PENGENDALI UTAMA
CAR IMMOBILIZER
DENGAN
RFID BERBASIS ATMEGA8535
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh:
THOMAS JOKO LELANA
NIM : 045114064
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
MASTER CONTROLLER OF RFID CAR
IMMOBILIZER BASED ON ATMEGA8535
Presented As Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
THOMAS JOKO LELANA
NIM : 045114064
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam
kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, 9 Maret 2010
“ Kebanggaan kita yang terbesar adalah
bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit
kembali setiap kali kita jatuh “
(Confusius)
K upersembahk an tugas Ak hi r ini Un tuk :
Tuhan Sang Peren cana Kehidupan
Ay ah dan Ibuk u tercinta, un tuk segala doa dan duk ungan
Saudara-saudarak u y ang terbaik
Bertha S. Ik a atas cin ta dan k esetiaanny a
Dosen-dosen y ang membimbingk u
K eluarga Besar TEK SAPALA “ Per Aspera ad Astra “
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Thomas Joko Lelana
Nomor Mahasiswa : 045114049
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universi-tas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
PENGENDALI UTAMA CAR IMMOBILIZER DENGAN RFID
BERBASIS ATMEGA8535
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam
ben-tuk media lain, mengelolanya dalam benben-tuk pangkalan data, mendistribusikan secara
terba-tas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis
tan-pa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti ketan-pada saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 9 Maret 2010
Yang menyatakan
viii
RFID (
Radio Frequency Identification
) adalah teknologi pengidentifikasian yang
memanfaatkan frekuensi radio. Teknologi RFID dapat diaplikasikan dalam berbagai bentuk.
Salah satu bentuk aplikasinya adalah pada kendaraan atau
yang biasa disebut
car immobilizer
.
Untuk itu dibutuhkan sebuah alat yang menjadi aplikasi dari sistem keamanan pada
car
immobilizer
.
Alat ini terdiri dari sebuah rangkaian utama yang menggunakan ATMEGA8535.
Rangkaian utama bertugas untuk mengendalikan semua sensor yang digunakan pada alat.
Sensor yang digunakan dibagi menjadi dua bagian. Sensor pintu pada sistem keamanan, dan
sensor suhu pada mesin mobil. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35, sedangkan sensor
pintu yang digunakan adalah
reed switch
. Terdapat 2 mode pada sistem ini yaitu mode
non
alert
dan mode
alert
. Sensor suhu bekerja pada mode
non alert
, sedangkan sensor pintu
bekerja pada mode
alert
. Data tertinggi dari sensor suhu yang terbaca akan disimpan di
EEPROM ATMEGA8535. Pintu terbuka yang terdeteksi oleh sensor pintu akan menyebabkan
alarm berbunyi. Perpindahan mode pada sistem dipengaruhi oleh indikator sinyal RFID.
Dari hasil pengujian, semua sensor yang digunakan dapat bekerja dengan baik. Data
suhu tertinggi tersimpan di EEPROM pada alamat 0 dan 1. Keluaran dari sistem keamanan
berupa indikator keamanan,
hazard,
dan
buzzer
aktif setiap pergantian mode. Kendali pada
lampu ruang mengalami kendala pada rangkaian
astable timer
yang digunakan.
ix
RFID (Radio Frequency Identification) is a identifier technology that used radio
frequency. This technology can be applied in many kind of application. One kind of the
application is used in vehicle that is called car immobilizer. Therefore, a tool is needed as
application for security system in car immobilizer.
This tool is a main circuit with ATMEGA8535. The main circuit is used to control all
sensors. Sensors that used in this tool consist of two sections. That is door sensor in security
system and temperature sensor in car machine. LM35 is used as temperature sensor, and reed
switch is used as door sensor. There are two operation modes in this tool system, non alert
mode and alert mode. Temperature sensor work in non alert mode whereas door sensor work
in alert mode. The highest data from temperature sensor will recorded in EEPROM of
ATMEGA8535. The opened door that detected by door sensor will activate alarm.
Transferring mode in this tool system influenced by indicator of RFID signal.
Result of experiment show all sensors in this tool system work correctly. The highest
temperature data is recorded in EEPROM address 0 and 1. Output from the security system is
indicator of security, hazard, and buzzer could be activated every transferring mode.
Controlling room lamp has trouble in the astable timer circuit.
Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Pengendali Utama Car Immobilizer
Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Selama menulis Tugas Akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak
pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga Tugas
Akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga penulis atas segala dukungan moral dan
materi yang telah diberikan.
2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing I yang
telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, semangat,
pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran dalam menyelesaikan Tugas
Akhir.
3. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang juga telah
banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, semangat,
pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran dalam menyelesaikan Tugas
Akhir.
4. Seluruh dosen Teknik Elektro dan laboran yang telah banyak memberikan
pengetahuan kepada penulis selama kuliah.
5. Kelompok tugas akhir Leonardo Arga D dan Robertus Heru Wiranto atas
semua kerjasama baik dalam perdebatan maupun diskusi selama penelitian,
akhirnya kita menyelesaikan apa yang telah kita mulai bersama.
6. Bertha Surya Ika Sulistyawati yang selalu menemani dan memberikan
dukungannya.
7. Keluarga besar di TEKSAPALA atas semangat dan dukungannya “keep
forward whatever it takes” dan semoga kita dapat semakin berkembang
bersama.
8. Sahabat-sahabat yang selalu memberikan semangat dan dukungan Fx. Oscar.
R, Albertus, Leo Febrianus, Robertus Hadi P. Ndaga.
9. Seluruh teman Teknik Elektro angkatan 2004 atas segala dukungan dan
dukungan, bimbingan, kritik dan saran.
Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat
diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima
kasih.
