SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA SOFTWARE
TUGAS AKHIR
FAJAR SYUHADA
112408009
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR
MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535 SECARA SOFTWARE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
FAJAR SYUHADA
112408009
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air
Menggunakan Sensor Ultrasonic dengan Sms Gatewayberbasis Atmega 8535
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Fajar Syuhada
Nomor Induk Mahasiswa : 112408009
Program Studi : Diploma 3 ( D-3) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Januari 2015
Disetujui Oleh
Prodi D-3 Fisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua,
PERNYATAAN
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS
GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 SECARA SOFTWARE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2015
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur bagi Tuhan yang Maha ESA yang telah melimpahkan
barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran
sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuia waktu yang
telah ditetapkan.
Tugas Proyek ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar
Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Proyek ini adalah
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA SOFTWARE
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Proyek ini dari Do’a, perhatian,
bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan
kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Kepada ibu saya telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan
do’a yang begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku dosen pembimbing, yang telah
banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
6. Seluruh teman terkhusus buat Afif Yum’naa T, Faturrahman, Devi Larasati dan
bg oki banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Tugas akhir
7. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Tugas proyek ini yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas proyek ini masih
jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca
yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan ini menjai ibaah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang
bermanfaat bagi pembaca.
Amin
Medan, Januari 2014
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA SOFTWARE
ABSTRAK
Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan Codevision AVR pada ATMega 8535 untuk mengolah data pengontrol kapasitas pada tangki menggunakan sensor ultrasonic. nilai kapasitas yang diolah pada mikrokontroler merupakan perubahan ketinggian air yang di deteksi dengan menggunakan sensor sensor ultrasonic.
Codevision AVR merupakan software untuk membuat program berbasis bahasa C yang kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler. Program yang di compile pada Codevision AVR, itulah yang di eksekusi oleh mikrokontroler.
Pada alat ini, program yang dibuat adalah untuk mengontrol kapasitas pada tangki mengGunakan sensor ultrasonic dan menginstruksikan mikrokontroler untuk mengirim pesan ke nomor yang sudah di berikan melalui modem wavecom dengan program yang dimasukkan.
SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA SOFTWARE
ABSTRACT
The purpose of making this thesis is to apply the CodeVision AVR ATMEGA 8535 to process the data controller in the capacity of the tank using ultrasonic sensors. capacity values are processed in the microcontroller is a change in the water level in the sensor detection using ultrasonic sensors
CodeVision AVR is a software to create a program based on the C language which is then inserted into the microcontroller. Programs that are compiled on CodeVision AVR, that is executed by the microcontroller
In this tool, a program created is to control the capacity of the tank using ultrasonic sensors and instruct the microcontroller to send a message to the number given by the modem wavecom with the program are included.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii Bab I Pendahuluan ……… 1
1.1. Latar Belakang ……… 1
1.2. Rumusan Masalah……… 2
1.3. Tujuan Penulisan ……… 2
1.4. Batasan Masalah ……… 3
1.5. Metodologi Penulisan ……… 3
1.6. Sistematika Penulisan ……… 4
Bab II Landasan Teori ……… 5
