontroler AVR® dan memiliki kemampuan untuk melakukan
komunikasi data serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui
ISP (In System Progrmming ). Modul ini cocok untuk aplikasi-aplikasi sederhana
hingga menengah. Contoh aplikasi yang dapat mempergunakan modul ini adalah
pengendali tampilan LED, pengendali driver motor, voltmeter digital, komunikasi
data antara modul dengan PC, dan masih banyak contoh lainnya.
3.1.1 Spesifikasi Hardware
1. Microcontroller ATmega 8535 yang mempunyai 8 KB Flash
Memory dan 8 Channel ADC dengan resolusi 10 bit.
2. Mendukung varian AVR® 40 pin, antara lain: AT90S8535,
AT90S8515, ATmega8535, ATmega8515, ATmega16(L), dan
ATmega162(L) (Seri AVR® yang tidak memiliki ADC
membutuhkan converter socket).
3. Memilik jalur input/output hingga 35 pin.
4. Terdapat Eksternal Brown Out Detector sebagai rangkaian reset.
STIKOM
15
5. Konfigurasi jumper untuk melakukan pemilihan beberapa model
pengambilan tegangan referensi untuk tipe AVR® dengan internal
ADC.
6. LED Programming Indicator
7. Frekuensi Osilator sebesar 4MHz.
8. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor
RJ11.
9. Tersedia port untuk pemrograman secara ISP.
10. Tegangan input Power Supply 9-12VDC dan output tegangan
5VDC.
3.1.2 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper
Gambar 3.1 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
STIKOM
16
Gambar 3.2 Alokasi Pin J10-J13 (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Gambar 3.3 Alokasi Pin J14 (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Untuk pemrograman secara ISP (In-System Programming)
konfigurasi port dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.4 Alokasi Pin J9 (Konfigurasi port ISP) (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
STIKOM
17
Bila menggunakan komunikasi serial, J4 dan J5 harus
dikonfigurasikan seperti berikut:
Gambar 3.5 Alokasi Pin J4 dan J5 (Konfigurasi port untuk komunikasi serial)
(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Bila ingin menghubungkan antara komputer dengan Low Cost Micro
System secara serial seperti pada tabel di bawah ini:
Gambar 3.6 Port yang menghubungkan antara komputer dengan DT-AVR Low Cost Micro System secara serial
(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Apabila menggunakan AVR® dengan internal ADC, tegangan
referansi dapat diperoleh dari AVCC atau Aref. Untuk mendapatkan
tegangan referensi dari AVCC, jumper J6, J7, dan J8 harus dikonfigurasikan
sebagai berikut:
STIKOM
18
Gambar 3.7 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC
(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Sedangkan untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar
yang harus dikonfigurasi adalah J8. Konfigurasi J8 adalah sebagai berikut:
Gambar 3.8 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar
(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Bila menggunakan tipe AVR® tanpa internal ADC, harus
menggunakan conversion socket. Konfigurasi jumper J6, J7, dan J8 adalah
sebagai berikut:
STIKOM
19
Gambar 3.9 Konfigurasi port bila menggunakan
tipe AVR® tanpa internal ADC (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Ketiga konfigurasi jumper digunakan untuk melakukan konfigurasi
pada pin 30, 31, dan 32 pada microcontroller. Untuk beberapa
microcontroller, misalnya ATmega 8515, pin-pin tersebut berfungsi sebagai
Port E (PE.0-PE.2).
3.2 Relay
Secara sedernaha relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:
a. Alat yang menggunakan gaya elektromekanis untuk menutup atau
membuka kontakm saklar.
b. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik.
STIKOM
20
Gambar 3.10 Relay yang tersedia di pasaran
Secara umu, relay digunakan untuk memenuhi fungsi-fungsi berikut;
a. Remote Control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak
jauh.
b. Penguat daya : menguatkan arus atau tegangan.
Contoh: starting relay pada mesin mobil.
c. Pengatur logika control suatu sistem.
