STERILISATOR BOTOL SUSU BAYI BERBASIS
MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Oleh
OCTARIZA DWI CAHYONO
NIM. 20133010030
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
STERILISATOR BOTOL SUSU BAYI BERBASIS
MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.)
Program Studi D3 Teknik Elektromedik
Oleh
OCTARIZA DWI CAHYONO
NIM. 20133010030
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Lembar Pernyataan ... ii
Lembar Persetujuan ... iii
Lembar Pengesahan ... iv
Abstrak ... v
Kata Pengantar ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Batasan Masalah ... 2
1.3. Rumusan Masalah ... 3
1.4. Tujuan ... 3
1.4.1. Tujuan Umum ... 3
1.4.2. Tujuan Khusus ... 3
1.5. Manfaat ... 3
1.5.1. Manfaat Teoritis ... 3
1.5.2. Manfaat Praktis ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Sterilisator Konvensional ... 5
2.1.1. Sterilisator Botol Susu Bayi Berbasis Mikrokontroller ... 5
2.1.2. Sterilisator yang ada dipasaran ... 6
2.2. Bakteri ... 7
2.3. Sterilisasi ... 9
2.3.1. Sterilisasi Basah ... 10
2.3.3. Sterilisasi Ultra Violet ... 11
2.4. Komponen Alat ... 11
2.4.1. Heater Kaca ... 11
2.4.2. Mikrokontroler ATmega8535 ... 12
2.4.2.1. Arsitektur ATmega 8535 ... 13
2.4.2.2. Port I/O ATmega8535 ... 14
2.4.2.3. Status Register (SREG) ATmega8535 ... 15
2.4.2.4. Peta Memori ATmega 8535 ... 17
2.4.2.5. Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535 ... 18
2.4.3. LCD (Liquid Crystal Display) ... 21
2.4.4. Sensor LM35 ... 27
2.4.5. SSR ( Solide State Relay ) ... 29
2.4.6. Transistor ... 31
2.4.7. Transformator (Trafo) ... 32
2.4.8. Kapasitor ... 33
2.4.9. Pembagi Tegangan ... 35
2.4.10. Buzzer ... 36
BAB III METODE PENELITIAN ... 37
3.1. Blok Diagram ... 38
3.2. Diagram Alir ... 33
3.3. Diagram Mekanis ... 41
3.4. Keseluruhan Alat dan Bahan ... 41
3.5. Jenis Penelitian ... 42
3.6. Variabel Penelitian ... 42
3.6.1 Variabel Bebas ... 42
3.6.2 Variabel Tergantung ... 42
3.6.3 Variabel Terkendali ... 42
3.7. Definisi Operasional ... 43
Volt ... 45
3.9.1. Alat ... 45
3.9.2. Bahan ... 46
3.9.3. Langkah Perakitan ... 47
3.9.4. Hasil dari perakitan ... 49
3.10. Membuat Rangkaian Sensor LM35 dan LCD ... 49
3.10.1. Alat ... 49
3.10.2. Bahan ... 49
3.10.3. Langkah Perakitan ... 50
3.10.4. Hasil dari perakitan ... 52
3.11. Membuat Rangkaian Buzzer ... 53
3.11.1. Alat ... 53
3.11.2. Bahan ... 53
3.11.3. Langkah Perakitan ... 53
3.12. Membuat Rangkaian Driver Heater ... 54
3.12.1. Alat ... 54
3.12.2. Bahan ... 54
3.12.3. Langkah Perakitan ... 54
3.13. Pembuatan Program Modul ... 56
BAB IV PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 60
4.1. Spesifikasi Alat ... 60
4.2. Gambar Alat ... 61
4.3. Cara Kerja Alat ... 61
4.4. Langkah-langkah penggunaan alat atau SOP ... 61
4.5. Persiapan Bahan ... 62
4.6. Peralatan yang Digunakan ... 62
4.7. Pengujian Alat ... 63
4.8. Hasil Pengukuran dan Analisa Data ... 64
4.8.1. Pengukuran Suhu ... 64
4.9. Analisa Perhitungan dan Pengujian Alat di Laboratorium ... 67
4.9.1. Analisa Perhitungan Suhu ... 67
4.9.2. Analisa Perhitungan Timer ... 70
4.9.3. Pengujian Alat Dengan Menghitung Angka Bakteri Pada Botol ... 73
4.9.4. Grafik Hasil Pengukuran ... 76
4.10. Kelebihan dan Kekurangan Modul TA ... 78
BAB V PENUTUP ... 79
5.1. Kesimpulan ... 79
5.2 Saran ... 80 DAFTAR PUSTAKA
STERILISATOR BOTOL SUSU BAYI BERBASIS MIKROKONTROLLER
ABSTRAK
OCTARIZA DWI CAHYONO 201330100030
Sterilisator botol susu bayi berbasis mikrokontroller adalah alat yang
berfungsi untuk membunuh mikroorganisme termasuk spora bakteri. Kesterilan
alat-alat sangatlah penting khususnya alat-alat-alat-alat yang berkontak langsung dengan manusia
seperti halnya pada botol susu bayi, banyak bakteri atau kuman yang harus
disterilkan agar tidak menjadikan penyakit yang dapat menganggu pertumbuhan bayi.
Pada modul ini prinsip kerjanya dengan memanfaatkan panas dari heater
kaca sebagai penyeteril botol susu bayi dengan waktu 5 menit dan suhu 100oC yang dikontrol oleh mikrokonroller Atmega8535 dan LM35 sebagai pembaca suhunya.
Berdasarkan hasil pengukuran suhu diperoleh hasil error sebesar 0,08 %
dan data pengukuran waktu diperoleh hasil error sebesar 0,02 %. Jika rata-rata
kesalahan pada setiap pengambilan data pengukuran nilai persentase < 5% maka
modul ini dapat dikatakan layak, dengan menunjukan tingkat kepercayaan pada
penelitian tersebut lebih dari 99% dan tingkat probabilitas (peluang kesalahan)
kurang dari 1%.
Dan berdasarkan hasil uji lab yang telah dilakukan sebanyak 10 kali
pengujian di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dapat disimpulkan bahwa, keadaan botol
yang belum disterilkan terdapat bakteri rata-rata sebanyak 128,3 koloni dan setelah
disterilkan rata-rata sebanyak 0,7 koloni. Sehingga dapat disimpulkan modul yang
penulis buat efektif dan mampu untuk membunuh bakteri yang ada pada botol susu
bayi.
Kata Kunci : Sterilisator, Bakteri, LM35, Atmega8535
BABY MILK BOTTLE STERILIZATION BASED
MIKROKONTROLLER
OCTARIZA DWI CAHYONO
201330100030
ABSTRACT
Baby milk bottle sterilization based microcontroller is a tool that serves to
kill micro-organisms including bacterial spores. Kesterilan tools is absolutely
essential in particular tools that the direct contact with humans as well as on baby
milk bottle, a lot of bacteria or germs that must be sterilized so as not to make of
diseases which can interfere with the growth of the baby.
On the module principle works by utilizing the heat from the heater glass as
sterilization baby milk bottle with a time of 5 minutes and a temperature of 100oC
which is controlled by the mikrokonroller and Atmega8535 LM35 temperature as a
reader.
Based on the results of the temperature measurement error of results
obtained 0.08% and time measurement data obtained results an error of 0.02%. If the
average error on every data capture of measurement value percentage of 5% then <
modules can be feasible, with shows the level of confidence in the research of over
99% and a level of probability (the chance of errors) less than 1%.
