PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNG VOLUME BAHAN BAKAR SEPEDA MOTOR DENGAN OUTPUT ALARM DAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
YOGI PRAMANA 092408006
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNG VOLUME BAHAN BAKAR SEPEDA MOTOR DENGAN OUTPUT ALARM DAN SUARA BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNGAN VOLUME BAHAN BAKAR SEPEDA MOTOR DENGAN DENGAN OUTPUT ALARM DAN SUARA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 19 Juli 2012
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN SISTEM PENGHITUNG VOLUME
BAHAN BAKAR SEPEDA MOTOR DENGAN ALARM
DAN SUARA BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA8535 SECARA HARDWARE
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : YOGI PRAMANA
No Induk Mahasiswa : 092408006
Program Studi : DIPLOMA III (D3) FISIKA
Departement : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, Juli 2012
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi D3 Fisika Pembimbing Ketua,
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat Rahmat
dan karunia-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tepat pada
waktunya.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr.Sutarman,M.Sc,selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam (MIPA) USU.
2. Ibu Dr.Susilawati,M.Si, selaku ketua Program studi D3 Fisika Instrumentasi.
3. Bapak Drs.M. Firdaus, M.Si, selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membimbing penulis sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan baik.
4. Seluruh Dosen/Staf pengajar pada program studi D3 Fisika Instrumentasi.
5. Kedua Orang tua saya yang sangat saya sayangi Ayahanda H. Peltu Aswin dan Ibunda Hj. Sri Warsih, serta kepada kedua adik saya Dwi Puspita Sari dan Nanda Fajar Nugroho yang telah memberikan dukungan moril dan
materil kepada penulis.
6. Bang Oki Handinata yang telah membantu saya dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir.
7. Seluruh rekan-rekan Fisika Instrumentasi D-III yang telah banyak membantu
terwujudnya perancangan proyek yaitu : M Iqbal, Mhd Ridho Illahi,
Said Harahap, Okto H Situmorang dan Daftari serta teman –teman yang lain
yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Sepenuhnya penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini,
masih terdapat kekurangan. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun dari para pembaca, dimana saran dan kritik tersebut dapat
dimanfaatkan untuk kemajuan pengetahuan pada saat ini maupun di masa yang akan
datang.
Semoga laporan ini berguna bagi pembaca, akhir kata penulis mengucapkan
banyak terima kasih.
Medan, Juli 2012
ABSTRAK
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Pernyataan ...ii
Persetujuan ... iii
Penghargaan ... iv
Abstrak ... vi
Daftar isi ... vii
Daftar Gambar ... x
Daftar Tabel ... xii
BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penulisan ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 4
1.5 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II: LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 7
2.1.1 Konfigurasi PIN ATMEGA 8535... 11
2.1.2 Peta Memori ATMEGA8535 ... 13
2.1.3 Program memori ... 13
2.1.5 EEPROM Data Memori ... 15
2.1.6 Status Register ... 15
2.2 Sensor Ultrasonic…… ... 17
2.3 ISD2560…… ... 21
2.3.1 Pengolah Sinyal Suara ... 21
2.3.2 Ciri – Ciri ISD2560 ... 21
2.3.3 Deskripsi PIN ... 23
2.3.4 Mode Operasional ... 26
2.4 LCD…… ... 28
2.5 Resistor…… ... 30
2.5.1 Fixed Resistor ... 30
2.6 Kapasitor…… ... 32
2.6.1 Elecrolytic Capacitor (ELCO) ... 34
2.6.2 Ceramic Capasitor ... 35
2.6.3 Nilai Kapasitor ... 35
2.7 Transistor…… ... 36
2.8 Dioda…… ... 39
2.8.1 Karakteristik Dioda ... 40
2.8.2 Dioda Penyearah ... 41
2.8.3 Dioda Zener ... 42
2.8.4 Dioda Cahaya (LED : Light Emiting Dioda) ... 42
BAB III: Rancangan Sistem
3.1 Diagram Blok & Cara Kerja Rangkaian Sistem ... 44
3.2 Peracangan Rangkaian Catu Daya ... 45
3.3 Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic ... 46
3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic dengan Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 ... 49
3.5 Perancangan Rangkaian LCD ... 50
3.6 Perancangan Rangkaian ISD2560 ... 52
BAB IV: PENGUJIAN RANGKAIAN 4.1 Pengujian & Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ... 53
4.2 Flow Chart ... 56
4.2.1 Pengujian Rangkaian Power Supply ... 57
4.2.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA8535... 57
4.2.3 Pengujian Rangkaian LCD ... 59
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 60
5.2 Saran ... 61
Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATMEGA 8535 ... 10
Gambar 2.2 Konfigurasi PIN ATMEGA 8535 ... 12
Gambar 2.3 Peta Memori Program ... 14
Gambar 2.4 Peta Memori Data ... 14
Gambar 2.5 EPPROM Data Memori ... 15
Gambar 2.6 Status Register ... 15
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonic ... 17
Gambar 2.8 Blok Sensor Ultrasonic Dengan Tampilan Seven Segment ... 19
Gambar 2.9 Ilustrasi Cara Kerja Sensor ... 20
Gambar 2.10 Skematik Hub PIN ... 20
Gambar 2.11 Diagram Blok ISD2560... 22
Gambar 2.12 Konfigurasi PIN ISD 2560 ... 23
Gambar 2.13 LCD 2x 16 ... 28
Gambar 2.14 Resistor ... 31
Gambar 2.15 Lambang Kondensator ... 33
Gambar 2.16 Skema Kapasitor ... 33
Gambar 2.17 ELCO ... 34
Gambar 2.18 Ceramic Kapasitor ... 35
Gambar 2.19 Simbol Tipe Transistor ... 38
Gambar 2.21 Simbol Dan Bentuk Dioda Zener ... 42
Gambar 2.22 Rangkaian Penurun Tegangan & Penghasil Tegangan DC ... 43
Gambar 3.1 Diagram Blok rangkaian Penghitung ... 44
Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya ... 46
Gambar 3.3 Rangkaian Transmiter Ultrasonic ... 47
Gambar 3.4 Rangkaian Receiver Ultrasonic ... 47
Gambar 3.5 Jarak antara TX-RX ... 48
Gambar 3.6 Keluaran Pulsa Ultrasonic ... 48
Gambar 3.7 Rangkaian Sennsor Ultrasonis dgn Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 ... 49
Gambar 3.8 Rangkaian LCD ... 50
Gambar 3.9 Rangkaian ISD2560 ... 52
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Deskripsi PIN ISD2560 ... 26
Tabel 2.2 Mode Operasional ... 27
Tabel 2.3 Gelang Resistor ... 31
Tabel 2.4 Nilai Kapasitor ... 36
Tabel 4.1 Data jarak Deteksi Berbagai Halangan ... 53
ABSTRAK
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kemajuan teknologi dibidang elektronika sekarang ini berkembang cepat
sekali dan berpengaruh dalam pembuatan alat-alat canggih, yaitu alat yang
dapat bekerja secara otomatis dan memiliki ketelitian tinggi dengan bantuan
mikrokontroler. Dalam hal ini penulis akan membahas transportasi darat yaitu sepeda
motor sebagai alat transportasi. Tetapi pada kesempatan ini penulis hanya membahas
tentang pengukuran bahan bakar sepeda motor. Tidak jarang kita memdengar ada
seorang pengendara sepeda motor mengalami kehabisan bahan bakar diperjalanan
hanya karena pengukur meteran analog untuk mengetahui volume bahan bakar pada
sepeda motornya rusak ataupun tidak akurat.