3.2.1 Prinsip Kerja dan Simbol Relay
Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat
yang mendapat arus listrik, sedangkan contact adalah sejenis saklar yang
pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact
ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan
Normally Closed(kondisi awal sebelum diaktifkan close).
Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay: ketika Coil
mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet
yang akan menarik armature yang berpegas, dan contactakan menutup.
STIKOM
21
Gambar 3.11 Skema Relay elektromekanik
3.2.2 Jenis-jenis Relay
Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasarkan pole dan throw
yang dimilikinya. Pole adalah banyaknya contact yang dimiliki oleh
relay, sedangkan throw merupakan banyaknya kondisi (state) yang
mungkin dimiliki contact.
Berikut ini penggolongan relay berdasarkan jumlah pole dan
throw:
a. SPST (Single Pole Single Throw)
b. DPST (Double Pole Single Throw)
c. SPDT (Single Pole Double Throw)
d. DPDT (Double Pole Double Throw)
e. 3PDT (Three Pole Double Throw)
f. 4PDT (Four Pole Double Throw)
STIKOM
22 3.3 RTC (Real Time Clock)
RTC (Real Time Clock) adalah jenis pewaktu yang bekerja berdasarkan
waktu yang sebenarnya atau dengan kata lain berdasarkan waktu yang ada pada
jam kita. Agar dapat berfungsi, pewaktu ini membutuhkan dua parameter utama
ynag harus ditentukan, yaitu pada saat mulai (start) dan pada saat berhenti (stop).
DS1307 merupakan salah satu tipe IC RTC yang dapat bekerja dalam
daya listrik rendah. Di dalamnya berisi waktu jam dan kalender dalam format
BCD. Waktu jam kalender memberikan informasi detik, menit, jam, hati, tanggal,
bulan, dan tahun yang valid sampai 2100 karena compensation valid up to 2100.
Untuk bagian jam dapat berformat 24 jam atau 12 jam. Pendeteksi sumber listrik
juga disediakan untuk mendeteksi kegagalan sumber listrik dan langsung
mengalihkannya ke sumber baterai.
Gambar 3.12 RTC DS1307
3.3.1 Pin-pin yang Terdapat Pada IC RTC DS1307
X1 dan X2 : dihubungkan dengan kristal quartz 32.768 kHz.
Rangkaian osilator internal ini disediakan untuk
beroperasi dengan sebuah kristal yang
mempunyai kapasitansi beban tertentu (CL)
yakni 12.5 pF.
STIKOM
23
Vcc dan GND : sebagai power supply utama. Vcc merupakan
tegangan input +5 volt sedangkan GND
merupakan ground. Ketika tegangan 5 volt
digunakan pada batas normal, RTC dapat diakses
secara penuh dan data dapat ditulis dan dibaca.
Ketika Vcc kurang dari 1.25 x Vbat, proses
penulisan dan pembacaan menjadi terhalang.
Namun demikian, proses perhitungan waktu tetap
berjalan. Pada saat Vcc kurang dari Vbat, RAM
dan penghitung waktu terhubung dengan baterai 3
volt.
Vbat : tegangan input baterai lithium cell 3 volt.
Tengangan baterai harus antara 2.5-3.5 volt.
SCL (Serial Clock Input ) : digunakan untuk mensinkronkan
perubahan data pada antarmuka serial.
SDA (Serial Data Input/Output) : meupakan pin input/output
untuk antarmuka serial 2 kawat. Pin SDA
membutuhkan ressitor pull-up eksternal.
SWQ/OUT (Square Wave/Output Driver)
STIKOM
24 3.3.2 Komunikasi I2C
Pada protokol antarmuka I2C, dimana perangkat mengirim data ke
bus didefinisikan sebagai pemancar (transmitter) dan sebaliknya saat
menerima data didefinisikan sebagai penerima (receiver). Perangkat yang
mengendalikan pesan disebut Master dan sebaliknya perangkat yang
dikendalikan disebut Slave.