2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 ……… 5
2.1.1. Fitur ATMega8535 ……… 6
2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ……… 7
2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535 ……… 13
2.2. Modem GSM ……… 14
2.2.1. AT-Command……… 16
2.2.2. Short Message Service (SMS)……… 17
2.2.3. Database ……… 18
2.2.4. Microsoft Office Access ……… 18
2.3. LCD ……… 18
2.4. Sensor Ultrasonic ……… 23
2.5. Komunikasi serial ……… 26
2.5.1. Karakteristik Sinyal Port Serial……… 27
2.5.2. Port Komunikasi Serial……… 28
2.5.3. Koneksi Ke RS232 Port ………. 30
2.6. Bahasa Pemograman Mikrokontroler……… 33
2.7. Dasar Pemrograman ATMega8535 dengan Bahasa C ……… 34
2.7.1. Pendahuluan……….……… 34
2.7.2. Pengenal Pada Bahasa C………. 35
2.7.3. Tipe Data ……….…….…….… 36
2.7.4. Header……….…….…….……. 38
2.7.5. Operator Aritmatika……….…… 39
2.7.6. Operator Pembanding……….… 40
2.7.7. Operator Logika……….…….… 40
2.7.8. Operator Bitwise……….…….… 41
2.7.9. Operator Penugasan dan Operator Majemuk ……. 43
2.7.11.Pernyataan If dan If Bersarang……… 45
2.7.12.Pernyataan Switch ……….……. 46
2.7.13.Pernyataan While ……….…….…. 48
2.7.14.Pernyataan Do..While……….… 49
2.7.15.Pernyataan For ……….…….……. 49
2.8. Software ATMega8535 Editor dan Simulator……… 50
2.8.1. Software ATMega8535 Editor ……… 50
2.8.2. Software Downloader……….… 51
2.8.3. Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13r……….…….…….… 51
Bab III Perancangan Sistem ……… 53
3.1. Diagram Blok Sistem ……… 53
3.2. Rangkaian Power Supply ……… 54
3.3. Rangkaian Sensor ultrasonic ……… 54
3.4. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 ……… 56
3.5. Perancangan Perancangan Rangkaian LCD ……… 57
3.6. Rangkaian Wavecom fastrack……… 58
3.7.Flow Chart System ……… 58
Bab IV Hasil dan pengujian ……… 61
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply ……… 61
4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 61
4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ……… 63
4.4. Interfacing LCD 2x16 ……… 64
Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232 ……… 66
4.6. Program Code-Vision AVR……… 69
Bab V Penutup ……… 91
5.1. Kesimpulan……… 91
5.2. Saran ……… 92
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Penjelasan Pin pada Port B 9
Tabel 2.2 Penjelasan Pin pada Port D 10
Tabel 2.3 Tabel Set AT-Command 17
Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD 21
Tabel 2.5 Konfigurasi Pin LCD 21
Tabel 2.6 Konfigurasi LCD 22
Tabel 2.7 Fungsi Susunan Konektor DB9 29
Tabel 2.8 Koneksi Null Mode 31
Tabel 2.9 Tipe Data 36
Tabel 2.10 Operator Aritmatika 39
Tabel 2.11 Operator Pembanding 40
Tabel 2.12 Operator Logika 40
Tabel 2.13 Operator Bitwise 42
Tabel 2.14 Operator Penugasan 43
Tabel 2.15 Operator Majemuk 44
Tabel 2.16 Operator Penambahan dan Pengurangan 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP 8
Gambar 2.2Peta Memori Program 11
Gambar 2.3 Peta Memori Data 12
Gambar 2.4 EEPROM Data Memory 12
Gambar 2.5 Status Register ATMega 8535 13
Gambar 2.6 Modem Gsm Fastrack M1306b 16
Gambar 2.7 LCD 19
Gambar 2.8 Konfigurasi Pin LCD 20
Gambar 2.9 Sensor Ultrasonic 24
Gambar 2.10 Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan
Seven Segment 25
Gambar 2.11 Ilustrasi cara kerja sensor 26
Gambar 2.12. Skematik hubungan pin 26
Gambar 2.13 Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf “A”
Tanpa Bit Paritas 28
Gambar 2.14 Port DB9 Jantan 28
Gambar 2.15 Port DB9 Betina 28
Gambar 2.17 IC MAX232 31
Gambar 2.18 merupakan penggunaan ic max 232 dalam rangkaian
sebagai komunikasi serial. 33
Gambar 2.19 Tampilan Code Vision AVR 51
Gambar 2.20 Tampilan Ponyprog2000 51
Gambar 2.21 Tampilan software Eagle 4.13r 52
Gambar 3.1. Diagram Blok System 52
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA) 54
Gambar 3.3. Rangkaian Receiver ultrasonic 55
Gambar 3.4. Jarak antara Tx – Rx 55
Gambar 3.5. Keluaran Pulsa Ultrasonic 56
Gambar 3.6Rangkaian sistem minimum mikrokontroler
ATMEGA 8535 56
Gambar 3.7. Rangkaian LCD 58
Gambar 3.8. Rangkaian Modul GSM dengan Mikrokontroller 79
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong manusia untuk berusaha
mengatasi masalah yang timbul di sekitarnya dan meringankan pekerjaan yang sudah
ada. Penggunaan mikrokontroler sangat luas, tidak hanya untuk akuisi data melainkan
juga untuk pengendalian di pabrik – pabrik, kebutuhan peralatan kantor, peralatan rumah tangga, automobile, dan sebagainya.