Penghitung volume bahan bakar sepeda motor ini memanfaatkan ketinggian
suatu media materi cair berbasis mikrokontroler ATMEGA 8535 ini adalah sebuah alat
yang dibuat untuk memudahkan kita mengetahui volume bahan bakar kendaraan
sehingga pengendara dapat mengetahui jumlah bahan bakar pada tangki kendaraannya.
Selain itu alat pengukur ini juga memiliki sebuah kelebihan yaitu dapat memprediksi
jarak tempuh sesuai kapasitas volume bahan bakar yang ada di tangki bahan bakar
sebuah kendaraan. Sebagai contoh jika alat pengukur ini menyebutkan volume bahan
bakar,misal 0.5 liter maka alat ini akan menghitung seberapa jauh lagi jarak yang dapat
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, dapat di rumuskan beberapa masalah yang dibahas dalam
Tugas Akhir ini, yaitu:
1. Bagaimana cara kerja alat ini ketika bahan bakar telah habis dan bagaimana jika
terjadi banyak guncangan pada sebuah kendaraan sehingga sulit menghasilkan
perhitungan yang akurat?
2. Selain itu apa yang terjadi ketika bahan dari sepeda motor mengenai bagian dari
sensor pendeteksi?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1.Salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa dalam menyelesaikan
pendidikan pada program studi D-III Fisika FMIPA USU.
2.Menerapkan disiplin ilmu yang berkaitan yang telah diperoleh selama
perkuliahan.
3.Studi awal tentang penggunaan sensor ultrasonic yang berfungsi sebagai sensor
pendeteksi ketinggian zat cair dalam sebuah sistem otomatisasi.
4.Studi awal tentang sistem kecerdasan.
5.Studi awal dalam pembuatan perancangan penghitung volume bahan bakar
sepeda motor dengan mikrokontroler AT-MEGA8535 secara hardware sebagai
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas maka penulis membuat sistematika pembahasan dalam
Perancangan sistem penghitung volume bahan bakar sepeda motor berbasis
Mikrokontroler ATMEGA 8535 secara hardware, dengan batasan-batasan sebagai
berikut:
1. Pembahasan mikrokontroler Atmega8535.
2. Sensor yang digunakan adalah Ping UltraSonic sebagai sensor yang mendeteksi
ketinggian objek yang akan diukur dan ISD2560 sebagai pengolah sinyal suara,
serta hanya meliputi rangkaian Mikrokontroler ATMEGA8535 dan ISD2560
beserta program.
3. Pengujian alat dilakukan pada kondisi yang statis, tidak ekstrim (misal: objek
yang diukur dalam keadaan tenang, dan tidak terlalu terguncang. Serta sensor
tidak mengenai cairan atau objek yang diukur).
4. Tangki yang digunakan yaitu tangki yang memiliki volume ± 3.5 L dengan
ukuran 12x20x15 . Referensi data perbandingan volume bahan bakar per liter
dan jarak tempuh yang digunakan tiap liter bahan bakar yaitu menggunakan
spesifikasi sepeda motor Honda supra Fit dengan konsumsi 1 liter dengan jarak
1.5 Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bagian ini meliputi latar belakang masalah, tujuan penulisan,
batasan masalah, rumusan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Pada bagian ini akan dijelaskan teori pendukung meliputi
arsitektur dan konstruksi mikrokontroler ATMEGA8535,
Hardware, cara kerja mikrokontroler ATMEGA8535, selain itu
juga membahas komponen pendukung lainnya yang
berhubungan dengan perancangan alat.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perancangan alat yang
meliputi diagram blok, skematik dari masimg-masing rangkaian.
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian, hasil pengujian dan program ke Mikrokontroler ATMEGA8535
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bagian ini merupakan penutup yang meliputi tentang
kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan
proyek ini serta saran yang diberikan demi kesempurnaan dan
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler ATMEGA8535
Mikrokontroler, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol
atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah
ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan
mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alas an.
Input / Output dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada
mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang
dimaksud adalah PPI 8255. Memori merupakan media untuk menyimpan program dan
data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal
sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas,
ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika
yang kemudian beralih ke mikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai
kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari
mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas
biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil“ dimana sebuah sistem
seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta
dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan menggunakan mikrokontroler ini maka:
a) Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.
b) Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari
sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.
c) Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.
Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC
TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan
tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O). dengan
kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer
karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa bagian yang langsung bisa
dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi
digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya
hanya menggunakan Minimum System yang tidak rumit atau kompleks.
Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika sama seperti halnya
mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah
karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan
IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur
8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi
dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang
membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga
membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi
arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh
karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMEGA 8535. Selain
mudah didapatkan dan lebih murah ATMEGA 8535 juga memiliki fasilitas yang
lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMEGA.
Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain
seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah ATMEGA
8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat
ATMEGA 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas
yang lengkap tersebut menjadikan ATMEGA 8535 sebagai mikrokontroler yang
powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMEGA 8535 memiliki bagian sebagai
berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11.Antarmuka komparator analog.
12.Port USART untuk komunikasi serial.
KapabiliItas detail dari ATMEGA 8535 adalah sebagai berikut :
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512
byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
2.1.1. Konfigurasi PIN ATMEGA 8535
Mikrokontroler ATMEGA 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output
sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang
masing-masingnya terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian
osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih
jelasnya, konfigurasi pin ATMEGA8535 dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
Mikrokontroller ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C dan
port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port ini
Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega8535;
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya
Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
GND merupakan pin ground
Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
Port B (Pin 1 – 8) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI
Port C (Pin 22 – 29) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator
Port D (Pin 14 – 21) adalah merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator
menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz), Pin 12 dan 13
dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 22pF. XTAL ini akan
mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AVR Atmega8535 dalam
mengaksekusi setiap perintah dalam program. Pada pin 9 dihubungkan dengan
sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua
komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroller dijalankan
beberapa saat setelah power aktif.
Pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan
ke ground. Rangkaian mikrokontroller ini menggunakan komponen
kristal sebagai sumber clock-nya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi
2.1.2. Peta Memori ATMEGA 8535
ATMEGA 8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data
Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.
2.1.3. Program Memory
ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory
untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi
dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section
digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus
dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section
digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat
menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya
memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word
tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader
diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.
2.1.4. Data Memory
Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register
File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal
data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register
terdiri dari 64 register.
Gambar 2. 4 Peta Memori Data 2.1.5. EEPROM Data Memory
ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan
data. Lokasinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control
register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000
sampai $1FF.
2.1.6. Status Register (SREG)
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. 6 Status Register ATMEGA 8535
Bit 7 – I : Global Interrupt Enable
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan.
Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah
program interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi
SEI.
Bit 6 – T : Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan
dalam operasi bit.
Bit 5 – H: Half Carry Flag Bit 4 – S : Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement
Overflow Flag V.
Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.
Bit 1 – Z : Zero Flag
Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
Bit 0 – C : Carry Flag
Jika suatu operasi menghasilkan Carry, maka bit ini akan set.
2.2. Sensor Ultrasonic
Sensor ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan
gelombang dimana sensor menghasilkan gelombang pantulan ke benda yang kemudian
menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar perhitungannya.
Perbedaan waktu antara gelombang pantulan yang di kembalikan dan yang diterima
kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya.
Jenis objek yang dapat di indranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontak jarak 2
cm sampai 3 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler
malalui satu pin I/O saja.
Dimensi : 2,6 cm (p) x 4,1 cm (l) x 6,2 cm (t)
Spesifikasi Sensor Ultrasonic :
1. Memiliki 2 jenis antarmuka yang dapat aktif bersamaan, yaitu I2C-bus (fSCL
maks. 65 kHz) dan pulse width (10µs/mm).
2. 8 modul dapat digunakan bersama dalam satu sistem I2C-bus yang hanya
membutuhkan 2 pin I/O mikrokontroler saja.
3. Membutuhkan catu daya tunggal +5 VDC, dengan konsumsi arus 17 mA typ.
(tanpa sensor infrared ranger).
4. Terdapat 2 mode operasi yaitu full operation dan reduced operation. Pada mode
reduced operation beberapa komponen ultrasonic ranger akan dimatikan (saat idle)
dan konsumsi arus mejadi 13 mA typ.
5. Terdiri dari sebuah ultrasonic ranger dengan spesifikasi: Mengukur jarak dari 2 cm
hingga 3 m tanpa dead zone atau blank spot. Obyek dalam jarak 0 - 2 cm dideteksi
sebagai 2 cm. Menggunakan burst sinyal kotak 16 Vp-p dengan frekuensi 40 kHz.
6. Dapat dihubungkan dengan maksimum 2 buah infrared ranger Sharp GP2D12
yang memiliki jangkauan pengukuran 10 - 80 cm.
7. Data keluaran sudah siap pakai dalam satuan mm (untuk antarmuka I2C) sehingga
mengurangi beban mikrokontroler.
8. Ketelitian pengukuran jarak (ranger) adalah 5mm.
10. Memerlukan input trigger berupa pulsa negatif TTL (20µs min.) untuk antarmuka
pulse width.
11. Tersedia 1 pin output yang menunjukkan aktifitas sensor, dapat tidak dimanfaatkan.
12. Tidak diperlukan waktu tunda sebelum melakukan pengukuran berikutnya.
13. Kompensasi kesalahan dapat diatur secara manual untuk mengurangi pengaruh
faktor perubahan suhu lingkungan dan faktor reflektifitas obyek.
Blok diagram ini di lengkapi dengan tampilan seven segment agar kita bisa
[image:30.612.134.478.368.525.2]melihat hasilnya.
Gambar 2.8. Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan Seven Segment Kita lihat secara seksama cara kerja sensor ultrasonic dengan cara memantulkan
gelombang ke sebuah objek kemudian data yang di pantulkan menentukan jarak dari
Gambar 2.9. Ilustrasi cara kerja sensor
Untuk pengaktifan sensor ultrasonik, hubungkan Pin Vss ke Ground, kemudian
pin Vdd ke catu daya yang keluarannya sudah diset 5V, setelah batere dihubungkan
dengan IC Regulator 7805, tinggal Pin SIG dihubungkan ke pin di Mikrokontroller,
buat sensor ke port P1.7, sedangkan indikator output P3.7
[image:31.612.151.459.413.540.2]2.3. ISD2560
2.3.1 Pengolah Sinyal Suara
Pengolah sinyal suara adalah bagian yang mengolah sinyal suara analog menjadi
sinyal suara digital, yang akhirnya sinyal suara hasil rekaman dapat disimpan dalam
memori IC. Selain itu bagian ini juga mengubah sinyal suara digital menjadi sinyal
suara analog kembali sehingga rekaman yang tersimpan dapat diperdengarkan (diputar
ulang), untuk dapat melakukan perekaman dan pemutaran ulang rekaman digunakan IC
khusus yaitu ISD2560/75/90/120 “Single-Chip, Multiple-Mesage, Voice
Record/Playback Device” yang merupakan produk dari Winbond Electronic Corp.