Pada antarmuka I2C terdapat 2 kondisi untuk memulai dan
mengakhiri komunikasi serial. Pertama adalah kondisi START. Perubahan
sinyal jalur data (SDA) dari tinggi ke rendah pada saat jalur pulsa (SCL)
tinggi maka kondisi ini didefinisikan sebagai START. Kondisi kedua adalah
STOP. Perubahan sinyal jalur data (SDA) dari rendah ke tinggi pada saat
jalur pulsa (SCL) tinggi maka kondisi ini didefinisikan sebagai STOP.
Operasi transfer data dilaksanakan pada periode antara kondisi START dan
STOP.
Kondisi lain yang perlu dicermati pada antarmuka I2C adalah
bilamana kedua jalur baik SDA maupun SCL berkondisi tinggi maka status
serpih dalam kondisi tidak sibuk dan siap diajak berkomunikasi. Kemudian
kondisi yang berkaitan dengan Data Sah, ini terjadi bilamana status SDA
setelah kondisi START adalah stabil pada periode SCL yang tinggi. Kondisi
logika SDA berubah selama periode SCL rendah.
Pada setiap akhir dari penerimaan dari perangkat baik alamat
maupun data, perangkat master harus membangkitkan sinyal ACK
(acknowledge), yaitu dengan memberikan pulsa tambahan pada SCL. SDA
STIKOM
25
harus dikondisikan rendah selama periode pulsa dari SCL. Untuk
mempermudah pemahaman, pada intinya pada setiap akhir penerimaan byte
maka master wajib membangkitkan kondisi ACK yaitu kondisi pemberian
sinyal pulsa tambahan pada SCL pada kondisi di mana SDA harus ditetapkan
rendah. Namun kondisi ACK dapat ditetapkan dengan SDA yang tinggi pada
akhir periode transfer di mana master kemudian membangkitkan kondisi
STOP.
3.4 Motor DC
Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar
dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin
belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat
berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor
DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah
konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya
(yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah
medan magnet dan arah aliran arus.
Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk
menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar,
dan gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi
tenaga yang lebih besar. Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen
utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi
STIKOM
26
untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang
digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding.
Gearbox dapat dihitung dengan menggunakan persanaan sebagai berikut:
1 1 = 2 2
Dimana:
1∶ � � � � �
2∶ � � � � � ( � � )
1 ∶ ℎ� � � � � �
2 ∶ ℎ� � � � � � � �
Gambar 3.13 Motor DC dan Gear Box
STIKOM
27 3.5 Microcontroller ATmega8535
Microcontroller AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
Microcontroller AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal,
EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator,dll (M.Ary
Heryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita
belajar microcontroller keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta
dapat mengembangkan kreativitas penggunaan microcontroller ATmega8535.
Fitur-fitur yang dimiliki oleh microcontroller ATmega8535 adalah
sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10.Port USART untuk komunikasi serial.
11.Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
12.Dan lain-lainnya.
STIKOM
28
3.5.1 Pin-pin pada Microcontroller ATmega8535
Gambar 3.14 Konfigurasi Pin ATmega8535 (ATMEL, 2007)
Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual
Inline Package) dapat dilihat pada gambar 3.19. Dari gambar di atas dapat
dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merupakan pin Ground.
3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
masukan ADC.
4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan
pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 3.1.
STIKOM
29
Tabel 3.1 Fungsi Khusus Port B
Pin Fungsi Khusus
PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input)
PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input)
PB1 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output) Sumber: ATMEL (2007)
5. PortC (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Fungsi Khusus Port C
Pin Fungsi Khusus
PC7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin2) PC6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin1) PC5 Input/Output
PC4 Input/Output PC3 Input/Output PC2 Input/Output
PC1 SDA (Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PC0 SCL (Two-wire Serial Buas Clock Line)
Sumber: ATMEL (2007)
6. PortD (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 3.3.
STIKOM
30
Tabel 3.3 Fungsi Khusus Port D
Pin Fungsi Khusus
PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)
PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1 TXD (USART Output Pin)
PD0 RXD (USART Input Pin) Sumber: ATMEL (2007)
7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-reset microcontroller.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pinmasukan clockeksternal.
9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC.
10. AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi ADC.
3.6 Power Supply
Pada dasarnya Fungsi utama dari power supply adalah mengubah aliran
listrik arus bolak-balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (di Indonesia, PLN).
Menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada PC. Power
supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion sendiri terdiri
dari tiga macam: AC/DC Power Supply, DC/DC Converter, dan DC/AC Inverter.
Power supply untuk PC sering juga disebut sebagai PSU (Power Supply Unit).
PSU termasuk power conversion AC/DC. Power supply diharapkan dapat
melakukan fungsi-fungsi berikut ini:
STIKOM
31
1. Sebagai konversi input listrik AC menjadi DC.
2. Memberikan arus listrik/tegangan DC yang sesuai dengan yang
dibutuhkan.
3. Dapat menghasilkan arus listrik DC yang lebih merata, dapat
mengendalikan arus listrik/tegangan agar tetap terjaga tetapi tergantung
beban daya.
4. Perubahan kenaikan temperature kerja juga toleransi perubahan tegangan
daya input.
5. Mencegah naiknya tegangan listrik (jika terjadi).
Gambar 3.15 Alur dari power supply
STIKOM
32 3.7 Sensor Magnet Reed Switch
Reed Switch atau sensor magnet atau disebut juga relay buluh merupakan
alat yang akan terpengaruh oleh medan magnet dan akan memberikan perubahan
kondisi pada output. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan
oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam
bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembaban, asap, ataupun uap.
Gambar 3.16 Sensor Magnet Reed Switch (ECE, 2011)
Gambar 3.17 Sistem Sensor Magnet
Reed switch sama seperti relay, magnet permanen digunakan sebagai
ganti wire coil. Ketika magnet berada jauh maka dalam keadaan terbuka tetapi
ketika magnet berada dekat maka dalam keadaan tertutup.
STIKOM
33 BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Perangkat Keras
Informasi waktu yang akan ditunjukkan oleh jarum dan motor power
window yang telah dimodifikasi menggunakan gear akan digunakan sebagai
penggerak jarum jam. Informasi mengenai waktu aktual akan diambil dari RTC
yang digunakan sebagai pewaktu pada sistem. Parameter-parameter yang
diperlukan oleh sistem untuk bekerja dengan benar akan diberikan dengan
bantuan computer melalui komunikasi serial. Blok diagram keseluruhan sistem
terdapat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Jam
Microcontroller yang digunakan pada sistem ini, yaitu ATmega8535 dan
berfungsi sebagai pengontrol sistem. Pengontrol yang dilakukan meliputi
pembacaan waktu serta penulisan register-register pada RTC, dalam sistem ini
STIKOM
34
tipe RTC yang digunakan adalah DS1307, menerima sinyal input dari sensor,
memberikan trigger pada relay yang akan memicu motor power window,
mendeteksi penekanan tombol dari user, dan menerima serta mengirimkan data
serial ke komputer yang digunakan untuk mengatur parameter-parameter yang
dibutuhkan.
RTC digunakan sebagai acuan waktu pada sistem. Informasi yang
disediakan adalah detik, menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. Pengaksesan RTC
oleh microcontroller dilakukan secara serial dengan protokol komunikasi I2C.
Sensor magnet reed switch berfungsi sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Sensor
magnet reed switch akan memberikan input tegangan setiap 15 menit pada
microcontroller.
Agar sistem ini dapat bekerja, dibutuhkan pengaturan beberapa parameter.
Pengaturan parameter menggunakan komputer yang akan dihubungkan dengan
microcontroller melalui USB to Serial Converter DT-HiQ AVR USB ISP mkII.
Komunikasi antara komputer dengan microcontroller dilakukan secara serial.
4.1.1 Minimum System ATmega8535
Pada rangkaian minimum system ATmega8535 yang digunakan
pada sistem dapat diilustrasikan seperti gambar 4.2. Port A yaitu PA2
digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada
angka 3 (menunjukkan waktu 15 menit pertama) dan PA5 digunakan
sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada angka 6
(menunjukkan waktu 15 menit kedua). Sama halnya pada Port A, pada Port
C yaitu PC0 digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang
STIKOM
35
menunjukkan pada angka 9 (menunjukkan waktu 15 menit ketiga) dan PC3
digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada
angka 12 (menunjukkan waktu 15 menit keempat).