Hal ini disebabkan karna mikrokontroler merupakan sistem mikroprosesor (yang
didalamnya terdapat CPU, ROM, RAM dan I/O) yang terpadu pada satu keping, selain itu komponennya (ATMega8535) murah dan mudah didapat di pasaran. Penulis merasa
bahwa perkembangan mikrokontroler perlu diketahui oleh semua orang yang
berkeinginan masuk dalam dunia elektronika.
Dalam kesempatan ini penulis mencoba membuat suatu alat menggunakan
mikrokontroler ATMega8535 untuk tugas akhir dengan beberapa aplikasi diantaranya
sensor jarak untuk mengendalikan putaran motor dc yang akan membuka dan menutup
tutup tempat sampah secara otomatis. Alasan utama pemilihan mikrokontroler AVR
sendiri karena merupakan generasi terbaru dari produk sebelumnya, yang mengalami penyempurnaan untuk mempermudah pengisian program.
Dengan menggunakan sistem ISP (In – system Programming). Selain itu jumlah
port paralel yang digunakan sebagai jalur masukan dan keluaran menjadi lebih banyak. Para desainer sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki kapabilitas
Selain itu teknologi saat ini juga merambah ke realitas kehidupan manusia, salah
satunya adalah pengembangan suatu sistem otomasi pada rumah. sistem otomasi rumah
sudah bukan hal umum ada di kalangan elite. Dengan berbagai fasilitas yang ada, sistem
otomasi rumah nantinya bisa memudahkan pemiliknya untuk menjaga dan memberikan
kenyamanan bagi setiap orang yang tinggal didalamnya. Fasilitas-fasilitas tersebut
didapat karena adanya beberapa piranti sensor yang nantinya dapat mendeteksi suatu
keadaan yang tidak sesuai dengan kriteria keadaan yang diharapkan yaitu nyaman, aman
dan efesien.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam merancang dan membuat Sistem Perancangan Pemantau Kapasitas Tangki Air Menggunakan Sensor Ultrasonic Dengan SMS Gateway Berbasis Mikrockontroler Atmega 8535 penulis akan membahas dan pengontrolan tangki air dari jarak jauh. Komponen yang di gunakan dalam perancangan akan di bahas
fungsinya secara umum dan karakteristik tidak di bahas.
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun Tujuan dari penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Memanfaatkan teknologi SMS untuk mengendalikan tong air.
2. Memanfaatkan ultarasonik sebagai sensor kapasitas.
3. Agar Lebih Mengerti tentang pengaplikasian Mikrokontroler dan sensor-sensor
dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam perencanaan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai berikut:
1. Rangakaian Mikrokontroller yang di gunakan adalah mikrokontroller
ATMega8535.
2. Modem GSM wavecome fastracke yang digunakan adalah M1306b yang
berguna sebagai SMS gateway (Media Pengirim dan penerima SMS)
3. Sensor yang di gunakan adalah Sensor ultrasonic sebagai pengukur kapasitas
4. Modem Wavecome tidak dapat melihat pulsa secara otomatis (tidak dapat
melakukan Dial ke nomor tertentu)
5. Tidak membahas mengenai komunikasi Mobile Phone
1.5. Metodologi Penulisan
Adapun metode penulisan yang digunakan dalam menyusun dan menganalisa tugas
akhir ini adalah:
1. Studi literatur yang berhubungan dengan perancanangan dan pembuatan alat ini.
2. Perencanaan dan pembuatan alat
Merencanakan peralatan yang telah dirancang baik software maupun hardware.
3. Pengujian alat
Peralatan yang telah dibuat kemudian diuji apakah telah sesuai yang telah
direncanakan.
1.6.Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:
Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
pembahasan, metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan laporan
proyek ini.
BAB II : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Dan bahasa program yang digunakan,
serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.