ISD2560 adalah single-chip dengan kualitas tinggi, dengan durasi rekam atau
putar ulang (Record/Playback) antara 60 sampai 120 detik. Merupakan komponen
CMOS yang terdiri atas on-chip oscillator, microphon preamplifier, aoutomatic gain
control, antialiasing filter, smoothing filter, speaker preamplifier, dan high density
multi-level storage array.
2.3.2 Ciri-Ciri ISD2560
ISD2560 mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :
1. Single-chip mudah digunakan untuk merekam suara atau memutar ulangnya.
2. Kualitas suara atau audio yang dihasilkan tinggi dan tampak alami.
3. Single-chip dengan durasi 60,75,90 dan 120 detik.
4. Dapat digunakan dengan atau tanpa mikrokontroler.
5. Secara langsung merekam dalam durasi yang panjang.
6. Power Down (PD) otomatis (mode Push-button).
8. Dapat dialamatkan secara langsung untuk mengatasi pesan yang panjang.
9. Penyimpanan pesan selama 100 tahun.
10.Siklus perekaman 100.000 kali.
11.Sumber clock on-chip.
12.Dapat diprogram untuk aplikasi putar ulang semata.
13.Catu daya +5 volt
Diagram Blok
Internal Clock Timing
Amp Automatic Gain Contol (AGC) Pre-Amp Sampling Clock 5-Pole Active Antialiasing Filter Amp Mux 5-Pole Active Smoothing Filter Device Control SP + SP -XCLK ANA IN ANA OUT MIC MIC REF AGC Analog Tranceiver D e c o d e
rs 480K Cell Nonvolatile Multilevel Storage
Array
PD OVF P/R CE EOM AUX IN Address Buffer
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 Power Conditioning
[image:33.612.132.486.255.454.2]VCCA VSSA VSSD VCCD
Konfigurasi Pin SOIC/PDIP 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 VCCD P/R XCLK EOM PD CE OVF ANA OUT ANA IN AGC MIC REF MIC VCCA SP -SP + VSSA VSSD A9 AUX IN A8 A7 A6/M6 A5/M5 A4/M4 A3/M3 A2/M2 A1/M1 A0/M0 ISD2500
Gambar 2.12 Konfigurasi Pin ISD2560
2.3.3 deskripsi Pin
Adapun fungsi-fungi dari pin ISD2560 adalah seperti diuraikan pada tabel berikut
ini : NAMA PIN NO. PIN KETERANGAN SOIC/PDIP
Ax/Mx 1-10/1-7
Address/Mode Inputs: Address/Mode Inputs
memiliki dua fungsi bergantung pada level dari
dua buah Most Significant Bits (MSB) dari pin-pin
alamat (A8 dan A9).
Jika salah satu atau kedua MSB dalam kondisi
semua masukan diinterpretasikan sebagai bit alamat
dan digunakan sebagai alamat awal untuk siklus
perekaman atau putar ulang
Jika kedua MSB dalam kondisi TINGGI,
Address/mode Inputs diinterpretasikan sebagai Mode
bits according untuk Mode Operasional
(Operational Mode). Ada 6 mode operasi (M0...M6)
dan memungkinkan untuk menggunakan banyak
mode operasional secara simultan
AUX IN 11
Auxiliary Inputs: AUX IN digunakan untuk
menghubungkan sinyal playback dengan speaker
VSSA,VSSD 13,12 Ground
SP+ / SP- 14/15
Speaker Outputs: Bagian yang mengeluarkan suara
atau audio. Semua komponen termasuk on-chip
differensial speaker driver, terbatas pada 50mW
sampai 16 ohm
VCCA/VCCD 16,28 Supply Voltage
MIC 17
Microphone: Mikrofon mentransfer sinyal masukan
menuju on-ship preamplifier.Rangkaian Automatic
mulai dari -15 sampai 24dB
MIC REF 18
Microphone Reference: Masukan MIC REF
merupakan masukan inverting untuk mikrofon
preamplifier
AGC 19
Aoutomatic Gain Control: Dengan adanya AGC
dapat meminimalkan distorsi suara yang direkam
ANA IN 20
Analog Input: Analog Input mentrasfer sinyal
masukan analog pada chip untuk direkam. Untuk
masukan mikrofon, pin ANA OUT harus
dihubungkan dengan pin ANA IN melalui kapasitor
eksternal
ANA OUT 21 Analog Output: Preamplifier output.
OVF 22
Overflow: Untuk mengindikasikan bahwa piranti
telah terisi penuh dengan pesan (pesan berlebihan)
CE 23
Chip Enable: Pin CE diberi kondisi RENDAH
(LOW) untuk mengenable semua operasi perekaman
atau putar ulang.
PD 24
Power Down: Ketika sedang merekam atau memutar
ulang hasil rekaman Pin PD harus dikondisikan
TINGGI (HIGH) untuk menempatkan perangkat
dalam mode standby
perangkat sedang beroperasi (merekam atau
memutar ulang).
XCLK 26
External Clock: Berikut XCLK yang terdapat pada
IC ISD2500:
Part number Sample rate
Required
Clock
ISD2560 8.0 kHz 1024 kHz
ISD2575 6.4 kHz 819.2 kHz
ISD2590 5.3 kHz 682.7 kHz
ISD25120 4.0 kHz 512 kHz
P/R 27
Playback/Record: Pin ini digunakan untuk merekam
[image:37.612.115.500.74.489.2]atau memutar ulang (playback/record)
Tabel 2.1 Deskripsi Pin ISD2560
2.3.4 Mode Operasional
ISD2560 didesain dengan beberapa Mode Operasional. Mode Operasional diakses
melalui pin alamat dan digambarkan sebagai daerah alamat pesan normal. Ketika kedua
diinterpretasikan sebagai mode bits bukan alamat bits. Karenanya mode operasional dan
pengalamatan langsung tidak kompatibel dan tidak dapat digunakan secara bersamaan.