Pin PB0-PB2 akan dihubungkan dengan Pin 4-5 pada LCD yang
digunakan sebagai Register Select, Read/Write, dan Enable. Pin PB5-PB8
akan dihubungkan dengan Pin 11-14 pada LCD yang digunakan sebagai
jalur data untuk mengeluarkan outputan. Pin PD7 digunakan untuk
mendeteksi penekanan tombol dari user. Pin PD5 akan dihubungkan dengan
[image:45.595.43.532.182.701.2]relay dimana relay akan memicu motor untuk bergerak disetiap menitnya.
Gambar 4.2 Skema Rangkaian Minimum System ATmega8535
STIKOM
36
Komunikasi dengan RTC dilakukan dengan protokol I2C melalui pin
PD2 sebagai jalur clock untuk sinkronisasi komunikasi dan pin PD3 sebagai
jalur pertukaran data. Pin VCC diberi masukkan tegangan operasi berkisar
antara 4.5 V sampai dengan 5.5 V.
4.1.2 Downloader
Untuk melakukan download program digunakan perangkat bantu
AVR USB ISP yang akan dihubungkan dengan port USB (Universal Serial
Bus) pada computer. Sebelum downloader dapat digunakan perlu dikakukan
instalasi drver terlebih dahulu. Konfigurasi pinout dan keterangan dari
downloader terdapat pada Gambar 4.3 dan Tabel 4.1.
Gambar 4.3 Pinout AVR USB ISP (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)
Tabel 4.1 Keterangan pinout AVR USB ISP
Nama No. Pin I/O Keterangan
VTG 2 - Catu daya dari target board (2.7-5.5 V)
GND 4, 6, 8, 10 - Titik referensi
LED 3 Output Sinyal kontrol untuk LED (Lighting Emitting Diode) atau multiplexer (optional)
MOSI 1 Output Command dan data dari AVR USB ISP ke target AVR MISO 9 Input Data dari target AVR ke AVR USB ISP
SCK 7 Output Serial Clock, dikendalikan oleh AVR USB ISP RESET 5 Output Reset¸dikendalikan oleh AVR USB ISP Sumber: INNOVATIVE ELECTRONICS (2009)
STIKOM
37
Pin MOSI, pin MISO, pin SCK, pin RESET dan pin VTG pada
AVR USB ISP masing-masing akan dihubungkan pada pin MOSI, pin
MISO, pin SCK, pin RESET dan pin VCC yang terpadat pada
microcontroller. Program editor dan compiler yang digunakan untuk
pembuatan program adalah Code Vision AVR. Pengaturan penggunaan
downloader pada Code Vision AVR dilakukan dengan memmilih menu
Setting, kemudian pilihan Programmer seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.4
Gambar 4.4 Pemilihan Programmer pada menu Setting di Code Vision AVR
Setelah memilih Programmer pada menu Setting, akan muncul
window Programmer Setting seperti pada Gambar 4.5, yang dilanjutkan
dengan memilih tipe programmer AVR yaitu Atmel AVRISP MkII (USB).
STIKOM
38
Gambar 4.5 Window Programmer Setting pada Code Vision AVR
4.1.3 RTC DS1307
Rangkaian RTC DS1307 terdapat pada Gambar 4.6. Membutuhkan
nilai tegangan dari catu daya utama berkisar 4.5 V - 5.5 V, sedangkan catu
daya cadangan (baterai) memiliki nilai tegangan 3V. Jalur komunikasi RTC
dilakukan dengan protokol I2C melalui pin PD2 (yang terhubung dengan pin
SDA pada RTC) (yang terhubung dengan pin SCL pada RTC) Pin SDA dan
SCL yang berada pada RTC masing-masing diberi resistor pull-up. RTC
membutuhkan rangkaian osilator eksternal yang hanya terdiri dari crystal
dengan nilai frekuensi 32.768 kHz yang dihubungkan pada pin 1 dan pin 2
tanpa tambahan kapasitor.