And based on the results of a test lab that has done as much as 10 times the
testing in the laboratory of Microbiology, Faculty of medicine and Health Sciences
University of Muhammadiyah in Yogyakarta can be concluded that, in the
circumstances that have not been sterilized bottles there are bacteria on average 128.3
colonies and sterilized after on average 0.7 colony. Thus it can be concluded that the
author of the module create effective and able to kill bacteria in the milk bottle baby.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sterilisator merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mensterilkan
bakteri, kuman atau mikroba. Kesterilan alat-alat sangatlah penting khususnya
alat-alat yang berkontak langsung dengan manusia seperti halnya pada botol
susu bayi, banyak bakteri atau kuman yang harus disterilkan agar tidak
menjadikan penyakit yang dapat menganggu pertumbuhan bayi.
Adapun permasalahan yang terjadi dijaman yang modern seperti
sekarang ini, sering kita temui dilingkungan kita yaitu ibu yang tidak menyusui
anaknya secara langsung dengan menggunakan ASI ekslusif. Faktor-faktor
yang menyebabkan antara lain adalah produksi ASI kurang, kesulitan bayi
menghisap ASI karena keadaan fisik ibu yang tidak menunjang, ibu yang super
sibuk dengan dunia kerjanya. Faktor-faktor inilah yang menyebabkan para ibu
tidak memberikan ASI secara esklusif dan cenderung beralih memilih
memberikan susu formula atau susu ASI yang telah diperah dengan
menggunakan botol susu khusus untuk diberikan kepada bayi atau balita.
Karena ASI maupun susu formula rentan terhadap kontaminasi bakteri. Selain
itu sistem kekebalan tubuh bayi belum sepenuhnya berkembang sehingga
mereka jauh lebih rentan terhadap penyakit. Itulah sebabnya sterilisasi botol
susu bayi sangat diperlukan.
Dari peninjauan masalah diatas tak jarang karena ingin botolnya steril
2
Mereka beranggapan dengan cara ini bisa membuat keadaan botol menjadi
steril dan aman. Menurut Pramono, ahli gizi dari Rumah Sakit (RSUD) Umum
Ulin Banjarmasin, kebanyakan botol susu bayi terbuat dari plastik jenis
Polikarbonat(PC). Jika direbus ada kemungkinan akan melepaskan residu
senyawa kimia yaitu bisphenol-A (BPA) yang sangat berbahaya. “Zat kimia
tersebut bisa berbahaya pada sistem reproduksi, saraf dan sistem kekebalan
tubuh pada proses perkembangan bayi, seperti menyebabkan kanker. Beliau
juga mengatakan, kebiasaan merebus botol susu akan menyebabkan
terganngunya sistem hormon tubuh. Ini berhubungan dengan kesehatan
pertumbuhan dan fungsi organ-organ tubuh menimbulkan bahaya.
Atas permasalahan dan untuk mengantisipasi masalah tersebut saya
mempunyai ide yaitu merancang sebuah alat “sterilisator botol susu bayi
berbasis mikrokontroler”. Agar saat akan digunakan botol susu harus dalam
keaadaan steril atau bebas dari bakteri sehingga aman untuk digunakan oleh
bayi.
1.2. Batasan Masalah
Agar tidak terjadi kerancuan dan pelebaran masalah penulis menentukkan
batasan masalah yang akan dibahas oleh penulis, yaitu:
1. Membuat alat sterilisasi botol dengan kapasitas 4 botol yang tahan terhadap
suhu 100oC (merk pigeon dll)
3
4. Waktu sterilisasi yaitu 5 menit
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan latar belakang diatas maka dibuatlah alat
sterilisasi botol susu bayi berbasis mikrokontroler menggunakan media heater
kaca sebagai pengsterilnya.
1.4. Tujuan
1.4.1. Tujuan Umum
Membuat atau merancang alat sterilisator botol susu bayi berbasis
mikrokontroler
1.4.2. Tujuan Khusus
1. Membuat sistem driver heater
2. Membuat program timer
3. Membuat minimum sistem
1.5. Manfaat
1.5.1. Manfaat Teoritis
Dapat menambah wawasan bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektomedik
tentang peralatan medis dan menambah pengetahuan tentang kesterilan
4
1.5.2. Manfaat Praktis
1. Rancangan ini dibuat untuk mempermudah ibu rumah tangga dalam
pemberian susu kepada bayi yang menggunakan botol dan dapat
diletakkan dirumah sakit yaitu diruang neonatus.
2. Menjamin kesterilan botol karena sebelum digunakan perlu
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini penulis akan membahas teori-teori yang menunjang dalam
perancangan membuat alat sterilisator botol susu bayi berbasis mikrokontroler dan
memaparkan alat sterilisator yang sudah ada di pasaran. Teori – teori ini didapatkan
dari buku, intenet, artikel dan sumber – sumber lainnya.
2.1. Sterilisator Konvensional
2.1.1. Sterilisator Botol Susu Bayi Berbasis Mikrokontroler
Sterilisasi botol susu bayi berbasis mikrokontroler adalah alat
yang digunakan untuk mensterilkan botol susu bayi setelah botol
dicucici. Alat sterilisasi botol susu bayi berbasis mikrokontroler ini
merupakan pengembangan alat yang sudah diteliti dan dirancang oleh
(Jack R Pellondou’u,2012) mahasiswa jurusan teknik elektromedik di
Politeknik Kemenkes Surabaya. Adapun cara kerja alat menggunakan
UV sebagai pengsterilan botol susu bayi dengan dikontrol oleh ic
mikrokontroler AT89s51.
Pada alat yang sudah ada ini perlu adanya pengembangan yaitu
mengganti UV menjadi heater kaca sebagai pengsterilan botol susu bayi
dan seiring perkembangan zaman ic mikrokontroler AT89s51 sudah
sangat jarang digunakan karena sudah banyak dipasaran ic
mikrokontroler yang lebih modern. Oleh karena itu dalam pembuatan
modul ini penulis mengembangkan alat yang sudah ada dengan
6
rangkaian ADC tanpa membuat driver nya lagi berbeda dengan yang
sebelumnya masih menggunakan ic mikrokontroler AT89s51 dan harus
membuat driver ADC. Gambar 2.1. menunjukkan alat yang sudah ada.
Gambar 2.1. Alat yang sudah ada
2.1.2. Sterilisator yang ada dipasaran
Seperti yang telah kita ketahui sudah banyak dipasaran
produk–produk sterilisator botol susu bayi yang dibuat oleh
perusahaan–perusahaan yang ada di rumah sakit yaitu diruangan
neonatus. Sebagai perbandingan alat yang penulis buat, penulis
mengambil sampel alat sterilisator dengan merk crown. Media untuk
pengsterilannya menggunakan media air yang dipanaskan sampai suhu
100oC selama 10 menit. Kelemahan alat ini tanpa dilengkapi tampilan(display). Sehingga penulis membuat alat sterilisasi dilengkapi
7
kaca dengan suhu mencapai 100oC selama 5 menit . Dibawah ini
merupakan gambar dari alat sterilisator merk crown.
Gambar 2.2. Sterilisator merk crown
2.2. Bakteri
Menurut Hadioetomo (1993:8) bakteri merupakan organisme yang
paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup
yang lain . Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga
lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim. Bakteri ada yang menguntungkan
tetapi ada pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang
membedakannya dengan mahluk hidup yang lain. Bakteri yang merugikan
manusia salah satunya adalah bakteri sakazakii yang terdapat pada susu.