Yogyakarta, 9 Maret 2010
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
INTISARI ... viii
ABSTRACT ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Judul ... 1
1.2. Latar Belakang Masalah ... 1
1.3. Tujuan dan Manfaat ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 3
1.5. Metodologi Penelitian ... 3
1.6. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 7
2.1. Sistem RFID ... 7
2.1.1. Tag RFID ... 9
2.1.2. Reader RFID ... 9
2.2. Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 9
2.2.1. Arsitektur ATMEGA8535 ... 10
2.2.2. Fitur ATMEGA8535 ... 10
2.2.3. Konfigurasi Pin ATMEGA8535 ... 10
2.2.6. Timer dan Counter. ... 13
2.2.6.1. Timer dan Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ... 13
2.2.6.2 Timer dan Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ... 14
2.2.6.3 Timer dan Counter 0 ... 15
2.2.6.3.1 Timer dan Counter 0 Control Register (TCCR0) ... 16
2.2.6.3.2 Timer dan Counter Register 0 (TCNT0) ... 17
2.2.6.4 Timer dan Counter 1 ... 17
2.2.6.5 Timer dan Counter 2 ... 18
2.2.7. ADC (Analog to Digital Converter) ... 18
2.2.8. On-Chip Osilator ... 22
2.2.9. Reset ... 23
2.3. Sensor Temperatur (LM35) ... 23
2.4. Transistor Sebagai Saklar ... 25
2.5. Dioda Memancarkan Cahaya (Light Emitting Diode) ... 26
2.6. Relay ... 27
2.7 Reed switch ... 28
2.8 Lm555... 28
BAB III PERANCANGAN ALAT ... 32
3.1. Perancangan Perangkat Keras ... 33
3.1.1. Reset Eksternal ... 33
3.1.2. Osilator... 34
3.1.3. Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 35
3.1.4 Rangkaian Sensor Suhu ... 35
3.1.5. Sensor Pengaman Pintu ... 35
3.1.6. Rangkaian Indikator Led ... 36
3.1.7. Rangkaian Lampu Hazard ... 37
3.1.8. Rangkaian Indikator Kunci Pintu ... 38
3.1.9. Rangkaian Indikator Ignition Switch (Ig-sw) ... 40
3.1.10 Rangkaian Alarm ... 41
3.1.11 Rangkaian Lampu Ruang (Room Lamp) ... 42
3.1.12 Rangkaian Timer eksternal... 44
3.2.1.1 Diagram Alir Kondisi Non Alert Mode ... 48
3.2.1.2 Pengaturan ADC ... 49
3.2.1.3 Diagram Alir Kondisi Alert Mode ... 51
3.2.1.4 Pengaturan Timer ... 52
3.2.1.5. Diagram Alir Pengaturan Indikator Keamanan ... 52
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 54
4.1. Hasil Akhir Perancangan ... 54
4.2. Pengamatan Sistem ... 56
4.2.1. Cara Kerja Simulai Pengendali Sensor Utama... 56
4.2.2. Pengujian Saklar RFID ... 59
4.2.3. Pengujian Saklar Kunci Mobil ... 59
4.2.4. Pengujian Sensor Pintu Mobil ... 60
4.2.5. Pengujian Keluaran Timer ... 62
4.2.5.1. Pengujian Keluaran Astabel Timer LM555 ON=350ms dan OFF=350ms ... 62
4.2.5.2. Pengujian Keluaran Astabel Timer LM555 ON=250ms dan OFF=450ms ... 63
4.2.5.3. Pengujian Keluaran Astable Timer LM555 ON = 15s ... 64
4.2.5.4. Pengujian Timer Internal ... 65
4.2.6. Pengujian ADC ... 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 66
5.1. Kesimpulan ... 66
5.2. Saran ... 66
DAFTAR PUSTAKA ... 67
Gambar 1.1. Blok Model Perancangan . ... 4
G ambar 2.1. Komponen Utama Sistem RFID ... 8
Gambar 2.2. Tag RFID ... 9
Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMEGA8535 ... 11
Gambar 2.4. (a) Peta Data Memori, (b) Peta Memori Program ... 12
Gambar 2.5. Register TIMSK ... 13
Gambar 2.6. Register TIFR ... 14
Gambar 2.7. Register TCCR0 ... 16
Gambar 2.8. Register TCNT0 ... 17
Gambar 2.9. Register ADMUX ... 19
Gambar 2.10. Format Data ADC Dengan ADLAR = 0 ... 19
Gambar 2.11. Format Data ADC Dengan ADLAR = 1 ... 19
Gambar 2.12. Regiater ADCSRA ... 20
Gambar 2.13. Register SFIOR ... 22
Gambar 2.14. Koneksi Osilator ... 23
Gambar 2.15. Rangkaian Reset ... 23
Gambar 2.16. Bentuk Fisik LM35 ... 24
Gambar 2.17. Rangkaian Umum Pengukur Suhu... 25
Gambar 2.18. Rangkaian Transistor Sebagai Saklar ... 25
Gambar 2.19. Rangkaian LED ... 27
Gambar 2.20. Relay ... 27
Gambar 2.21. Bentuk Sebuah Reed Switch ... 28
Gambar 2.22. Rangkaian Internal LM555 ... 29
Gambar 2.23. Rangkaian Astable Timer LM555 ... 30
Gambar 2.24. Gelombang Keluaran dari Rangkaian Astable Timer LM555 . 30 Gambar 2.25. Rangkaian Astable Timer LM555 untuk Duty Cycle ≤ 50% ... 31
Gambar 3.1. Diagram blok Car Immobilizer Dengan RFID ... 32
ATMEGA8535 ... 33
Gambar 3.4. Rangkaian Reset Eksternal ... 34
Gambar 3.5. Rangkaian osilator ... 34
Gambar 3.6. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATmega8535 .. 35
Gambar 3.7. RangkaianSensor Pengaman Pintu ... 36
Gambar 3.8. Rangkaian Indikator LED ... 37
Gambar 3.9. Rangkaian Lampu Hazard ... 37
Gambar 3.10. Rangkaian Indikator Kunci Pintu ... 39
Gambar 3.11. Rangkaian Indikator Igination Switch ... 40
Gambar 3.12. Rangkaian Alarm ... 41
Gambar 3.13. Rangkaian Lampu ruang (room Lamp) ... 43
Gambar 3.14. Rangkaian AstableTimer Menggunakan LM 555 ... 44
Gambar 3.15 Diagram Alir Program Utama ... 48
Gambar 3.16. Diagram AlirProgram Non Alert Mode ... 49
Gambar 3.17. Diagram Alir Program ADC ... 50
Gambar 3.18. Diagram Alir Program Alert Mode ... 51
Gambar 3.19. Diagram Alir Timer0 Untuk Indikator Keamanan... 53
Gambar 4.1. Bentuk Fisik Pengendali Sensor Utama Car Immobilizer ... 54
Gambar 4.2. Bentuk Fisik Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 ... 55
Gambar 4.3. Bentuk Fisik Rangkaian Sensor Suhu ... 55
Gambar 4.4. Bentuk Fisik Rangkaian Output ... 56
Gambar 4.5. Bentuk Fisik Rangkaian Timer Eksternal ... 56
Gambar 4.6. Sistem Dalam Kondisi Non Alert... 57
Gambar 4.7. Sistem Dalam Kondisi Non Alert dan Kunci Mobil Didalam ... 57
Gambar 4.8. Sistem Dalam Kondisi Alert... 58
Gambar 4.9. Sistem Dalam Kondisi Alert dan Pintu Terbuka ... 58
Gambar 4.10. Gelombang Keluaran Timer 555 (TL=350ms) ... 62
Gambar 4.11. Gelombang Keluaran Timer 555 (TH=350ms) ... 63
Gambar 4.12. Gelombang Keluaran Timer 555 (TH=250ms) ... 63
Gambar 4.13. Gelombang Keluaran Timer 555 (TL=450ms) ... 64
Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan Port I/O... 13
Tabel 2.2 Mode Timer/Counter 0 ... 16
Tabel 2.3 Skala Clock Timer/Counter 0 ... 16
Tabel 2.4. Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC ... 19
Tabel 2.5. Tabel pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC ... 20
Tabel 2.6. Konfigurasi Clock ADC ... 21
Tabel 2.7. Pemilihan Sumber PicuADC ... 22
Tabel 3.1. Keluaran Rangkaian AstableTimer LM555 ... 45
Tabel 3.2. Pewaktuan Keluaran Sistem Keamanan ... 45
Tabel 4.1. Data Percobaan Hazard dan Buzzer Terhadap Saklar RFID ... 59
Tabel 4.2. Data Percobaan Saat Saklar Kunci Mobil on ... 60
Tabel 4.3. Data Percobaan Saat Saklar Kunci mobil off ... 60
Tabel 4.4. Data Percobaan Reed Switch Terhadap Medan Magnet ... 61
Tabel 4.5. Data Percobaan Alarm Terhadap Sensor Reed Switch ... 61
Tabel 4.6. Perbandingan Tegangan Masukan dan Data di Memori ... 66
Tabel 4.7. Perbandingan Data Suhu dan Tegangan Keluaran LM35... 66
PENDAHULUAN
1.1.
Judul
Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535.
1.2.
Latar Belakang Masalah
Perkembangan jaman menuntut manusia untuk mengembangkan berbagai
macam teknologi untuk membantu meningkatkan kehidupannya. Dalam beberapa tahun
terakhir ini, teknologi Radio Frequency Identification (RFID) berkembang dengan pesat.
RFID merupakan sebuah teknologi compact wireless berbasis frekuensi radio yang
memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi otomatis terhadap suatu obyek.
