Pengendalian Elevator Menggunakan Mikrokontroler ATMega16.

(1)

iii

PENGENDALIAN ELEVATOR MENGGUNAKAN

MICROCONTROLLER ATMega16

Rachman Haiykal Yassein / 0827036

Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha

Jalan Prof. Drg. Suria Sumantri 65

Bandung 40164, Indonesia

ABSTRAK

Kepraktisan juga kemudahan merupakan salah satu hal yang sangat dibutuhkan oleh manusia dan tidak menutup kemungkinan dalam penggunaan alat bantu transportasi vertikal yang digunakan untuk mengangkut orang atau barang.Alat bantu transportasi vertikal ini berkembang pesat. Seiring dengan perkembangan teknologi maka dibuatlah suatu alat berbasis mikrokontroler untuk merancang alat bantu transportasi vertikal yang biasa disebut lift, sehingga dapat memberi kemudahan dan kepraktisan bagi banyak orang yang menggunakannya.

Elevator ini dirakit dalam ukuran miniatur, bahan yang digunakan adalah bahan kayu dengan ketebalan ±0.7 cm dan elevator digerakkan oleh 1 motor servo. Motor servo tesebut dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega16. Elevator tesebut memiliki 8 buah tombol unik yang bertujuan sebagai tombol panggil atau tujuan elevator yang melayani lantai tertentu.

Prototype elevator berhasil direalisasikan sebagai contoh perhitungan elevator tanpa beban dari lantai 1 ke lantai 2 ditempuh dengan kecepatan rata – rata ±2,3 cm/detik dan contoh perhitungan elevator dengan beban penuh ( ±300gram) dari lantai 1 ke lantai 2 ditempuh dengan kecepatan rata – rata ±1,1 cm/detik.

(2)

iv

ELEVATOR CONTROL USING

MICROCONTROLLER ATMega16

Rachman Haiykal Yassein / 0827036

Department of Computer Systems, Faculty of Engineering, Universitas Kristen Maranatha

Prof road. Drg. Suria Sumantri 65 40164 Bandung, Indonesia

ABSTRACT

Basically, both practicality and easiness are what human need in every aspect of life, not to mention in the vertical means of transportation which can be used to carry people or things. This kind of transportation has been through such a vast development. As technology develops, a microcontroller-based tool is made to design a means of transportation called elevator, to give easiness and practicality for those who use it.

This elevator is assembled in a miniature size, made by using wood as material with +0.7 cm in thickness. This elevator is powered by 1 motor servo, which is controlled by a microcontroller ATMega 16. Elevator has 8 pieces intended as a unique key or destination elevator call button that serves a particular floor.

This elevator prototyped is managed to be realized as a sample calculation of an unloaded elevator moving up from 1st floor to 2nd floor that is done with the average speed of +2.3 cm/second, and also as a sample calculation of a fully loaded elevator (+300 gram) moving up from 1st floor to 2nd floor with the average speed of +1.1cm/second.

(3)

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK iii

ABSTRACT iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang 1

1.2.Identifikasi Masalah 2

1.3.Tujuan 2

1.4.Pembatasan Masalah 2

1.5.Sistematika Penulisan 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1.Pengertian Elevator 4

2.2 Sejarah Elevator 7

2.3 Mikrokontroler 9

2.2.1 Kegunaan Mikrokontroler 10

2.2.2 Jenis – jenis Mikrokontoler 11

2.4 AVR ATmega 16 10

2.3.1Fitur – fitru ATmega16 12

2.3.2Konfigurasi ATmega16 12

2.5 Motor Servo 15

2.6 CodeVisionAVR 17

2.7 Sensor Magnet (Reedswitch) 18

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

3.1 Perancangan Alat 21

3.1.1 Perancangan Pondasi Elevator 21

(4)

vi

3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler 24

3.2 Performance Elevator 29

3.2.1 Aturan Gerak Dasar Elevator 30

3.3 Cara Kerja Alat 32

3.4 Pembuatan Program 34

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler 37

4.2 Pengujian dan Analisa Gerak Dasar Elevator 38

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 48

5.2 Saran 49

DAFTAR PUSTAKA 50

LAMPIRAN A

Program pada CodeVisionAVR A-1

LAMPIRAN B

(5)

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi khusus port B 13

Tabel 2.2 Fungsi khusus port C 14

Tabel 2.3 Fungsi khusus port D 14

Tabel 3.1 Logika gerak dasar elevator secara umum 30

Tabel 4.1 Pengujian Waktu Tempuh Elevator (tanpa beban) 41 Tabel 4.2 Pengujian Waktu Tempuh Elevator (beban penuh) 41