Menurut Suharto (1995) sakazakii atau yang lengkapnya enterobacter sakazaki
merupakan bakteri gram negatif anaerob fakultatif, berbentuk koliform
(kokoid), dan tidak membentuk spora. Bakteri ini termasuk dalam famili
enterobacteriaceae. Sampai tahun 1980 enterobacter sakazakii dikenal dengan
nama enterobacter cloacae berpigmen kuning. Enterobacter sakazakii bukan
merupakan mikroorganisme normal pada saluran pencernaan hewan dan
8
merupakan sumber infeksi. Enterobacter sakazakii dapat ditemukan di
beberapa lingkungan industri makanan (pabrik susu, coklat, kentang, sereal,
dan pasta), lingkungan berair, sedimen tanah yang lembab. Dalam beberapa
bahan makanan yang potensi terkontaminasi enterobacter sakazakii antara lain
keju, sosis, daging cincang awetan, sayuran, dan susu bubuk. Enterobacter
sakazakii dapat menyebabkan radang selaput otak dan radang usus pada bayi.
Kelompok bayi yang memiliki resiko tertinggi terinfeksi enterobacter
sakazakii yaitu neonatus (baru lahir hingga umur 28 hari), bayi dengan
gangguan sistem tubuh, bayi dengan berat badan lahir rendah (BBLR), bayi
prematur, dan bayi yang lahir dari ibu yang mengidap Human
Immunodeficiency Virus (HIV). Angka kematian akibat infeksi enterobacter
sakazakii mencapai 40-80%. Sebanyak 50% pasien yang dilaporkan menderita
infeksi enterobacter sakazakii meninggal dalam waktu satu minggu setelah
diagnosa.
Menurut Putranto Jokohadikusumo (2011:49) banyak mikroorganisme
yang sedang berada dalam keadaan tumbuh aktif (vegetatif), bila berada dalam
suhu kira-kira 70oC akan mati dalam waktu satu sampai lima menit. Pasteurisasi susu secara komersial yang dilakukan pada suhu 63oC selama 30
menit atau 72oC selama 15 menit, mematikan semua bentuk vegetatif bakteri
pathogen yang berada dalam susu itu, termasuk bakteri TBC dan rickettsia
penyebab penyakit demam. Tetapi banyak bakteri yang tahan panas dalam susu
9
Bakteri termofil sangat tahan panas, beberapa diantaranya dapat tahan
80oC sampai 90oC selama 10 menit. Oleh karenanya beberapa spesies merupakan gangguan besar bagi perusahaan susu. Semua mikroorganisme
vegetatif mati pada suhu didih (100 oC) dalam waktu 5 menit (kecuali beberapa
virus).
Dari keterangan diatas jelaslah bahwa suhu panas adalah faktor penting
untuk menghancurkan mikroorganisme, waktu yang dibutuhkan untuk
mematikan bakteri itu semakin pendek bila suhu semakin tinggi disamping
bermacam-macam faktor lain yang mempengaruhi waktu pemanasan yang
dibutuhkan untuk mematikan bakteri itu.
2.3. Sterilisasi
Steril merupakan keadaan dimana alat-alat yang digunakan sudah
terbebas dari bakteri yang mengkontaminasi. Sedangkan sterilisasi adalah
proses menghilangkan semua jenis organisme hidup, dalam hal ini adalah
mikroorganisme (protozoa, fungi, bakteri, mycoplasma, virus) yang terdapat
dalam suatu benda dan alat yang berhubungan atau kontak langsung dengan
kesehatan dan keselamatan manusia. Sterilisasi didesain untuk membunuh atau
menghilangkan mikroorganisme. Terutama bagi bayi kesterilan alat alat seperti
botol susu bayi harus tetap terjaga kesterilan nya dari bakteri. Bakteri
berbahaya bisa tumbuh cepat di dalam susu dan tubuh bayi yang berusia di
bawah 1 tahun karena belum memiliki sistem kekebalan tubuh yang optimal.
10
dasarnya proses sterilisasi dibedakan menjadi 3 macam yaitu sterilisasi basah,
sterilisasi kering dan sterilisasi dengan ultra violet.
2.3.1. Sterilisasi Basah
Sterilisasi basah adalah metode sterilisasi dengan
memanfaatkan hasil penguapan air, dimana uap air tersebut dihasilkan
oleh pemanasan air. Kaidah yang digunakan pada alat sterilsator
basah ialah perubahan energi listrik menjadi energi panas, untuk
perubahan energi tersebut diperlukan filamen yang berfungsi untuk
memanaskan air. Semua peralatan yang akan disterilkan dimasukkan
kedalam tempat air, untuk kemudian dipanaskan sesuai suhu yang
diperlukan.
Yang harus diperhatikan dalam menggunakan alat sterilisasi basah:
a. Air dalam tabung jangan sampai habis (kering) sama sekali. Hal
ini penting untuk menjaga agar filamen-filamen pemanas tidak
cepat rusak.
b. Jangan dioperasikan tanpa mengguanakan media air, karena hal
ini dapat menyebabkan wadah tempat air menjadi
kehitam-hitaman akibat panas.
2.3.2. Sterilisasi Kering
Sterilisasi kering merupakan sterilisasi dengan udara panas.
11
dengan sterilisasi basah. Perbedaannya sterilisasi basah
menggunakan media air untuk dipanaskan.
2.3.3. Sterilisasi Ultra Violet
Sterilisasi ini menggunakan cahaya ultra violet sebagai
sistem sterilisasinya. Pada pesawat sterilisasi ini digunakan satu buah
atau beberapa lampu UV sebagai komponen utamanya. Prinsip
pembangkitan sinar UV sama dengan lampu TL, perbedaannya
tergantung pada agas yang digunakan seperti yang kita ketahui bahwa
ultra violet mempunyai frekuensi tinggi, sehingga sinar UV ini dapat
dimanfaatkan unntuk membunuh baktei-bakteri(kuman) yang
bercampur dengan udara.
2.4. Komponen Alat
2.4.1. Heater Kaca
Elemen Pemanas yang mengubah listrik menjadi panas. Heater di
alat ini merupakan komponen utama yang berfungsi sebagai penyeteril
botol susu bayi. Setiap proses dimana energi listrik diubah menjadi
energi panas dalam setiap pemanas listrik hanyalah sebuah listrik resistor
dan bekerja pada prinsip pemanasan joule, suatu arus listrik melalui
resistor mengubah energi listrik menjadi energi panas. Sebagian besar
elemen pemanas menggunakan nichrome 80/20 ( 80% nikel dan 20%
kromium) kawat, pita atau strip. 80/20 nichrome merupakan bahan yang
12
lapisan penganut kromium oksida ketika dipanaskan untuk pertama kali.
Bahan dibawah kawat tidak akan mengoksidasi, mencegah kawat
melonggar atau pembakaran keluar. Gambar 2.3. dibawah ini adalah
gambar heater kaca yang digunakan.
Gambar 2.3. Heater Kaca
2.4.2. MikrokontrolerAtmega8535
Menurut Iswanto dan Nia Maharani Raharja (2015) mikrokontroler
adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus.
Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada
perangkat elektronika. Mikrokontroler AVR Atmega8535 memiliki fitur
yang cukup lengkap. Fitur-fitur yang dimiliki oleh Mikrokontroler
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.
13
9. Analog komparator.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan
maksimal 16 MHz.
2.4.2.1. Arsitektur Atmega8535
Menurut Iswanto dan Nia Maharani Raharja (2015)
mikrokontroler Atmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu
memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya
memiliki ruang sendiri dan terpisah.
1) 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. Memori
program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot
dan bagian program aplikasi.
2) 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
14
dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau
OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.
3) 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.
