Proposal Tugas Akhir Multitester Elektro

PROPOSAL TUGAS AKHIR

MULTITESTER ELEKTRONIK

BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA 8

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memenuhi Pelaksanaan Tugas Akhir Pada Program Diploma III Jurusan Teknik Elektro

Di Universitas Negeri Semarang

Disusun Oleh : Nanda Puji Arianto

5311311009

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

Proposal Tugas Akhir yang berjudul: Multitester Elektronik Berbasis Mikrokontroller Atmega 8 oleh Mahasiswa :

Nama : Nanda Puji Arianto

NIM : 5311311009

Telah diperiksa dan di koreksi dengan baik. Karena itu pembimbing setuju untuk di

seminarkan.

Semarang, April 2014

Pembimbing Ketua Program Studi

Drs. Rafael Sri Wiyardi M.T. Riana Defi Mahadji Putri ST, MT

NIP. 195011101979031001 NIP. 197609182005012001

Ketua Jurusan Teknik Elektro

DAFTAR ISI

2.2.2 Analog To Digital Converter (ADC) AVR ATMega8...15

2.3 Liquid Crystal Display (LCD)...19

2.3.1 Konfigurasi Pin LCD 20 x 4...19

2.3.2 Struktur Memori LCD...21

2.4 Catu Daya...21

2.5 Bahasa C...22

BAB III PENYUSUNAN DAN PEMBUATAN ALAT...25

3.4 Penyusunan Rangkaian dan Letak Komponen...31

3.5 Penyusunan Pemrograman Mikrokontroller...33

3.5.1 Penyusunan Program Mikrokontroller 1...33

3.5.2 Penyusunan Program Mikrokontroller 2...36

3.6 Pembuatan Alat...38

3.6.1 Pembuatan Layout PCB dan Tata Letak Komponen...38

3.6.2 Pembuatan Box Alat...39

BAB IV PENUTUP...41

BAB I

PENDAHULUAN

I. Judul

Multitester Elektronik Berbasis Mikrokontroller Atmega 8

Merupakan sebuah alat yang dibuat pada Tugas Akhir yang dapat

digunakan dalam instrumen pengukuran. II.

Latar Belakang Masalah

Perkembangan zaman telah berkembang dengan pesat, melalui ilmu pengetahuan dan teknologi manusia kini semakin dimudahkan dengan segala aktifitas kehidupannya. Teknologi memang hal yang tidak bisa dipisahkan pada

kehidupan sekarang ini, peralatan elektronik seperti: laptop, handphone, komputer, tv, radio, dan lain-lain telah menjadi bagian hidup manusia sekarang

ini.

Salah satu ilmu yang mempelajari teknologi tersebut adalah ilmu teknik elektro yang mendasari semua peralatan elektronik diatas dapat bekerja atas

beberapa blok rangkaian elektronika, ilmu teknik elektro mempelajari sifat dan juga gejala listrik. Salah satunya terdapat satuan/besaran listrik misalnya satuan

arus listrik yaitu ampere, hambatan satuannya yaitu ohm, dan tegangan/beda potensial yaitu volt. Selain itu dalam aplikasinya terdapat bermacam-macam komponen dasar elektronika seperti: resistor, kondensator/kapasitor, dioda, dan

beragam jenis transistor.

menampilkan harga yang sesungguhnya dari hasil pengukuran yang didapat dan juga mengetahui kondisi dan fungsi dari komponen tersebut apakah layak

dinilai baik atau buruknya sehingga dapat berfungsi dengan semestinya pada rangkaian elektronika.

Walaupun saat ini sudah terdapat instrumen pengukuran standart seperti:

multitester atau AVOmeter atau multimeter akan tetapi alat ukur ini memiliki kekurangan:

1. Tidak dapat mengidentifikasi jenis komponen yang diuji/diukur,

misalnya apakah itu komponen resistor, kondensator/kapasitor, dioda, bahkan transistor.

2. Tidak dapat membaca nilai dari satuan komponen yang diuji/diukur terkecuali resistor, misalnya satuan Farad untuk

kapasitor/kondensator dan satuan penguatan Hfe pada transistor. 3. Pada pengujian/pengukuran transistor untuk menentukan kaki-kaki

terminalnya membutuhkan waktu yang lama dan banyak kesulitan,

misalnya menentukan kaki Basis, Collector, Emitor pada Transistor 4. Hasil pengukuran antara multitester satu dengan lainnya

berbeda-beda.