Ada dua hal yang perlu diperhatikan ketika menggunakan Operasional Mode.
Pertama, semua operasi dimulai dengan alamat 0. operasi selanjutnya dapat dimulai
dengan lokasi alamat lain, bergantung Mode Operasional yang dipilih. Adapun beberapa
Mode Operasional digambarkan dengan tabel berikut :
Mode Fungsi Kegunaan Tipikal
Gabungan
yang
Kompatibel
M0 Message Cueing Fast-forward through message M4,M5,M6
M1 Hapus EOM Posisi EOM setelah pesan terakhir
M3,M4,M5,M
6
M2 Tidak
diaplikasikan Reserved N/A
M3 Pengulangan Putar ulang berlanjut dari
alamat 0 M1,M5,M6
M4 Consecutive
addressing Record/playback multiple M0,M1,M5
consecutive message
M5 CE level-activated Allow message pausing M0,M1,M3,M 4
M6 Kontrol
[image:38.612.106.486.241.692.2]push-button Simplified device interface M0,M1,M3
2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
LCD (Liquid cristal display) adalah salah satu komponen elektronika yang
berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Jenis LCD
yang dipakai pada alat ini adalah LCD M1632. LCD terdiri dari dua bagian, yang
pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk
huruf/angka dua baris, masing–masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.LCD
(Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena
tampilannya menarik. LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40
dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan
tersebut.(Gamayel.Rizal, 2007). Di bawah ini adalah gambar LCD 2x16 karakter.
Gambar 2.13. LCD karakter 2x16
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler
yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan
demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan
Spesifikasi LCD M1632:
1. Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor.
2. ROM pembangkit karakter 192 jenis.
3. RAM pembangkit karakter 8 jenis ( diprogram pemakai ).
4. RAM data tampilan 80 x 8 bit ( 8 karakter ).
5. Duty ratio 1/16.
6. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari
unit mikroprosesor.
7. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display
clear), posisi kursor awal ( crusor home ), tampilan karakter kedip (display
character blink), penggeseran kursor ( crusor shift ) dan penggeseran tampilan
(display shift).
8. Rangkaian pembangkit detak.
9. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan.
10. Catu daya tunggal +5 volt.
2.5 Resistor
Resistor adalah komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus
listrik yang mengalir. umunya terbuat dari karbon film atau metal film, tetapi tidak
menutup kemungkinan untuk dibuat dari material lain. Kebalikan dari bahan yang
konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih
besar menahan aliran electron dan disebut sebagai insulator.
Fungsi dari Resistor adalah :
1. Sebagai pembagi arus.
2. Sebagai penurun tegangan.
3. Sebagai pembagi tegangan.
4. Sebagai penghambat aliran arus listrik.
2.5.1 Fixed Resistor
Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk membatasi jumlah
arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat
resistif dan umunya terbuat daari bahan karbon. Tipe resistor yang umunya berbentuk
tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan dikanan. Beberapa hal yang
perlu diperhatikan :
1.
2.
3.
Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut.
Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor
Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya
Gambar 2.14 Resistor Tetap
WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG IV
Hitam 0 0 1 -
Coklat 1 1 10 -
Merah 2 2 100 -
Jingga 3 3 1000 -
Kuning 4 4 10000 -
Hijau 5 5 100000 -
Biru 6 6 1000000 -
Violet 7 7 10000000 -
Abu-abu 8 8 100000000 -
Putih 9 9 1000000000 -
Emas - - 0,1 5 %
Perak - - 0,01 10%
Tanpa Warna
- - - 20 %
Tabel 2.3 Gelang Resistor
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 5 gelang (tidak
termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil)
memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya
berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah factor
[image:42.612.104.483.277.526.2]2.6. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu
bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum,
keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka
muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan
pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya
muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan
dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi
pada ujung-ujung kakinya.
Fungsi Kapasitor dalam suatu rangkaian :
1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS =
Power Supply).
2. Sebagai filter dalam rangkaian PS.
3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna.
4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.
Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.
Gambar 2.15 Kapasitor
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak
mempunyai kutub positif atau negatif paa kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih
berwarna coklat,merah,hijau dan lainya seperti tablet atau kancing baju yang sering
disebut kapasitor (capacitor).
Elektoda Dielektik Elektroda
Gambar 2.16 Skema kapasitor
Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap Negara tergantung
pada masyarakat yang lebih sering menyebutnyakanya. Kini kebiasaan orang tersebut
hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering
didengar. Pada masa kini, kondensator lebih sering disebut kapasitor (capacitor)
ataupun sebaliknya pada ilmu elektronika disingkat dengan (C). Satuan dalam
[image:44.612.206.390.408.476.2]Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yangs sering dipakai didalam
merancang suatu system yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, filter, dan
penyimpanan energy listrik.
Didalamnya terdapat dua pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan
oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan digunakan sebagai insulator disebut dielektrik.
Ketika kapasitor diberikan tegangan DC, maka energy listrik disimpan pada tiap
elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus
tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor
adalah dielektriknya. Berikut ini jenis-jenis kapasitor yang digunakan dalam
perancangan ini.
2.6.1 Elecrolytic Capacitor (ELCO)
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari aluminium yang menggunakan
membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Elecrolytic Capacitor adlah
perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus
berhati-hati dalam pemasanganya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya
terbalik, maka akan menjadi rusak bahkan”MELEDAK”.
Gambar 2.17 Elecrolytic Capacitor (ELCO)
Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak
diberikan catu daya dengan tegangan 5 volt, berarti kapasitor yang dimiliki harus
memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 volt.
[image:46.612.229.383.174.261.2]2.6.2 Ceramic Capacitor
Gambar 2.18 Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya.
Karena tidak dikonstruksi seperti koil, maka komponen ini dapat digunakan pada
rangkaian frekwensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekwensi
tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog
karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya
tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil disbanding dengan kedua kapasitor
diatas.