2.4.2.2. Port I/O Atmega8535
Port I/O pada Mikrokontroler Atmega8535 dapat difungsikan
sebagai input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk
mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output perlu
dilakukan setting pada DDR dan Port. Berikut tabel pengaturan
port I/O.
Tabel 2.1. Pengaturan port I/O
DDR bit = 1 DDR bit = 0
Port bit =1 Output High Input pull-up
15
2. Output High ; DDR bit 1 dan Port bit 1 3. Output Low ; DDR bit 1 dan Port bit 0
Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara
byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O
dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk
menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk
menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan
dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.
Port I/O sebagai output hanya memberikan arus sourcing sebesar
20mA sehingga untuk menggerakkan motor atau kendali alat
elektronis yang lain, perludiberikan penguat tambahan atau dapat
juga dengan konfigurasi port sebagai sinkingcurrent, seperti pada
port yang digunakan untuk menyalakan LED, yang akan menyala
saat port diberikan logika low dan mati saat port logika high.
2.4.2.3. Status Register (SREG) Atmega8535
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan
pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi
dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU
Mikrokontroler. Gambar 2.4. dibawah ini adlah status register.
16
1) Bit 7-I : Global Interrupt Enable
Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu
anda dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan
dengan cara meng-enable bit kontrol register yang
bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila terjadi
suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan
mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali
oleh instruksi RETI.
2) Bit 6-T : Bit Copy Storage
Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai
sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah
register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi
BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali ke suatu bit
dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.
3) Bit 5-H : half Carry Flag
4) Bit 4-S : Sigh Bit
Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N
(negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).
5) Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag
Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.
6) Bit 2-N : Negative Flag
17
7) Bit 1-Z : Zero Flag
Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.
8) Bit 0-C : Carry Flag
Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan
di-set.
2.4.2.4. Peta Memori Atmega8535
Atmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan
memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3
bagian yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan
512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum
menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai
$1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan
kontrol terhadap Mikrokontroler menempati 64 alamat
berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut
merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur
fungsi terhadap berbagai peripheral Mikrokontroler, seperti
kontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya.
Gambar 2.5. menunjukkan pin dan bentuk fisik pada Atmega8535
adalah sebagai beriut:
18
Gambar 2.5. Pin Atmega8535
2.4.2.5. Pin-pin Pada Mikrokontroler Atmega8535
Konfigurasi pin Atmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP
(Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 2.3. 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 merukan pin Ground.
3. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua
arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah
dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel di
19
Tabel 2.2. Fungsi Khusus Port B
5. Port C
(PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini
Tabel 2.3. Fungsi khusus Port C
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/ Counter1 External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
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)
20
6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan
[image:30.595.190.509.207.479.2]pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.4. 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)
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset
Mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
21
2.4.3. Liquid Crystal Display (LCD)
Layar LCD merupakan media untuk menampilan data yang sangat
efektif dan efisien dalam penggunaannya. Menurut Iswanto dan Nia
Maharani Raharja (2012:165) Kemampuan dari LCD adalah untuk
menampilkan tidak hanya angka-angka, tetapi juga huruf-huruf, kata-kata
dan semua sarana simbol, lebih bagus dan serbaguna daripada
penampil-penampil menggunakan 7-segment LED (Light Emiting Diode) yang
sudah umum. Di alat sterilsator ini LCD digunakan untuk menampilkan
waktu sterlisasi dan suhu. LCD yang digunakan yaitu LCD karakter 2x16.
Gambar 2.6 merupakan gambar dari LCD 2 x 16.
Gambar 2.6. LCD 16x2
Beberapa pin yang penting pada LCD Character adalah sebagai
berikut :
RS : Register Select
RS = 0; untuk menulis ke register instruksi
RS = 1; untuk menulis ke register data
R/W: Read/ write
R/S = 0; proses write ( penulisan data/ instruksi )
22
EN: Enable data difungsikan untuk penguncian data ( lacht ), pada saat
ada transisi high to low maka data atau instruksi pada data bus akan
terkunci.
D0-D7: Data bus 8 bit difungsikan untuk pengiriman data atau instruksi.
Untuk lebih jelasnya berikut ini adalah tabel konfigurasi PIN LCD 2x16
[image:32.595.164.492.306.676.2]karakter:
Tabel 2.5. Konfigurasi PIN LCD 2 x 16 karakter
Pin Number Simbol
1 Vss
2 Vcc
3 Vee
4 RS
5 R/W
6 E
7 DB0
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4
12 DB5
13 DB6
14 DB7
15 Vcc
23
Untuk lebih jelasnya dalam memahaminya, di bawah ini adalah keterangan
[image:33.595.159.507.176.532.2]pin LCD 2 x 16 Karakter
Tabel 2.6. Fungsi pin pada LCD Karakter
Berikut ini adalah tabel keterangan fungsi set:
Tabel 2.7. Function Set
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 1 DL N F X X
DL : Set data lengh. Bit ini digunakan untuk mengatur apakah interface
jalur data antara Mikrokontroler dengan LCD Karakter adalah 4 bit
atau 8 bit
Nama Signal Fungsi
DB0 – DB7 Untuk mengirimkan data karakter atau dan instruksi
E Enable- Signal start untuk mulai pengiriman data atau instruksi
R/W Signal yang digunakan untuk memilih mode baca atau tulis
‘0’ : write
‘1’ : tulis
RS Register Select
“0”: Instruction register (Write) “1”: Data register (Write, Read)
Vee Tegangan Pengaturan kontras pada LCD
Vcc Tegangan Vcc
[image:33.595.154.505.574.640.2]24
DL = 0; Data lengh 4 bit
DL = 1; Data lengh 8 bit
N : Set jumlah baris. Bit ini dugunakan untuk setting jumlah baris yang
akan digunakan pada LCD Karakter, satu baris atau dua baris.
N = 0; Satu baris display
N = 1; Dua baris display
F : Set character font. Bit ini dugunakan untuk membangun ukuran besar
atau kecilnya dari font karakter yang akan didisplaykan ke LCD
Karakter.
F = 0; Ukuran font karakter 5 x 7 dot
F = 1; Ukuran font karakter 5 x 10 dot
[image:34.595.177.513.471.532.2]Untuk lebih jelasnya perhatikan juga tabel 2.8
Tabel 2.8. Entry Mode Set
I/D : Set increment atau decrement
I/D = 0; Decrement RAM
I/D = 1; Increment RAM
S = Menggeser display ke kanan atau ke kiri
S = 0; display tidak bergeser
S = 1; display bergeser kekanan atau kekiri bergantung I/D
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
25
[image:35.595.185.511.167.229.2]Dalam memahami display on-off / kursor lihatlah tabel di bawah ini:
Tabel 2.9. Display ON-OFF/ Kursor
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 0 1 D C B
D : Set display ON/ OFF. Bit ini untuk mengatur apakah display LCD
di hidukan atau dipadamkan.
D = 0: Display OFF
D = 1; Display ON
C : Set display cursor ON/ OFF. Bit ini untuk menampilkan atau tidak,
kursor pada LCD karakter. untuk menandai karakter yang tercetak
pada layar seperti halnya pada monitor komputer.
C = 0; Cursor OFF
C = 1; Cursor ON
B : Set cursor berkedik ( BLINK ). Bit ini dapat digunakan untuk
mengatur cursor pada LCD karakter apakah berkedip atau tidak.
B = 0; Cursor tidak berkedip
B = 1; Cursor berkedip
Untuk mengetahui lebih jelas masalah display clear perhatikan
26
Tabel 2.10. Display Clear
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Instruksi ini difungsikan untuk membersihkan layar LCD karakter.