BAB V : PENUTUP
Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan
BAB 2
LANDASAN TEORI
Dalam bab ini penulis akan membahas tentang komponen- komponen yang di
gunakan dalam seluruh unit alat ini. Agar pembahasan tidak melebar dan menyimpang
dari topic utama laporan ini, maka setiap komponen hanya di bahas sesuai fungsi nya
pada masing- masing unit nya
2.1 Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroler merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi
dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memori), ROM (Read
Only Memori), Input dan Output, Timer/Counter, Serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi – aplikasi kontrol dan aplikasi serbaguna. Perangkat ini sering
digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. Read
Only Memori (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Memori penyimpanan program dinamakan sebagai memori program. Random Access
Memori (RAM) isinya akan langsung hilang ketika IC kehilangan catudaya yang dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk
menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan UART (Universal Asychronous
Receiver Transmitter) yaitu port serial komunikasi serial asinkron, USART (Universal
Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter) yaitu port yang
digunakan untuk komunikasi serial sinkron dan asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat dari UART, SPI (Serial Port Interface), SCI (Serial Communication
CAN (Control Area Network) merupakan standart pengkabelan SAE (Society of
Automatic Engineers).
Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secara luas pada dunia
industri. Banyak sekali penelitian atau proyek mahasiswa yang menggunakan berbagai
versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah.
Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hamper setiap peralatan elektronika
canggih. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi
dikemas dalam kode 16 bit (16 bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan instruksi CS51 yang membutuhkan siklus 12 clock.
AVR berteknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing), sedangkan seri
MCS51berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR
dikelompokkan menjadi beberapa kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega
dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah
memori, peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,
mereka bias dikatakan hamper sama.
2.1.1. Fitur ATMega8535
Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai
berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10.Port USART untuk komunikasi serial.
11.Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535
Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline
Package) dapat dilihat pada gambar xxxxxx. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pinyang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merukan pin Ground.
3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/outputdua arah dan pinmasukan
ADC.
4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/outputdua arah dan dan pin
fungsi khusus,
5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus,
6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus,
7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-resetmikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clockeksternal.
9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC.
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut :
1. Port A
Pin33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat
mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A
(DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit DDRA
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.
2. Port B
Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang disesuaikan sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port B juga memiliki fungsi-fungsi
alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:
Tabel 2.1 Penjelasan pin pada port B
Pin Keterangan
PB.7 SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB.6 VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB.5 VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB.4 SS (SPI Slave Select Input)
PB.3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC
(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB.2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)INT2 (External
Interrupt2 Input)
PB.1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
PB.0 T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART
External Clock Input/Output)
3. Port C
Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri
merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal
pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register
port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit
DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang disesuaikan sebagai
4. Port D
Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat
mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D
(DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang disesuaikan sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:
Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port D
Pin Keterangan
PD.0 RDX (UART input line)
PD.1 TDX (UART output line)
PD.2 INT0 (external interrupt 0 input)
PD.3 INT1 (external interrupt 1 input)
PD.4 OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)
PD.5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output)
PD.6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)
PD.7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)
2.1.3. Peta Memori ATMega 8535
ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk penyimpan data.
ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-Sistem Reprogrammable Flash Memory
untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memori dibagi menjadi
dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section
digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus
dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang
dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan
program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ.
Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah
aman.
Gambar 2.2 Peta Memori Program
2. Data Memori
Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register
File dan I/O Memori sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register
Gambar 2.3 Peta Memori Data
3. EEPROM Data Memori
ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan
data. Loaksinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control
register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000
sampai $1FF.
Gambar 2.4 EEPROM Data Memori
2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi
yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti
Gambar 2.5 Status Register ATMega 8535
1. Bit 7-I : Global Interrupt Enable
Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat
mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara meng-enable bit
kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila
terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan
mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI.
2. Bit 6-T : Bit Copy Storage
Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan dalam
operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T
menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.
3. Bit 5-H : half Carry Flag
4. Bit 4-S : Sigh Bit
Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V
(komplemen dua overflow).
5. Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag
Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.
6. Bit 2-N : Negative Flag
Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan di-set.
Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.
8. Bit 0-C : Carry Flag
Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set.
Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input
ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input
ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port. Logika port I/O dapat
berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah
keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk menghasilkan output high.
Perubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang menggunakan
register bantu.