Atas dasar itu maka penulis mencoba membuat alat ukur yang mampu mengukur satuan listrik ohm meter, ampere meter dan voltmeter dan dapat

menguji/mengidentifikasi komponen elektronika sehingga dapat menutupi kekurangan dari multitester yang telah dijelaskan sebelumnya pada poin 1-4.

akhir berupa instrumen pengukuran/pengujian dengan judul “MULTITESTER ELEKTRONIK BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8”

III. Rumusan Masalah

Berdasarkan dari latar belakang tersebut maka beberapa permasalahan yang akan muncul dalam mengerjakan tugas akhir ini antara lain :

1. Prinsip kerja dari mikrokontroller khususnya pada mikrokontroller AVR ATMega 8

2. Pembuatan struktur program dari mikokontroller agar dapat mengolah ADC dan menghasilkan nilai keluaran secara tepat

3. Perancangan hardware dan tata letak komponen sehingga dapat

dijadikan alat ukur

IV. Pembatasan Masalah

Dikarenakan luasnya permasalahan di dalam pembahasan dan agar tidak terjadi kesalahpahaman maksud dari apa yang ada di dalam

penulisan tugas akhir ini maka dibutuhkannya pembatasan masalah tersebut antara lain ::

1. Hardware utama dalam pembuatan alat ini menggunakan chip IC ATmega 8

2. Jangkauan pengukuran pada komponen pasif yakni resistor dan

kapasitor/kondensator

3. Jangkauan pengukuran pada komponen aktif yakni dioda dan

4. Batas ukur pada pengukuran resistansi (Ohm meter) yakni: 20 Ohm – 20 M Ohm

5. Batas ukur pada pengukuran tegangan (Volt meter) yakni: 0 Volt DC – 12 Volt DC

6. Batas ukur pada pengukuran kuat arus (Ampere meter) yakni: 0

Ampere DC – 10 Ampere DC

V. Tujuan

Pembuatan tugas akhir ini diharapkan diperoleh hasil untuk membuat alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur dan menguji komponen

elektronika seperti: resistor, kapasitor/kondensator, dioda maupun transistor, dan dapat juga sebagai ohm meter, dc voltmeter, dan dc amperemeter dengan

berbasiskan mikrokontroller

VI. Manfaat

Manfaat dari tugas akhir ini adalah:

1. Dapat membuat alat ukur berbasis mikrokontroller

1. Studi Pustaka

Yakni semua bahan diperoleh dari buku dan/atau jurnal yang khususnya mengenai pembuatan tugas akhir ini.

2. Eksperimen

Dimana semua data diambil berdasarkan hasil dari pembuatan tugas akhir ini baik dari proses perancangan, proses pemrogaman sampai proses pengujian alat.

3. Observasi

Dimana dilakukan pencarian untuk semua informasi tambahan yang tidak terdapat dalam buku dan/atau jurnal di dalam penyelesaian tugas akhir ini.

VIII. Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, pembatasan

masalah, tujuan penulisan, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Berisi tentang semua perancangan sistem dalam pembuatan tugas akhir ini.

BAB IV PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dari laporan tugas akhir ini beserta saran yang diperlukan untuk pengembangan.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Multitester

Multitester merupakan instrumen alat ukur yang berfungsi mengukur bermacam-macam besaran listrik seperti: Ohm meter (Ω), Voltmeter (A), dan

Amperemeter (A). Pada Ohmmeter berfungsi mengukur resistansi atau hambatan listrik, Voltmeter berfungsi mengukur tegangan atau beda potensial

listrik, sedangkan Amperemeter berfungsi mengukur kuat arus listrik. Semua fungsi itu seluruhnya mencakup fungsi Multitester.

Multitester dapat disebut juga Multimeter maupun AVOmeter, karena

mempunyai cakupan fungsi yang luas, multitester sering digunakan di dalam laboratorium elektronika. Terdapat 2 jenis multitester yakni multitester analog

dan digital, secara umum keduanya memiliki fungsi yang sama. Perbedaan dari keduanya adalah :

 Multitester analog memiliki ketelitian pengukuran yang relatif kecil dibanding multitester digital yang memiliki ketelitian yang

relatif tinggi.