Tabel 4.3 Contoh Pengujian Waktu Tempuh 42

Tabel 4.4Konfigurasi Panel Satu Perintah 43

Tabel 4.5Contoh Konfigurasi Panel Satu Perintah 44

Tabel 4.6 Kecepatan Elevator dengan Satu Perintah 45

(6)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 ATmega16 11

Gambar 2.2 Pin ATmega16 13

Gambar 2.3 Rangkaian dalam motor servo 15

Gambar 2.4 Sinyal untuk mengendalikan motor servo 16

Gambar 2.5 Lebar Pulsa dan Posisi Servo 17

Gambar 2.6 CodeVisionAVR 18

Gambar 2.7 Cara kerja reed switch 19

Gambar 3.1 Blok Diagram 20

Gambar 3.2 Tampak Depan Elevator 21

Gambar 3.3 Tampak Belakang Elevator 22

Gambar 3.4 Bagian Motor Servo 22

Gambar 3.5 Pengait Besi 23

Gambar 3.6 Kayu sebagai Jalur elevator 23

Gambar 3.7 Bagian rangkaian motor servo 24

Gambar 3.8 MikroAVR16 25

Gambar 3.9 Sistem Minimum AVR ATMega16 27

Gambar 3.10 Skema rangkaian elevator 28

Gambar 3.11 Modul MikroAVR16 29

Gambar 3.12 Power Supply mikrokontroler 29

Gambar 3.13 Panel input tombol pemilih 31

Gambar 3.14 Flowchart Utama 32

Gambar 3.15 Flowchart cek saklar dan tombol 33

Gambar 3.16 Flowchart cek tombol dan sensor magnet 34

Gambar 3.17 CodeVisionAVR 35

Gambar 3.18 Konfigurasi ATmega16 35

Gambar 3.19 Download program 36

Gambar 4.1 Prototype elevator 37

Gambar 4.2 Jarak Elevator Tiap Lantai 38

(7)

LAMPIRAN A

(8)

#include <mega16.h> #include <delay.h>

// Declare your global variables here

//===============================================// //**========== Inisialisasi Output ============**//

//===============================================// #define servo PORTC.0 // Motor servo

#define led1 PORTC.1 // Led di Lantai 1 //**============ Inisialisasi Sensor ==========**//

//===============================================// #define mgt1 PINB.2 //magnet di Lantai 1

#define mgt2 PINB.3 //magnet di Lantai 2 #define mgt3 PINB.4 //magnet di Lantai 3 #define mgt4 PINB.5 //magnet di Lantai 4 #define mgt5 PINB.6 //magnet di Lantai 5

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// //===============================================// //**============ Inisialisasi Tombol ==========**//

//===============================================// #define tbl_u5 PINA.0 //tombol up lantai 5

#define tbl_u4 PINA.1 //tombol up lantai 4 #define tbl_u3 PINA.2 //tombol up lantai 3 #define tbl_u2 PINA.3 //tombol up lantai 2 #define tbl_d1 PINA.4 //tombol down lantai 1 #define tbl_d2 PINA.5 //tombol down lantai 2 #define tbl_d3 PINA.6 //tombol down lantai 3 #define tbl_d4 PINA.7 //tombol down lantai 4

(9)

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// //===============================================// //**========== Program indikator led ==========**//

(10)

(11)

(12)

(13)

LAMPIRAN B

(14)

Gambar B-1 Prototype elevator

(15)

(16)

Gambar B-3 Rangkaian modul MikroAVR16

(17)

BAB I PENDAHULUAN

1

BAB I

PENDAHULUAN

Bab ini membahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan,

pembatasan masalah, dan sistematika penulisan tugas akhir.

1.1 Latar Belakang

Berbagai macam aktifitas dalam peradaban modern saat ini, bergantung

pada tersedianya dua hal kebutuhan pokok, yakni menuntut adanya perangkat

penunjang (technology) serta ketersediaan energi (power) dengan berbagai

bentuknya. Tersedianya kedua hal tersebut telah menjadi syarat dalam

menjalankan berbagai aktivitas.

Hal ini mendorong upaya untuk memindahkan sebagian pekerjaan

manusia kepada alat bantu, baik dalam bentuk mesin, perangkat elektronik atau

sejenisnya. Alat bantu yang diciptakan merupakan produk dari ilmu rekayasa

(science engineering) yang bersifat menunjang aktifitas manusia.

