RANCANG BANGUN PENJAGA JARAK 10 METER ANTARA IBU DAN ANAK MEMANFAATKAN BLUETOOTH HC-05
BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328
TUGAS AKHIR
YANTI MONALISA SIHOMBING 142408056
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2017
RANCANG BANGUN PENJAGA JARAK 10 METER ANTARA IBU DAN ANAK MEMANFAATKAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA328
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
YANTI MONALISA SIHOMBING 142408056
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
PERSETUJUAN
Judul : Rancang Bangun Penjaga Jarak 10 Meter Antara Ibu Dan Anak Memanfaatkan Bluetooth HC-05 Berbasis Mikrokontroller ATMega 328
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Yanti Monalisa Sihombing
Nomor Induk Mahasiswa : 142408056 Program Studi : FISIKA D-III
Departemen : FISIKA
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, 06 Juni 2017
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Program Studi, Pembimbing,
Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 196006031986011002 NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN PENJAGA JARAK 10 METER ANTARA IBU DAN ANAK MEMANFAATKAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya.
Medan, 06 Juni 2017
YANTI MONALISA SIHOMBING 142408056
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Tugas Akhir ini berjudul RANCANG BANGUN PENJAGA JARAK 10 METER ANTARA IBU DAN ANAK MEMANFAATKAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328, meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya tugas akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada : Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara . Ibu Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Wakil Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara . Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatra Utara . Bapak Drs. Aditia Warman, MSi selaku sekertaris program studi D3 Fisika FMIPA USU. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembimbing tugas akhir saya yang telah meluangkan waktu , tenaga dan pikiran untuk membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Seluruh dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar.
Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada Ayahanda P.Sihombing dan Ibunda R. Br Bakkara dan Kakek saya B.Sihombing yang telah begitu sabar, memberikan motivasi dalam segala hal, mendoakan saya disetiap saat, dan telah memberikan kepercayaan kepada saya dalam menyelesaikan perkuliahan saya sehingga saya mampu menyelesaikan perkuliahan dan tugas akhir ini dengan baik. Terkhusus saya ucapkan terimakasih kepada abang saya Manganju Sihombing,SH. , Adik saya Dion Sius Davinci Sihombing yang selalu memberi semangat, motivasi, dukungan dan doa serta kepercayaan sehingga saya dapat menyelesaikan perkuliahan dan tugas akhir ini dengan baik. Seluruh keluarga besar
menyelesaikan perkuliahan dan tugas akhir ini. Kepada teman satu bimbingan Bapak Dr. Marhaposan Situmorang yang telah sama-sama berjuang, saling membantu, dan bekerjasama dalam bimbingan dan menulis tugas akhir ini. Kepada semua rekan- rekan di D-3 Fisika 2014 yang tak tersebutkan satu persatu, terimakasih atas kerja samanya selama ospek, acara-acara yang digelar bersama dan perkuliahan serta ngelab bersama. Kepada Kurnia Brahmana, saya juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuannya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, dan kasih sayang yang tak terhingga. Hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat membalas semua jasa dan kebaikan yang penulis terima dari berbagai pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca.
Akhir kata penulis mengharapkan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 14 Juni 2017
YANTI MONALISA SIHOMBING
RANCANG BANGUN PENJAGA JARAK 10 METER ANTARA IBU DAN ANAK MEMANFAATKAN BLUETOOTH HC-05 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 328
ABSTRAK
Rancang Bangun Penjaga Jarak 10 Meter Antara Ibu Dan Anak Memanfaatkan Bluetooth HC-05 Berbasis Mikrokontroler ATMega328 ini memiliki fungsi untuk menjaga jarak ibu dan anak pada jarak yang telah ditentukan yaitu 10 meter. Adapun topik bahasan yang dipilih dalam Laporan Tugas Akhir ini adalah mengenai rangkaian mikrokontroler dan bluetooth jenis HC-05. HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. Rangkaian pada pengukur jarak 10 meter ini terbagi menjadi dua yakni, rangkaian bluetooth HC-05 dan rangkaian bluetooth HC-06, dimana bluetooth HC-05 sebagai pengirim (TX) dan HC-06 sebagai penerima (RX). Pengukuran jarak dilakukan tanpa penghalang, jika ada penghalang antara bluetooth HC-05 dan HC-06 maka sinyal antara kedua bluetooth tersebut tidak akan terdeteksi, tetapi jika tidak ada penghalang oleh benda apapun maka alat penjaga jarak tersebut akan dapat mengukur jarak sampai sejauh 15 meter karena sinyal antara keduanya tidak terhalang. Dari pengujian dan analisa yang penulis lakukan pada alat ini, dapat diketahui bahwa Penjaga Jarak 10 meter Memanfaatkan Bluetooth ini dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, sesuai dengan prinsip kerja rangkaian, dan bekerja sesuai dengan perintah program yang tersimpan pada mikrokontroller.