STIKOM
39
Gambar 4.6 Rangkaian RTC DS1307
Penggunaan RTC harus terlebih dahulu diawali dengan inisialisasi
register control. Pengaturan register control RTC pada program dapat
dilakukan dengan menggunakan fungsi sebagai berikut:
// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz
rtc_init(0,1,0);
Pengaturan data waktu pada program dapat dilakukan dengan
menggunakan fungsi-fungsi sebagai berikut:
rtc_set_time (15,8,20);
Pembacaan data waktu pada program dapat dilakukan dengan
menggunakan fungsi-fungsi sebagai berikut:
rtc_get_time(&jam, &menit, &detik);
STIKOM
40 4.2 Perangkat Lunak
Perangkat lunak pada sistem ini hanya dibuat untuk microcontroller. Dan
untuk menguji apakah program berhasil atau tidak akan dijalankan terlebih dahulu
pada simulasi yang telah dibuat pada Proteus 7 Profesional sebelum dijalankan
pada perangkat yang sebenarnya.
4.2.1 Flowchart
Flowchart perangkat lunak pada microcontroller terdapat pada
Gambar 4.7 dan Gambar 4.8. Instruksi pertama yang dijalankan oleh
microcontroller adalah initialisasi. Inisialisasi ini melingkupi
register-register pada microcontroller, register-register pada RTC, dan
variable-variabel yang akan digunakan pada program. Instruksi yang berikutnya akan
dijalankan adalah pendeteksian penekanan tombol yang dilakukan user.
Bila user melakukan penekanan switch maka relay akan memicu
motor untuk bergerak, hal ini bertujuan apabila waktu yang ditunjukkan
oleh LCD sistem tidak menunjukkan waktu yang sama pada alat yang
sebenarnya. Motor akan berhenti apabila user menghentikan penekanan
switch dan waktu pada alat yang sebenarnya telah menunjukkan waktu yang
sama dengan LCD sistem.
STIKOM
41
Setelah melakukan instruksi inisialisasi user tidak melakukan
penekanan switch, maka program akan menjalankan instruksi selanjutnya
yaitu pendeteksian menit, ini dilakukan untuk mendeteksi perubahan setiap
menitnya. Bila menit berubah, program akan mendeteksi kembali apa yang
akan dijalankan, jika menit yang saat ini sedang berjalan telah dibagi dengan
15 dan memiliki sisa bagi atau tidak sama dengan 0, maka relay akan
memicu motor untuk berpindah ke menit berikutnya.
Apabila kondisi yang terjadi berkebalikan dengan kondisi yang
diharapkan (menit yang saat ini sedang berjalan telah dibagi dengan 15 dan
tidak memiliki sisa bagi atau sama dengan 0), maka program akan
melakukan pendeteksian kembali, pada kondisi ini program akan
mendeteksi 4 kondisi sekaligus, apabila salah satu kondisi terpenuhi relay
akan memicu motor untuk menunjuk waktu setiap 15 menit.