Perhatikan juga tabel dibawah ini:
Tabel 2.11. Sift Right atau Left
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X
S/C : Untuk menggeser cursor atau display
S/C = 0; menggeser cursor
S/C = 1; menggeser display
R/L : Untuk menggeser ke kiri atau kekanan
R/L = 0; menggeser ke left
R/L = 1; menggeser ke right
Untuk memahami lebih jelas dalam pemilihan lokasi RAM LCD
karakter maka terlebih dahulu perhatikan table di bawah ini:
Tabel 2.12. Pemilihan Lokasi RAM LCD karakter
RSR/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
[image:36.595.193.469.649.711.2]27
Y= 0:pemilihan lokasi RAM LCD pada baris 1
Y= 1: pemilihan lokasi RAM LCD pada baris 2
XXXX = pemilihan alamat dari address 0000 s/d 1111 atau 0 s/d 15
desimal, karena jumlah karakter yang dapat dimunculkan pada layar
LCD karakter adalah 16 Karakter.
2.4.4. Sensor LM35
Sensor LM35 adalah sensor suhu yang berfungsi untuk mengkonversi
besaran panas yang ditangkap menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal
yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1
volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari
0,1°C, dan dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal
dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah. IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas
dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran
sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai
pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki
koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1°C maka
akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. Sensor ini sangat
sederhana dengan hanya memiliki buah 3 kaki. Kaki pertama IC LM35
dihubung kesumber daya, kaki kedua sebagai output dan kaki ketiga
dihubung ke ground. Gambar 2.7. merupakan bentuk fisik dan gambar
28
Gambar 2.7. Sensor LM35 dan rangkaian LM35
Sensor LM35 ini dapat beroperasi pada tegangan 4 volt sampai 30
volt. Setiap suhu 1 derajat celcius akan menunjukan tegangan 10 mV.
Persamaan:
Vout = 10 mV/1ºC
Misalnya, jika terbaca tegangan Vout = 500 mV, maka temperaturnya =
500mV/10mV= 50ºC.
Karakteristik dari sensor LM35:
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan
dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam
celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai
+150 ºC.
29
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang
dari 0,1 ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1
mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
2.4.5. Solide State Relay ( SSR )
Solid state relay (SSR) mampu melakukan banyak tugas yang sama
sebagai relay elektromekanis (EMR). Perbedaan utama adalah bahwa
SSR tidak memiliki bagian mekanik yang bergerak didalamnya. Pada
dasarnya, SSR ini adalah perangkat elektronik yang bergantung pada
listrik, magnetik, dan optic semi konduktor dan sifat komponen listrik
untuk mencapai isolasi dan fungsi switching relay. Jenis SSR adalah
coupled SSR, transformer-coupled SSR, dan hibrida SSR sebuah
foto-digabungkan SSR dan dikontrol oleh sinyal tegangan rendah yang
terisolasi secara optik dari beban. Sinyal kontrol dalam foto yang
biasanya digabungkan dengan SSR energi adalah sebuah LED yang
mengaktifkan sebuah foto-dioda sensitif. Dioda berputar pada
back-to-back thyristor, silikon penyearah terkendali, atau MOSFET transistor
untuk mengaktifkan beban. Solid state relay (SSR) ditetapkan
sebagaimana kontrol ON-OFF di mana arus beban dilakukan oleh satu
atau lebih semikonduktor - misalnya, sebuah transistor daya, sebuah
30
istilah yang diperoleh dengan menggabungkan thyratron dan transistor,
karena dipicu thyristor semikonduktor switch“. Gambar 2.8 merupakan
bentuk dan isi rangkaian dalam Solid state relay (SSR).
Gambar 2.8. SSR
Solid state relay itu juga berarti relay yang tidak mempunyai
bagian yang bergerak sehingga tidak terjadi aus. Solid state relay juga
mampu menghidupkan dan mematikan dengan waktu yang jauh lebih
cepat bila dibandingkan dengan relay elektromekanik. Juga tidak ada
pemicu percikan api antar kontak sehingga tidak ada masalah korosi
kontak. Namun solid state relay masih terlalu mahal untuk dibuat dengan
rating arus yang sangat tinggi. Sehingga, kontaktor elektromekanik atau
relay konvensional masih terus mendominasi aplikasi-aplikasi di industri
saat ini.
Salah satu keuntungan atau kelebihan yang signifikan dari solid state
relay SCR dan TRIAC adalah kecenderungan secara alami untuk
membuka sirkuit AC hanya pada titik nol arus beban. Karena SCR dan
TRIAC adalah thyristor, dengan sifat hysteresisnya mereka
31
ini tidak akan terjadi saat pemutusan dilakukan oleh sebuah SCR atau
TRIAC. Kelebihan fitur ini disebut zero-crossover switching.
Salah satu kelemahan dari solid state relay adalah kecenderungan
mereka untuk gagal menutup kontak output mereka. Jika relay
elektromekanik cenderung gagal saat membuka, solid state relay
cenderung gagal saat menutup.
2.4.6. Transistor
Menurrut Sugiri, A.md., S.Pd.(2008:49), transistor berasal dari
kata transfer resistor yang dikembangkan oleh berdeen, schokley, dan
brittam. Pada tahun 1948 di perusahaan elektronik Bell telephone
Laboratiories. Penamaan tersebut berdasarkan prisnsip kerjanya, yaitu
mentransfer atau memindahkan arus. Dalam dunia elektronika, transistor
[image:41.595.222.465.502.606.2]disimbolkan sebagai berikut.
Gambar 2.9. Simbol Transistor
Transistor merupakan komponen elektronikan yang mempunyai 3
buah kaki, yaitu basis (B), collektor (C), dan Emitor (E). Untuk melihat
kaki-kaki tersebut perlu melihat data sheet book karena tipenya ribuan
32
2.4.7. Transformator (Trafo)
Transformator atau sering disingkat dengan istilah trafo adalah
suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf
yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti
menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan
tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau trafo ini
bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat
bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC). Transformator
(Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian
tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari
pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan,
dan kemudian transformator lainnya menurunkan tegangan listrik
tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun
perkantoran yang pada umumnya menggunakan tegangan AC 220Volt.
Gambar 2.10. berikut ini adalah gambar bentuk dan simbol
[image:42.595.181.494.554.725.2]33
2.4.8. Kapasitor
Menurut Sadad, R.T.A. & Iswanto (2010) pengertian kapasitor
adalah perangkat komponen elektronika yang berfungsi untuk
menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang
dipisahkan oleh bahan penyekat (dielektrik) pada tiap konduktor atau
yang disebut keping. Kapasitor biasanya disebut dengan sebutan
kondensator yang merupakan komponen listrik dibuat sedemikian rupa
sehingga mampu menyimpan muatan listrik. Prinsip kerja kapasitor pada
umunya hampir sama dengan resistor yang juga termasuk ke dalam
komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen yang bekerja
tanpa memerlukan arus panjar. Kapasitor sendiri terdiri dari dua lempeng
logam (konduktor) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator).
[image:43.595.274.426.473.576.2]Penyekat atau isolator banyak disebut sebagai bahan zat dielektrik.
Gambar 2.11. Gambar bentuk fisik jenis-jenis kapasitor
Konstruksi dasar dari sebuah kapasitor dibuat dari 2 lempengan
plat logam yang dipasang sejajar tetapi tidak saling berhubungan,
lempengan tersebut disekat/diisolasi oleh lapisan bahan dielektrik, Jenis
bahan dielektrik inilah yang menentukan spesifikasi dan juga nama dari
34
seperti yang digunakan pada electrolit kapasitor (ELKO). Lempengan
plat logam dibentuk sesuai dengan model kapasitor, sedangkan besar
nilai kapasitansi dan rating tegangan kapasitor ditentukan oleh konstruksi
[image:44.595.290.414.224.340.2]lempengan plat logam dan lapisan isolasi (dielektrik).
Gambar 2.12. Susunan Kapasitor
Cara Kerja Kapasitor
Jika muatan positif (+) diberikan pada salah satu plat dan plat yang
lain diberi muatan negatif (-) maka sifat muatan pada kondisi ini akan
saling tarik menarik, tetapi karena adanya lapisan isolasi
elektron-elektron itu tertahan dan tidak akan pernah mengalir, sehingga muatan
listrik akan terjebak pada masing-masing plat dan terserap keseluruh
kepingan plat, kepingan plat membutuhkan waktu untuk mengisi muatan
(Charge) sehingga mencapai tegangan maksimum yang diberikan, dan
selama tidak ada rangkaian konduksi yang dapat menarik atau
mengeluarkan muatan listrik dari kapasitor, muatan listrik akan terus
35
2.4.9. Pembagi Tegangan
Voltage regulator atau pengatur pegangan adalah salah satu
rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan elektronika. Voltage
regulator berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan.
Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka ic. Fungsi
voltage regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan
Tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, tegangan output
(keluaran) DC pada voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan
tegangan input (masukan), beban pada output dan juga suhu. Tegangan
stabil yang bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi
(naik turun) sangat dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan
elektronika terutama pada peralatan elektronika yang sifatnya digital
seperti mikrokontroler.
Terdapat berbagai jenis voltage regulator salah satunya adalah
voltage regulator dengan menggunakan IC voltage regulator. Salah satu
tipe IC voltage regulator yang paling sering ditemukan adalah tipe 7805
yaitu IC voltage regulator yang mengatur tegangan output stabil pada
[image:45.595.274.395.610.723.2]tegangan 5 Volt DC.
36
2.4.10. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi
untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. 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. Jadi buzzer yang saya gunakan disini berfunsi sebagai indikator
bahwa proses sterilisasi telah selesai dan siap digunakan. Gambar 2.14.
merupakan gambar buzzer.
37
BAB III
METODE PENELITIAN
[image:48.595.134.543.229.451.2]3.1. Blok Diagram
Gambar 3.1. Blok Diagram
Cara kerja Blok Diagram
Ketika push button ditekan maka mikrokontroler ATmega8535 akan
memberikan logika yang akan mengaktifkan driver heater sehingga heater
akam bekerja, suhu dari heater akan dibaca oleh sensor LM35 yang
kemudian ditampilkan didisplay 16x2. Setelah suhu tercapai maka heater
off dan program timer yang ada pada IC mikrokontroler akan menghitung
mundur. Setelah timer selesai maka buzzer akan bekerja/bunyi untuk
menandakan bahwa penyeterilan sudah selesai. Mikrokontroler
ATmega8535
Buzzer Display
Suhu dan Timer Push
Button
Driver Heater Sensor
suhu LM35
Indikator r
Program
38
3.2 Diagram Alir
NO
YES
NO
YES
[image:49.595.169.353.133.732.2]
Gambar 3.2. Diagram Alir Mulai
Suhu tercapai Heater ON
Indikator Heater
Counter down Timer
Timer Tercapai
Timer OFF
39
Penjelasan Diagram Alir
1. Mulai
Untuk memulai program.
2. Inisialisasi LCD
Sebelum mengerjakan program, Mikrokontroler melakukan persiapan ke
LCD.
3. Start
Ketika start ditekan heater mulai bekerja. Setelah suhu tercapai (1000C) maka
heater off dan program couter down bekerja.
4. Couter Down Timer
Terjadi proses perhitungan mundur waktu yang telah disetting pada
mikroontroler. Buzzer akan berbunyi apabila Timer habis dan menandakan
proses sterilisasi selesai.
5. Suhu Setting < Suhu Sensor
Apabila suhu pada settingan lebih kecil dari pada suhu sensor, maka heater
akan nyala secara otomatis.
6. Suhu Sensor > 1000 C
Pada alat ini dibatasi suhu maksimum adalah 1000 C. Suhu akan naik terus
mencapai suhu setting, apabila suhu melebihi settingan maka heater akan
mati.
7. Selesai
40
Cara Kerja alat
Cara kerja modul sterilisator botol susu bayi berbasis mikrokontroler ini,
yaitu ketika power ON/OFF dalam posisi ON maka seluruh rangkaian akan
mendapatkan tegangan dari power supply sebesar +5V DC. Kemudian,
Inisialisasi LCD dan masuk ke menu setpoint. Ketika tombol start ditekan maka
mikrokontroler akan memberikan logika ke PORTD.5=0 untuk menghidupkan
SSR dan sensor suhu, SSR disini berfungsi sebagai saklar untuk mengidupkan
heater kaca yang sumber nya dari 220 Volt PLN. Outputan sensor LM35 masuk
kerangkaian buffer untuk menguatkan tegangan yang masuk ke ADC
mikrokontroler ATmega8535, sensor suhu akan mendeteksi suhu pada ruanagan
sterilisasi yang dipanasi oleh heater, lalu data analog yang didapat akan diolah
oleh program ADC yang ada di mikrokontroler ATmega8535 menjadi data
digital kemudian suhu yang terbaca akan ditampilkan di display LCD 16x2,
rangkaian LCD 16x2 diletakkan di PORT.C pada ic mikrokontroler
ATmega8535. Apabila suhu pada ruangan sterilisasi tercapai maka
mikrokontroler akan memberikan logika pada PORTD.5=0 sehingga heater
akan mati dan timer bekerja selama 5 menit. Jika suhu kurang dari 100oC maka mikrokontroler akan memberikan logika lagi untuk menghidupkan SSR dan
heater kaca. Kemudian bila waktu habis maka mikrokontroler akan merberikan
logika ke PORTD.1=1 untuk mengaktifkan buzzer. Rangkaian buzzer
41
[image:52.595.127.496.119.368.2]3.3. Diagram Mekanis
Gambar 3.3. Desain alat tampak dari depan
Keterangan :
1. LCD 16 X 2
2. Tombol START
3. Indikatar Heater
4. Buzzer
5. Reset
6. Power
7. Pintu
3.4. Keseluruhan Alat dan Bahan
1. Elemen pemanas( Heater Kaca )
42
4. LM35
5. ATmega8535
6. LCD character 16x2
7. SSR ( Solid State Relay )
8. Buzzer
3.5. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang dipakai untuk melakukan penelitian ini
menggunakan metode eksperimen yaitu alat sterilisator botol susu bayi
berbasis mikrokontroler.
3.6. Variabel Penelitian
3.6.1 Variabel Bebas
Variabel bebasnya adalah bakteri.
3.6.2 Variabel Tergantung
Sebagai variabel tergantung adalah sensor suhu (LM35) bekerja
tergantung dari heater menyala.
3.6.3 Variabel Terkendali
Sebagai variabel terkendali adalah monitoring timer dan LCD,
43
3.7. Definisi Oprasional
Dalam kegiatan operasionalnya, varaiabel-variabel yang digunakan
dalam perencanaan pembuatan modul, baik variabel terkendali, tergantung
dan bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain:
3.7.1. Sensor LM35 digunakan untuk pengontrolan suhu.
3.7.2. Heater kaca digunakan sebagai penyeteril botol susu bayi.
3.7.3. Atmega8535 sebagai pengatur dari heater dan timer.
3.8. Teknik Analisa Data
Pengukuran tegangan pada beberapa titik test point dilakukan
beberapa kali dalam percobaan. Kemudian hasil pengukuran tersebut
dibandingkan dengan angka standart dan berapa nilai rata-rata, standart
deviasi(SD), ketidakpastian dan error dengan rumus seperti dibawah ini:
3.8.1. Rata-rata
Rata-rata dalam perkataan sehari-hari, orang sudah menafsirkan
dengan rata-rata hitung. Dan arti sebenarnya adalah bilangan yang di
dapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oeleh banyaknya data dalam
kumpulan pengukuran tersebut. Dinyatakan dengan rumus :
... (1)
Keterangan:
∑ �� : Jumlah X sebanyak i �̅=∑ ��
44
�̅ : Rata-rata
3.8.2. Simpangan (error)
Merupakan selisih dari rata-rata nilai terhadap masing-masing nilai
yang di ukur. Dinyatakan dengan rumus :
... (2)
Keterangan :
X : data x
�̅ : Rata-rata
3.8.3. Error (%)
Merupakan nilai persen dari simpangan(error) terhadap nilai yang di
kehendaki. Dinyatakan dengan rumus :
... (3)
Keterangan :
Error :besaran simpangan/nilai error dalam%
X :data x
�̅ : rata-rata
3.8.4. Standart deviasi
Standar deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat(derajat)
variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari Simpangan = x- �̅
45
menanya/rata-ratanya. Jika standart deviasi semakin kecil maka data
tersebut semakin presisi. Dinyatakan dengan rumus :
... (4)
Keterangan :
SD : standart devisiasi
X : data x
�̅ : rata-rata
n : banyak data
3.8.5. Ketidakpastian ( UA )
Merupakan perkiraan mengenai hasil pengukuran yang di dalamnya
terdapat harga yang benar. Dinyatakan dengan rumus :
... (5)
Keterangan :
Ua : ketidakpastian
SD : Standar Devisiasi
n : banyak data
3.9. Perakitan Rangkaian Minimum Sistem & Power Supply 5 Volt
3.9.1. Alat
1. Papan PCB
Ua=��
√� SD= √∑��= �−�̅
46
3. Penyedot Timah ( Atractor )
4. Timah
5. Gergaji
3.9.2. Bahan
1. Dioda bridge 2 A
2. Software Proteus di Laptop
3. Travo 1 A
4. Kapasitor 2200 µf 1 buah
5. Kapasitor non polar 104 (4)
6. IC regulator 7805
7. Dioda
8. Soket IC Mikrokontroler
9. ATmega8535
10. Crystal 12.000000
11. Multitune
12. BD139 3 buah
13. Resistor
14. Led 3ml
15. Transistor TIP 3055
47
3.9.3. Langkah Perakitan
1. Membuat rangkaian skematik minimum sistem dan power supply 5
Volt di aplikasi proteus. Gambar 3.4. menunjukkan rangkaian
[image:58.595.185.515.224.391.2]skematik minimum sistem dan power supply 5 Volt.
Gambar 3.4. Skematik minimum sistem dan power supply 5 Volt.
Rangkaian power supply pada modul ini berfungsi sebagai
supplay tegangan ke semua rangkaian yang menggunakan tegangan
DC yang besarnya 5 Volt. Fungsi komponen transistor TIP305 di
power supply yaitu sebagai penguat arus, R220 ohm sebelum led
berfungsi untuk menghambat arus agar arus di led nya tidak over heat
(putus). Prinsip kerja power supply adalah mengubah tegangan yang
semula AC menjadi tegangan DC dengan menggunakan transformator
sebagai penurun tegangan dan dioda sebagai komponen yang
berfungsi sebagai penyearah tegangan. Power supply yang penulis
buat akan mengubah tegangan AC menjadi DC sebesar 5 VDC dengan
48
(solid state relay). Sedangkan rangkaian minimum sistem pada modul
ini berfungsi sebagai kontrol kerja modul secara keseluruhan dengan
memanfaatkan IC ATmega8535 yang akan memberikan logika yang
akan mengaktifkan SSR (solid state relay) sehingga heater akan
bekerja.
2. Setelah sistematik rangkaian jadi, tahap selanjutnya membuat lay out
nya dan disablon ke papan pcb. Untuk gambar lay out minimum
[image:59.595.195.502.361.493.2]sistem dan power supply 5 Volt pada papan pcb dapat dilihat pada
[image:59.595.189.501.519.703.2]gambar di bawah ini:
Gambar 3.5. Lay out minimum sistem dan power supply 5 Volt
49
3. Kemudian rakit komponen yang dibutuhkan dengan menggunakan
solder dan timah.
3.9.4. Hasil dari perakitan
Gambar 3.7. dibawah ini adalah hasil perakitan minimum sistem dan
[image:60.595.172.501.252.430.2]power supply 5 volt.
Gambar 3.7. Hasil perakitan minimum sistem dan power supply 5 volt.
3.10. Membuat Rangkaian Sensor LM35 & LCD
3.10.1. Alat
1. Papan PCB
2. Solder
3. Penyedot Timah
4. Timah
3.10.2. Bahan
50
3. Konektor kaki 3
4. Sensor LM35
5. Resistor 75 ohm
6. Kapasitor 1uf
3.10.3. Langkah Perakitan
1. Membuat rangkaian skematik Sensor LM35 dan LCD di aplikasi
proteus. Gambar 3.8. menunjukkan rangkaian skematik dari
[image:61.595.147.516.312.741.2]rangkaian Sensor LM35 dan LCD.
Gambar 3.8. Rangkaian Sensor LM35 Perhitungan Resistor di LM35
Dik:
Vs = 5 volt
I = 66mA
Dit :R=...?
Vs – R . I ( t ) – Vc ( t ) = 0 Vs
I = R 5 Volt 66mA =
R 66mA R =
5 Volt = 75 ohm
Perhitungan Kapasitor
Vc = Vs ( 1 – e-t/RC )
= 5 volt ( 1 – e-t/75x10 ) = 5 volt ( 75x10-6 )
51
Kesimpulan dari perhitungan diatas sensor LM35 harus
dipakai rangkaian RC/filter dengan resistor sebesar 75 ohm dan karena
nilai kapasitor tidak ada yang 0,992uF maka kapaitor yang dipasang
harus lebih 0,992uF yaitu 1uF sesuai dengan data sheet dari LM35 itu
sendiri.
Rangkaian sensor LM35 pada modul ini berfungsi sebagai
pembaca suhu dari heater, suhu yang dibaca batasan nya yaitu 100oC dan sebagai pengontrolan sterilisasi botol susu bayi tersebut.
Kemudian LCD pada modul ini difungsikkan untuk menampilkan
suhu dan waktu/timer. Cara kerja rangkaian LM35 ini dengan
memanfaatkan ADC yang dimiliki oleh IC ATmega8535 di PORT.A
akan dikuatkan rangkaian buffer. Adapun program yang digunakan
pada modul ini adalah ADC sebagai pembaca tegangan dari sensor
LM35 dan program timer sebagai pengendali waktu pada modul.
Gambar 3.8. menunjukkan rangkaian skematik dari rangkaian LCD.
Gambar 3.8. Rangkaian LCD
52
rangkaian LCD 16x2 diletakan dibagian PORT.C rangkaian
minimum system ATmega8535.
2. Setelah selesai membuat skematik langkah selajutnya membuat lay
out di isis (proteus) dan disablon/dICetak ke papan pcb yang telah
dipotong sesuai ukuran dari gambar lay out. Gambar 3.9. merupakan
[image:63.595.227.468.309.527.2]hasil dari lay outnya.