Kata kunci : Bluetooth HC-05, mikrokontroler ATMega328, dan AT Command
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN i
PERNYATAAN ii
PENGHARGAAN iii
ABSTRAK v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN x
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Tujuan Penulisan 2
1.4. Batasan Masalah 2
1.5. Sistematika Penulisan 3
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Pengantar Teknologi Bluetooth 4
2.1.1. Keuntungan dan Kerugian Bluetooth 4
2.2. Modul Pengantar Bluetooth HC-05 5
2.2.1. Spesifikasi Modul Bluetooth HC-05 6
2.3. Konfigurasi Pin HC-05 7
2.3.1. Bluetooth to Serial Modul HC-05 7
2.4. Mikrokontroler ATMega328 9
2.4.1. Fitur-Fitur Mikrokontroler ATMega328 9
2.4.2. Konstruksi Mikrokontroler ATMega328 10
2.5. Arsitektur Mikrokontroler ATMega328 11
2.5.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega328 13
2.6. Blok Diagram Mikrokontroler ATMega328 15
2.7. LCD (Liquid Crystal Display) 16
2.7.1. Fungsi Pin-Pin LCD 16
2.7.2 Kontroler LCD 18
2.8. LED (Light Emitting Dioda) 19
2.9. Kapasitor 21
2.10. Transistor 22
2.11. Buzzer 23
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 24
3.1.1. Fungsi Tiap Blok 25
3.2. Rangkaian Bluetooth HC-05 25
3.3. Rangkaian Power Supply Adaptor (PSA) 26
3.4. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 28
3.5. Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 28
3.6. Flowchart Sistem 31
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian IC Mikrokontroler ATMega328 32
4.2. Pengujian Display LCD 33
4.3. Pengujian Pin Modul HC-05 35
4.4. Pengujian Power Supply 35
4.5. Pengujian Alat 36
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 38
5.2. Saran 38
DAFTAR PUSTAKA 39 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No.Tabel Judul Halaman
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Modul Bluetooth HC-05 8
Tabel 2.2. AT Command Modul Bluetooth HC-05 8
Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port B Mikrokontroler ATMega328 13
Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port C Mikrokontroler ATMega328 14
Tabel 2.5. Fungsi Khusus Port D Mikrokontroler ATMega328 14
Tabel 2.6. Fungsi Pin-Pin pada LCD 17
Tabel 4.1. Pengukuran Pin IC mikrokontroler ATMega328 32
Tabel 4.2. Pengukuran pin IC LCD 34
Tabel 4.3. Pengukuran Power Supply 35
Tabel 4.4. Pengujian Penjaga Jarak 36
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Judul Halaman
Gambar 2.1. Modul Bluetooth HC-05 5
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin HC-05 7
Gambar 2.3. Bluetooth to Serial Module HC-05 7
Gambar 2.4. Arsitektur Mikrokontroler ATMega328 12
Gambar 2.5. Pin Mikrokontroler ATMega328 13
Gambar 2.6. Blok Diagram Mikrokontroler ATMega328 15
Gambar 2.7. Bentuk Fisik LCD 16
Gambar 2.8. Simbol dan Bentuk Fisik LED 20
Gambar 2.9. Rangkaian Dasar LED 21
Gambar 2.10. Kapasitor Nonelektrolit 21
Gambar 2.11. Kapasitor Elektrolit 21
Gambar 2.12. Jenis-Jenis Transistor 22
Gambar 2.13. Buzzer 23
Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem 24
Gambar 3.2. Rangkaian Bluetooth HC-05 26
Gambar 3.3. Rangkaian Power Supply Adaptor 27
Gambar 3.4. Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler ATMega328 28
Gambar 3.5. Rangkaian Mikrokontroler ATMega328 29
Gambar 3.6. Flowchart Sistem 31
DAFTAR LAMPIRAN
No. Lampiran Judul Halaman
1. Rangkaian lengkap 40
2. Program lengkap 41
3. Datasheet HC-05 47
4. Gambar Alat 59
5. Daftar perintah AT command 60
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan, akhir-akhir ini bidang elektronika mengalami kemajuan yang pesat.Dengan kemajuan tersebut, membuat manusia selalu berusaha memanfaatkan teknologi yang ada untuk mempermudah kehidupannya.Misalnya dalam hal menjaga jarak antara ibu dan anak, yaitu dengan penggunaan Bluetooth.Dalam kehidupan sehari-haripengukur jarak memiliki peran sangat penting sekali. Bluetooth adalah teknologi komunikasi nirkabel yang digunakan untuk pertukaran data jarak pendek. Hal ini ditemukan di banyak perangkat mulai dari ponsel dan komputer.
Teknologi Bluetooth HC-05 adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC- 05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka penulis mencoba merancang dan membuat suatu alat ukur elektronik menggunakan mikrokontroler sebagai pengukur.Pada pengukur elektronik ini menggunakan Bluetooth jenis HC 05sebagai pendeteksi jarak 10 meter. Pada saat ibu dan anak terpisah melewati jarak 10 meter maka alarm otomatis akan berbunyi.
Untuk mikrokontroler keluarga Avr yang kemudian dihubungkan ke arduino uno untuk itulah penulis mencoba membuat suatu alat dan penulisan tugas akhir dengan judul“Rancang Bangun Penjaga Jarak 10 Meter Antara Ibu Dan Anak Memanfaatkan Bluetooth HC-05 Berbasis Mikrokontroler ATmega 328”.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam merancang dan membuat “Rancang Bangun Penjaga Jarak 10 Meter Antara Ibu Dan Anak Memanfaatkan Bluetooth HC-05 Berbasis Mikrokontroler ATmega 328 ”.Penulis akan membahas dan menganalisa rangkaian tersebut secara blok per blok. Komponen yang di gunakan dalam perancangan akan di bahas fungsinya secara umum dan karakteristik tidak di bahas. Perencanaan dan analisa rangkaian, di jelaskan secara blok perblok. Tidak di bahas bagaimana cara pembuatan program dan hasil nya hanya sekilas tentang bagaimana program tersebut berkerja.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga(D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengukuran dan elektronika sebagai bidang diketahui.