RFID mempunyai dua komponen utama yang disebut transceiver (reader) dan
transponder (tag). Berbeda dengan teknologi terdahulunya yaitu dengan menggunakan
barcode ataupun dengan Electronic Article Surveillance (EAS), RFID mempunyai
kemampuan lebih dalam jangkauan jarak dan kemampuan update dari pada data informasi
yang terkandung di dalam tag. Jadi, ketika sebuah tag melewati dari area elektromagnetik
yang dikeluarkan oleh antena reader, maka secara langsung akan dideteksi oleh sinyal
aktivasi dari reader dan dilakukan pembacaan dari dta-data yang ada di dalam tag,
selanjutnya data akan dikirimmenuju sebuah database[1].
Jika di masa lalu barcode telah menjadi cara utama untuk pelacakan produk,
RFID menjadi teknologi pilihan untuk tracking manusia, hewan peliharaan, produk,
bahkan kendaraan (electronic immobilization atau car immobilizer). Salah satu alasannya
adalah kemampuan tag yang dapat dibaca dari jarak jauh dan melalui berbagai substansi
seperti salju, asap, es, atau cat dimana barcode telah terbukti tidak dapat digunakan.
Pada sistem car immobilizer ini, teknologi RFID digunakan untuk mengetahui
kondisi sebuah mobil yang sudah dilengkapi dengan mikrokontroler dan beberapa sensor.
RFID juga digunakan pada sistem pengamanannya, yaitu pada sistem pengunci pintu (door
locking). Kunci stater dikombinasi dengan transponder (tag). Pintu mobil terkunci secara
otomatis saat kunci stater berada di luar radius pembacaan reader yang berada di dalam
dan pintu siap dibuka. Selanjutnya, reader akan mengisi ulang tag dengan data hasil
sensing yang dibacanya dari mikrokontroler. Saat mobil masuk bengkel, data yang telah
terisi pada tag akan dibaca oleh reader yang berada di bengkel untuk dikirim ke database
dan ditampilkan pada sebuah komputer. Jadi, sistem car immobilizer ini menggunakan dua
buah receiver (reader), yaitu sebuah reader yang berada di dalam mobil dan sebuah reader
lain yang berada di dalam bengkel yang terhubung dengan komputer.
Pada Car immobilizer, tag yang digunakan adalah tag pasif yaitu tag yang tidak
memiliki catu daya sendiri serta tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader.
Sebagai gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari
gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum
mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data
tambahan dimungkinkan untuk diberikan pada tag, tergantung kepada kapasitas
penyimpanannya
Data yang terisi pada tag merupakan data-data yang berasal dari sensor-sensor
pada sistem keamanan mobil dan mesin mobil yang dikendalikan oleh mikrokontroler.
Pada mikrokontroler, data-data yang diperoleh dari hasil sensing tersebut dikirim menuju
reader yang berada didalam mobil secara rutin dalam rentang waktu tertentu, yang
kemudian hasil sensing tersebut diisi pada tag melalui reader yang berada di dalam mobil.
Selain digunakan untuk mengatur proses pengiriman data dari sensor menuju reader,
mikrokontroler juga digunakan untuk mengaktifkan alarm dan pengunci pintu mobil
otomatis pada sistem keamanan mobil.
I.3
Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari pembuatan perangkat ini antara lain:
1.Menghasilkan pengendali utama Car immobilizer dengan RFID menggunakan
ATMEGA8535
2.Menghasilkan sebuah implementasi keluaran dari car immobilizer.
3.Mengendalikan data masukan dari sensor pada mesin mobil dan sistem
keamanan mobil.
4.Mengolah dan menyimpan data masukan yang diterima pada EEPROM
ATMEGA8535 sebelum dikirim menuju tag RFID
1. Sebagai implementasi sistem keamanan dari salah satu produk mobil di
Indonesia.
2. Memperoleh gambaran langsung dari implementasi pengaruh sinyal RFID
terhadap sistem keamanan mobil.
3. Sebagai penyedia data yang akan diisi pada tag RFID.
I.4
Batasan Masalah
Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu
adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:
a. Membuat pengendali utama Car immobilizer dengan RFID menggunakan
ATMEGA8535.
b. Masukan ATMEGA8535 berupa sinyal keluaran reader dan data hasil sensing.
c. Sensor yang dipasang pada sistem keamanan mobil berupa sensor pada pintu
mobil, sedangkan sensor pada mesin mobil yang digunakan adalah sensor suhu.
d. Data dari sensor suhu pada mesin mobil disimpan pada EEPROM
ATMEGA8535.
e. Keluaran yang dikendalikan oleh ATMEGA8535 berupa pengunci pintu mobil
otomatis, lampu ruangan (room lamp), lampu hazard, indikator keamanan dan
buzzer.
f. Keluaran yang berupa lampu ruangan (room lamp), lampu hazard, indikator
keamanan dan buzzer merupakan implementasi dari sistem keamanan pada
salah satu produk mobil yang ada di Indonesia.
1.5
Metodologi Penelitian
Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :
1. Studi literatur, yaitu dengan mempelajari berbagai informasi, baik dari buku
maupun internet sehingga dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam
penyusunan laporan.
2. Perencanaan rancangan dan pembuatan alat dalam bentuk perangkat keras
maupun perangkat lunak. Perancangan ini dilakukan untuk menyesuaikan
pembuatan alat sesuai dengan permasalahan yang telah ditentukan. Gambar 1.1
Gambar 1.1 Blok Model Perancangan
3. Pembuatan alat berdasarkan hasil perancangan. Pembuatan hardware terdiri
dari pembuatan rangkaian utama mikrokontroler, rangkaian sensor, dan
rangkaian keluaran. Pada pembuatan software meliputi proses pembacaan data
masukan sensor, pengolahan data sensor, dan memberikan keluaran sesuai
dengan instruksi dari masukan yang diterima.
4. Pengamatan dan pengujian terhadap hasil perancangan. Data yang diamati
berupa data hasil pembacaan setiap sensor yang digunakan, data hasil keluaran
mikrokontroler berdasarkan instruksi masukan yang diberikan, dan data hasil
pengukuran suhu yang tersimpan di EEPROM.
5. Analisis dan kesimpulan hasil pengujian. Proses analisis dilakukan dengan
membandingkan data hasil pengujian dengan perancangan yang dilakukan.
Kesimpulan dapat diambil dari hasil analisis data pengujian yang telah
dilakukan
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab yang disusun
sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian,
konsep pembuatan alat, batasan masalah, metodologi penulisan, dan
sistematika penulisan.
BAB II. DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori-teori dasar yang melandasi keseluruhan
penulisan tugas akhir dan pembuatan perangkat serta dasar teori mengenai
komponen-komponen yang akan digunakan dalam pembuatan perangkat.
BAB III. RANCANGAN PENELITIAN
µC
Sensor Suhu
Sensor Keamanan
Bab ini berisi tentang diagram blok dan penjelasan cara kerja secara singkat
rancangan perangkat keras beserta perhitungan matematis dan pendekatan
pemilihan komponen yang digunakan. dan perangkat lunak berupa
sistematika program dari mikrokontroler ATMEGA8535 untuk
mengoperasikan perangkat keras beserta diagram alirnya secara lengkap,
yang membuat rangkaian tersebut bisa beroperasi.
BAB IV. PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat
lunak yang telah dibuat serta membahas cara pengoperasian perangkat
sesuai dengan kinerja yang direncanakan.
BAB V. PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan akhir terhadap perancangan dan
penelitian perangkat serta memberikan masukan-masukan mengenai
pengoperasian dan pengembangan perangkat secara maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
DASAR TEORI
Pengendali sensor digunakan untuk mengendalikan data keluaran dari
sensor-sensor pada mesin mobil dan keamanan mobil, perangkat ini dibuat agar mempermudah
dalam pembacaan data dari sensor serta untuk memberikan keluaran sesuai dengan data
masukan dari sensor yang diterima. Untuk membuat perangkat ini secara garis besar
dibutuhkan mikrontroler yang dilengkapi dengan ADC, sensor, dan limit switch.
Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali utama, dimana mikrokontroler yang
digunakan telah dilengkapi dengan ADC untuk mempermudah pembacaan data yang
berasal dari sensor yang berupa data analog untuk kemudian disimpan dalam EEPROM
mikrokontroler berupa data digital. Limit switch digunakan untuk input pada
mikrokontroler sebagai instruksi penguncian pintu mobil saat pengendara mobil berada di
dalam mobil. Hal-hal pendukung di atas akan dijelaskan sebagai berikut.
2.1. Sistem RFID
RFID adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan frekuensi radio untuk
identifikasi otomatis terhadap suatu obyek [1]. Kenyataan bahwa manusia amat terampil
dalam mengidentifikasi obyek dalam kondisi lingkungan yang berbeda-beda menjadi
motivasi dari teknologi ini. RFID dapat dipandang sebagai suatu cara untuk pelabelan
obyek secara eksplisit dalam memfasilitasi “persepsi” dengan menggunakan
peralatan-peralatan komputer. RFID adalah teknologi penangkapan data yang dapat digunakan secara
elektronik untuk mengidentifikasi, melacak, dan menyimpan informasi yang tersimpan
dalam tag RFID.
Perhatian terhadap RFID dalam lingkungan media massa maupun akademis
yang populer, telah meningkat dalam beberapa tahun ini. Harga tag yang menurun dan
standarisasi yang dinamis telah menyebabkan dunia berada pada ambang ledakan
penggunaan RFID. Para pengamat RFID menganggap RFID sebagai suksesor dari barcode
yang memiliki dua keunggulan pembeda, yaitu sebagai berikut:
1. Identifikasi yang unik
Sebuah barcode mengindikasikan tipe obyek tempat ia dicetak, misalnya
gram”. Sebuah tag RFID selangkah lebih maju dengan mengemisikan sebuah
nomor seri unik di antara jutaan obyek yang identik, sehingga dapat
mengindikasikan “Ini adalah sebatang coklat bermerek ABC dengan kadar 70%
dan berat 100 gram, nomor seri 897348738”.
2. Otomasi
Barcode dibaca secara optik, memerlukan kontak line-of-sight dengan
reader, sehingga membutuhkan peletakan fisik yang tepat dari obyek yang dibaca.
Kecuali pada lingkungan yang benar-benar terkontrol, scanning terhadap barcode
memerlukan campur tangan manusia, sebaliknya tag-tag RFID dapat dibaca tanpa
kontak line-of-sight dan tanpa penempatan yang presisi. Sebagai suksesor dari
barcode, RFID menawarkan peningkatan efisiensi.
Secara garis besar sebuah sistem RFID terdiri atas tiga komponen utama, yaitu
tag, reader, dan controller [3]. Secara ringkas, mekanisme kerja yang terjadi dalam sebuah
sistem RFID adalah bahwa sebuah reader frekuensi radio melakukan scanning terhadap
data yang tersimpan dalam tag, kemudian mengirimkan informasi tersebut ke sebuah
controller.
Gambar 2.1 Komponen Utama Sistem RFID [3]
Tag dan reader berkomunikasi satu sama lain melalui gelombang radio. Saat
obyek ber-tag berada pada wilayah baca reader, reader akan memberikan sinyal kepada
tag untuk mengirimkan data yang tersimpan. Selanjutnya, saat reader telah menerima data
tag, data tersebut akan disampaikan kepada controller. Sebuah sistem RFID bisa terdiri
dari beberapa reader. Namun, semua reader dapat diterapakan pada controller tunggal.
2.1.1.
Tag
RFID
Fungsi dasar dari tag RFID adalah menyimpan data dan mengirimkan data
tersebut pada reader [2]. Sebuah tag terdiri atas chip (microchip) dan sebuah antena. Chip
tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainya.
Antena yang terpasang pada chip mengirimkan informasi dari chip ke reader.
Biasanya rentang pembacaan diindikasikan dengan besarnya antena. Antena yang lebih
besar mengindikasikan rentang pembacaan yang lebih jauh. Tag tersebut terpasang atau
tertanam dalam obyek yang akan diidentifikasi. Tag dapat dibaca dengan reader bergerak
maupun stasioner menggunakan gelombang radio.
Tag RFID sangat bervariasi dalam hal bentuk dan ukuran. Sebagian tag mudah
ditandai, misalnya tag anti pencurian yang terbuat dari plastik keras yang dipasang pada
barang-barang di toko. Tag untuk tracking hewan yang ditanam di bawah kulit berukuran
tidak lebih besar dari bagian lancip dari ujung pensil. Bahkan ada tag yang lebih kecil lagi
yang telah dikembangkan untuk ditanam di dalam serat kertas uang.
Gambar 2.2 Tag RFID [1]
2.1.2.
Reader
RFID
Untuk berfungsinya sistem RFID, diperlukan sebuah reader atau alat scanning
yang dapat membaca tag dengan benar dan mengkomunikasikan hasilnya ke suatu
controller [1]. Reader disebut juga interrogator, yaitu perangkat yang dapat membaca data
pada tag dan mengisi data pada tag. Jadi reader juga berfungsi sebagai writer [2]. Dalam
kasus tag pasif, reader berfungsi juga sebagai catu daya untuk mengaktifkan tag. Reader
merupakan jembatan antara tag dengan controller [3].
2.2
Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 merupakan mikrokontroler AVR yang memiliki
dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1
(satu) siklus clock. Mikrokontroler ATMega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
Mulai dari kapasitas memori program dan memori data yang cukup besar, interupsi,
timer/counter, PWM, USART, TWI, analog comparator, EEPROM internal dan juga ADC
internal semuanya ada dalam ATMega8535[1].
2.2.1 Arsitektur ATMega8535
Berikut ini adalah arsitektur yang dimiliki oleh ATMega8535 :
1. Saluran I/O sebanyak 32 jalur, yaitu Port a, Port B, Port C, dan Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. memori flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11.Antarmuka komparator analog.
12.Port USART untuk komunikasi serial.
2.2.2 Fitur ATMega8535
Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 Mhz.
2. kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal konunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535[1]
Dari gambar 2.3 dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin
ATMega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0…PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0...PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog, dan Timer Oscillator.
6. Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interipsi eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10.AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.2.4 Organisasi Memori
Secara garis besar ATmega8535 mempunyai dua memori utama,yaitu :
1. Data Memory ATmega8535 memiliki 608 alamat, dengan pembagian :
a) 32 register keperluan umum (GPR) digunakan untuk seluruh operasi
instruksi.
c) 512 byte SRAM Internal.
2. Program Memory, Secara keseluruhan AVR ATMega8535 memiliki 4Kbyte x
16-bit untuk memori program yang terbagi menjadi dua bagian yaitu Boot
program dan Application program. AVR tersebut memiliki 12 bit Program
Counter (PC) sehingga mampu mengalamati flash memori[2].
(a) (b)
Gambar 2.4 (a) Peta Data Memory; (b) Peta Memory Program[1]
Selain dua memori utama diatas, Atmega8535juga memiliki memori EEPROM
8 bit sebesar 512 byte yang digunakan untuk memori data program nonvolatile
2.2.5
Register
I/O dan Port I/O
ATmega8535 memiliki 64 byte register I/O (input atau output) yang dapat
diakses sebagai bagian dari memori RAM atau dapat juga diakses sebagai I/O.
Semua port keluarga AVR bersifat bit-directional (dua arah) pada saat
berfungsi sebagai port I/O digital. Bahkan setiap pin dapat dikonfigurasikan baik sebagai
input maupun output secara individu tanpa mempengaruhi pin-pin yang lain. Pengaturan
port I/O baik sebagai input maupun output otomatis akan diikuti dengan pengaturan
pull-up resistor internal.
Tiga alamat memori IO dialokasikan untuk mengatur konfigurasi setiap port I/O
yaitu:
1. Data Register (PORTx)
2. Data Direction Register (DDRx)
3. Port Input Pin (PINx)
Data Direction Register (DDRx) digunakan untuk mendefinisikan port sebagai
sebagai input. Data register (PORTx) digunakan untuk menyimpan data yang akan
ditulis/dikeluarkan ke port I/O pada saat dikonfigurasi sebagai output sedangkan Port Input
Pin (PINx) digunakan untuk menyimpan data yang terbaca dari port I/O pada saat
dikonfigurasi sebagai input. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1Konfigurasi Pengaturan Port I/O [2]
DDR bit = 1 DDR bit = 0
PORT bit = 1 Output ; High Input ; R pull-up PORT bit = 0 Output ; Low Input ; Floating
2.2.6
Timer
dan
Counter
Atmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter
8-bit dan 1 buah timer/counter 16-8-bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam
mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain
itu semua timer/counter dapat difungsikan sebagai sumber interupsi dan register tertentu
untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Masing-masing timer/counter ini memiliki
register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Tetapi ada 2
register yang digunakan secara bersama-sama, yaitu register TIMSK dan register TIFR.
2.2.6.1 Timer dan Counter Interrupt Mask Register (TIMSK)
Gambar 2.5Register TIMSK[2]
Bit 7 OCIE2 : Timer/Counter 2 Output Compare Match Interrupt Enabel OCIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Output Compare Match
Timer/Counter 2
Bit 6 – TOIE2 : Timer/Counter 2 Overflow Interrupt Enabel
TOIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 2
Bit 5 – TICIE1 : Timer/Counter 1 Capture Interrupt Enabel
TICIE1 diguakan untuk mengaktifkan interupsi input Capture Timer/Counter 1.
OCIE1A digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare A Match
Timer/Counter 1.
Bit 3 – OCIE1B : Timer/Counter 1 Output Compare B Match Interrupt Enable OCIE1B digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare B Match
Timer/Counter 1.
Bit 2 – TOIE1 : Timer/Counter 1 Overflow Interrupt Enabel
TOIE1 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 1
Bit 1 – OCIE0 : Timer/Counter 0 Output Compare Match Interrupt Enable
OCIE0 digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare Match
Timer/Counter 0.
Bit 0 – TOIE0 : Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enabel
TOIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 0.
2.2.6.2
Timer
dan
Counter Interrupt Flag Register
(
TIFR
)
Gambar 2.6Register TIFR[2]
TIFR merupakan register yang digunakan untuk mengetahui apakah terjadi
permintaan interupsitimet/counter atau tidak. Jika bernilai ‘1’ berarti terdapat permintaan
interupsi, dan jika layanan interupsi diaktifkan maka program akan melompat ke alamat
vektor interupsi yang sesuai.
Bit 7 – OCF2 : Timer/Counter 2 Output Compare Match Flag
OCF2 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output
Compare Match Timer/Counter 2.
Bit 6 – TOV2 : Timer/Counter 2 Overflow Flag
TOV2 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi
Overflow Timer/Counter 2.
Bit 5 – ICF1 : Timer/Counter 1 Input Capture Flag
ICF1 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Input
Capture Timer/Counter 1.
OCF1A adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output
Compare A Match Timer/Counter 1.
Bit 3 - OCF1B : Timer/Counter 1 Output Compare B Match Flag
OCF1B adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output
Compare B Match Timer/Counter 1.
Bit 2 – TOV1 : Timer/Counter 1 Overflow Flag
TOV1 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi
Overflow Timer/Counter 1.
Bit 1 – ICF0 : Timer/Counter 0 Input Capture Flag
ICF0 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Input
Capture Timer/Counter 0.
Bit 0 – TOV0 : Timer/Counter 0 Overflow Flag
TOV0 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi
Overflow Timer/Counter 0.
2.2.6.3
Timer
dan
Counter
0
Timer/Counter 0 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dapat berfungsi
sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi, pencacah
kejadian eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit interupsi output
compare match.
1) Mode 0
Berfungsi sebagai pencacah tunggal yang dapat mencacah dari 000 sampai
dengan 0FF. Mode ini disebut dengan mode normal.
2) Mode 1
Berfungsi sebagai phase correct PWM (PCP).
3) Mode 2
Berfungsi sebagai Clear Timer on Compare Match (CTC).
4) Mode 3
Berfungsi sebagai sebagai Fast PWM. Mode ini hampir sama dengan mode
2.2.6.3.1
Timer
dan
Counter
0 Control Register (TCCR0)
Gambar 2.7Register TCCR0[2]
Bit 6 – WGM00 : Waveform Generation Mode
WGM00 dan WGM01 bersama-sama digunakan untuk menentukan mode
pembangkitan runtun timer/counter 0 seperti terlihat pada tabel 2.2 berikut:
Tabel 2.2Mode Timer/Counter 0
Bit 2:0 – CS02:00 : Clock Select
CS02, CS01, dan CS00 berfungsi untuk mengatur skala sumber clock yang
digunakan oleh timer/counter 0 seperti terlihat pada tabel 2.3 berikut :
Tabel 2.3 Skala Clock Timer/Counter 0
Jika nilai clock Selwct (2:0) bernilai :
0 : sumber clock tidak terhubung ke timer/counter 0 sehingga timer/counter 0 tidak
1 : clock timer/counter 0 sama dengan frekuensi kristal yang digunakan (skala clock
1).
2 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/8 frekuensi kristal yang digunakan (skala
clock 8).
3 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/64 frekuensi kristal yang digunakan (skala
clock 64).
4 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/256 frekuensi kristal yang digunakan
(skala clock 256).
5 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/1024 frekuensi kristal yang digunakan
(skala clock 1024).
6 : clock timer/counter 0 berasal dari eksternal clock yang terhubung ke pin T0 dan
bekerja pada transisi turun (falling edge).
7 : clock timer/counter 0 berasal dari eksternal clock yang terhubung ke pin T0 dan
bekerja pada transisi naik (rising edge).
2.2.6.3.2
Timer
dan
Counter
Register 0 (TCNT0)
Gambar 2.8Register TCNT0[2]
Register TCNT0 berfungsi untuk menyimpan data cacahan timer/counter 0.
karena ukuran register TCNT0 hanya 8-bit, maka hanya dapat melakukan cacahan dari
0x00 – 0xFF atau 0 – 255.
Pengaturan interval waktu timer dapat dilakukan melalui persamaan 2.1 di
bawah.
TCNT
NT
Ttimer0 OSC* 256 0 * ...(2.1)
Dimana TOSC = periode osilator
N = Prescaler
2.2.6.4
Timer
dan
Counter
1
Timer/counter 1 merupakan modul timer/counter 16-bit yang dapat berfungsi
eksternal, dan sebagai pembangkit interupsi yang terdiri dari 4 sumber pemicu yaitu 1
interupsi overflow, 2 interupsi output compare match dan 1 interupsi input capture.
2.2.6.5
Timer
dan
Counter
2
Timer/counter 2 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dpat berfungsi
sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi, pencacah event
eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit interupsi output compare match.
Mode kerja timer/counter 2 sama persis dengan mode kerja timer/counter 0,
hanya saja pada timer/counter 2 memiliki satu fitur tambahan yaitu asynchronous mode.
Perbedaan antara synchronous dan asynchronous hanya terletak pada sumber clock saja.
Jika pada mode synchronous seperti yang digunakan pada timer/counter 0 dan
timer/counter 1 memiliki sumber clock yang berasal dari kristal yang terhubung melalui
pin XTAL1 dan XTAL2 maka pada mode asynchronous memiliki sumber clock eksternal
yang terhubung melalui pin TOSC1 dan TOSC2[3].
2.2.7 ADC (
Analog to Digital Converter
)
Atmega8535 memiliki resolusi ADC 10-bit dengan 8 channel input. Rangkaian
internal ADC memiliki catu daya tersendiri yaitu pin AVCC. Proses inisialisasi ADC
meliputi proses penentuan tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan.
Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register),
ADCSRA (ADC Control and Status Register A), dan SFIOR (Special Funcion IO
Register).
Data hasil konversi ADC dirumuskan sebagai berikut :
- Untuk resolusi 10 bit ADC x1024
Vref Vinput
…………(2.2)
- Untuk resolusi 8 bit ADC x256
Vref Vinput
…………(2.3)
1). ADMUX
ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi untuk menentukan tegangan
referensi ADC, format data output, dan saluran ADC yang digunakan. Konfigurasinya
REFS1 REFS0 ADLAR MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0
Gambar 2.9Register ADMUX[2]
Bit penyusunya dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. REFS[0-1] merupakan bit pengatur tegangan referensi ADC ATMega8535.
Memiliki nilai awal 00, sehingga referensi tegangan berasal dari pin AREF.
Detail nilai yang lain dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC[2]
REFS1 REFS0 Mode tegangan Referensi
0 0 Berasal dari pin AREF
0 1 Berasal dari pin AVCC
1 0 Tidak dipergunakan
1 1 Berasal dari tegangan referensi internal sebesar 2,56V
b. ADLAR merupakan bit pemilih mode data keluaran ADC. Bernilai awal 0
sehingga 2 bit tertinggi data hasil konversinya berada di register ADCH dan 8
bit sisanya berada di register ADCL, seperti gambar 2.10. Jika bernilai 1, maka
hasilnya seperti gambar 2.11.
ADCH
ADCL
Gambar 2.10Format Data ADC dengan ADLAR=0[1]
ADCH
ADCL
Gambar 2.11Format Data ADC dengan ADLAR=1[1]
c. MUX[0-4] merupakan bit pemilih saluran pembacaan ADC. Bernilai awal
00000. untuk mode single ended input. MUX[0-4] mempunyai nilai dari
00000-00111. Yang secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 2.5 mengenai
konfigurasi bit MUX.
- - - ADC9 ADC8 ADC7 ADC6 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2 ADC1 ADC0
Tabel 2.5 Tabel pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC[1]
MUX[4..0] Single Ended Input Pos Differential Input NegDifferential Input Gain
00000 ADC0
N/A
00001 ADC1
00010 ADC2
00011 ADC3
00100 ADC4
00101 ADC5
00110 ADC6
00111 ADC7
01000
N/A
ADC0 ADC0 10x
01001 ADC1 ADC0 10x
01010 ADC0 ADC0 200x
01011 ADC1 ADC0 200x
01100 ADC2 ADC2 10x
01101 ADC3 ADC2 10x
01110 ADC2 ADC2 200x
01111 ADC3 ADC2 200x
10000 ADC0 ADC1 1x
10001 ADC1 ADC1 1x
10010 ADC2 ADC1 1x
10011 ADC3 ADC1 1x
10100 ADC4 ADC1 1x
10101 ADC5 ADC1 1x
10110 ADC6 ADC1 1x
10111 ADC7 ADC1 1x
11000 ADC0 ADC2 1x
11001 ADC1 ADC2 1x
11010 ADC2 ADC2 1x
11011 ADC3 ADC2 1x
11100 ADC4 ADC2 1x
11101 ADC5 ADC2 1x
11110 1.22V (VBG)
N/A
11111 0V (GND)
2). ADCSRA
ADCSRA merupakan register 8 bit yang berfungsi melakukan manajemen
sinyal kontrol dan status dari ADC. Memiliki susunan gambar 2.12 dibawah ini
.
ADEN ADCS ADATE ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPS0
Gambar 2.12Register ADCSRA[2] Bit penyusunnya dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. ADEN merupakan bit pengatur aktivitas ADC. Bernilai awal 0. jika bernilai 1,
b. ADCS merupakan bit penanda mulainya konversi ADC. Bernilai awal 0,
selama konversi ADC akan bernilai1, sedangkan jika konversi telah selesai,
akan bernilai 0. awal konversi ADC setelah pengesetan bit ADCS untuk semua
mode membutuhkan waktu selama 25 siklus clock ADC.
c. ADATE merupakan bit pengatur aktivitas pisu otomatis operasi ADC. Bernilai
awal 0. Jika bernilai 1, maka operasi konversi ADC akan mulai pada saat
transisi positif dari sinyal picu yang dipilih. Pemilihan sinyal picu
menggunakan bit ADTS pada register SFIOR.
d. ADIF merupakan bit penanda akhir suatu konversi ADC. Bernilai awal 0. Jika
bernilai 1, maka konversi ADC pada suatu saluran telah selesai, dan data siap
diakses.
e. ADIE merupakan bit pengatur aktivasi interupsi yang berhubungan dengan
akhir konversi ADC. Bernilai awal 0, jika bernilai 1 dan jika sebuah konversi
ADC telah selesai, sebuah interupsi akan dieksekusi.
f. ADPS[2..0] merupakan bit pengatur clock ADC. Bernilai awal 000. detail nilai
bit dapat dilihat pada tabel 2.6.
Tabel 2.6Konfigurasi Clock ADC [2]
ADPS[2-0] Clock ADC
3). SFIOR
SFIOR merupakan register 8 bit yang mengatur sumber picu konversi ADC,
apakah dari picu eksternal atau dari picu internal. Susunannya seperti pada gambar 2.13.
SFIOR
Gambar 2.13Register SFIOR [1]
ADTS[0-2] merupakan bit pengatur picu eksternal operasi ADC. Hanya
berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Bernilai awal 000 sehingga
ADC bekerja pada mode free running. Detail nilai free running dapat dilihat pada tabel 2.7
[1]
Tabel 2.7Pemilihan Sumber PicuADC [1]
ADTS2 ADTS1 ADTS0 Sumber Pemicu
0 0 0 Free Running Mode
0 0 1 Analog Comparator
0 1 0 External Interupt Request 0
0 1 1 Timer/Counter0 Compare Match
1 0 0 Timer/Counter0 Overflow
1 0 1 Timer/Counter1 Compare Match B
1 1 0 Timer/Counter1 Overflow
1 1 1 Timer/Counter1 Capture Event
2.2.8
On-chip Osilator
ATtiny8535 dilengkapi dengan on-chip osilator yang dapat berosilasi dengan
hanya menghubungkan 3 buah komponen luar tambahan. Pin XTAL1 dan XTAL2 adalah
input dan output inverting amplifier. Untuk membangkitkan frekuensi osilasi yang
diinginkan dapat menggunakan kristal atau keramik resonator
ATtiny8535 dapat dihubungkan dengan kristal yang mampu menghasilkan
frekuensi osilasi sampai 16 MHz. Selain dihubungkan dengan kristal kedua pin tersebut
harus dihubungkan dengan kapasitor keramik antara 12pF sampai dengan 22pF ke ground.
Krist C1
C
Gambar 2.14 Koneksi Osilator[3]
2.2.9 Reset
Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada
mikrokontroler (mengembalikan keseluruhan sistem ke keadaan awal). Rangkaian reset
dapat dilihat pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Rangkaian RESET
Pada gambar 2.15 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler
akan mendapatkan logika rendah ‘0’. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan mendapatkan
logika tinggi ‘1’ dan akan mereset mikrokontoler.
Penentuan reset (PA2) dapat dilakukan dengan mengatur nilai resistor dan
kapasitornya. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan
kapasitor, sehingga waktu reset minimal yang dibutuhkan oleh mikrokontroler dapat
dipenuhi, rumusan waktu pengosongan kapasitor adalah:
C R
T ……….(2.4)
2.3 Sensor Temperatur (LM35)
LM35 ialah sensor temperatur dengan skala celcius yang paling banyak
digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya lumayan
LM35 ini, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output
yang dihasilkan.
Beberapa fitur yang terdapat dalam LM 35 adalah sebagai berikut [5]:
1. Beroperasi pada ° Celsius
2. Skala kenaikan Linear +10.0 mV/°C
3. Ketepatan 0.5°C (pada 25°C)
4. Bekerja pada −55° sampai +150°C
5. Bekerja mulai tegangan 4 sampai 30 volt
6. Penggunaan arus yang kurang dari 60 µA
7. Pemanasan diri yang rendah pada udara bebas yaitu 0.08°C
8. Keluaran impedansi yang rendah 0.1 W untuk beban 1 mA
Konfigurasi dari LM 35 sendiri dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.16 Bentuk fisik LM35
LM 35 berbentuk seperti transistor hitam kecil berkaki tiga. Masing-masing
kaki memiliki fungsi sebagai berikut :
1. Kaki paling kiri adalah kaki untuk memberi masukan atau VCC. Tegangan
VCC mempunyai jangkauan antara 4V s/d 30V.
2. Kaki bagian tengah adalah kaki output yaitu berupa keluaran tegangan
antara 0V s/d 1,5V. Keluaran tegangan ini berbanding lurus atau linier
dengan perubahan suhu dengan range +2ºC s/d 150ºC.
3.
Kaki paling kanan adalah kaki untuk ground.Untuk menggunakan LM35 dalam suatu sistem, cukup menyadap keluaran dari
pin Vout untuk dapat dihubungkan langsung ke ADC pada sistem yang dimaksud seperti
.Gambar 2.17 Rangkaian umum pengukur suhu[5]
2.4
Transistor Sebagai Saklar
Transistor sebagai saklar merupakan transistor yang dimanfaatkan dengan
melihat tegangan masukan sehingga terjadi perubahan yang mengakibatkan IB yang
berubah–ubah, maka perubahan ini mengakibatkan transistor menjadi aktif dan tidak aktif.
SehinggaIC menjadi mengikuti perubahan dari IB, dan mengakibatkan perubahan pula yang
sangat drastis.
Gambar 2.18 Rangkaian Transistor sebagai saklar
Perancangan perangkat keras diawali dengan penentuan arus pada kaki kolektor
transistor [6]. Arus pada kolektor ditentukan oleh:
B
C I
I ...(2.5)
Sedangkan arus basis dapat ditentukan dengan cara:
E B
BE IN B
R R
V V I
) 1
(
...(2.6)
Sedangkan arus emiter sendiri dapat ditentukan dengan cara:
B C
E I I
I ...(2.7)
Nilai arus IC dapat ditentukan dengan mengambil nilai dari arus dari komponen
yang dipakai.
C B
I
I ...(2.8)
Setelah mendapatkan nilai arus basis, maka nilai dari resistansi dari RB dapat
dicari,yaitu dengan.
B BE IN B I V V
R ...(2.9)
Dari persamaan loop maka dapat diketahui bahwa nilai resistansi RC adalah
sebesar.
0
C C LED CE
CC I R V V
V ………(2.10)
C CE LED CC C I V V V
R ………(2.11)
Dengan demikian untuk menentukan garis beban jika IC =0, maka diketahui
bahwa VCE (Sat), adalah.
VCE = VCC-VBEBAN ………(2.12)
Untuk itu maka nilai arus kolektor pada saat saturasi didapat dengan VCE = 0,
adalah. C LED CC C R V V
I ...(2.13)
Kuat arus ditentukan dengan mengatur nilaiRC, yaitu dengan persamaan:
Ic Vcc
Rc ………(2.14)
Berdasarkan arus kolektor dapat ditentukan arus basis jenuh, yaitu besar arus
basis yang menjadi batas kerja transistor.
Ic Vcc
IB_Saturasi ………(2.15)
Dalam hal ini transistor berfungsi sebagai saklar. Jika pada basis diberi arus
lebih besar dari arus basis jenuh, maka transistor akan berada dalam keadaan ON,
sebaliknya saat arus basis lebih kecil atau sama dengan arus basis jenuh maka transistor
akan OFF.
2.5 Dioda Memancarkan Cahaya (
Light Emitting Diode
)
Pada dioda yang diberi prategangan maju, elektron bebas melintasi
tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, elektron akan
memancarkan energi. Pada dioda-dioda biasa, energi ini keluar dalam bentuk panas. Tetapi
pada Light Emitting Diode (LED), energi memancar sebagai cahaya. LED telah
menggantikan lampu-lampu pijar dalam beberapa pemakaian karena tegangannya yang
rendah, umurnya yang panjang, dan switch mati-hidupnya yang cepat.
Gambar 2.19 memperlihatkan lambang skematis untuk LED. Arus LED dapat
dihitung sebagai berikut :
ILED =
R V VCC LED
………..(2.16)
Dengan ILED adalah arus yang melalui LED, Vcc adalah tegangan catu daya,
VLED adalah tegangan pada LED, dan R adalah resistansi yang diseri dengan LED.
mikrokontroler D1
LED R1
Gambar 2.19 Rangkaian LED
2.6
Relay
Relay adalah suatu komponen elektronika yang akan bekerja bila ada arus yang
melalui kumparannya [7]. Sebuah relay terdiri dari kumparan yang dililitkan pada inti besi
dan kontak-kontak penghubung. Apabila kumparan yang melilit inti besi dilalui arus listrik
maka akan menimbulkan induksi medan magnet, dan induksi ini akan menarik
kontak-kontak penghubung relay. Diagram relay ditunjukkan pada gambar 2.20 berikut ini.
Common
Kumparan
3
5 4 1
2
NC
NO
Gambar 2.20 Relay
Kontak penghubung relay terdiri dari dua bagian, yaitu :
1. Kontak NC (Normally Close)
Kontak penghubung dalam kondisi menutup atau terhubung bila relay
tidak mendapat masukan tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan
2. Kontak NO (Normally Open)
Kontak penghubung dalam kondisi terbuka bila relay tidak mendapat
tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada
kumparannya maka kontak penghubung menjadi tertutup.
2.7
Reed switch
Reed switch atau sering disebut relai buluh terdiri dari dua buah plat kontak
yang tertutup kedap udara (hermetis) pada tabung gelas yang diisi dengan gas pelindung
[4]. Pada saat magnet permanen didekatkan pada tabung, maka ujung-ujung tab kontak
akan saling menarik satu sama lain dan akan terjadi kontak.
Gambar 2.21 Bentuk Sebuah reed switch [4].
Karena magnet permanen digerakan lebih jauh, ujung-ujung tab kontak
dihilangkan kemagnetannya dan kembali pada posisi aslinya. Pada sistem kerjanya
menyerupai saklar yang diaktifkan oleh magnet. Reed switch dilindungi tabung agar bebas
dari kelembaban. Oleh karena itu kontak saklar dibuat tertutup agar kontak tidak
terpengaruh oleh debu, air, asap atau uap sehingga dapat dipakai lebih lama.
Pengaktif reed switch yang paling umum adalah mengunakan magnet permanen
namun dapat digunakan magnet induksi.
2.8
IC
Timer
(LM555)
Rangkaian timer (pewaktu) adalah rangkaian yang menghasilkan perubahan
keadaan output sesudah selang waktu yang ditentukan. Salah satu rangkaian terpadu (IC)
yang paling banyak digunakan sebagai timer adalah IC tipe 555. IC ini digunakan untuk
membuat tundaan waktu atau osilasi (Osilator) yang cukup akurat dari mikrodetik sampai
beberapa menit. Pada IC Timer 555, di dalamnya digabungkan sebuah osilator relaksasi,
Gambar 2.22 Rangkaian internal LM 555 [11].
Konfigurasi Pin dari LM 555 :
Pin 1 = Pin Ground
Pin 2 = Pin untuk eksternal trigger, diperlukan untuk rangkaian monostable dan
bistable pada LM 555.
Pin 3 = Pin Output
Pin 4 = Pin Reset yang berfungsi untuk mereset rangkaian Flip-Flop yang
terdapat di dalam LM 555.
Pin 5 = Pin Control Voltage, biasanya digunakan untuk mengontrol tegangan agar lebih stabil dengan dihubungkan ke kapasitor.
Pin 6 = Pin Threshold merupakan pin tempat masuknya tegangan kapasitor
yang digunakan untuk konfigurasi rangkaian astbale , monosatble dan
bistable.
Pin 7 = Pin Discharge merupakan pin tempat masuknya arus discharging dari
kapasitor ke ground yang melalui transistor yang terdapat di dalam LM 555.
Pin 8 = Pin Vcc merupakan pin input daya untuk LM555 agar bekerja.
Salah satu konfigurasi rangkaian pada LM555 adalah rangkaian astable.
Astable adalah rangkaian pembangkit sinyal yang keluarannya tidak stabil di dua state
(high dan lownya) dan terus berosilasi dari satu state ke state lainnya. Dalam hal ini tidak
diperlukan sinyal trigger luar untuk menghasilkan perubahan keadaan. Karena sifat osilasi
diantara dua keadaan ini, rangkaian astabil digunakan untuk menghasilkan gelombang segi
Gambar 2.23 Rangkaian astable LM 555 .
Gambar 2.24 Gelombang Keluaran Dari Rangkaian astable LM 555 [11].
Untuk menentukan besarnya periode saat waktu low (on) dan high (off) dapat
dilakukan berdasarkan pada persamaan (2.17), (2.18) dan (2.19) di bawah[10].
TH = 0,693 (R1+R2).C ………(2.17)
TL= 0.693R2C ………(2.18)
T=TH+TL ………(2.19)
Sedangkan untuk menghitung besarnya frekuensi dan duty cycle dapat dicari
R R
C f2
1 2
443 . 1
……… (2.20)
% 100 2 2
1 2
1
R R
R R
D ………..(2.21)
Untuk menentukan besarnya TH menggunakan persamaan (2.17) dan TL
menggunakan persamaan (2.18) hanya dapat dilakukan jika duty cycle yang diinginkan
lebih dari 50%. Jika duty cycle (persamaan (2.21) yang diinginkan kurang dari atau sama
dengan 50%, maka R2 diparalel dengan sebuah dioda [10] seperti pada gambar 2.23 dan
persamaan yang digunakan adalah persamaan (2.22) dan (2.23).
TH = R1.C ………...(2.22)
TL = R2.C ………(2.23)
TL = periode keluaran low
TH = periode keluaran high
R1 dan R2 = hambatan
C = kapasitor
PERANCANGAN ALAT
Car Immobilizer dengan RFID adalah sebuah sistem keamanan pada mobil
yang menggunakan teknologi RFID (Radio Frequency IDentification). Dengan teknologi
RFID, user atau pengguna mobil dapat dengan lebih mudah mengaktifkan atau
mengnonaktifkan sistem keamanan mobil tanpa perlu menggunakan keyless seperti sistem
keamanan mobil pada umumnya. RFID dilengkapi dengan tag yang dapat diisi dengan data
melalui reader [1].
Car immobilizer dengan RFID terdiri dari tiga bagian, dimana setiap bagian
mempunyai fungsi dan tugas yang berbeda, yaitu sebagai pengendali sensor utama, pengisi
data tag, dan pembaca data tag. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.1 yang
menunjukkan diagram blok car immobilizer dengan RFIDsecara keseluruhan.
S e n s o r m e s in m o b il
S e n s o r s is t e m k e a m an a n m o bil
O u t pu t s is t e m k e a m a n a n m ob il
M ik ro k o n t ro le r T a g
K o m pu t e r
R S 2 3 2
R e a d e r B a s e S t a t io n
Gambar 3.1Diagram blok Car Immobilizer Dengan RFID
Rancangan “Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis
ATMEGA8535” merupakan implementasi sistem keamanan atau car immobilizer dari
salah satu produk mobil di Indonesia. Hasil sensing pada sensor keamanan mobil akan
diproses untuk menghasilkan keluaran pada sistem keamanan mobil, dan hasil sensing
pada sensor mesin mobil akan disimpan pada memori mokrokontroler yang kemudian akan
diproses pada bagian pengisi data tag. Gambar diagram blok dan plan “Pengendali Utama
Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535” dapat dilihat pada gambar 3.2
Gambar 3.2 Diagram blok Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis
ATMEGA8535
Gambar 3.3 Plan Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis
ATMEGA8535
3.1
Perancangan Perangkat Keras
3.1.1
Reset
Eksternal
Reset digunakan untuk mengembalikan keseluruhan sistem ke keadaan awal.
Rangkaian reset mikrokontroler ATmega8535 dikonfigurasi seperti gambar 3.3. Pin reset
dihubungkan dengan saklar tekan, sebuah hambatan dan kapasitor. Reset ini akan aktif bila
pin RST diberi logika lowselama 2 µs. Bila tombol reset tidak ditekan maka pin RST akan
mendapat masukan logika high, sehingga sistem akan bekerja normal. Resistor dan
kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan kapasitor, sehingga waktu
reset minimal 2 µs dapat dipenuhi, rumusan waktu pengosongan kapasitor yang digunakan
C R
T
Pada perancangan dipilih waktu pengosongan sebesar 100 ms dengan asumsi
waktu reset telah memenuhi, bila nilai R dipilih 10 kΩ, maka nilai C adalah
C 10.000 1
, 0
C = 10 µF
Saat tombol pushbutton ditekan, reset akan bekerja manual dan menyebabkan
pin reset berlogika low. Namun saat tombol dilepaskan, pin reset akan berlogika high.
C
SW RESET
R VCC
Gambar 3.4 Rangkaian reset eksternal.
3.1.2
Osilator
Osilator on-chip digunakan sebagai sumber detak (clock) untuk mikrokontroler.
Penentuan Osilator yang digunakan dapat berpengaruh dalam penggunaan baud rate untuk
kecepatan pengiriman data dalam komunikasi serial. Rangkaian osilator ini terdiri dari dua
kapasitor dan sebuah kristal seperti yang ada tampak pada gambar 3.4. Dalam perancangan
ini resonator kristal yang digunakan adalah kristal 4 MHz yang dapat memberikan instruksi
cycle time (waktu 1 siklus) se
![Gambar 2.2 Tag RFID [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1688280.2077641/25.612.227.400.342.461/gambar-tag-rfid.webp)
![Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535[1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1688280.2077641/27.612.228.383.71.211/gambar-konfigurasi-pin-atmega.webp)
![Gambar 2.4 (a) Peta Data Memory; (b) Peta Memory Program[1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1688280.2077641/28.612.138.465.68.319/gambar-a-peta-data-memory-peta-memory-program.webp)
![Tabel 2.6 Konfigurasi Clock ADC [2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1688280.2077641/37.612.245.384.408.674/tabel-konfigurasi-clock-adc.webp)