2.2 Modem GSM
Modem adalah sebuah alat yang dapat membuat komputer terkoneksi dengan
internet melalui line telepon standar. Modem banyak digunakan komputer rumah dan
jaringan sederhana untuk dapat berkomunikasi dengan jutaan komputer lain dalam lalu
lintas internet. Kata Modem itu sendiri merupakan kependekan dari Modulator
Demodulator. Ini berarti Modem bekerja dengan cara mengubah informasi digital dari
komputer pengirim ke dalam bentuk sinyal analog yang ditransmisikan melaluli line
telepon.
Selanjutnya Modem pada komputer penerima akan mengubah ulang sinyal
analog ke sinyal digital. Modem GSM adalah sebuah perangkat Modem Wireless Plug
and Play dengan konektivitas GSM/GPRS untuk aplikasi-aplikasi machine to machine.
GSM Modul atau Modem GSM adalah jenis khusus dari modem yang menerima kartu
Modem GSM dihubungkan dengan suatu interface yang memungkinkan aplikasi seperti
SMS untuk mengirim dan menerima pesan melalui Modem. Beberapa fungsi kegunaan
modem ini di masyarakat adalah antara lain:
· SMS Broadcast application
· SMS Quiz application
· SMS Polling
· SMS auto-reply
· M2M integration · Aplikasi Server Pulsa
· Telemetri
· Payment Point Data
Pada pembuatan proyek ini, digunakan Modem GSM Serial Wavecom Fastrack
M1306B. Untuk Modem seri ini memiliki dua type konektor yaitu
serial dan USB[12].
Gambar 2.6 Modem Gsm Fastrack M1306b
Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B:
· Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10
· GSM Dual Band antenna
· Standard USB 2.0 interface (untuk USB)
· Input Voltage : 5V-32V
· Maximum transmitting speed 253KBps
· Support AT-Command
· Dimensi : 74×54×25mm
2.2.5. AT-Command
AT-Command adalah singkatan dari Attention Command. AT Command adalah
perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Pada awalnya standar perintah ini untuk modem-modem telepon PSTN, akan tetapi perintah ini sekarang
dikembangkan juga untuk modem-modem GSM.
Perintah AT-Command dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDMA
modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS.
Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer/mikrokontroller maka perangkat
kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk
mencapai tujuan tertentu. Untuk memulai suatu perintah AT-Command, diperlukan
prefiks
Tabel 2.3 Tabel Set AT-Command
2.2.6. Short Message Service (SMS)
Short Message Service (SMS) merupakan salah satu tipe Instant Messaging (IM)
yang memungkinkan user untuk bertukar pesan singkat. SMS dihantarkan pada channel
signal Global System for Mobile Communication (GSM). Dewasa ini perkembangan
teknologi yang sangat pesat membuat teknologi SMS ini banyak digemari masyarakat
karena teknologi ini bersifat praktis, murah dan mudah untuk digunakan.
Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes, yang berarti dapat memuat 140 karakter 8-bit, 160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit untuk bahasa Jepang,
bahasa Mandarin dan bahasa Korea yang memakai Hanzi (Aksara Kanji/Hanja). User
pun dapat mengirim pesan SMS yang lebih dari 140 bytes dengan catatan membayar lebih dari sekali biaya kirim SMS. [5] 21 SMS menjamin pengiriman pesan oleh
jaringan, jika terjadi kegagalan maka disimpan di jaringan atau yang disebut SMS
beberapa kali. Batas waktu yang telah ditentukan untuk menyimpannya biasanya sekitar
1 hari atau 2 hari, lalu pesan dihapus.
2.2.7. Database
Database merupakan sekumpulan data yang terintegrasi yang diorganisasi untuk
memenuhi kebutuhan pemakai untuk keperluan organisasi yang dimana dapat dipakai
hanya sekali atau berulang yang dimana dalam bentuk digital. Salah satu komponen
penting dalam penggunaan database adalah DataBase Management System (DBMS).
DBMS ini bertugas untuk menangani semua akses ke database dan bertanggug jawab untuk menerapkan pemeriksaan otorisasi dan prosedur validasi.
2.2.8. Microsoft Office Access
Salah satu software atau aplikasi yang banyak digunakan untuk membuat suatu
database sederhana adalah Microsoft Access. Micosoft Access merupakan software
yang dikeluarkan oleh microsoft untuk membuat aplikasi database. Sofware ini cocok
untuk kalangan industri kecil atau rumah tangga,
karena kapasitas datanya yang mencapai 4 GB. Program ini banyak dipakai karena
kemudahannya dalam mengolah database.