3. Perancangan rangkaian sistem penjaga jarak 10 meter memanfaatkan bluetooth berbasis mikrokontroller ATMega328.
1.4 Batasan Masalah
Dalam perencanaan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai berikut:
1. Rangkaian Mikrokontroller yang di gunakan adalah mikrokontroller ATMega328
2. Bluetooth yang digunakan adalah HC-05 sebaga pengukur jarak 10 meter.
3. Pembahasan hanya meliputi rangkaian Mikrokontroler ATMega328, Bluetooth HC-05, rangkaian pendukung, analisa pengukuran beserta program dasarnya.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan penulisan laporan ini, penulis membuat susunan bab – bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika penulisan tugas akhir dengan urutan sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian dan bahasa program yang digunakan,serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Bab ini berisikan tentang proses perancangan rangkaian dan program yang digunakan.
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas pengujian alat dan hasil analisa dari rangkaian, sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan kemikrokontroller ATMega328.
BAB 5 PENUTUP
Dalam bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alat ataupun data yang dihasilkan dari alat.Bab ini juga merupakan akhir dari penulisan tugas akhir ini.
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Pengantar Teknologi Bluetooth
Bluetooth adalah teknologi komunikasi nirkabel yang digunakan untuk pertukaran data jarak pendek. Hal ini ditemukan di banyak perangkat mulai dari ponsel dan komputer. Teknologi Bluetooth adalah kombinasi dari hardware dan software.Hal ini dimaksudkan untuk menciptakan jaringan wilayah pribadi (PAN) pada rentang pendek. Ini beroperasi di industri, ilmiah dan medis (ISM) band berlisensi di 2,4-2,485 GHz. Ini menggunakan teknologi radio yang disebut frekuensi hopping spread spectrum. Teknologi Bluetooth ini frekuensi adaptif hopping (AFH) dirancang untuk mengurangi interferensi antara teknologi nirkabel berbagi spektrum 2,4 GHz. adaptif ini melompat di antara 79 frekuensi pada interval 1 MHz memberikan kekebalan gangguan tingkat tinggi.
Jadi Bluetooth membagi data yang perlu ditransmisikan menjadi paket-paket dan setiap paket yang dikirimkan pada satu dari 79 saluran Bluetooth ditunjuk.
Bandwidth dari masing-masing saluran adalah 1 MHz .Ini adalah protokol berbasis paket dengan struktur master-budak. Setiap master dapat berkomunikasi dengan sampai 7 budak di piconet. Kisaran Bluetooth tergantung pada kelas radio menggunakan.
Kelas 3 radio memiliki jangkauan hingga 1 meter atau 3 kaki.
Kelas 2 radio memiliki jangkauan 10 meter atau 33 kaki.
Kelas 1 radio memiliki jangkauan 100 meter atau 300 kaki.
Radio yang paling umum digunakan adalah Kelas 2.
2.1.1 Keuntungan Dan Kerugian Bluetooth 1. Keuntungan
Keuntungan terbesar menggunakan teknologi ini adalah bahwa tidak ada kabel atau kawat yang diperlukan untuk transfer data melalui rentang pendek.
Teknologi Bluetooth mengkonsumsi daya lebih sedikit jika dibandingkan dengan
teknologi komunikasi nirkabel lainnya. Misalnya teknologi Bluetooth menggunakan Kelas 2 radio menggunakan kekuatan 2,5 mW. Seperti yang menggunakan teknologi frekuensi spektrum radio ada kurang rentan terhadap gangguan dari data jika perangkat lain juga beroperasi di rentang frekuensi yang sama. Bluetooth tidak memerlukan garis yang jelas terlihat antara perangkat disinkronkan.
2. Kerugian
Karena menggunakan rentang yang lebih besar dari Radio Frequency (RF), jauh lebih terbuka untuk intersepsi dan menyerang. Hal ini dapat digunakan untuk komunikasi jarak dekat saja. Meskipun ada kekurangan sedikit, Bluetooth masih tetap yang terbaik untuk teknologi nirkabel jarak pendek.
2.2 ModulPengantar Bluetooth HC-05
HC-05 adalah Bluetooth modul HC-05 adalah sebuah modul bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang memadukan port serial dengan bluetooth. Bluetooth HC-05 menggunakan modul chip bluetooth V2.0 + EDR (Enchaced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang 2,4 Ghz. Hal ini dapat mengkonfigurasi baik sebagai master atau slave. Modul Bluetooth HC-05 merupakan salah satu modul Bluetooth yang dapat ditemukan dipasaran dengan harga yang relatif murah. Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda - beda. Modul Bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul Bluetooth sebagai VCC. Pin 1 pada modul Bluetooth sebagai transmitter, kemudian pin 2 pada Bluetooth sebagai receiver. Gambar module bluetooth dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini:
Gambar 2.1 Modul Bluetooth HC-05
Keterangan HC-05:
- Bluetooth Protocol: Spesifikasi Bluetooth v2.0 + EDR - Frekuensi: 2.4 GHz ISM band
- Profil: Bluetooth Serial Port
- Bekerja Suhu: -20 sampai + 75 Celcius - Kekuatan memancarkan: 3 dBm Pin pada modul ini adalah:
Vcc - Power supply untuk modul.
GND - Ground modul.
TX - Transmitter modul Bluetooth.
RX - Receiver modul.
Key - Digunakan untuk modul untuk masuk ke modus perintah AT.