STIKOM
42
Gambar 4.7 Flowchart program pada microcontroller
STIKOM
43
Program utama pada microcontroller yang disusun berdasarkan
flowchart pada Gambar 4.7 dan 4.8 adalah sebagai berikut:
// Declare your global variables here #define RELAY PORTD.5
#define SWITCH PIND.7
#define JAM3 PINA.2 #define JAM6 PINA.5 #define JAM9 PINC.0 #define JAM12 PINC.3 unsigned char jam, menit, detik; unsigned char omenit, odetik; unsigned int i,j;
unsigned char sensor[13]; const int dT = 275;
const int S_OFF = 0; const int S_ON = 1;
unsigned char sjam[3], smenit[3], sdetik[3];
void main(void) {
// Input/Output Ports initialization // Port A initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTA=0x00; DDRA=0xFF;
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTB=0x00; DDRB=0x00;
// Port C initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTC=0x00; DDRC=0xFF;
STIKOM
44 // Port D initialization
// Func7=In Func6=Out Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=Out Func0=Out
// State7=T State6=0 State5=T State4=T State3=T State2=T State1=0 State0=0
PORTD=0x00;
DDRD=0xBC; ///--->>>> OUTPUT INPUT
// I2C Bus initialization i2c_init();
// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz
rtc_init(0,1,0);
// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(8);
// Global enable interrupts #asm("sei")
//rtc_set_time (15,8,20);
rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); omenit = menit;
odetik = detik; while (1)
{
// Place your code here if(SWITCH == 1)
{ RELAY = 0;
i = 0;
while((SWITCH == 1) && (i < 110)) {
i++; }
STIKOM
45 if(i > 100) {
RELAY = 1; while(SWITCH == 1); }
RELAY = 0; delay_ms(3000); }
else {
omenit = menit;
rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); itoa(jam, sjam); itoa(menit, smenit); itoa(detik, sdetik); lcd_clear(); lcd_puts(sjam); lcd_putchar(':'); lcd_puts(smenit); lcd_putchar(':'); lcd_puts(sdetik);
if(omenit != menit) //jika menitnya berubah {
if((menit % 15) != 0) {
RELAY = 1; delay_ms(dT); RELAY = 0;
delay_ms(3000); }
else if((menit == 15) && (JAM3 == S_OFF)) {
RELAY = 1;
while(JAM3 == S_OFF); RELAY = 0; delay_ms(3000); }
else if((menit == 30) && (JAM6 == S_OFF)) {
RELAY = 1;
while(JAM6 == S_OFF); RELAY = 0;
delay_ms(3000); }
else if((menit == 45) && (JAM9 == S_OFF)) {
RELAY = 1;
while(JAM9 == S_OFF); RELAY = 0;
delay_ms(3000);
STIKOM
46 }
else if((menit == 0) && (JAM12 == S_OFF)) {
RELAY = 1;
while(JAM12 == S_OFF); RELAY = 0;
delay_ms(3000); }
}
delay_ms(100); }
} }
4.3 Hasil Pengujian Program Menggunakan Simulasi
Pengujian-pengujian yang dilakukan pada sistem adalah pengujian
pengaksesan RTC oleh microcontroller dan keluaran yang dihasilkan.
4.3.1 Pengujian Pengaksesan RTC Oleh Microcontroller
Pada pengujian ini memiliki tujuan untuk mengetahui apakah
microcontroller dapat melakukan pengaksesan pada RTC DS1307 atau
tidak, baik untuk mengubah data pada RTC maupun untuk membaca data
dari RTC.
Langkah-langkah untuk melakukan pengujian pada RTC DS1307
adalah sebagai berikut:
1. Berikan tegangan catu daya +9 V pada modul sistem, kemudian
nyalakan sistem.
2. Download program pengujian RTC berikut pada microcontroller.
STIKOM
47 #include <mega8535.h> #include <delay.h>
// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// I2C Bus functions #asm
.equ __i2c_port=0x12 ;PORTD .equ __sda_bit=2
.equ __scl_bit=3 #endasm
#include <i2c.h>
// DS1307 Real Time Clock functions #include <ds1307.h>
void main(void) {
// USART initialization
//Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
// USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 UCSRA=0x00;
UCSRB=0xD8; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x19;
// I2C Bus initialization i2c_init();
// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz
rtc_init(0,1,0);
// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the
//Project|Configure|CCompiler|Libraries|Alphanumer ic LCD menu:
// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2
STIKOM
48 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(8);
// Global enable interrupts #asm("sei")
//Pengaturan waktu: 15:08:20
rtc_set_time (15,8,20);
rtc_get_time(&jam, &menit, &detik);
omenit = menit; odetik = detik;
while (1) {
omenit = menit;
rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); itoa(jam, sjam); itoa(menit, smenit); itoa(detik, sdetik); lcd_clear(); lcd_puts(sjam); lcd_putchar(':'); lcd_puts(smenit); lcd_putchar(':'); lcd_puts(sdetik); } }
3. Matikan catu daya
4. Hubungkan DT-HiQ AVR USB ISP mkII dengan modul sistem
dan komputer.