 Multiteseter analog memiliki batas ukur (BU) atau disebut range yang harus diposisikan diatas batas nilai pengukuran sedangkan multitester digital tidak memiliki batas ukur atau disebut juga

autorange.

sedangkan multitester digital menggunakan layar kristal cair atau

LCD sebagai media penampilnya.

Sedangkan kesamaan dari multitester analog dan digital adalah:

 Memiliki fungsi yang sama dalam pengukuran hambatan/tahanan listrik (Ohm meter)

 Memiliki fungsi yang sama dalam pengukuran tegangan (Volt meter)

 Memiliki fungsi yang sama dalam pengukuran kuat arus listrik (Ampere meter)

 Memiliki sumber tenaga yang sama yakni dari baterai

 Memilki probe testing sebanyak dua buah yakni (+) dari warna merah dan (-) dari warna hitam.

Penampakan dari multitester analog dan digital dapat dilihat pada gambar:

Gambar 1; Multitester:

1.a) Multitester Analog 1.b) Multitester Digital Keterangan:

1.a) Multitester Analog SUNWA YX-360TRD

2.2. Mikrokontroller AVR Atmega 8

AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya

terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikrokontroller yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat

internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya

dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 bytesampai dengan 512 byte.AVR ATmega8 adalah

mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya

rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk

bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja

2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega 8

Gambar 2. Konfigurasi Pin Atmega 8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut

akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.

 VCC

Merupakan supply tegangan digital.

 GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan

grounding.

 Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up

mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input

ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit

yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan

Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran inputtimer.

 Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output

portC memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus

(sink) ataupun mengeluarkan arus (source).  RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/ O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang

 Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up

resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada iini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada portini

hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

 AVcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara

terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.

 AREF

Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

2.2.2 Analog To Digital Converter (ADC) AVR ATMega8

Signal masukan atau input dari mikrokontroller dapat berupa digital

maupun analog. Sinyal digital memiliki dua nilai "0" dan "1" sementara analog memiliki nilai apapun dalam interval waktu yang diberikan. Mikrokontroller

hanya dapat bekerja dalam signal digital maka dari itu signal analog harus terlebih dahulu dikonversi ke signal digital. AVR ATMega8 telah terdapat input ADC sebanyak 6 kanal di dalamnya sehingga proses konversi dari signal

bit. Pada gambar 3 dibawah ini menjelaskan secara umum ADC yang terdapat pada ATMega8. Signal masukan berasal dari input pin PORTC 0-5 kemudian memasuki MUX (multiplexer) sesuai signal register ADMUX yang dikirim dari satu pin ke ADC converter

Gambar 3. Bagan urutan konversi Analog ke Digital

karena hasil konversi signal mempunyai panjang 10 bit setiap masukan ADC dapat digunakan satu persatu. Selain itu Multiplexer juga dapat meloloskan pasangan referensi 1,23V dan Ground (GND). Hal ini sangat berguna apabila melakukan kalibrasi. AREF dapat diatur ke AVCC dan tegangan internal 2,56 Volt. Keduanya dapat diatur ke nilai apapun pada pin eksternal dengan

menerapkan tegangan pin ke AREF berdasarkan pada jangkauan signal yang diukur. Jika nilai VREF = 2,56 Volt maka level tegangan masukan tidak boleh

melebihi 2,56 Volt dan seterusnya. Tegangan yang lebih tinggi dari 2,56 Volt harus dibagi dengan rangkaian pembagi tegangan.