2.6.3 Nilai kapasitor
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat
angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit
memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya.
Sedangkan kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasnya
kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit
angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada table
dibawah.
3rd digit Multiplier Letter Tolerance
0 1 D 0.5 Pf
1 10 F 1 %
2 100 G 2 %
3 1,000 H 3 %
4 10,000 J 5 %
5 100,000 K 10 %
6,7 Not Used M 20 %
8 .01 P +100, -0 %
[image:47.612.153.457.138.440.2]9 .1 Z +80, -20 %
Tabel 2.4 Nilai Kapasitor
Misalnya suatu kasipator pada badanya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya
adalah 47 + 104 = 470.000pF = 0.47 niufarad sedangkan toleransinya 5 %. Yang
harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuanya dalam pF (Piko Farad).
2.7. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung switching, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umunya transistor memiliki tiga terminal. Tegangan atau arus yang
dipasang diterminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainya.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.
Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian
analog melingkupi penegras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio.
Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan
tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi
sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal.
Terminal itu disebut emitter,basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari
penggabungan dua buah diode. Dioda yang satu dengan yang lain saling digabungkan
dengan menyambung salah satu sisi diode senama. Dengan cara penggabungan seperti
itu dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan
mentah digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan
germanium. Oleh karena itu dikatakan:
1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silicon NPN
3. Transistor silicon PNP
4. Transistor germanium NPN
Semua komponen didalam rangakaian transistor dengan symbol. Anak pangah
Gambar 2.19 Simbol Tipe Transistor
Didalam pemakaianya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching)
dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off)
yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada
awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT) dan field effect
transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar
dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas
pembawa muatan yaitu electron dan lubang untuk membawa arus listrik. Dalam BJT
arus listrik utama harus melewati satu daerah atau lapisan pembatas dinamakan
depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan
tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor
unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (electron atau hole,
tergantung dari tipe FET).
Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit
dengan depletion zone dikedua sisinya ( dibandingnya dengan transistor bipolar dimana
daerah basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah pembatas ini
dapat berubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan
kanal konduksi tersebut. Secara umum transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan
1. Kemasan fisik: Though Hole Metal, Though Hole Pasic, Surface Mount, IC, dan
lain-lain.
2. Tipe: UJT, BJT, JFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,MESFET,
HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC.
3. Polaritas : NPN atau N-Channel, PNP atau P-channel
4. Maximum kapasitas daya : Low Power, Medium Power, High Power
5. Maksimum frekwensi kerja : low, medium, atau high frequency, RF transistor,
Microwave, dan lain-lain.
6. Aplikasi : Amplifier, Saklar, General purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan
lain-lain.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal
sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung langsung (short). Keadaan ini
menyebabkan tegangan kolektor emitter (Vce)=0 Volt pada keadaan, tetapi pada
keadaan ideal, tetapi pada kenyataanya Vce bernilai 0 sampai 0,3 volt.
2.8. Dioda
Dioda adalah salah satu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN junction
yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif dan bahan negative. Apabila
kedua bahan tesebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut
diode. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan
membentuk Katoda. Pada diode, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke
2.8.1 Karakteristik Dioda
Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah
saja. Oleh karena itu bila pemasangan diode tidak akan dapat menghantarkan arus
listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk
menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua elektroda
(kaki), yaitu anoda dan katoda. Kaki-kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasanganya.
Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang jauh tanda cincin
berarti kaki anoda. Jika P (anoda) diberi tegangan positif dan N (katoda) diberi tegangan
negative maka pemberian tegangan ini disebut bias maju (biased forward). Sebaliknya,
bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P (anoda) diberi tegangan negative dan N
(katoda) diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur
(biased reverse). Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam diode sangat kecil
sehingga dapat diabaikan.
Pada saat diberi biases forward, diode dapat dialiri arus dengan resistansi yang
cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju (forward). Sebaliknya, jika
diode diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat
besar dan disebut resistance reverse. Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive
Electronic Switch, dimana diode akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih
positif dari katoda dan diode akan terbuka jika sebaliknya. Macam-macam diode yang
harus diketahui adalah:
1. Dioda Penyearah (RectifierJ)
2. Dioda Zener
2.8.2 Dioda Penyearah (Rectifier)
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada
rangkaian radio sebagai detector, dan lain-lain. Prinsip kerja dari diode penyearah
[image:52.612.221.391.215.255.2]adalah sebagai berikut:
Gambar 2.20 Bentuk Dioda
Arus AC yang mendorong electron keatas melalui resistor, saat melewati diode
hanya setengah periode positif dari tegangan input yang akan memberikan bias forward
pada diode, sehingga diode akan menghantarkan selama setengah periode positif.
Tetapi untuk setengah peride negative, diode bias reverse terjadilah
penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC
telah diserahkan oleh diode ini menjadi arus yang searah (DC).
2.8.3 Dioda Zener
Dioda zener merupakan diode yang banyak sekali digunakan oleh diode
penyearah. Lambang diode zener dapat dilihat pada gambar
[image:52.612.214.398.590.660.2]2.8.4 Dioda Cahaya (LED: Light Emiting Dioda)
LED merupakan salah satu jenis diode yang mengubah energy perpindahan
electron-elektron yang jatu dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwarna
warni cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan
berbeda-beda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen, dan fosfor. Penggunaan LED biasanya
berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin
penghitung, jam digital, dan lain-lain.
2.9. Catu Daya
Tegangan yang di butuhkan oleh peralatan elektronik adalah tegangan rendah
yaitu kurang atau sama dengan 24 volt DC. Sehingga diperlukan sebuah alat yang dapat
menurunkan tegangan dan disearahkan sehingga menghasilkan tegangan DC sebesar 24
volt. Pada Gambar 2.4 ditunjukkan rangkaian penurun tegangan dan penghasil tegangan
DC. Penurun tegangan ini berupa autotrafo dan penghasil tegangan DC berupa
[image:53.612.140.472.517.646.2]penyearah jembatan.