2.2.1 Spesifikasi Modul Bluetooth HC-05 Hardware
1. Nilai typical sensitifitas sebesar -80dBm
2. Daya pancar radio frekuensi sampai dengan +4dBm 3. Hemat Energi 1.8V, Tegangan kerja 1.8 to 3.6V I/O 4. Kontrol PIO
5. Antar muka UART, dengan baud rate yang dapat diprogram 6. Sudah terintegerasi antena.
Software
1. Baudrate standar : 9600, data bit : 8, stop bit :1, mendukung baud rate:
9600, 19200, 38400, 57600, 115200,230400 dan 460800 2. Auto konek saat device dinyalakan
3. auto konek ulang jika modul terputus karena jarak
2.3 Konfigurasi Pin HC-05
Berikut merupakan konfigurasi pin bluetooothHC-05 ditunjukkan pada gambar 2.2 dibawah ini:
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin HC-05
2.3.1 Bluetooth to Serial Module HC-05
Berikut merupakan Bluetooth-to-Serial-Module HC-05 dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini:
Gambar 2.3 Bluetooth to Serial Module HC-05
Konfigurasi pin modul Bluetooth HC-05 dapat dilihat pada table 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1Konfigurasi pin Module BluetoothHC-05
Module Bluetooth HC-05 merupakan module Bluetooth yang bisa menjadi slave ataupun master hal ini dibuktikan dengan bisa memberikan notifikasi untuk melakukan pairing keperangkat lain, maupun perangkat lain tersebut yang melakukan pairing ke module Bluetooth HC-05. Untuk mengeset perangkat Bluetooth dibutuhkan perintah-perintah AT Command yang mana perintah AT Command tersebut akan di respon oleh perangkat Bluetooth jika modul Bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan perangkat lain. Table 2.2 dibawah adalah table AT Command Module Bluetooth HC-05. Keterangan AT Command Module Bluetooth HC-05 dapat dilihat pada table 2.2 berikut:
Tabel 2.2 AT Command Module Bluetooth HC-05
2.4 Mikrokontroller Atmega328
Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega328 yang menggunakan teknologi RISC ( Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Mikrokontroler AVR ATmega328 memiliki fitur yang cukup lengkap.
Mikrokontroler AVR ATmega328 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan lain-lain.
Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega328.
2.4.1 Fitur-fitur Mikrokontroller Atmega328 1. Saluran Input/Output (I/O) sebanyak 23 buah 2. ADC internal sebanyak 6 saluran
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register serbaguna
5. SRAM sebesar 2 kByte
6. Memori Flash sebesar 32 kByte dengan kemampuan Read While Write 7. EEPROM sebesar 1 kByte yang dapat diprogram saat operasi
8. Antarmuka komparator analog 9. Port USART untuk komunikasi serial 10. Port antarmuka SPI
11. Sistem mikroprosesor 8-bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz
12. Lima mode Sleep : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, dan Standby
13. Sumber Interupsi External dan Internal 14. Enam buah channels PWM
2.4.2 Konstruksi Mikrokontroler ATmega328
Mikrokontroler ATmega328 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang tersendiri dan terpisah.
a. Memori program
ATmega328 memiliki kapasitas memori program sebesar 32 kByte yang terpetakan dari alamat 0000h – 3FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 32 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
Memori data ATmega328 terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serbaguna, register I/O dan SRAM. ATmega328 memiliki 32 byte register serbaguna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 2048 byte digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega328 memiliki memori EEPROM sebesar 1 kByte 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 registerEEPROM Control.
Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.
2.5 Arsitektur Mikrokontroller Atmega328
Mikrokontroler ATmega328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi- instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.
32 x 8-bit register serbaguna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU(Arithmatic Logic Unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. Enam dari registerserbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X (gabungan R26 dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29), danregister Z (gabungan R30 dan R31).
Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serbaguna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register-register ini menempati memori pada alamat 0x20 – 0x5F.ATmega328 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 6 saluran ADC internal dengan fidelitas 10-bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega328 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega328 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri. ATmega328 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit.
Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semuatimer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing- masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serialsyncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega328. Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega328.
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupunasyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada Atmega328, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secarahardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
Gambar 2.4 Arsitektur Mikrokontroler ATMega328
2.5.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega328
Gambar 2.5 Pin Mikrokontroler ATmega328
Konfigurasi pin ATmega328 dengan kemasan 28 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar di atas. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega328 sebagai berikut :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya 2. GND merupakan pin Ground
3. AVCC merupakan pin tegangan catu untuk A/D converter 4. AREF merupakan pin tegangan referensi analog untuk ADC
5. Port B (PortB7…PortB0) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus seperti dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port B
6. Port C (PortC6…PortC0) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus seperti dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port C
7. Port D (PortD4…PortD0) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus seperti dapat dilihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port D
2.6 Blok Diagram Mikrokontroller ATMega328
Gambar 2.6 Blok Diagram Mikrokontroller ATMega328
2.7 LCD (Liquid Crystal Display)
Layar LCD merupakan suatu media penampilan data yang sangat efektif dan efisien dalam penggunaannya. Untuk menampilkan sebuah karakter pada layar LCD diperlukan beberapa rangkaian tambahan. Untuk lebih memudahkan para pengguna, maka beberapa perusahaan elektronik menciptakan modul LCD.
Modul LCD memiliki 3 jalur kontrol yang bernama RS, R/W, dan E. RS digunakan untuk memberitahukan kepada LCD apakah data yang diberikan adalah kata instruksi (instruction word) atau kata data (data word). Jika akan mengirim instruksi, RS harus dibuat 0, sedangkan untuk mengirimkan data RS harus berlogika 14.
Bentuk fisik LCD 16x2 ditunjukkan pada gambar 2.7 dibawah ini:
Gambar 2.7 Bentuk Fisik LCD 16x2
LCD dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian depan panel LCD yang terdiri dari banyak dot atau titik LCD dan Microcontroller yang menempel pada bagian belakang panel LCD yang berfungsi untuk mengatur titik-titik LCD sehingga dapat menampilkan huruf, angka, dan simbol khusus yang dapat terbaca.