Jika resolusi ADC ditetapkan menjadi 10 bit, maka itu akan terdapat nilai

1024. Pada saat proses konversi berlangsung signal dengan besarnya amplitudo diambil pada waktu tertentu dan diteruskan ke ADC. Selanjutnya nilai hasil

konversi disimpan pada pasangan register ADCH dan ADCL. Selanjutnya osilator clock dari Fadc mengeksekusi perintah untuk mengkonversi untuk mendapatkan nilai baru. Jadi harus mengambil nilai yang dikonversi antara dua

konversi jika tidak maka akan ditimpa dengan konversi baru. Perhitungan nilai input ADC dihitung dengan rumus* pada nomor 1:

Vin(V) = (ADCH x 256 + ADCL) x Vref(V) 1024

*sumber dari:

ADC dapat beroperasi pada resolusi 8bit, kemudian hasilnya diteruskan dan disimpan ke register ADCH dan menggunakan penghitungan rumus* nomor 2:

Vin(V) = (ADCH) x Vref(V) 256

*sumber dari: http://winavr.scienceprog.com/atmel-avr-microcontrollers/analog-to-digital-conversion-in-avr.html

Waktu antara konversi ADC internal Atmega8 bisa dipilih antara 15 -260µs yang berarti frekuensi sampling 4 sampai 66kHz .Tentu saja waktu

antara konversi dapat lebih lama, tapi selang waktu direkomendasikan harus antara 65 sampai 260us untuk menghindari kesalahan atau error.

Meskipun ADC AVR ATMega8 memiliki resolusi sebesar 10 bit tetap

ada kesalahan sistem yang sama dengan ± 1,5 sampai 2 LSB (Low Significant Bit). Nilai-nilai yang dijamin adalah 8 dari 10 bit. Jadi kesalahan karena hal ini sebesar 0,4%. Jika tegangan referensi interna sebesar 2.56V digunakan

(di mana variasi dapat mencapai antara 2,3 dan 2.7V) maka itu berarti kesalahan AVCC adalah sekitar 0,5 - 1%, maka presisi nyata lebih rendah

sampai 5 - 6 bit (1 -3%). Jadi, terdapat cara untuk menurunkan error pada ADC, yakni:

 Menggunakan beberapa pembacaan dan rata-rata

 Mengkalibrasi dengan voltmeter eksternal untuk menentukan koefisien ADC dapat diprogram untuk melakukan hanya sekali waktu konversi maupun

berulang-ulang.

2.3 Liquid Crystal Display (LCD)

Pada sebuah LCD ( Liquid Crystal Display ), dapat ditampilkan angka-angka, huruf-huruf, bahkan simbol tertentu. LCD mempunyai kegunaan yang lebih dibandingkan dengan 7-segment LED ( Light Emitting

Diode ). Ada banyak variasi bentuk dan ukuran LCD yang tersedia jumlah baris 1 - 4 dengan jumlah karakter per baris 8, 16, 20, 40, dll.

Dalam penggunaan perancangan alat tugas akhir ini menggunakan LCD 4 baris dengan 20 karakter, atau dapat disebut LCD 20 x 4 Karakter.

Penampakan dari LCD 20 x 4 Karakter ini adalah sebagai berikut:

Gambar 4. Tampilan LCD 20 x 4

2.3.1 Konfigurasi Pin LCD 20 x 4

Sebagian besar modul LCD memenuhi suatu standar interface tertentu. Ada 14-pin yang dapat diakses, meliputi delapan line bus data, tiga line

control dan tiga line power. Posisi pin LCD dapat diketahui dengan membaca nomor yang biasanya tercetak di PCB-nya (Printed Circuit Board),

Tabel 1.Fungsi setiap pin LCD

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Pin 1 dan 2 merupakan line power supply. Pin Vdd terhubung dengan

positive supply (5 V dc), dan Vss dengan 0 V supply atau ground.

Pin 3 (Vee) adalah pin control yang digunakan untuk mengatur

ketajaman karakter yang tampil di LCD. Pin terhubung dengan resistor variable.

Pin 4 adalah line RS ( Register Select). Saat RS low , data yang ada di data bus diperlakukan sebagai instruksi khusus seperti: clear screen, positioning cursor, dll. Saat RS high, data yang ada di data bus

diperlakukan sebagai karakter/teks yang kemudian ditampilkan ke LCD.

Pin 5 adalah R/W (Read Write). Saat R/W low , data (instruksi/karakter)

internal sedang berlangsung sehingga belum boleh mengirim instruksi/karakter selanjutnya, sampai saat DB7 low .

Pin 6 adalah line EN (enable). Line kontrol ini digunakan untuk memberi informasi pada LCD bahwa sedang mengirimkannya suatu data dengan melakukan transisi dari 1-0.

2.3.2 Struktur Memori LCD

Modul LCD memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk

menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi sendiri. Pola karakter tersimpan di memori CGRAM untuk pola karakter yang dapat diedit dan

CGROM untuk pola 19 karakter yang permanen, sedangkan pada DDRAM berfungsi untuk menunjukan lokasi pola karakter yang akan ditampilkan pada

layar LCD. 2.4 Catu Daya

Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi

sistem elektronika. Rangkaian catu daya DC dapat diperoleh dari penyearahan tegangan AC yang disusun dari transformator, penyearah, dan regulator

tegangan.Tegangan AC dari jala-jala PLN diturunkan nilainya oleh transformator step down dan kemudian disearahkan dengan dioda bridge. Keluaran dari dioda bridge diratakan dengan rangkaian filter untuk

2.5 Bahasa C

Bahasa C luas digunakan untuk pemrograman berbagai jenis

perangkat, termasuk mikrokontroler ATMega8. Bahasa ini sudah merupakan high level language, dimana memudahkan programmer membuat algoritmanya. Dasar bahasa C adalah sebagai berikut:

1. Struktur penulisan program

h. array : kumpulan data-data yang sama tipenya.

3. Deklarasi variabel & konstanta

b. Konstanta adalah memori penyimpanan data yang nilainya tidak dapat diubah.

4. Statement

Statement adalah setiap operasi dalam pemrograman, harus diakhiri dengan [ ; ] atau [ } ]. Statement tidak akan dieksekusi bila diawali

dengan tanda [ // ] untuk satu baris. Lebih dari 1 baris gunakan pasangan [ /* ] dan [ */ ]. Statement yang tidak dieksekusi disebut

juga komentar. 5. Function

Function adalah bagian program yang dapat dipanggil oleh program

utama.

6. Conditional statement dan looping

a. if else : digunakan untuk penyeleksian kondisi.

b. For : digunakan untuk looping dengan jumlah yang sudah diketahui.

c. while : digunakan untuk looping jika dan salama memenuhi syarat tertentu.

d. do while : digunakan untuk looping jika dan salama memenuhi syarat tertentu, namun min 1 kali.

e. switch case : digunakan untuk seleksi dengan banyak kondisi.

7. Operasi logika dan biner

a. Logika : AND (&&), OR (||), NOT (!)

b. Biner : AND (&), OR(|), XOR (^) 8. Operasi relasional (perbandingan)

b. Tidak sama dengan : != c. Lebih besar : >

d. Lebih besar sama dengan : >= e. Lebih kecil : <

f. Lebih kecil sama dengan : <=

9. Operasi aritmatika

a. + , - , * , / : tambah,kurang,kali,bagi

BAB III

PENYUSUNAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Alur Pembuatan Alat

Studi literatur mengenai rangkaian

dan pemrograman

Perancangan pemrograman mikrokontroller ATMega 8 Perancangan sistem kerja

alat Perancangan rangkaian_{dan letak komponen} Mulai

Penentuan Spesifikasi Alat

Pembuatan alat

Pengujian alat

Sesuai dengan spesifikasi awal

Selesai

Pada diagram alir diatas dapat dilihat bahwa dalam pembuatan dan penyusunan tugas akhir ini terdapat beberapa tahap yang harus dilakukan, yaitu:

1. Penentuan spesifikasi perancangan alat ini adalah untuk menentukan kriteria komponen/rangkaian seperti apa yang akan dibutuhkan untuk dapat merancang alat ini.

2. Sedangkan pada tahap studi literatur, langkah yang dilakukan adalah menentukan komponen/rangkaian seperti apa yang akan

digunakan. Untuk itulah dilakukan studi literature untuk mencari rangkaian seperti apa yang dibutuhkan. Pada tahap ini perancangan rangkaian yang dibutuhkan adalah rangkaian

minimum sistem mikrokontroller ATMega 8, modul relay, rangkaian sensor, catu daya dan LCD.

3. Setelah itu tahap yang dilakukan adalah pembuatan dan pengujian alat. Jika alat yang dibuat sudah sesuai dengan spesifikasi awal maka dapat dilakukan analisa, jika tidak sesuai maka akan dilakukan

studi literatur lagi untuk mencari rangkaian perancangan yang sesuai spesifikasi.

3.2 Spesifikasi Alat

Dalam pembuatan dan penyusunan tugas akhir ini alat yang diharapkan

dapat bekerja dengan kapabilitas alat sesuai dengan alur selanjutnya yakni tahap perancangan, spesifikasi alat ini yakni:

2. Jangkauan pengukuran pada komponen pasif yakni resistor dan kapasitor/kondensator.

3. Jangkauan pengukuran pada komponen aktif yakni dioda dan transistor.

4. Batas ukur pada pengukuran resistansi (Ohm meter) yakni: 20 Ohm –

20 M Ohm.

5. Batas ukur pada pengukuran tegangan (Volt meter) yakni: 0 Volt DC

– 12 Volt DC.

6. Batas ukur pada pengukuran kuat arus (Ampere meter) yakni: 0 Ampere DC – 10 Ampere DC.

3.3 Penyusunan Sistem Kerja Alat

Secara garis besar cara kerja alat ini adalah sebagai berikut:

1. Masukan (INPUT)

Karena fungsi alat ini sebagai multitester, yakni perangkat ukur dapat digunakan lebih dari satu fungsi pengukuran yang berbeda-beda maka

terdapat 3 masukan (input) masing-masing sebagai berikut: a. Komponen Uji

Fungsi dari masukan ini ialah untuk menerima signal masukan dari komponen yang diukur, dalam hal ini komponen dasar elektronika yang telah ditetepkan sebelumnya, yaitu:

 Resistor sebagai fungsi Ohm meter (Ω) dalam satuan Ohm dengan jangkauan pegukuran antara 20 Ohm – 20 Mega Ohm.

 Kapasitor atau kondensator dalam satuan Farad dengan jangkauan pengukuran 10nF - 1000µF.

 Dioda dengan tegangan panjar maju (Forward Voltage)  Transistor dengan penguatan (HFe) .

Semua fungsi alat ukur/uji komponen ini dapat mengetahui secara sendirinya/automatis jenis komponen apa yang terhubung pada probe testing.

b. Tegangan DC

c. Arus DC

Fungsi dari masukan ini untuk menerima arus searah (DC) dengan jangkauan pengukuran antara 0 Ampere – 12 Ampere. 2. Pengolah masukan

Dari sekian masukan (input) diatas maka akan diproses suatu mikrokontroller berjenis AVR ATMega8 fitur utama yang

dimanfaatkan dalam proses ini ialah pengubah signal analog ke digital atau Analog To Digital Converter (ADC) sesuai dengan program yang diinstruksikan kepada masing-masing chip mikrokontroller 1 dan chip

mikrokontroller 2. a. Mikrokontroller 1

Mikrokontroller 1 ini menggunakan chip AVR ATMega 8 sebagai pemroses signalnya, di dalam mikrokontroller ini telah diprogramkan kedalamnya sehingga dapat berfungsi sebagai

pengolah masukan dari komponen uji (resistor, kondensator/kapasitor, dioda, dan transistor), selanjutnya hasil

dari pengolahan ini ditujukan ke blok selektor. b. Mikrokontroller 2

Sama halnya pada Mikrokontroller 1, pada Mikrokontroller 2 ini

juga menggunakan chip AVR ATMega 8 sebagai pemroses signalnya, karena basis dari tugas akhir ini menggunakan chip

dari tegangan dan arus dc yang akan diukur, selanjutnya hasil dari pengolahan ini ditujukan ke blok selektor.

c. Selektor

Selektor merupakan pemilih fungsi multitester sendiri apakah akan digunakan untuk mengukur komponen uji atau tegangan dan

arus, selektor ini terdapat 2 modul yang berfungsi memindah fungsi keduanya, kedua blok ini ialah:

 Modul Relay

Modul relay ini berfungsi menerima signal masukan dari mikrokontroller 1 dan mikrokontroller 2 yang berupa hasil

pengukuran dan memindahkannya ke blok luaran (OUTPUT) yang hasil pengukuran dapat ditampilkan di LCD.

 DPDT Switch

Double Pole Double Throw merupakan switch/saklar yang berfungsi memindahkan catu daya ketika salah satu fungsi

dari alat ini sedang dipilih, switch ini juga mengontrol kerja dari modul relay.

3. Keluaran (OUTPUT)

Keluaran (output) ini memberikan fungsi menerima signal masukan dari selektor dan secara langsung menampilkan hasil pengukuran pada layar LCD,

4. Catu Daya

3.4. Penyusunan Rangkaian dan Letak Komponen

Setelah rancangan sistem sebelumnya telah dibahas, hal yang paling penting selanjutnya adalah melakukan penyusunan komponen-komponen agar membentuk suatu rangkaian elektronika sehingga dapat dibuat suatu alat ukur.

Pada gambar 5 diperlihatkan suatu skema dari rangkaian elektronika yang garis besarnya sudah dijelaskan pada sub-bab sebelumya yakni tentang penyusunan

sistem kerja alat.

Gambar 5. Skema rangkaian

6

3

1

2

5

4

Pada skematik rangkaian gambar 5 terlihat blok rangkaian yang dikelilingi garis warna merah menunjukkan blok sistem rangkaian yang sudah dijelaskan pada sub-bab sebelumnya, penomoran masing-masing fungsi

komponen ini yakni:

1. Merupakan rangkaian masukan komponen uji.

2. Merupakan rangkaian masukan tegangan dc dan arus dc.

3. Merupakan rangkaian minimum sistem AVR ATMega8 yang berfungsi mengolah data analog dari masukan komponen uji.

4. Merupakan rangkaian minimum sistem AVR ATMega8 yang berfungsi mengolah data analog dari tegangan dc dan arus dc.

5. Merupakan rangkaian modul relay untuk memilih output data dari masing-masing mikrokontroller yang akan diumpankan kepada bagain LCD.

6. Merupakan rangkaian selektor yang berfungsi memindahkan catu daya dari masing-masing mikrokontroller dan juga mengontrol modul

relay.

7. Merupakan rangkaian keluaran (output) yang berfungsi menampilkan data hasil pengukuran pada LCD.

8. Merupakan rangkaian catu daya yang bersumber dari batterai maupun power eksternal dengan tegangan sebesar 9 volt DC yang

3.5. Penyusunan Pemrograman Mikrokontroller

Perancangan pemrograman mikrokontroller adalah hal yang sangat

penting, ini dikarenakan semua fungsi baik itu sistem input/output(I/O), ADC, dan pemrograman LCD pada chip AVR ATMega8 dilakukan pada tahap pemrograman ini.Setiap mikrokontroller memiliki program sendiri sebagai

dasar basis kerjanya, dalam pemrograman ini dibagi menjadi 2 yakni program mikrokontroller 1 untuk mengolah data dari komponen uji, dan mikrokontroller

2 untuk mengolah data dari tegangan dan arus yang diukur. Perancangan pemrograman tersebut secara lebih lanjut dijelaskan di bawah ini:

3.5.1. Penyusunan Program Mikrokontroller 1

Pada Mikrokontroller 1 menggunakan AVR ATMega 8 dengan bahasa

yang digunakan dalam pemrograman ini adalah bahasa C dengan menggunakan aplikasi Code Vision AVR kemudian di-compile sehingga menjadi file yang berekstensi *.hex yang akan dimasukkan kedalam

mikrokontroler. Algoritma pada program mikrokontroler adalah sebagai berikut:

1. Inisialiasi port-port dan variabel-variabel yang akan digunakan yakni: a. PORT C.0 PORTC.1 dan PORTC.2 sebagai pin masukan ADC, pin

ini yang akan menerima signal analog untuk diproses pada

pemrograman mikrokontroller 1.

b. PORTB.0, PORTB.1, PORTB.2, PORTB.3, PORTB.4, PORTB.5

c. PORTD.0 – PORTD.5 sebagai pin keluaran LCD yang akan diumpankan kepada bagian modul relay.

d. PORTD.7 sebagai masukan dari tombol start/reset yang berfungsi sebagai mengontrol proses pengukuran pada mikrokontroller 2.

e. PORTD.6 sebgai luaran dari proses yang akan dihubungkan ke LED

sewaktu proses pengukuran LED akan menyala sebagai proses kontrol.

2. Setelah inisialiasi, PORTB.0-PORTB.5 akan mengirimkan signal trigger kepada pin komponen uji dengan fungsi algoritma yang telah ditetapkan sebelumnya pada program mikrokontroller .

3. Kemudian hasil dari output sebelumya pada komponen uji akan dimasukkan kedalam input ADC pada pin PORTC.0-PORTC.2

4. Dari pengolahan signal ADC akan diolah oleh algoritma pada fungsi mikrokontroller.

5. Dari pengolahan signal pada mirokontroller hasilnya diteruskan kepada bagian LCD yang telah melewati modul relay .

Gambar 6. Diagram alir agoritma pemrograman pada Mikrokontroller 1 mulai

inisialiasi port I/O

trigger output

target uji komponen

ADC input

Proses algoritma Mikrokontroller 1

Selektor

tampilkan hasil di LCD

3.5.2. Penyusunan Program Mikrokontroller 2

Pada Mikrokontroller 2 menggunakan AVR ATMega 8 dengan diagramm

alir pemrograman sebagai berikut berikut:

1. Inisialiasi port-port dan variabel-variabel yang akan digunakan yakni:

a. PORT C.0 dan PORTC.1 sebagai pin masukan ADC, pin ini yang akan menerima signal analog untuk diproses pada pemrograman mikrokontroller 2, PORTC.0 sebagai input dari VOLTMETER,

sedangkan PORTC.1 sebagai input dari AMPEREMETER

b. PORTD.1 – PORTD.7 sebagai pin keluaran LCD yang akan

diumpankan kepada bagian modul relay

6. Setelah inisialiasi, ketika rangkaian aktif PORTC.0 akan mulai menerima

signal analog dari rangkaian pembagi tegangan yang berasal dari sensor tegangan sementara itu PORTC.1 menerima signal analog yang berasal dari rangkaian shunt sebagai sensor arusnya

7. Dari pengolahan signal ADC akan diolah oleh algoritma pada fungsi mikrokontroller

8. Dari pengolahan signal pada mirokontroller hasilnya diteruskan kepada bagian LCD yang telah melewati modul relay

Gambar 7. Diagram alir agoritma pemrograman pada Mikrokontroller 2 mulai

inisialiasi port I/O

ADC ON

target uji tegangan dan arus

ADC input

Proses algoritma Mikrokontroller 2

Selektor

tampilkan hasil di LCD

3.6. Pembuatan Alat

Tahap selanjutnya ialah pembuatan alat, tahapan ini merupakan tahapan

yang sangat penting dikarenakan inti dari semua rangkaian proses sebelumnya Pada tahapan pembuatan alat terdapat 2 langkah penting yaitu :

3.6.1. Pembuatan Layout PCB dan Tata Letak Komponen

PCB (Printed Circuit Board) adalah jalur-jalur pengkabelan diatas papan yang terbuat dari bahan tembaga polos yang berfungsi meletakkan rangkaian komponen. Kemudian dari layout tersebut ditransfer ke papan PCB dan

dilakukan pengeboran terhadap lubang-lubang untuk kaki komponen, kemudian dilakukan pemasagan komponen sesai dengan denah tata letak komponen seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 8. Layout PCB dan Letak Komponen 3.6.2. Pembuatan Box Alat

Setelah pembuatan layout PCB dan tata letak komponen dilakukan dan dilakukan pemasangan komponen tahap berikutny adalah pemuatan box alat agar antarmuka sesuai dengan penggunaan multitester pada umumnya.

BAB IV

PENUTUP

Setelah rangkain proses pembuatan alat ini penulis dapat ditarik sebuah

kesimpulan:

1. Alat ini menggunakan sumber daya sebesar 9 Volt DC.

2. Dimensi alat ini berukuran P x L x T = 22 cm x 12 cm x 7cm. 3. Switch selektor berfungsi memindahkan fungsi pengukur antara

DAFTAR PUSTAKA

1.

Heryanto ST, M. Ary dan Ir. Wisnu Adi P. 2008.

Pemrograman

Bahasa C untuk Mikrokotroller ATMega8535

2.

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Transistortester

[April, 20 2014]

3.

http://www.hobbytronics.co.uk/lcd-20-4-backlight-blue [April, 20 2014]