Namun di antara sekian banyak yang telah dapat dirasakan manfaatnya,

masih terdapat sebagian produk teknologi yang belum dapat dijangkau oleh

(18)

BAB I PENDAHULUAN 2

Universitas Kristen Maranatha

terjangkau, maupun disebabkan produk teknologi sendiri yang masih belum dapat

menjangkau ke semua lapisan. Salah satu dari kasus tersebut adalah alat

pengangkut orang atau barang yang bernama elevator atau yang biasa disebut

dengan lift. Elevator pada dasarnya adalah sebuah rakitan sistem katrol sederhana

yang menerapkan prinsip kerja hukum mekanika newtonian secara sederhana

yaitu antara gaya, massa dan gerakan. Sistem katrol dalam elevator diatur

sedemikan rupa sehingga dapat digerakkan untuk mengangkut beban berat dengan

tenaga yang cukup kecil.

1.2 Identifikasi Masalah

Bagaimana merancang dan membuat simulasi lift atau elevator (barang)

menggunakan ATmega16 ?

I.3 Tujuan

Merancang dan membuat simulasi lift atau elevator (barang)

menggunakan ATmega16.

I.4 Pembatasan Masalah

Agar permasalahan tidak meluas dan tidak menyimpang dari tujuan, maka

perlu diadakan suatu pembatasan meliputi :

1. Simulator lift atau elevator dirancang hanya untuk satu car elevator

dengan sebanyak lima lantai tanpa menggunakan simulasi pintu.

2. Pemrograman lift atau elevator dibatasi dengan menggunakan satu

perintah berkala dalam sekali eksekusi program.

(19)

BAB I PENDAHULUAN 3

4. Menggunakan Software CodeVisionAVR untuk memprogram juga untuk downloader program.

5. Menggunakan motor servo sebagai penggerak lift atau elevator.

6. Input tombol kendali hanya dapat digunakan 1x panggilan.

I.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun dalam lima BAB,

yaitu sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang, identifikasi masalah,

tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang dasar-dasar teori penunjang

perancangan lift atau elevator yang meliputi pemahaman dasar

elevator, microcontroller, ATmega16, Motor servo,

CodeVisionAVR, dan Sensor Magnet (reed switch).

BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini membahas tentang Perancangan lift atau elevator

(barang) menggunakan ATmega16.

BAB IV : DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS

Bab ini membahas pengamatan, pengujian, dan analisa data dari

perangkat keras dan perangkat lunak yang telah dirancang

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang memuat tentang kesimpulan

(20)

48

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang memuat tentang kesimpulan dan saran.

5.1 Kesimpulan

Prototype ini diharapkan mempunyai prospek yang baik bagi sistem

pengontrolan elevator. Dalam perancangan ini masih perlu dipelajari lebih lanjut

bagi penggunaan dan pengembangannya.

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari bab-bab sebelumnya, maka dapat

ditarik kesimpulan sebagai berikut:

Perancangan prototype elevator (barang) dalam ukuran miniatur

berhasil direalisasikan.

Jika dalam satu waktu ada dua pemanggilan, elevator akan berjalan

terus-menerus tanpa ada batasnya, sehingga itu yang menjadi

kekurangan dari prototype ini juga penggunaan dua tombol pada panel

(21)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 49

Elevator pada saat berkerja kurang sempurna ketika pemberhentiannya

dikarenakan sensor magnet yang sangat mudah sekali terkena pengaruh

magnet. sehingga terjadi kesalahan posisi elevator tidak pas sesuai

posisi seharusnya.

Dalam pembuatan instrumentasi khususnya hardware sangat diperlukan

ketepatan dan ketelitian pengukuran secara detail, agar dapat

mengurangi kesalahan saat pengujiannya.

5.2 Saran

Saran penulis berharap teknologi pengontrol elevator dapat dikembangkan

terus aplikasinya, terutama dalam penambahan dan pengembangan program

instruksi, kemudian dari segi tampilan, ketepatan, kecepatan, keamanan juga

kenyamanan transportasi elevator dalam mengembangkan teknologi ini.

Mengingat saat-saat sekarang banyak bermunculan gedung pencakar langit

yang didesain sedemikian rupa dengan jumlah dan kapasitas lantai yang banyak,

maka sangat diperlukan adanya perubahan teknologi transportasi elevator agar

(22)

50

DAFTAR PUSTAKA

Winoto, Ardi. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8538 dan pemrogramannya

dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung: Informatika. 2008.

Adrianto, Heri. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16 menggunakan

Bahasa C. Bandung: Informatika. 2008.

Sons & Wiley, John. “The Vertical Transportation Hand Book” Canada 2010.

http://engineersgarage.com/electronic-components/atmega16-microcontroller, 11

Februari 2012

http://todbot.com/blog/2009/04/11/tiny-servos-as-continuous-rotation-gearmotors/, 3

Januari 2012

http://electrocontrol.wordpress.com/2011/05/05/mengakses-motor-servo/, 22

Desember 2011

http://scribd.com/doc/38052767/The-Vertical-Transportation-Handbook