2.7.1 Fungsi Pin-Pin LCD
Modul LCD berukuran 16 karakter x 2 baris dengan fasilitas backlighting memiliki 16 pin yang terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kontrol dan jalur-jalur catu daya, dengan fasilitas pin yang tersedia maka lcd 16 x 2 dapat digunakan secara maksima l untuk menampilkan data yang dikeluarkan oleh microcontroller, Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). secara ringkas fungsi pin-pin pada LCD dituliskan pada Tabel 2.6 dibawah ini:
Tabel 2.6 Fungsi Pin-Pin pada LCD Pin
No
Function Name
1 Ground (0V) Ground
2 Supply voltage; 5V (4.7V – 5.3V) Vcc
3 Contrast adjustment; through a variable resistor VEE 4 Selects command register when low; and data
register when high
Register Select
5 Low to write to the register; High to read from the register
Read/write
6 Sends data to data pins when a high to low pulse is given
Enable
7
8-bit data pins
DB0
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4
12 DB5
13 DB6
14 DB7
15 Backlight VCC (5V) Led+
16 Backlight Ground (0V) Led-
Sedangkan secara umum pin-pin LCD diterangkan sebagai berikut : 1. Pin 1 dan 2
Merupakan sambungan catu daya, Vss dan Vdd. Pin Vdd dihubungkan dengan tegangan positif catu daya, dan Vss pada 0V atau ground.Meskipun data menentukan catu 5 Vdc (hanya pada beberapa mA), menyediakan 6V dan 4.5V yang keduanya bekerja dengan baik, bahkan 3V cukup untuk beberapa modul.
2. Pin 3
Pin 3 merupakan pin kontrol Vee, yang digunakan untuk mengatur kontras display. Idealnya pin ini dihubungkan dengan tegangan yang bisa dirubah untuk
kebutuhan, pin ini dapat dihubungkan dengan variable resistor sebagai pengatur kontras.
3. Pin 4
Pin 4 merupakan Register Select (RS), masukan yang pertama dari tiga command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter dapat ditransfer dari dan menuju modulnya.
4. Pin 5
Read/Write (R/W), untuk memfungsikan sebagai perintah write maka R/W low atau menulis karakter ke modul. R/W high untuk membaca data karakter atau informasi status dari register-nya.
5. Pin 6
Enable (E), input ini digunakan untuk transfer aktual dari perintah-perintah atau karakter antara modul dengan hubungan data. Ketika menulis ke display, data ditransfer hanya pada perpindahan high atau low. Tetapi ketika membaca dari display, data akan menjadi lebih cepat tersedia setelah perpindahan dari low ke high dan tetap tersedia hingga sinyal low lagi.
6. Pin 7-14
Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data/data bus (D0 sampai D7) dimana data dapat ditransfer ke dan dari display.
7. Pin 16
Pin 16 dihubungkan kedalam tegangan 5 Volt untuk memberi tegangan dan menghidupkan lampu latar/Back Light LCD.
2.7.2 Kontroler lcd (liquid qristal display)
Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).
Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :
a. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
b. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk mengGambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
c. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk mengGambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna hanya mengambilnya alamat memori yang sesuai dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.
a. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
b. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
2.8 LED (Light Emitting Dioda)
LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Dioda) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diata dapat menhasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED (Light Emitting Dioda) merupakan salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebgaipembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LEDdapat dilihat
Gambar 2.8 Simbol Dan Bentuk Fisik LED
Dari gambar diatas dapat kita ketahui bahwa LED memiliki kaki 2 buah seperti dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda pada saat masih baru, kemudian kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda) ditandai dengan bagian body LED yang di papas rata. Kaki anoda dan kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda) disimbolkan seperti pada gambar diatas. Pemasangan LED (Light Emitting Dioda) agar dapat menyala adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda.Konsep pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada salah satu kaki LED (Light Emitting Dioda).
Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20 mA, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebgaipembatas arus.
Rangkaian dasar untuk menyalakan LED (Light Emitting Dioda) membutuhkan sumber tegangan LED dan resistor sebgai pembatas arus seperti pada rangkaian berikut.
Gambar 2.9 Rangkaian Dasar LED
2.9 Kapasitor
Kapasitor merupakan alat penyimpan muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan (piringan) yang berhubungan, tetapi dipisahkan oleh satu penyekat. Bila elektron berpisah dari suatu plat ke plat yang lain,akan terdapat muatan diantara mereka pada medium penyekat yang tadi. Muatan ini disebabkan oleh muatan positif pada plat yang kehilangan elektron dan muatan negatif pada plat yang memperoleh elektron.
Gambar 2.10 Kapasitor Nonelektrolit Gambar 2.11 Kapasitor Elektrolit
Kapasitor yang digunakan terdapat beberapa macam, tetapi semuanya terbagi dalam dua kelompok yaitu: nonelektolit, yang tidak mempunyai kutub seperti pada gambar 2.10 dan elektrolit, yang mempunyai terminal positif dan negatif seperti gambar 2.11.
2.10 Transistor
Transistor dapat diartikan sebagai suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu atau keadaan tertentu. Transistor termasuk komponen semi konduktor yang bersifat menghantar dan menahan arus listrik. Ada dua jenis transistor yaitu transistor jenis PNP dan trasistor jenis NPN.
Transistor NPN adalah transistor positif dimana transistor dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan arus positif. Sedangkan transistor PNP adalah transistor negatif, dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan negatif. Berikut ini gambar transistor PNP dan transistor NPN :
Gambar 2.12 Jenis-Jenis Transistor
Adapun fungsi transistor sangatlah besar dan mempunyai peranan penting untuk memperoleh kinerja yang baik bagi sebuah rangkaian elektronika. Dalam dunia elektronika, fungsi transistor ini adalah sebagai berikut :
Sebagai sebuah penguat (amplifier)
Sirkuit pemutus dan penyambung (switching).
Stabilisasi tegangan (stabilisator).
Sebagai perata arus.
Menahan sebagian arus.
Menguatkan arus.
Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.
Modulasi sinyal dan berbagai fungsi lainnya.
2.11 Buzzer
Buzzer merupakan suatu komponen yang dapat menghasilkan suara yang mana apabila diberi tegangan pada input komponen, maka akan bekerja sesuai dengan karakteristik dari alarm yang digunakan. Dalam pembuatan proyek tugas akhir ini penulis menggunakan Buzzer sebagai informasi suara. Hal ini dikarenakan karakteristik dari komponen yang mudah untuk diaplikasikan dan suara yang dihasilkan relatif kuat.
Gambar 2.13 Buzzer
Dalam penggunaannya dalam rangkaian, buzzer dapat digunakan pada tegangan sebesar antara 3V sampai 24V dan dengan tipical arus sebesar 25mA. Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang dapat mengkonversikan energi listrik menjadi suara yang di dalamnya terkandung sebuah osilator internal untuk menghasilkan suara dan pada buzzer osilator yang digunakan biasanya diset pada frekuensi kerja sebesar 400 Hz.
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer 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. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Diagram Blok System Rancang Bangun Penjaga Jarak 10 Meter
Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian.
Tx
(Pengirim)
Display
Mikrokontroler ATMega328
Tombol
Bluetooth HC-05 Suplay
3.1.1 Fungsi Tiap Blok
1. Blok Atmega328 : Mengkonversi data dari Bluetooth ke LCD 2. Blok Bluetooth HC-05 :Berfungsi sebagai ‘master’ atau sebagai
‘slave’
3. Blok Display (LCD) :Sebagai output tampilan
4. Blok power supply : Sebagai penyedia tegangan ke sistem dan Bluetooth
5. Blok tombol :Sebagai inputan jarak 10 meter yang akan Diukur
3.2 Rangkaian Bluetooth HC 05
Rangkaian ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Mode AT Command digunakan untuk melakukan pengaturan konfigurasi modul HC-05, seperti mengganti nama, password, mode, baudrate, dll. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.Pada saat melakukan konfigurasi maka disarankan posisi bluetooth dalam keadaan tidak berhubungan dengan perangkat lain yang menggunakan nirkabel. Modul Bluetooth HC-05 merupakan salah satu modul Bluetooth yang dapat ditemukan dipasaran dengan harga yang relatif murah. Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda - beda. Modul Bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul Bluetooth sebagai VCC.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :Komunikasi harus antara master dan slave, Password harus benar (saat melakukan pairing), Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
Gambar 3.2 Rangkaian Bluetooth HC 05
Dari gambar 3.2, rangkaian Pengenalan rinci tentang HC-05,perintah di HC-05 AT perintah set.Masukkan ke mode AT: Pasokan listrik ke modul dan masukan tingkat tinggi untuk PIN34 pada saat yang sama, modul akan masuk kemodus dengan baud rate-38400 AT.Pada langkah pertama, pasokan daya ke modul; Pada langkah kedua, masukan tingkat tinggi untuk PIN34. kemudian modul akan masuk ke mode AT dengan baud rate-9600. dianjurkan.
struktur komando: semua perintah harus berakhir dengan "\ r \ n" (Hex: 0x0D x0a) sebagai terminator. Jikapenolong serial diinstal, pengguna hanya perlu memasukkan
"ENTER" pada akhir perintah.
3.3 Rangkaian Power Supply Adaptor (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay.
Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay Adaptor (PSA)
Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
Setelah disearahkan dengan diode, arus output AC dari trafo sudah berubah menjadi DC, namun arus DC pada output diode masih tidak murni karena separuh fasa positif dari tegangan AC ikut keluar. Untuk mengatasi hal ini, digunakan sebuah kapasitor ‘Elco’ (electrolit condensator) yang akan menurunkan puncak fasa dari dasa positif yang keluar dari diode. Akibat dari pemasangan elko tersebut sebagai filter, tegangan DC akan menjadi lebih halus dan bersih, namun konsekuensi efek dari pengisian dan pengosongan elko akan menaikkan tegangan yang asalnya 12 VAC menjadi sekitar 16VDC.
3.4 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 10 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Gambar 3.4 Rangkaian LCD dengan Mikrokontroller ATMega328
Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PD4, PD5, PD6, PD7 yang merupakan pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Wdith Modulation) output. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller Atmega328.
3.5 Rangkaian Mikrokontroller Atmega328
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA328 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 3.5 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA328
Dari gambar 3.5, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328.Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 28 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.
1. Port B
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.
2. Port C
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.
a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC.
I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
3.6. Flowchart Sistem
Tidak
Ya
Jarak
Ya
Gambar 3.6. Flowchart Start
Setting Bluetooth pada Jalur RX dan TX
10 meter
Jika Jalur RX dan TX Terkoneksi
Bluetooth Scanning
Apakah Bluetooth Terdeteksi?
Connect Bluetooth
END
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian IC Mikrokontroler ATMega328
Tabel 4.1.Pengukuran Pin IC mikrokontroler ATMega328
No Pin Tegangan keluaran
1 0,0
2 0,0
3 0,0
4 0,0
5 0,0
6 0,0
7 0,0
8 0,0
9 3,97
10 3,97
11 0,0
12 0,78
13 0,86
14 0,0
15 0,0
16 0,0
17 0,0
18 3,95
19 3,95
20 3,95
21 3,94
22 3,96
23 3,96
24 0,0
25 3,96
26 0,01
27 0,01
28 0,01
Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada IC mikrokontroler ATMega328, pengukuran dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet.