2.3 LCD
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak
digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai
penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna.
Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena
pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.
relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di
depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata
dibandingkan dengan LCD
Gambar 2.7 LCD
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai
pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel
yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan
kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda
trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah.
Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam
lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa
microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan
catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat
remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang
dibelakang layar tampilan.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2 baris
tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3
bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Gambar 2.8 Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses
internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan
huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program),
Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan
Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan operasi dasar LCD
Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD
RS R/W Operasi
0 0 Input Instruksi ke LCD
0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke
DB6)
1 0 Menulis Data
1 1 Membaca Data
Tabel 2.5 Konfigurasi Pin LCD
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
Tabel 2.6 Konfigurasi LCD
Pin Bilangan biner Keterangan
RS 0 Inisialisasi
1 Data
RW 0 Tulis LCD / W (write)
1 Baca LCD / R (read)
E 0 Pintu data terbuka
1 Pintu data tertutup
Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca
yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang
mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan
cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di
aktifka.
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular
untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti
umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai
kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk
membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan
digunakan metode Screening.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu
baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode
ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel
LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD).
Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu
menampilkan ribuan warna.
2.4 Sensor Ultrasonic
Sensor ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan
gelombang dimana sensor menghasilkan gelombang pantulan ke benda yang kemudian
menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar perhitungannya..
Perbedaan waktu antara gelombang pantulan yang di kembalikan dan yang diterima
kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya..
Jenis objek yang dapat di indranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontak jarak 2
cm sampai 3 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler malalui satu pin I/O saja. Dimensi : 2,6 cm (p) x 4,1 cm (l) x 6,2 cm (t)
Spesifikasi: :
Memiliki 2 jenis antarmuka yang dapat aktif bersamaan, yaitu I2C-bus (fSCL
maks. 65 kHz) dan pulse width (10µs/mm).
8 modul dapat digunakan bersama dalam satu sistem I2C-bus yang hanya
membutuhkan 2 pin I/O mikrokontroler saja.
Membutuhkan catu daya tunggal +5 VDC, dengan konsumsi arus 17 mA typ
(tanpa sensor infrared ranger).
Terdapat 2 mode operasi yaitu full operation dan reduced operation. Pada mode
reduced operation beberapa komponen ultrasonic ranger akan dimatikan (saat
idle) dan konsumsi arus mejadi 13 mA typ.
Terdiri dari sebuah ultrasonic ranger dengan spesifikasi: Mengukur jarak dari 2
cm hingga 3 m tanpa dead zone atau blank spot. Obyek dalam jarak 0 - 2 cm
dideteksi sebagai 2 cm. Menggunakan burst sinyal kotak 16 Vp-p dengan
frekuensi 40 kHz.
Dapat dihubungkan dengan maksimum 2 buah infrared ranger Sharp GP2D12
yang memiliki jangkauan pengukuran 10 - 80 cm.
Data keluaran sudah siap pakai dalam satuan mm (untuk antarmuka I2C)
sehingga mengurangi beban mikrokontroler. Ketelitian pengukuran jarak (ranger) adalah 5mm.
Siklus pengukuran yang cepat, pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz
rate).
Memerlukan input trigger berupa pulsa negatif TTL (20µs min.) untuk
Tersedia 1 pin output yang menunjukkan aktifitas sensor, dapat tidak
dimanfaatkan.
Tidak diperlukan waktu tunda sebelum melakukan pengukuran berikutnya.
Kompensasi kesalahan dapat diatur secara manual untuk mengurangi pengaruh
faktor perubahan suhu lingkungan dan faktor reflektifitas obyek.
Blok diagram ini di lengkapi dengan tampilan seven segment agar kita bisa melihat
hasilnya tanpa mengaflikasikan ke sebuah alat.
Gambar 2.10 Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan Seven Segment
Kita lihat secara seksama cara kerja sensor ultrasonic dengan cara memantulkan
gelombang ke sebuah objek kemudian data yang di pantulkan menentukan jarak dari
sensor ke objek.