PING
BAB III
RANCANGAN SISTEM
3.1. Diagram Blok dan Cara Kerja Rangkaian
Berikut ini adalah diagram blok dari rangkaian yang dibuat:
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian Penghitung
Sensor ping ultrasonic akan mengindera keberadaan bahan bakar bensin dalam
tangki. Sedangkan ISD2560 digunakan untuk Pengolah sinyal suara, adalah merupakan
bagian yang mengolah sinyal suara analog menjadi sinyal suara digital, yang akhirnya
sinyal suara hasil rekaman dapat disimpan dalam memori IC.
a. Power supply berfungsi sebagai sumber tegangan dari seluruh sistemagar
b. AVR ATMEGA8535 merupakan pusat kendali dari seluruh rangkaian. dimana
mikrokontroller akan mengecek sinyal yang dikirimkan oleh sensor, kemudian
memprosesnya dan mengirimkan perintah ke ISD2560 dan LCD.
c. Sensor ping ultrasonic berfungsi untuk mendeteksi ketinggian volume bensin.
d. ISD2560 berfungsi untuk memproses data yang dikirim oleh mikrokontroller
dan menyesuaikannya dengan suara yang telah direkam lalu mengirim kembali
data tersebut ke speaker.
e. LCD berfungsi sebagai indikator keluaran yang menampilkannya dalam
bentuk tulisan.
f. Speaker & Buzer berfungsi sebagai indikator keluaran dalam bentuk suara
dimana hasil keluarannya sama dengan hasil yang ditampilkan LCD.
3.2 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang
ada. Rangkaian Catu daya (Power Supply Adaptor) ini terdiri dari satu keluaran,
yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke
rangkaian mikrokontroller AVR Atmega8535, rangkaian IDS2560, dan LCD.
Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya
Baterai merupakan sumber tegangan DC. Kemudian tegangan akan
disearahkan dengan menggunakan jembatan dioda, selanjutnya akan diratakan oleh
kapasitor 220 µF. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan agar keluaran yang
dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED
hanya sebagai indikator apabila Catu daya dinyalakan. Tegangan 5 volt DC langsung
diambil dari keluaran jembatan dioda penyearah gelombang penuh.
3.3 Rangkaian Sensor Ultrasonic
Di dalam blok sensor ultrasonic ada 2 rangkaian yang saling berhubungan yaitu
Transmitter sebagai pengirim data dari objek ke benda dan Receiver sebagai penerima
data dari benda ke objek seperti terlihat pada gambar 3.2 dan gambar 3.3. sebagai
Gambar 3.3. Rangkaian Transmitter Ultrasonic
Gambar 3.4. Rangkaian Receiver ultrasonic
Jarak antara ultrasonic tranducer Rx dan Tx mempengaruhi kinerja alat dalam
aplikasi ini. Pengaturan resistor variabel R6 pada rangkaian receiver dapat dilakukan
saat rangkaian dinyalakan yaitu dengan acuan tampilan LCD. Bila LCD selalu
menampilkan “Distance = 001 cm” berarti jendela komparator terlalu sempit sehingga
dapat di-trigger oleh gelombang ultrasonic langsung dari Tx bukan pantulan dari
[image:57.612.159.453.308.426.2]Gambar 3.5. Jarak antara Tx – Rx
Rangkaian ultrasonic transducer terbagi 2 yaitu rangkaian receiver dan rangkaian
transmitter, skematik rangkaian terdapat pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3. Pada
Gambar 3.3. resistor variabel R6 berfungsi untuk mengatur jendela komparator yang
akan berpengaruh pada sensitivitas receiver dan juga mempengaruhi daya ukur alat ini
secara keseluruhan. Dengan pengaturan R6 yang baik, alat ini dapat mengukur jarak
minimum 2 cm dan maksimum 300 cm dengan cukup baik.
Jika gelombang ultrasonik merambat dalam suatu medium, maka partikel Medium
mengalami perpindahan energi. Besarnya energi gelombang ultrasonik yang dimiliki
partikel medium. Maka kita perhatikan pulsa di bawah ini adalah keluaran gelombang
[image:58.612.132.483.504.637.2]ultrasonic :
3.4. Perancangan Rangkaian Sensor Ultrasonic dengan Mikrokontroller AVR Atmega8535
Gambar 3.7. Rangkaian sensor ultrasonic dengan Mikrokontrolller AVR ATmega8535
Sensor ping ultrasonic memiliki tegangan kerja 5 Volt namun outputnya pulsa
yang hasilnya akan dikirim ke mikro untuk di olah lebih lanjut . Rangkaian diatas
berfungsi untuk mengendalikan seluruh sistem. Kompoen utama dari rangkaian ini
adalah IC mikrokontroller ATmega8535. Pada IC inilah semua program diisikan,
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Mikrokontroller ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C dan
port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port ini
port C. Dan Pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10 dihubungkan ke sumber
tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian
mikrokontroller ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber clock-nya.
Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller dalam
mengeksekusi suatu perintah tertentu.
Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 22pF.
XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AVR Atmega8535 dalam
mengaksekusi setiap perintah dalam program. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah
kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini
berfungsi agar program pada mikrokontroller dijalankan beberapa saat setelah power
aktif. Lamanya waktu antara aktifnya power pada IC mikrokontroller dan aktifnya
program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut.
[image:60.612.170.439.460.568.2]3.5. Perancangan Rangkaian LCD
Gambar 3.8. Rangkaian Display LCD
LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks
yang kita tuliskan ke LCD akan disimpan didalam memory ini, dan LCD secara
Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40 s/d 4F
) adalah display yang tampak. Sebagaimanan yang anda lihat, jumlahnya sebanyak 16
karakter per-baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat
memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Demikianlah karakter pertama di
sudut kiri atas adalah menempati alamah 00h. Posisi karakter berikutnya adalah
alamat 01h dan seterusnya. Akan tetapi, karakter pertama dari baris 2 sebagaimana
yang ditunjukkan pada peta memori adalah pada alamat 40h.