Gambar 3.9. Lay out belakang
Gambar 3.10. Lay out depan 3.10.4. Hasil dari perakitan
Gambar 3.11. dibawah ini adalah hasil perakitan rangkaian LM35 dan
[image:63.595.236.454.633.730.2]driver LCD.
53
3.11. Membuat Rangkaian Buzzer
3.11.1.Alat
1. Solder
2. Timah
3. Penyedot timah
3.11.2.Komponen
1. Buzzer
2. Kabel pelangi female dan male
3.11.3.Langkah perakitan
1. Pasang kabel pelangi ke kaki Buzzer.
2. Hubungkan kaki positif Buzzer ke port D pin 5 dan kaki negatif
Buzzer pasang ke ground.
3. Sesuai sistematik di bawah ini :
Gambar 3.12. Rangkaian Buzzer
Rangkaian buzzer ini di gunakan untuk memberikan
peringatan apabila semua sistem yang sudah berjalan selesai
sesuai timer yang di tentukan, Buzzer ini di sambungkan langsung
dengan mikrokontroler dengan kaki positifnya ke port D pin 5
54
3.12. Membuat Rangkaian Driver Heater
3.12.1. Alat
1. Obeng +
2. Tang Potong
3. Solder
3.12.2. Bahan
1. SSR ( Solid State Relay )
2. Kabel Serabut
3. Kabel Pelangi
3.12.3. Langkah Perakitan
1. Hubungkan inputan SSR ( Solid State Relay ) kabel stecker 220 Volt,
dan inputan satu nya ke heater.
2. Hubungkan ouput dari kaki positif SSR ( Solid State Relay ) ke ADC
mikrokontroler yaitu PORT.A pin 1.
3. Hubungkan ouput dari kaki negatif SSR ( Solid State Relay )
mikrokontroler ground.
[image:65.595.219.454.583.690.2]4. Sesuai gambar skematik dibawah ini :
Gambar 3.13. Rangkaian Driver Heater Perhitungan SSR ( Solid State Relay ):
55
Ic = (5-1)/ 1000
Ic = 4/ 1000 = 0,004 A = 4 mA
Tegangan input DC pada SSR mempengaruhi arus yang
masuk dari mikro. Pada rangkaian diatas, SSR ( Solid State Relay )
digunakan sebagai driver ke heater dengan spesifikasi tegangan
input 3-32 VDC, output sebesar 220 volt, dengan kosumsi arus
maksimal 10A. SSR akan bekerja ketika kaki no 2 diberikan
tegangan vcc sebesar 5 volt dan kaki no 1 mendapatkan logika low/0
dari mikrokontroler. Jadi ketika VCC 5 volt bertemu dengan logika
0, maka SSR ( Solid State Relay ) akan bekerja dikarenakam
tegangan 5 volt berada dirange atau spesifikasi SSR ( Solid State
Relay ) yang membutuhkan inputan DC antara 3-32 VDC. SSR (
Solid State Relay ) bekerja, maka akan mengalirkan arus tegangan
dari PLN 220 volt ke heater, sehingga heater dapat bekerja dengan
merubah energi listrik menjadi energi panas.
3.13. Pembuatan Program Modul
Untuk pembuatan program pada modul ini menggunakan aplikasi
CV AVR dengan bahasa C. Program yang digunakan ialah program ADC
sebagai pengendali sensor LM35 dan timer sebagai pengontrol waktunya.
Pembuatan list program dengan cara manual untuk menambahkan perintah dan
logika pada program ini agar berjalan sesuai yang diinginkan penulis, Berikut
56
Isi program modul
Listing 3.1. Listing Header Program
Program yang penulis buat menggunakan mikrokontroler ATmega8535.
#include <mega8535.h> = merupakan library dari mikrokontroller yang kita gunakan ,disini penulis mengunakan ATmega8535.
#include <delay.h> = merupakan library fungsi delay.
Chip type : ATmega8535
Program type : Application
AVR Core Clock frequency : 12,000000 MHz
Memory model : Small
Data Stack size : 128
*****************************************************/
#include <mega8535.h>
#include <stdlib.h> Header dari program
#include <delay.h>
#include <alcd.h>
unsigned char detik, a=0,temp[6], temp2[6], temp3[3], menit=5;
float data, suhu;
bit timer_aktif=0, b=0, c=0;
interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void)
{
TCNT1H=0x48E5 >> 8;
TCNT1L=0x48E5 & 0xff;
if(detik==0)
{menit--;detik=59;}
else{detik--;}
//}
57
Listing 3.2. Listing Program Timer
Listing program timer ini digunakan sebagai pengaturan timer, penulis menggunakkan timer 1 ( TCCR1B) timer aktif apaila mendapatkan logika 0 dari program. Settingan program timer yaitu selama 5 menit dengan metode couter down.
void mulai_timer()
{
if(timer_aktif==1&&suhu>=100)
{
TCCR1B=0x04;a=1;
} else if(timer_aktif==0){TCCR1B=0x00;}}
void stop_timer()
{
if(menit==0&&detik==0)
{
lcd_clear();
while(1)
{
TCCR1B=0x00;
timer_aktif=0;
PORTD.1=0;
PORTD.5=0;
lcd_clear();
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("SELESAI");
}
}
58
Listing 3.3. Listing Program Sensor Suhu dan Buzzer
Listing program sensor suhu ini digunakan sebagai pengaturan pembacaan sensor
suhu LM35 saat sistem bekerja ada beberapa yang diatur dalam listing program ini
antara lain rumus pembacaan dan batas sensor suhu pembacaan untuk mengontrol
driver heater. PORT.C digunakan untuk menghidupkan buzzer, buzzer akan
menyala apabila diberikan logika 0.
// pembacaan sensor suhu
void baca_suhu()
{
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("SUHU:");
data=read_ADC(0);
suhu=(data*3.05)/1024;
suhu=suhu*100;
if (suhu<100)
}
void driver_set()
{
if(timer_aktif==1){
if(suhu>=100)
{
PORTD.5=0; Port ini digunakan untuk mengaktifka buzzer
}else{PORTD.5=1;}}
Gambar
Dokumen terkait
sesuai dengan standar GBC. GBCI memiliki standar penilaian yang terdiri dari aspek – aspek ; tepat guna lahan, efisiensi energi, konservasi air, sumber dan
Skripsi yang berjudul : INOVASI PELAYANAN PENCATATAN AKTA KEMATIAN DI DINAS KEPENDUDUKAN DAN PENCATATAN SIPIL KOTA SURAKARTA (Studi kasus: Program Bela Sungkawa Kirim Aktra
Pertama, untuk mengatur proses transfer energi dari sel surya yang akan disimpan pada baterai secara efisien dan semaksimal mungkin serta membatasi dan
Pemberian tanda checklist ( √ ) pada kolom MT jika peserta didik dapat melakukan perilaku yang dinilai sebanyak 2 kali, tanda checklist ( √ ) pada kolom MB
Permasalahan yang dibahas dalam penelitian ini adalah mengenai hubungan rahasia dagang dengan perjanjian kerja, mengenai bentuk-bentuk perlindungan rahasia dagang yang dapat
Hasil penelitian yang dilakukan oleh Hakim terhadap Perilaku penggunaan APD oleh pekerja radiasi pada Instalasi Radiologi Rumah Sakit di Kota Palembang Tahun 2004 bahwa
Saat ini begitu banyak buku – buku pelajaran bahasa Inggris khususnya untuk anak – anak di pendidikan dasar yang ditulis sedemikian rupa namun tidak dapat mencapai
Currently, Danish transposition does not meet the threefold goals of the Directive, namely, to allow free movement within the health care sector, establish legal certainty or