4.2 Pengujian Display LCD
Rangkaian LCD dihubungkan ke PC.0….PC7, PD6 dan PD7 yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai penampil perintah dari mikrokontroller. Sehingga data yang akan tampil pada LCD display adalah data dari hail pengukuran apakah Bluetooth masih terkoneksi atau tidak, dan apakah jarak antara kedua Bluetooth udah mlewati batas 10 meter atau tidak, data yang ditampilkan juga akan dapat di kendalikan oleh Mikrokontroller ATMega328.Pada bagian ini, mikrokontroller dapat memberi data langsung ke LCD.
Pada LCD Hitachi- M11632 sudah terdapat driver untk mengubah ASCII output
Tabel 4.2.Pengukuran pin IC LCD
No Pin Tegangan keluaran
1 0,0
2 4,95
3 1,39
4 3,96
5 3,96
6 0,0
7 4,93
8 4,93
9 4,93
10 4,93
11 0,0
12 3,96
13 3,96
14 0,0
15 4,95
16 0,0
Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada LCD, pengukuran dilakukan dengan tujuan mengetahui apakah LCD bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet.
4.3 Pengujian Pin Modul HC-05
Pegukuran modul bluetooth HC-05 yaitu:
- Bluetooth Protocol: Spesifikasi Bluetooth v2.0 + EDR - Frekuensi: 2.4 GHz ISM band
- Profil: Bluetooth Serial Port
- Bekerja Suhu: -20 sampai + 75 Celcius - Kekuatan memancarkan: 3 dBm
- Nilai typical sensitifitas sebesar -80dBm
- Daya pancar radio frekuensi sampai dengan +4dBm - Hemat Energi 1.8V, Tegangan kerja 1.8 to 3.6V I/O
- Baudrate standar : 9600, data bit : 8, stop bit :1, mendukung baud rate:
9600, 19200, 38400, 57600, 115200,230400 dan 460800 - Auto konek saat device dinyalakan
- auto konek ulang jika modul terputus karena jarak
4.4 Pengujian Power Supply
Pengukuran rangkaian power supply dilakukan dengan menggunakan multitester.
Tegangan input yang tersedia dalam perancangan ini adalah 5VDC, dan masukan yang diterima adalah 12VDC yang disearahkan oleh rangkaian mikrokontroler yang kemudian melalui dioda penyearah agar mendapat tegangan 5VDC digunakan untuk menjalankan rangkaian ATmega328.
Hasil pengukuran power supply tegangan input dan tegangan output, dapat dilihat pada tabel 4.3 dibawah ini :
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Power Supply
Objek yang diukur
Hasil Pengukuran
Input ( volt ) Output ( volt )
Adaptor 220 VAC 12 VDC
Dari data pengukuran dapat terlihat bahwa rangkaian catudaya tersebut memiliki output sebesar 12v. Dimana mikrokontroler membutuhkan daya sebesar 9v- 12v. Dan Mikrokontroler tersebut sudah memiliki penyearah tegangan untuk merubah masukan hingga menjadi 5v.
4.5 Pengujian Alat
Pengujian ini dilakukan untuk mengukur unjuk kerja sistem dalam pengukuran jarak 10 meter. Pengujian dilakukan dengan mengukur jarak menggunakan meteran dan memisahkan kedua alat sejauh jarak yang diukur. Dengan asumsi bahwa jarak yang diukur oleh meteran tidak dihalangi oleh benda apapun agar sinyal antara si penerima (HC-06) dan si pengirim (HC-05) tidak terputus dan kedua bluetooth dapat terdeteksi, dan sistem kerja alat dapat berjalan dengan baik.
Pada pengukuran ini jika jarak antara TX (HC-05) dan RX (HC-06) berada pada kondisi sinyal yang baik tanpa dihalangi oleh apapun maka alat dapat mengukur jarak sampai pada 15 meter, tetapi jika jarak antara TX dan RX tidak pada kondisi sinyal yang baik dan dihalangi oleh benda penghalang yang dapat menghambat sinyal antara kedua bluetooth maka terkadang alat akan mengalami error karena bluetooth tidak dapat terdeteksi. Ketidakpastian jarak yang diukur menggunakan meteran tidak signifikan sehingga dapat diabaikan karena alat yang dibuat untuk mengukur jarak dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dan perangkat ini dapat diselesaikan dengan baik.
Tabel 4.4. Tabel Pengujian Penjaga Jarak
Jarak ( m ) Keterangan Alarm
1 m Mati
2 m Mati
3 m Mati
4 m Mati
5 m Mati
6 m Mati
7 m Mati
8 m Mati
9 m Mati
10 m Mati
12, 77 m Hidup
Alat berhasil mengukur jarak 10 meter. Jika jarak antara ibu dan anak melewati 10 meter maka alarm akan berbunyi. Dalam pengukuran yang penulis lakukan alarm berbunyi pada jarak 12,77 m. Alarm berbunyi tidak selalu pada jarak yang sama, terkadang alarm berbunyi pada jarak yang berbeda jika dilakukan pengukuran berulang-ulang, tetapi alat tetap bekerja pada prinsipnya yaitu pengukur jarak 10 meter, alarm akan berbunyi pada jarak berapa saja diatas 10 meter.
BAB 5 PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat ini berhasil mengukur jarak 10 meter, jika melebihi jarak 10 meter maka alarm akan berbunyi.