Dimikianlah kita perlu untuk mengirim sebuah perintah ke LCD untuk
mangatur letak posisi kursor pada baris dan kolom tertentu. Instruksi Set Posisi
Kursor adalah 80h. Untuk ini kita perlu menambahkan alamat lokasi dimana kita
berharap untuk menempatkan kursor. Sebagai contoh, kita ingin menampilkan kata
”World” pada baris ke dua pada posisi kolom ke sepuluh. Sesuai peta memori, posisi
karakter pada kolom 11 dari baris ke dua, mempunyai alamat 4Ah, sehingga
sebelum kita tulis kata ”World” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi
kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h+4Ah
=0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah Cah ke LCD, akan menempatkan
kursor pada baris kedua dan kolom ke 11 dari DDRAM.
Set Alamat Memori DDRAM
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1
Catatan:
A : Alamat RAM yang akan dipilih
Sehingga alamat RAM LCD adalah 000 0000 S/D 111 1111 b atau 00 s/d 7Fh
[image:62.612.143.468.208.375.2]3.6. Perancangan Rangkaian ISD2560
Gambar 3.9. Rangkaian ISD2560
Perancangan pada rangkaian penyimpanan pesan ini, terbagi atas empat
tahapan, yaitu :
1. Proses perekaman suara dari micropon ke PC (Personal Computer).
2. Proses pengalamatan ISD2560.
3. Proses perekaman suara dari PC ke rangkaian penyimpan pesan.
BAB IV
PENGUJIAN RANGKAIAN
4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic
Pada gambar 3.2. dan 3.3. tentang rangkaian transmitter dan receiver terletak
dalam 1 komponen melainkan masing- masing mempunyai fungsi. untuk menganalisa
rangkaian ultrasonic dapat di lihat pada pembahasan di bawah ini.
Jika sensor terkena suatu benda, maka secara otomatis LED indikator akan menyala.
Sedangkan jika tidak terhalangi LED indikator akan padam. Dalam pengujian jarak yang
di tentukan adalah sebesar 15 cm. tapi indikator sudah menyala dalam jarak 13 cm. jadi
[image:63.612.164.450.478.650.2]terdapat error pengukuran sebesar 2 cm.
Tabel 4.1. Data Jarak deteksi Berbagai Halangan
Jarak (cm)
Pengujian
6 8 10 12 14 16
1 5,77 7,71 9,65 11,50 13,50 15,43
2 5,75 7,72 9,66 11,55 13,60 15,45
3 5,75 7,72 9,64 11,50 13,55 15,43
4 5,77 7,72 9,63 11,53 `3,60 15,43
Pengujian jarak pendeteksian sensor ultrasonik dilakukan dengan mendekatkan dan
menjauhkan posisi objek yang ada didepan sensor. untuk mengetahui kepekaan sensor
ketika diberikan objek yang berbeda dilakukan sebanyak 5 kali pada masing-masing
objek.
Hasil pengujian dapat membuktikan bahwa sensor ultrasonik bekerja berdasarkan
kemampuan penghalang memantulkan kembali gelombang ultrasonik yang dikirim oleh
sensor ultrasonik, gangguan pada pendeteksiaan sensor dapat diakibatkan oleh
penghalang yang tidak mampu memantulkan gelombang bunyi dengan baik dan adanya
interferensi gelombang dengan frekuensi yang sama. Selanjutnya dapat melihat table 4.2.
Jarak Total (cm) Jarak Pantul (cm) Nilai Pulsa (mS)
0 2 0
2 2 10
20 180 20
30 170 30
40 160 40
50 150 50
60 140 60
70 130 70
80 120 80
90 110 90
100 100 100
110 90 110
120 80 120
130 70 130
140 60 140
150 50 150
160 40 160
170 30 170
180 20 180
190 10 190
[image:65.612.154.460.123.558.2]200 0 200
Data yang ada di dalam tabel adalah linear karena batas minimal baca sensor
adalah 2cm dan apabila pengukuran di bawah 2 cm maka tidak terdefenisi karena jarak
dari sensor ke benda terlalu dekat dan tidak menghasilkan data.
dalam pengukuran menggunakan sistem perhitungan dan setiap 1 gelombang pulsa
4.2. Flowchart
[image:67.612.187.385.126.626.2]Adapun flowchart dari sistem adalah sebagai berikut :
Gambar 4.1. Flowchart dari sistem Output Suara dan Display digital Tampilan
lcd
Output suara Kapasitas bensin anda
PING mengukur ketinggian bensin
Inisialisasi program
Program diawali start yang berarti rangkaian dihidupkan dengan menekan
tombol power pada rangkaian PSA. Kemudian rangkaian akan melakukan prosesing
selama 60 detik untuk mendeteksi ketinggian bensin pada wadah yang ada dan
vo lu m e (data) yang dibaca adalah h a s i l p e r h i t u n g a n d a r i t i n g g i yang
terdeteksi oleh sensor ultrasonic. Kemudian, mikrokontroller akan mengirim
perintah ke ISD2560 yang kemudian akan diproses yang nantinya output akan
dikeluarkan melalui speaker sebagai indikator suara, dan mikrokontroller juga
mengirim data ke LCD yang outputnya dikeluarkan dalam bentuk tampilan tulisan.
4.2.1. Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang
dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power
supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh
besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah
terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran
tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan +12.03 Volt.
Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap
komponen yang digunakan nilainya tidak murni. Selain itu, tegangan jala-jala listrik
yang digunakan tidak stabil.
4.2.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan
dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber
dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 10 diukur dengan
menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 10
sebesar 4,9 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada
mikrokontroler ATMega 8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
#include <stdio.h>
while (1)
{
// Place your code here
PORTA=0xFF;
DDRA=0xFF;
{
delay_us(100);
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
4.2.3. Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 cm
Pengetesan ini bertujuan untuk mengetahui apakah LCD tersebut dapat
menampilkan pesan-pesan sesuai dengan proses yang diharapkan. Listing program
Pengetesan LCD :
// LCD module initialization
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("uji");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("coba") ;
Analisa Pengujian LCD :
Setelah program pengujian LCD didownload ke modul, maka pada layar LCD
akan menghasilkan tampilan sebagai berikut :
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari pelaksanaan dan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan
