PEMBUATAN PROTOTYPE KONVEYOR YANG DIGUNAKAN SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK MASUK OTOMATIS
BERBASIS ATMEGA 8 DENGAN TAMPILAN PC
TUGAS AKHIR
RETNO WULAN 152408023
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PEMBUATAN PROTOTYPE KONVEYOR YANG DIGUNAKAN SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK MASUK OTOMATIS
BERBASIS ATMEGA 8 DENGAN TAMPILAN PC
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
RETNO WULAN 152408023
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
ii
PEMBUATAN PROTOTYPE KONVEYOR YANG DIGUNAKAN SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK MASUK OTOMATIS BERBASIS ATMEGA 8
DENGAN TAMPILAN PC
ABSTRAK
Telah dirancang pembuatan prototype konveyor yang digunaka sebagai Penghitung Produk Masuk Otomatis berbasis atmega 8 dengan tampilan PC. Alat ini dirancang menggunakan sensor photodiode, dan infrared sebagai sensor yang mendeteksi produk. Untuk menjalankan produk alat ini dirancang dengan tambahan motor DC dengan torsi besar. Alat ini dapat bekerja secara otomatis karena dikendalikan oleh mikrokontroller ATmega 8. Sistem penghitung jumlah barang terdiri dari sebuah konveyor dengan motor DC sebagai penggerak konveyor. Pendeteksian barang memanfaatkan teknologi mikrokontroler, sensor infra red, photodioda, dan LCD.
Ketika barang dideteksi maka sensor ultrasonik akan melakukan pengambilan data.
Data yang diambil akan dikirim ke mikrokontroller dan ditampilkan ke LCD. Secara keseluruhan sistem ini terdiri dari perancangan sensor barang, pengendali barang konveyor, dan catu daya. Tahapan uji coba alat ini meliput, uji rangkaian sensor, uji coba rangkaian motor DC, dan uji coba alat penghitung barang otomatis. Hasil pengujian menunjukan rancang bangun alat sudah dapat bekerja dengan baik dalam melakukan proses perhitungan jumlah barang.
Kata Kunci: Sistem kendali, ATmega 8, conveyor , Motor DC, LCD
DEVELOPMENT OF CONVEYOR PROTOTYPE USED AS A PRODUCT SIGNIFICANT SIGN IN BASED ATMEGA 8 WITH PC DISPLAY
ABSTRACT
It has been designed to manufacture conveyor prototype which is used as Automatic Input Product Counter based on atmega 8 with PC display. It is designed using a photodiode sensor, and infrared as the sensor that detects the product. To run the product the tool is designed with additional DC motors with great torque. This tool can work automatically because it is controlled by microcontroller ATmega 8.
Counting system of goods quantity consist of a conveyor with DC motor as conveyor drive. Detection of goods utilizing microcontroller technology, infra red sensors, photodiode, and LCD. When the goods are detected the ultrasonic sensor will perform data retrieval. The captured data will be sent to the microcontroller and displayed to the LCD. Overall this system consists of designing goods sensors, controllers, conveyors, and power supplies. The testing stages of this tool include, sensor circuit tests, DC motor circuit trials, and automatic goods counter test. The test results show the design of the tool has been able to work well in the process of calculating the quantity of goods.
Keyword: control system, ATmega 8, conveyor, DC Motor, LCD
iv
PENGHARGAAN
Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat waktu yang sesuai dengan instruksi dan peraturan yang berlaku di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada Nabi Muhammad SAW, semoga mendapat safa’at diakhir kelak.
Dalam penyusunan dan penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih dan penghargaan kepada:
1. Ayah dan Mama tercinta yang senantiasa memberikan dukungan do’a, moril dan material serta bimbingan yang sangat membantu penulis.
2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Dr. Nursahara Paribu, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng, Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Awan Maghfirah,S.Si,.M.Si selaku Dosen Pembimbing penulis, yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
6. Seluruh Staff Pengajar / Pegawai program studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7. Kakanda Juliani dan Juliana yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Teman-teman seperjuangan D-3 Fisika yang memberikan bantuan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
9. Semua pihak yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.
Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari pembaca.
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini tidak hanya sebagai tanggung jawab perkuliahan saja namun dapat bermanfaat juga bagi pihak-pihak yang berkepentingan.
Medan, 04 Juli 2018
Penulis
vi DAFTAR ISI
PERSETUJUAN i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Proyek 2
1.5 Manfaat Proyek 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor Photodioda 3
2.2 Atmega 8 5
2.3 Motor DC 6
2.4 Conveyor 7
2.5 PLC (Programmablle Logic Controller) 8
2.6 Saklar 9
2.7 Daya (Power) 10
2.8 Mikrokontroller Arduino Uno 11
2.9 Komunikasi 13
2.10 Programming 13
2.11 Karakteristik Fisik 14
2.12 Sensor 14
2.13 Liquid Crystal Display (LCD) 14
2.14 Konfigurasi LCD 2 x 16 15
2.15 Prinsip Kerja LCD 15
2.16 Light Emitting Diode (LED) 16
2.17 Resistor 17
2.18 Adaptor 18
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 PERANCANGAN SISTEM 20
3.2 Blok Diagram 20
3.3 Rangkaian Mikrokontroller Atmega 8 21
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 8 27
4.2 Pengujian Rangkaian LCD 27
4.3 Pengujian Photo Dioda 28
4.4 Pengujian Driver Motor 28
4.5 Pengujian reset (return 0) 29
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 30
5.2 Saran 30
DAFTAR PUSTAKA 31
LAMPIRAN
3.4 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 22
3.5 Rangkaian Infrared 22
3.6 Rangkaian Photodioda 23
3.7 Rangkaian Riset 24
3.8 Rangkaian Power Supply 24
3.9 Rangkaian Driver Motor dan motor 25
3.10 Flowchart Sitem 26
viii
DAFTAR TABEL
NOMOR
TABEL JUDUL HALAMAN
Tabel 2.1 Deskripsi Arduino 12
Tabel 2.2 Konfigurasi LCD 15
DAFTAR GAMBAR
NOMOR
GAMBAR JUDUL HALAMAN
Gambar 2.1 Sensor Photodioda 4
Gambar 2.2 Atmega 8 5
Gambar 2.3 PDIP 6
Gambar 2.4 Saklar 10
Gambar 2.5 Arduino Uno 11
Gambar 2.6 LCD 2x16 14
Gambar 2.7 Light Emetiting Dioda (LED) 17
Gambar 2.8 Resistor 17
Gambar 3.1 Blok Diagram 20
Gambar 3.2 Rangkaian sistem Minimum Mikrokontroler ATMEGA 8 21
Gambar 3.3 Rangkaian LCD 22
Gambar 3.4 Rangkaian Infrared 22
Gambar 3.5 Rangkaian Photo diode 23
Gambar 3.6 Rangkaian Riset 24
Gambar 3.7 Rangkaian Power Suppy (PSA) 24
Gambar 3.8 Rangkaian Driver motor dan motor 25
Gambar 3.9 Flowchart 26
x
DAFTAR LAMPIRAN
NOMOR
LAMPIRAN JUDUL
Lampiran 1 Program Penghitung Produk Lampiran 2 Datasheet Atmega 8
Lampiran 3 Datasheet Photo dioda Lampiran 4 Datasheet Arduino Uno Lampiran 5 Gambar Rangkaian Penuh
1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mesin penghitung barang digunakan untuk melakukan penghitungan sederhana seperti menambah, mengurang, mengali dan membagi serta membedakan besar kecil pada barang. Mesin penghitung barang banyak digunakan pada proses packaging produk. Proses packaging yang terdapat pengelompokkan dan perhitungan barang dengan item barang yang masuk dan keluar, membutuhkan sebuah mesin penghitung barang yang dapat dan menghitung sesuai dengan pengelompokkan barang yang masuk dan keluar. Mesin serupa pernah di buat pada sebuah karya dengan judul Rancang bangun alat pemilah dan penghitung barang dengan menggunakan laser berbasis mikrokontroler. Pada karya tersebut “Proses kerja alat adalah pertama menekan tombol ON-OFF pada rangkaian minsys ATMEGA 8 dan motor DC.
Kemudian terjadi setting atau cek untuk menghitung jumlah barang yang masuk dan keluar setelah cek latar, menaruh benda hitam/putih untuk konveyor yang berjalan yang melewati sensor pendekteksi ukuran dan jumlah. Maka akan secara otomatis sensor lanser dan sensor warna dapat membedakan warna dapat membedakan warna hitam dan putih dengan menggunakan rangakainmikrokontroler. Bila benda kecildan besar itu terdeteksi oleh sensor photodiode maka pada tampilan komputer akan muncul.
Tugas Akhir ini akan menambahkan beberapa barang yang dideteksi adalah jumlah barang yang masuk dan juga keluar. Pemilihan barang / objek menggunakan servo dengan sistem sehingga lebih efisien dalam torque dan ruang. Peletakkan sensor warna pada sebuah tempat yang terlindung, sehingga meminimalisir gangguan cahaya dari luar sistem. Mesin penghitung barang yang dapat melakukan perhitungan sesuai dengan item warna memiliki komponen inti seperti sensor, prosessor dan juga aktuator. Sensor memiliki kemampuan untuk memilah warna sehingga dapat dijadikan acuan yang tepat untuk dihitung. Processor memiliki kemampuan untuk mengimplementasikan semua proses yang diharapkan. Proses tersebut adalah menerjemahkan data input dari sensor berupa data ADC, melakukan proses perhitungan, membangkitkan data PWM untuk mengendalikan aktuator dan juga
2
menampilkan data hasil perhitungan pada display. Atmega 8 memiliki fitur, jumlah port dan memori penyimpanan yang besar sehingga Atmega 8 sesuai dengan kebutuhan tersebut.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis mengajukan tugas akhir dengan judul
“Pembuatan Prototype Konveyor yang digunaka sebagai Penghitung Produk Masuk Otomatis berbasis Atmega 8 dengan tampilan PC”.
1.1 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang di atas,maka perumusan masalahnya adalah sebagaiberikut :
1. Bagaimana cara membuat pembuatan prototype konveyor yang digunakansebagai Penghitung produk Masuk Otomatis berbasis atmega 8 dengan tampilan PC.
2. Bagaimana mendeteksi objek barang yang dan keluar dengan menggunakan sesnsor photodioda
1.2 Batasan Masalah
1. Tidak membahas karakterikstik sensor 2 Tidak membahas sistemika penulisan.
1.4 Tujuan Akhir
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Merancang dan membangun rangkaian sensor untuk proses untuk penghitungan sehingga sensor dapat mendeteksi jumlah buah sesuai program.
2. Merancang dan membangun konveyor agar dapat bekerja dengan benar pada sensor mendeteksi jumlah buah sesuai dengan program.
3. Merancang posisi motor pada konveyor agar bekerja secara maksimal dan tidak merusak motor
1.5 Manfaat Akhir
Manfaatnya adalah untuk memudahkan pekerja dalam menghitung masuk dan keluarnya produk di suatu perusahaan.
3
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor Photodioda
Sensor photodioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor. Photodioda akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.Sensor yang dapat digunakan untuk pembuatan alatpemilah dan penghitung barang adalah photodiode.Supaya dapat digunakan sebagai sensor, makaphotodiode dibias reverse.
Cara kerja dari photodiode,resistansinya berubah-ubah sesuai dengan intensitascahaya yang diterima olehnya, karena sebenarnya suatuphoton dapat mendorong elektron bebas untukmenyebrangi persambungan pn junction, danmenyebabkan arus untuk mengalir.
Photodiode, dapat disebut sebagai salah satu darikomponen sensor. Sensor yaitu suatu komponen yangdigunakan untuk mengubah suatu besaran fisika kedalambentuk sinyal listrik, di mana sensor itu merupakanbagian dari tranducer.
Photodioda adalah diode sambungan p-n yang secara khusus dirancang untukmendeteksi cahaya dan terdapat lapisan intrinsik antaralapisan p dan n. Piranti yang memiliki lapisan intrinsic disebut pin atau pin photodhioda. Photodioda dirancangberoperasi pada mode bias mundur. Arus bocor bias mundur meningkat dengan peningkatan level cahaya.Pada LED ata laser, anak panah menunjuk ke luar,sementara pada photodiode, anak panah menunjuk kedalam, itu artinya photodiode menerima cahaya, danresistansinya berubah-ubah sesuai dengan intensitascahaya yang diterima olehnya, karena sebenarnya suatuphoton dapat mendorong elektron bebas untukmenyebrangi persambungan pn junction,
4
danmenyebabkan arus untuk mengalir.Cahaya diserap di daerah penyambungan atau daerahintrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole yangmengalami perubahan karakteristik elektris ketika energy cahaya melepaskan pembawa muatan dalam bahan itu,sehingga menyebabkan perubahan konduktifitas. Hal inimenyebabkan photodioda menghasilkan tegangan/aruslistrik jika terkena cahaya. Dalam teknologi laser, cahaya yang koherenmenunjukkan suatu sumber cahaya yang memancarkanpanjang gelombang yang diidentifikasi dari frekuensiyang sama, beda fase yang konstandan polarisasinya.Selanjutnya untuk menghasilkan sebuah cahaya yangkoheren dari medium lasing adalah dengan mengontrolkemurnian, ukuran, dan bentuknya.dari medium lasing adalah dengan mengontrolkemurnian, ukuran, dan bentuknya. Keluaran yangberkelanjutan dari laser dengan amplituda-konstan(dikenal sebagai CW atau gelombang berkelanjutan),atau detak, adalah dengan menggunakan teknik Qswitching,modelocking, atau gain-switching.Photodioda bekerjaberdasarkan intensitas cahaya. Jika photodioda terkenacahaya maka photodioda bekerja seperti dioda padaumumnya tetapi jika tidak mendapat cahaya makaphotodioda akan berperan seperti resistor dengan nilaitahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapatmengalir.Photodioda merupakan salah satu jenis dioda yang mempunyai fungsi khusus, yaitu sebagai komponen Optoelektronik. Optoelektronik adalah teknologi yangmengkombinasikan optik dan elektronik. Aplikasi Photodioda adalah sensor cahaya yang termasuk kategori sensor cahaya photo conductive yaitu sensor cahaya yang akan mengubah perubahan intensitas cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada terminal sensor tersebut. Dioda photo merupakan sensor cahaya yang akan mengalirkan arus listrik satu arah saja dimana akan menglirkan arus listrik dari kaki anoda ke kaki katoda pada saat menerima intensitas cahaya. Dan dibawah ini adalah gambar photodiode. (Eko Putra Agfianto,2002)
Gambar 2.1 Sensor Photodioda 2.2 Atmega 8
5
ATMega8 adalah low power mikrokontroler 8 bit dengan arsitektur RISC.
Mikrokontroler ini dapat mengeksekusi perintah dalam satu periode clock untuk setiap instruksi. Mikrokontroler ini diproduksi oleh atmel dari seri AVR. Beberapa fitur yang dimiliki ATMega8 adalah 8 kbyte flash program, 512 kbyte EEPROM, 1 kbyte SRAM, 2 timer 8 bit dan 1 timer 16 bit, analog to digital converter, USART, Analog comparator, dan two wire interface (12C). Terdapat dua jenis package di ATMega8 yaitu DIP package dan TQFP package yang lebih dikenal dengan SMD (Surface Mount Device). Untuk jenis DIP package sangan mudah dalam mounting ke PCB, sedangkan TQFP package akan mendapatkan kesulitan selama penyolderannya sehinggabagi pemula disarankan untuk menggunakan DIP package. (Bejo A,2008)
Gambar 2.2 Atmega8
Mikrokontroler ATMega8 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8bit.
Beberapa tipe mikrokontroler yang “berkeluarga” sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATmega328, dll. Yang membedakan antara mikrokontroler yang saya sebutkan tadi antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega8 memiliki ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler yang saya sebutkan diatas. Namun untuk segi memori dan periperial lainnya ATMega8 tidak kalah dengan yang lainnya karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32. Adapun keunggulan dari mikrokontroler adalahadanya sistem interrupt. Sebagai perangkat control penyesuaian, mikrokontroler sering disebut jugamenaikkan respon
semangat eksternal (interrupt)
diwaktu yang nyata. Perangkat tersebut harusmelakukan hubungan switching yang cepat, menunda satu proses ketika adanya respon eksekusiyang lain. Fungsi Pinout IC mikrokontroler ATMega8 yang berpackage DIPdapat dilihatdi bawah ini.
6
Gambar 2.3 PDIP
Seperti yang kita lihat ATMega8 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperial lainnya.
1) PORTB: merupakan jalur data 8bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
2) PORTC:merupakan jalur data 7bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.
3) PORTD: merupakan jalur data 8bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti PORTB dan PORTC, PORTD juga memiliki fungsi alternatif seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
2.3 Motor DC
Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Kebanyakan motor listrik beroperasi melalui interaksi medan magnet dan konduktor pembawa arus untuk menghasilkan kekuatan, meskipun motor elektrostatik menggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya, menghasilkan energi listrik dari energi mekanik, yang dilakukan oleh generator seperti alternator, atau dinamo.
Banyak jenis motor listrik dapat dijalankan sebagai generator, dan sebaliknya.
Misalnya generator / starter untuk turbin gas, atau motor traksi yang digunakan untuk kendaraan, sering melakukan kedua tugas. motor listrik dan generator yang sering disebut sebagai mesin-mesin listrik. Motor listrik DC (arus searah) merupakan salah
7
satu dari motor DC. Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC.
Untuk membedakan sebagai generator atau motor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DC alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC.
Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran.
Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC. Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika tejadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik.
Pembuatan alat penghitung alat otomatis menggunakan motor jenis shunt.
Motor shunt pada tegangan tetap, memiliki kecepatan konnstan walaupun terjadi perubahan beban. Perubahan kecepatan hanya 10% terhadap kecepatan penuh. Motor jenis ini menggunakan motor wiper merupakan sebuah motor DC magnet permanen.
Motor DC magnet permanen adalah motor yang fluks magnet utamanya dihasilkan oleh magnet permanen. (Drs Daryanto,2008)
2.4Konveyor
Konveyor merupakan alat pembawa barang atau sering disebut dengan ban berjalan. Konveyor lazim digunakan dalam dunia industri, fungsi Konveyor adalah sebagai sarana transportasi barang dari satu proses menuju proses lainnya. Sistem Konveyor digunakan apabila kita ingin memindahkan suatu material dalam jumlah yang banyak dari satu tempat ke tempat lain yang melewati suatu jalur,dimana perpindahan material yang terjadi yaitu secara kontinyu. Dalam system pemindahan stok barang ini, conveyor yang dibuat yaitu belt conveyor. (Setiawan Afrie,2006)
Namun perlulah kita ketahui bersama dalam lingkungan kita banyak sekali terdapat jenis Konveyor. Ada yang menggunakan jenis chain atau rantai yang mana biasanya Konveyor jenis ini digunakan untuk mengangkut beban-beban berat, selain itu ada juga yang menggunakan belt atau sabuk ini biasanya digunakan untuk beban yang ringan dan ada pula yang hanya menggunakan roller sederhana dimana roller- rollernya tidak ada penutupnya. Namun perlulah kita ketahui bersama dalam lingkungan kita banyak sekali terdapat jenis Konveyor. Ada yang menggunakan jenis chain atau rantai yang mana biasanya Konveyor jenis ini digunakan untuk
8
mengangkut beban-beban berat, selain itu ada juga yang menggunakan belt atau sabuk ini biasanya digunakan untuk beban yang ringan dan ada pula yang hanya menggunakan roller sederhana dimana roller-rollernya tidak ada penutupnya.(Catur Edi Widodo,2004)
2.5 PLC (Programmablle Logic Controller)
PLC adalah sebuah alat untuk menggantikan sederetan rangakaian relaydijumpain pada sistem control proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya proses penanganan bahan, prakitan otomatios dan lain-lain. Semakin kompleks proses yang harus ditangani, semakin penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses tersebut.
Sistem control Proses konvesional memiliki beberapa kelemahan antara lain : 1) Perlu kerja keras saat melakukan pengabelan
2) Kesulitan saat melakukan penggantian atau perubahan 3) Kesulitan dalam melakukan pelacakan kesalahan
Penggunaan PLC pada dunia industry saat menguntungkan dibanding menggunakan kendali konvesional. Kelebihan dan kekurangan PLC adalah sebagai berikut :
a. Kelebihan PLC
1. Mudah dalam memprogram, mengubah program dan deteksi koreksi kesalahan
2. Mudah dalam pemeliharaan dan perbaikan.
3. Handal dalam operasional, cepat dalam pengoperasian 4. Dokumentasi mudah
5. Lebih sederhana tidak banyak memakan tempat
6. Biaya total pada akhirnya dapat ditekan dibandingkan teknologi konvensional
b. Kelemahan PLC
9
1. Merupakan teknologi baru, sehingga dibutuhkan waktu untuk mengubah sistem dari konvensional yang ada kebentuk PLC
2. Keadaan lingkungan, untuk proses seperti lingkungan panas dan vibrasi yang tinggi penggunaanya kurang cocok karena dapat merusak PLC.
Bagian- bagian PLC Secara umum PLC, PLC terdiri dari dua komponen utama a. Central Processing Unit (CPU)
b. Sistem antar muka Input/output
Fungsi dari CPU adalah mengatur semua proses yang terjadi di PLC. Ada tiga komponen utama penyusun CPU yaitu :
1. Processor (CPU)
Fungsi processor (CPU) pada PLC adalah memberi perintah keseluruhan sistem, mengadakan proses dan mengontrol rangkaian operasi, menyimpan data dan instruksi.
2. Memori
Memori PLC berfungsi untuk menyimpan sistem operasi juga digunakan untuk menyimpan program yang harus dijalankan, dalam bentuk biner, hasil terjemahan diagram tangga yang dibuat oleh pengguna atau pemrogram. ATmega328 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written) dengan EEPROM library). (Putra Eko Afgianto,2002)
2.6Saklar
Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik.
Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan.
Cara Kerja Saklar ListrikPada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.
10
Gambar 2.4 Saklar
Saklar yang paling sering ditemukan adalah Saklar yang dioperasikan oleh tangan manusia dengan satu atau lebih pasang kontak listrik. Setiap pasangan kontak umumnya terdiri dari 2 keadaan atau disebut dengan “State”. Kedua keadaan tersebut diantaranya adalah Keadaan “Close” atau “Tutup” dan Keadaan “Open” atau
“Buka”. Close artinya terjadi sambungan aliran listrik sedangkan Open adalah terjadinya pemutusan aliran listrik.Berdasarkan dua keadaan tersebut, Saklar pada umumnya menggunakan istilah Normally Open (NO) untuk Saklar yang berada pada keadaan Terbuka (Open) pada kondisi awal. Ketika ditekan, Saklar yang Normally Open (NO) tersebut akan berubah menjadi keadaan Tertutup (Close) atau “ON”.
Sedangkan Normally Close (NC) adalah saklar yang berada pada keadaan Tertutup (Close) pada kondisi awal dan akan beralih ke keadaan Terbuka (Open) ketika ditekan.(http://e-belajarelektonika)
2.7Daya (Power)
Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal (non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor POWER. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V, kiranya pin 5 Volt mungkin mensuplai kecil dari 5 Volt dan board Arduino UNO bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:
VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini, atau jika penyuplaian tegangan melalui power jack, aksesnya melalui pin ini.
11
5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12). Penyuplaian tegangan melalui pin 5V atau 3,3V membypass regulator, dan dapat membahayakan board.
Hal itu tidak dianjurkan.
3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.
GND. Pin ground.
(http://ferballcompany.blogspot.com/2012/04/pir-sensor.html)
2.8Mikrokontroller Arduino Uno
Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.
Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.
Gambar 2.5 Arduino Uno
Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramannya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan ketika memprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial. Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital
12
input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program.
Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. Dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-16. Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. Deskripsi Arduio UNO:
(http://maxup01.blogspot.com/2011/12/cara-kerja-photodioda)
Tabel 2.1Deskripsi Arduino
2.9Komunikasi
Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi dengan sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya. Atmega 328 menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0
13
(RX) dan 1 (TX). Sebuah Atmega 16U2 pada channel board serial komunikasinya melalui USB dan muncul sebagai sebuah port virtual ke software pada komputer.
Firmware 16U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, pada Windows, sebuah file inf pasti dibutuhkan. Software Arduino mencakup sebuah serial monitor yang memungkinkan data tekstual terkirim ke dan dari board Arduino. LED RX dan TX pada board akan menyala ketika data sedang ditransmit melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB pada komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah Software Serial library memungkinkan untuk komunikasi serial pada beberapa pin digital UNO. Atmega328 juga mensupport komunikasi I2C (TWI) dan SPI.
2.10Programming
Arduino UNO dapat diprogram dengan software Arduino (download). Pilih
“Arduino Uno dari menu Tools > Board(termasuk mikrokontroler pada board).
ATmega328 pada Arduino Uno hadir dengan sebuah bootloader yang memungkinkan untuk mengupload kode baru ke ATmega328 tanpa menggunakan pemrogram hardware eksternal. ATmega328 berkomunikasi menggunakan protokol STK500 asli (referensi, file C header).(http://maxup01.blogspot.com/2011/12/cara- kerja-photodioda-pir.html)
Dapat membypass bootloader dan program mikrokontroler melalui kepala/header ICSP (In-Circuit Serial Programming.Sumber kode firmware ATmega16U2 (atau 8U2 pada board revisi 1 dan revisi 2) tersedia. ATmega16U2/8U2 diload dengan sebuah bootloader DFU, yang dapat diaktifkan dengan:
Pada board Revisi 1: Dengan menghubungkan jumper solder pada belakang board (dekat peta Italy) dan kemudian mereset 8U2
Pada board Revisi 2 atau setelahnya: Ada sebuah resistor yang menarik garis HWB 8U2/16U2 ke ground, dengan itu dapat lebih mudah untuk meletakkan ke dalam mode DFU. Dapat menggunakan software Atmel’s FLIP (Windows) .
2.11Karakteristik Fisik
Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya.
Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan
14
atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7dan 8 adalah 160 mil.
(0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lainnya.
2.12Sensor
Sensor pada dasarnya dapat dipandang sebagai sebuah perangkat atau deviceyang berfungsi mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik, sehingga keluarannya dapat diolah dengan rangkaian listrik atau sistem digital. Berdasarkan variabel yang diindranya, sensor dikatagorikan ke dalam dua jenis: sensor fisika dan sensor kimia. Sensor Fisika merupakan jenis sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum – hukum fisika, yaitu seperti sensor cahaya, suara, gaya, kecepatan, percepatan, maupun sensor suhu. Sedangkan jenis sensor kimia merupakan sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan jalan mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik dimana didalamnya dilibatkan beberapa reaksi kimia, seperti misalnya pada sensor pH, sensor oksigen, sensor ledakan, dan sensor gas.