2. Dari pengukuran yang dilakukan, alarm berhasil berbunyi pada jarak 12,77 meter.
3. Alat ini berhasil mengukur jarak tanpa penghalang, jika alat terhalangi oleh benda maka sinyal antara TX(HC-05) dan RX(HC-06) tidak akan terdeteksi, maka akan terjadi error dan alarm tidak akan berbunyi.
5.2 SARAN
Penulis menyadari bahwa alat ini masih sangat membutuhkan banyak pengembangan baik dari segi penggunaan dan sistem kerja, maka penulis mempunyai beberapa saran demi kemajuan dan pengembangan alat ini yakni :
1. Untuk kedepannya fungsi dari alat ini diharapkan bisa diperluas lagi supaya tidak hanya bisa mengukur jarak dalam 10 metersaja, tetapi bisa mengukur jarak lebih dari 10 meter.
2. Diharapkan untuk kedepannya alat ini dapat dikembangkan lagi agar dapat mengukur jarak dengan menggunakan penghalang agar fungsinya dapat lebih luas lagi yaitu dengan menggunakan sensor penjaga jarak.
DAFTAR PUSTAKA
Bejo, Agus. 1999. AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C Dalam Mikrokontroler ATMega8 dan ATMega8535, Yogyakarta : Graha Ilmu.
Daryanto, Drs. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta : Bumi Aksara.
Heryanto.2001.Pemrograman Untuk MikrokontrolerATMEGA 8535.
Yogyakarta: ANDI.
https://alselectro.wordpress.com/2014/10/18/bluetooth-module-hc-05how-to-pair-2- modulesat-command-walkthrough/
Diakses pada tanggal 20 Februari 2017
https://alselectro.wordpress.com/2014/10/21/bluetooth-hc05-how-to-pair-two- modules/
Diakses pada tanggal 20 Februari 2017
http://www.bluetooth.com/Pages/How-It-Works.aspx Diakses pada tanggal 27 Februari 2017
LAMPIRAN 1 : RANGKAIAN LENGKAP
LAMPIRAN 2 : PROGRAM LENGKAP
#include <mega8.h>
#include <stdio.h>
#include <delay.h>
// Alphanumeric LCD functions
#include <alcd.h>
#define BUZ PORTD.4
#define LED PORTD.5
// Declare your global variables here
unsigned char sdt, cnt, sts;
unsigned int idx;
unsigned char buf[33];
eeprom unsigned char sens;
// External Interrupt 0 service routine interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) {
// Place your code here sens++;
if (sens > 50) sens = 50;
lcd_gotoxy(14,0);
sprintf(buf,"%02",sens);
lcd_puts(buf);
delay_ms(250);
}
// External Interrupt 1 service routine interrupt [EXT_INT1] void ext_int1_isr(void) {
// Place your code here sens--;
if (sens < 5) sens = 5;
lcd_gotoxy(14,0);
sprintf(buf,"%02",sens);
lcd_puts(buf);
delay_ms(250);
}
#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE)
#define RX_COMPLETE (1<<RXC)
#define FRAMING_ERROR (1<<FE)
#define PARITY_ERROR (1<<UPE)
#define DATA_OVERRUN (1<<DOR) // USART Receiver buffer
#define RX_BUFFER_SIZE 8
char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE];
unsigned char rx_wr_index=0,rx_rd_index=0;
#else
unsigned int rx_wr_index=0,rx_rd_index=0;
#endif
#if RX_BUFFER_SIZE < 256 unsigned char rx_counter=0;
#else
unsigned int rx_counter=0;
#endif
// This flag is set on USART Receiver buffer overflow bit rx_buffer_overflow;
// USART Receiver interrupt service routine interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void) {
char status,data;
status=UCSRA;
data=UDR;
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)
{
rx_buffer[rx_wr_index++]=data;
#if RX_BUFFER_SIZE == 256
// special case for receiver buffer size=256 if (++rx_counter == 0) rx_buffer_overflow=1;
#else
if (rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_wr_index=0;
if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE) {
rx_counter=0;
rx_buffer_overflow=1;
}
#endif } }
#ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_
// Get a character from the USART Receiver buffer
#define _ALTERNATE_GETCHAR_
#pragma used+
char getchar(void) {
char data;
while (rx_counter==0);
data=rx_buffer[rx_rd_index++];
#if RX_BUFFER_SIZE != 256
if (rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0;
#endif
#asm("cli") --rx_counter;
#asm("sei")
return data;
}
#pragma used-
#endif
// Standard Input/Output functions
#include <stdio.h>
// Timer1 overflow interrupt service routine interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) {
// Reinitialize Timer1 value TCNT1H=0x85EE >> 8;
TCNT1L=0x85EE & 0xff;
// Place your code here idx++;
if (sts == 1) BUZ = ! BUZ;
if (idx > 1) BUZ = 0;
if (idx > 3) idx = 0;
if (sts == 0) BUZ = 0;
LED =! LED;
}
void main(void) {
// Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port B initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3)
| (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (0<<DDB0);
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTB=(0<<PORTB7) | (0<<PORTB6) | (0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) | (0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0);
// Port C initialization
// Function: Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRC=(0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2)
| (0<<DDC1) | (0<<DDC0);
// State: Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTC=(0<<PORTC6) | (0<<PORTC5) | (0<<PORTC4) | (0<<PORTC3) | (0<<PORTC2) | (0<<PORTC1) | (0<<PORTC0);
// Port D initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=Out Bit4=Out Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (1<<DDD5) | (1<<DDD4) | (0<<DDD3)
| (0<<DDD2) | (0<<DDD1) | (0<<DDD0);