5. Nyalakan catu daya pada modul sistem, kemudian nyalakan sistem.
6. Amati pada LCD sistem, lakukan pengamatan data yang diterima
dari RTC.
STIKOM
49
Dari langkah-langkah pengujian di atas didapatkan hasil bahwa
RTC DS1307 dapat berjalan sesuai dengan harapan. Program yang
di-download pada microcontroller pertama-tama akan melakukan inisialisasi
register control pada RTC yang kemudian akan dilanjutkan dengan
inisialisasi waktu yaitu jam, menit, dan detik. Setelah proses inisialisasi
selesai, microcontroller akan melakukan pembacaan data pada RTC secara
terus menerus yang kemudian akan dikirimkan pada LCD sistem sebagai
[image:59.595.43.554.166.665.2]output apabila terdapat perubahan data.
Gambar 4.8 Data waktu dari RTC yang dibaca oleh microcontroller dan ditampilkan pada LCD sistem
STIKOM
50 BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Pada kerja praktek yang penulis lakukan yaitu menganalisa dan
mendokumentasi mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dari jam analog.
Didapatkan hasil pergerakkan motor pemutar jam berjalan sesuai dengan sinyal
yang diberikan RTC. Posisi jarum dapat dibaca dengan baik oleh microcontroller
melalui sensor reed switch.
5.2 Saran
Pada rangkaian elektronika terutama pada bagian LCD perlu
ditambahkan resistor sebesar 10 KΩ yang dipasang pada kaki 3 dan pada kaki 5
supaya dapat menghasilkan tingkat kecerahan LCD lebih maksimal.
Untuk sensor jam analog satu kabel dimasukkan pada microcontroller
sebagai data inputan, sedangkan kabel yang lain dimasukkan pada VCC sebagai
tegangan referensi. Pada sensor luar yang berhadapan dengan jarum jam lebih
baik diberi pegas kecil supaya dapat membaca nilai output dengan benar.
Pada minimum sistem diberi catu daya tersendiri, sedangkan motor akan
mendapatkan catu daya langsung dari UPS. Hal ini dilakukan karena jika motor
dan minimum sistem diberi 1 tegangan dari power supply yang sama maka
amperemeter yang dikeluarkan dari tegangan tersebut akan terserap oleh motor,
STIKOM
51
sehingga minimum sistem tidak dapat melakukan pembacaan waktu dengan tepat
(disebabkan oleh kekurangan amperemeter, microcontroller seperti melakukan
perintah reset saat menjalankan program).
Lebih baik sebelum melakukan download program, pendeklarasian
variabel antara program dan letak pin pada minimum sistem terlebih dahulu
dilakukan pencocokan supaya antara program dan alat dapat berjalan dengan
lancar.
STIKOM
52
DAFTAR PUSTAKA
Digikey. 1995. How Reed Switches are used with a Magnet. 01 Oktober 2013.
URL: http://www.digikey.com/PDF/MEDER_Reedswitch.pdf
ECE (Excel Cell Electronic). 1995. Reed Sensor. 01 Oktober 2013. URL:
http://www.ece.com.tw/upload/products120120720165716.pdf
I n n o v a t i v e E l e c t r o n i c s . 2 0 1 1 . D T - A V R L o w C o s t M i c r o S y s t e m.
2 5 S e p t e m b e r 2 0 1 3 . U R L :
http://www.innovativeelectronics.com/innovativeelectronics/dtavrlcm.htm
IT Telkom Digital Library. 2011. Ensiklopedia RTC (Real Time Clock).
29 September 2013. URL: digilib.ittelkom.ac.id.
Pratama, Ghora Putra. 2011. Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC
(Real Time Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler. Surabaya.
Sonathe Physic. 2011. Teori power supply (Catu Daya). 03 Oktober 2013. URL:
http://sonathephysic.blogspot.com/2011/09/catu-daya-sederhana.html