2.13Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid crystal display adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer.
Gambar 2.6 LCD 2x16
LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah:
Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
Mempunyai 192 karakter tersimpan.
Terdapat karakter generator terprogram.
Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
Dilengkapi dengan back light.
2.14 Konfigurasi LCD 2 x 16
Tabel 2.2 Konfigurasi LCD
15
2.15Prinsip Kerja LCD
Cara kerja LCD adalahPada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.
Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu.
Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.
Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7-bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS
16
= 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
2.16 Light Emitting Diode (LED)
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LEDmerupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah diode. Strukturnya juga sama dengan diode, tetapi belakangan ditemukan bahwa electron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efesien jika mengeluarkan cahaya.
Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic, dan fospor. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak adalah warna merah, kuning, dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efesien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
Sebuah LED yang tipikal memiliki kemasan berbentuk kubah bulat yang terbuat dari bahan plastic, dengan pinggiran yang menonjol (rim) pada bagian bawah kubah. Terdapat dua buah kaki terminal di bagian bawah kubah. Biasanya, meskipun tidak selalu demikian, kaki katoda lebih pendek dari kaki anoda.
Cara lain untuk membedakan kaki katoda dengan kaki anoda adalah dengan memperhatikan bagian rim (apabila LED yang bersangkutan memang memilikinya).
Rim dibuat berbentuk datar pada sisi yang berdekatan dengan kaki katoda.
Gambar 2.7 Light Emitting Diode (LED)
17
Sebuah LED membutuhkan arus sekitar 20 mA untuk memancarkan cahaya dengan kecerahan maksimum, meskipun arus sekecil 5 mA masih dapat menghasilkan cahaya yang jelas tampak. Jatuh tegangan maju sebuah LED rata-rata adalah 1,5 V, sehingga pasokan tegangan 2 V dapat menyalakan sebagian besar LED dengan kecerahan maksimum. Dengan level-level tegangan yang lebih tinggi, LED dapat terbakar apabila tegangan maju yang diberikan melebihi 2 V. maka penting untuk menyambungkan resistor pembatas arus secara seri ke sebuah LED.
2.17Resistor
Konsep resistansi sebagai suatu yang melawan arus. Bentuk-bentuk resistor konvensional mengikuti suatu hukum garis lurus ketika tegangan diplot terhadap arus dan ini memungkinkan kita untuk menggunakan resistor sebagai suatu sarana untuk mengkonveksi arus menjadi jatuh tegangan dan sebaliknya. Karena itu resistor merupakan sarana untuk mengkontrol arus dan tegangan yang bekerja dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Resisor juga dapat berperan sebagai beban untuk mensimulasi keberadaan suatu rangkaian selama pengujian.
Gambar 2.8 Resistor
Tiga buah cincin warna dipergunakan untuk mengindikasikan nilai tahanan sebuah resistor. Cincin-cincin ini ditempatkan saling berdekatan disalah satu ujung badan resistor. Warna tiap-tiap cincin merepresentasikan sebuah bilangan. Membaca kode warna dari ujung resistor terdekat, warna-warna tersebut memiliki arti:
Cincin pertama adalah digit pertama dari nilai tahanan. Cincin kedua merupakan digit kedua dari nilai tahanan. Dan cincin ketiga merupakan faktor pengali (sebuah nilai pemangkatan bilangan 10, atau banyaknya angka nol dibelakang kedua digit pertama).
Spesifikasi-spesifikasi untuk suatu resistor umumnya meliputi nilai resistansi (dinyatakan dalam ohm (Ω), kilohm (kΩ) atau megaohm (MΩ)), nilai ketepatan atau tolerasnsi (dinyatakan sebagai penyimpangan maksimum yang diizinkan dari nilai
18
yang tertera), dan rating daya (yang harus sama dengan atau lebih besar daripada disipasi daya maksimumnya). Nilai yang tertera pada susatu resistor bukanlah resistansi eksaknya. Penyimpangan-penyimpangan kecil dalam nilai resistansi pasti selalu terjadi akibat adanya toleransi produksi. Resistor tersedia dalam beberapa seri yang nilai-nilainya merupakan kelipatan sepuluh, dimana jumlah nilai yang diberikan setiap seri ditentukan oleh toleransinya. Untuk mencakup kisaran nilai resistansi yang sepenuhnya menggunakana resistor yang bertoleransi ± 20%, harus menyediakan enam nilai dasar.
Rating daya resistor berkaitan dengan suhu operasi dan resistor akan mengalami penurunan rating pada suhu yang tinggi. Jika keandalan merupakan hal yang penting, resistor harus dioperasikan jauh dibawah nilai normal disipasi daya maksimumnya.
Resistor karbon dan resistor oksida logam umumnya ditera dengan kode-kode warna yang menunjukkan nilai dan toleransinya. Ada dua metode pengkodean warna yang umumnya digunakan. Yang satu adalah dengan menggunakan empat cincin warna dan yang lain menggunakan lima cincin warna.
2.18Adaptor
Adaptor merupakan alat atau jembatan untuk menyambungkan sumber tegangan DC. Tegangan DC ini dibutuhkan oleh berbagai macam rangkaian elektronik untuk dapat dioperasikan. Seperti halnya adaptor/ power supply yang digunakan pada hiasan lampu akrilik. Rangkaian inti dari adaptor/ power supply adalah suatu rangkaian penyearah yaitu rangkaian yang mengubah sinyal bolak-balik (AC) menjadi sinyal searah (DC).Proses pengubahan dimulai dari penye-arah oleh diode, penghalusan tegangan kerut (Ripple Viltage Filter) dengan menggunakan condensator dan pengaturan (regulasi) oleh rangkaian regulator. Pengaturan meliputi pengubahan tingkat tegangan atau arus. Pada teknik regulasi pada pembuatan adaptor, kita mengenal teknik regulasi daya linier dan teknik regulasi switching.Sistem rangkaian penyearah ada 4 fungsi dasar yaitu:
Tranformasi (travo) tegangan yang diperlukan untuk menurunkan tegangan yang diinginkan.
Rangkaian penyearah, rangkaian ini untuk mengubah tingkat tegangan arus bolak balik ke arus searah.
19
Filter (Condesator), merupakan rangkaian untuk memproses fluktuasi penyearah yang menghasilkan keluaran tegangan DC yang lebih rata.
Regulasi adalah parameter yang sangat penting pada adaptor dan regulator tegangan dengan bahan bervariasi.
Pada teknologi modern saat ini adaptor/ power supply rata-rata sudah tidak lagi menggunakan transformator step down, dimana tegangan AC diturunkan terlebih dahulu melalui sebuah transformator step down keluaran trafo diserahkan dengan diode dan diratakan dengan kapasitor elekronik (elco).
Adaptor/power supply umumnya menggunakan sistem switching, sinyal AC dari tegangan jala-jala listrik 220V disearahkan lebih dahulu ketegangan DC melalui sebuah rangkaian diode penyearah dan elco. Tegangan DC hasil penyearah.
20
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Perancangan Sistem
Pada tahap perancangan sistem akan dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu blok diagram, penentuan komponen yang digunakan dan perancangan rangkaian, dan flowchart.
3.2 Diagram Blok
Gambar 3.1 Blok Diagram Adapun fungsi-fungsi blok dari diagram blok sebagai berikut:
1. Infrared sebagai alat pendeteksi barang 2. Photo diode sebagai sensor
3. Reset sebagai kembali ke nol 4. Atmega 8 sebagai kontrol
5. Driver Motor sebagai penggerak motor 6. Motor sebagai pengerak konvir
Power Supply
LCD
Atmega 8 Infrared
Photo dioda
Reset
Driver
Motor Motor Konve
yor
21
7. Konveyor sebagai menjalankan produk 8. LCD sebagai menampilkan data
9. Power Supply sebagai sumber tegangan
3.3 Rangkaian Mikrokontroller Atmega 8
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMEGA8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. Port A.1, Port B.1 –Port B.4 digunakan sebagai data input basis transistor pada driver relay.
22
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 3.3 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Gambar 3.4. Rangkaian LCD
Dari gambar 3.3, rangkaian ini terhubung ke PB.1 - PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller Atmega8.
3.5 Rangkaian Infrared
Gambar 3.4 Rangakaian Infrared
23
Pada rangkaian infrared sama seperti seperti LED biasa hanya saja output cahayanya tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Untuk melihat cahaya LED inframerah, dapat menyalakannya dengan baterai dan menambahkan resistor.
Kemudian melihatnya menggunakan sebuah kamera ponsel. Dengan demikian akan terlihat pencahayaan pada layar. LED inframerah terkadang bening dan kadang berwarna hitam. Mereka beroperasi sama seperti LED merah dengan karakteristik yang sama drop tegangan sekitar 1.7 V.
Receiver inframerah (Rx) dapat terlihat persis seperti LED inframerah, tetapi led ini tidak memancarkan IR. Led ini mendeteteksi pencahayaan inframerah dan harus terhubung dengan cara yang benar dalam sebuah rangkaian. Resistansi yang sangat tinggi jika tidak menerima iluminasi IR dan resistansi menurun dengan meningkatkan iluminasi
3.6 Rangkaian Photo dioda
Gambar 3.5 Rangkaian Photo dioda
Pada rangkaian photo diode digunakan sebagai alat pendeteksi cahaya. Photo diode akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Komponen elektronika ini mampu mendeteksi bermacam-macam jenis cahaya yaitu mulai dari cahaya inframerah, cahaya tampak. Photo diode dapat digunakan mulai dari penghitung produk secara otomatis
Photo Dioda termasuk sensor cahaya yang bisa mengalirkan arus listrik dalam satu arah dari satu sisi kesisi lainnya ketika menyerap atau menangkap cahaya.
24
Semakin banyak yang diserap maka semakin banyak cahaya yang diserap maka semakin banyak arus yang mengalir. Photo diode ini juga bisa digunakan untuk mendeteksi pulsa cahaya dalam serat optic yang sensitive pada gerakan cahaya.
3.7 Rangkaian Riset
Gambar 3.6 Rangkaian Riset
Rangkaian Riset Digunakan untuk mereset counter penghitungan barang.
Switch ini langsung dihubungkan ke ground dan member nilai hight pada pin untuk mendetekteksi aktif Low pada pin.
3.8 Rangkaian Power Supply
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supplay (PSA) Gambar 3.7 menunjukkan rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua:
keluaran, yaitu 5 volt dan 3.3 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, termasuk ke mikro dan lcd. Rangkaian tersebut
25
berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian tersebut bermula dari tegangan AC dari PLN sebesar 220VAC masuk ke trafo.
Kemudian Trafo 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 (LM7805) 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 memasok arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. 53 Tegangan 3.3 volt DC langsung diambil dari keluaran dioda bridge penyearah. IC LM317 membutuhkan tegangan ±7.5 V dan arus ±100 mA. Untuk mendapatkan nilai Vout 3.3 dipakai resistor 200 Ω dan 300 Ω.
3.9 Rangakain Driver Motor dan motor
Pada rangkaian Driver Motor dan motor yang menggunakan IC driver L298 yang memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 46 Volt DC untuk satu kanalnya. Rangkaian driver motor DC dengan IC L298 diperlihatkan pada gambar III.5. Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran.
Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.
Gambar 3.8 Rangkaian Driver motor dan motor
26
3.10 Flowchart Sistem
Gambar 3.9 FLOWCHART Start
Imisialisasi
Jalankan Komputer
IF Produk = 1
1
Tampil LCD
IF Tombol=1
Start D = 0
P+1
27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkain Mikrokontroler ATMEGA 8
Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papanrangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh programdownloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenismikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8. Program pengujian mikrokontroller ATMEGA 8 adalah sebagai berikut:
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
4.2 Pengujian Rangkaian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yangberfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yangberfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentukalfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN,RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahuLCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data keLCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0”
dan set ( high ) padadua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akandituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akanmelakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum
28
pinRW selalu diberi logika low ( 0 )Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progamuntuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan kemikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagaiberikut:
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);
}
4.3 Pengujian Rangkaian Photo diode
Pada rangkaian ini menggunakan 1 buah sensor inframerah. 1 buah sensor photodioda diletakan pada jalur konveyor, jika ada produk yang melewati sensor maka tegangan output dari sensor akan naik mendekati 5 volt. Adapun programnya sebagi berikut:
void setup() { Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int photodioda = analogRead(A0);
Serial.println(photodioda);
delay(10);
}
4.4 Pengujian Rangkaian Driver Motor
Pada rangkaian ini terdapat sebuah IC L298 sebagai driver motor DC dan satu buah motor DC yang berfungsi menggerakkan konveyor yang akan mengeserkan produknya yang akan di hitung. Adapun programnya sebagai berikut:
int cw=10;
29
int ccw=11;
int pwm=9;
void setup() {
pinMode(cw,OUTPUT);
pinMode(ccw,OUTPUT);
pinMode(pwm,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(cw,HIGH);
digitalWrite(ccw,LOW);
analogWrite(pwm,100);
delay(1000);
digitalWrite(cw,LOW);
digitalWrite(ccw,HIGH);
analogWrite(pwm,100);
delay(1000);
}
4.5 Pengujian rangkaian reset (return 0)
Pengujian tombol reset ini dilakukukan agar mengetahui rangkaian dan program telah terhubung dengan benar untuk pengujian dapat memprogaram mikrokontroler dengan program sebagai berikut
#define reset A1 Int data;
void setup() { Serial.begin(9600);
pinMode(reset,INPUT);
digitalWrite(reset,HIGH);
}
void loop() {
data=digitalRead(reset);
Serial.println(reset);
delay(10);
30
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari perancangan dan pengujian alat penghitung produk dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Model alat penghitung otomatis ini dapat bekerja dengan baik, sensor dapat menghitung sesuai dengan program. Semua komponen bekerja dengan normal sesuai dengan funginya tetapi ada kesalahan mekanik yang masih perlu dibetulkan yaitu bak buah dan laker proses konveyor yang tidak berputar.
2. Motor pada konveyor barang/produk dan kotak menarik beban sangat besar sehingga membutuhkan arus yang besar karena laker penghubung poros dengan konveyor dengan motor tidak berputar.
5.2 Saran
Dari hasil Proyek ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut.Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran sebagai berikut:
1. Agar tempat penampungan Barang/produk dapat keluar dengan baik maka tempat buah dilengkapi dengan getaran (vibrator).
2. Agar motor tidak cepat panas maka sensor pada poros rol konveyor harus bekerja.
31
DAFTAR PUSTAKA
Bejo, A. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroller ATMega8535, Edisi I. Yogyakarta : Graha Ilmu
Catur Edi Widodo & Retna Prasetia. 2004. Teori dan Praktek Interfacing Port Serial Komputer dengan VisualBasic 6.0. Yogyakarta: Andi.
Daryanto, Drs. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta : Bumi aksara Eko Putra, Agfianto. 2002. Teknik Antarmuka Komputer Konsep dan Aplikasi.
Yogyakarta: Graha Ilmu
Putra eko afgianto.2002.Teknik Antar Muka Komputer: Konsep dan Aplikasi Yogyakarta: Graha ilmu.
Setiawan,Afrie.2006. 20 Aplikasi mikrokontroller ATMEGA8535 &
ATMEGA 16 menggunakan BASCOM -AVR . Yogyakarta: ANDI http://e-belajarelektronika.com/sensor-gerak-pir-passive-infra-red/
http://ferballcompany.blogspot.com/2012/04/pir-sensor.html
http://maxup01.blogspot.com/2011/12/cara-kerja-photodioda-pir.html http://ilmulistrik.com/atmega8-dependent-resistor.html
http://buletin.melsa.net.id/okt/1020/bahasa-c.htm