Untuk pengaktifan sensor ultrasonik, hubungkan Pin Vss ke Ground, kemudian
pin Vdd ke catu daya yang keluarannya sudah diset 5V, setelah batere dihubungkan
dengan IC Regulator 7805, tinggal Pin SIG dihubungkan ke pin di Mikrokontroller,
buat sensor ke port P1.7, sedangkan indikator output P3.7
Gambar 2.12. Skematik hubungan pin
2.5 Komunikasi Serial
Pada PC / laptop standar, biasanya terdapat sebuah port untuk komunikasi serial.
Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan
per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh
penerapan komunikasi serial ialah mouse, scanner dan sistem akuisisi data yang
terhubung ke port serial COM1/COM2. Sistem antar muka komunikasi serial RS232 sering digunakan sebagai antar muka antara komputer dengan mikrokontroler. Agar
level tegangan data serial dari mikrokontroler setara dengan level tegangan komunikasi
port serial PC, diperlukan MAX232 untuk mengubah ke tegangan TTL/CMOS logic
level RS232. MAX232 menggunakan sistim komunikasi simplex sehingga difungsikan
untuk mengubah dari arus dan tegangan logika TTL menjadi arus tegangan logika
2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial
Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah Standar RS232
yang dikembangkan oleh Electronic Industri Association (EIA/TIA) yang pertama kali
dipublikasikan pada tahun 1962.Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga
sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini
hanya menyangkut komunikasi antara (Data Terminal Equipment – DTE) dengan alat –
alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating Equipment – DCE). Standar sinyal
RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut :
• Logika 1 disebut ‘Mark’ terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt
• Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 Volt samapai +25 Volt.
• Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari.
Demikian juga level tegangan dibawah -25 Volt dan diatas +25 Volt juga harus
dihindari karena bisa merusak line driver pada saluran RS232
Gambar dibawah adalah contoh level tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A”
dalam format ASCII tanpa bit paritas.
2.5.2 Port Komunikasi Serial
Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Berikut tampil port serial
DB9 yang umum digunakan sebagai port serial
Gambar 2.14 Port DB9 Jantan
Gambar 2.15 Port DB9 Betina
Untuk menghubungkan antara 2 buah PC, biasanya digunakan format null mode,
dimana pin TxD dihubungkan dengan RxD pasangan, pin Sinyal ground (5)
Gambar.2.16 Susunan Pin Konektor DB9
Tabel 2.7 Fungsi Susunan Konektor DB9
Untuk dapat menggunakan port serial harus diketahui dahulu alamat dari port serial
tersebut. Biasanya tersedia dua port serial pada CPU, yaitu COM1 dan COM2. Base
Address COM1 biasanya 1016 (3F8h) dan COM2 biasanya 760 (2F8h). Alamat tersebut
kita bisa melihat pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori
0000.0400h untuk COM1 dan 0000.0402h untuk COM2. Berikut adalah nama – nama
register yang digunakan beserta alamatnya.
2.5.3 Koneksi Ke RS232 Port
Koneksi TXD dan RXD MCU MCS-51 dengan port serial komputer selain level
tegangannya harus disesuaikan, cara koneksikan juga perlu diperhatikan. Ada semacam
protokol komunikasi, bila DTE hendak menghubungi DCE atau sebaliknya, untuk
’DCE’ yang berupa MCU MCS-51 ini, protokol perlu diakali, lebih sederhana prosesnya, sehingga tidak memrlukan software yang rumit, tetapi masih tetap handal.
Selain sinyal data, terdapat sinyal – sinyal protokol komunikasi serial pada komputer
dan dihubungkan keluar melalui konektor male DB9 (komputer baru) dan DB25 (Komputer lama), nama sinyal – sinyal tersebut adalah:
• RD, Receive Data (RXD).
• TD, Transmit Data
• SG, Signal Ground
• DTR, Data Terminal Ready
• DSR, Data Set Ready
• CD, Carrier Detect
• RTS, Request To Send
• CTS, Clear To Send.
Komunikasi asinkron yang sederhana yang disebut sebagai null modem, adalah dengan
menghubungkan pin- pin DTR, DSR dan CD serta RTS dengan CTS. Sedangkan sinyal
data input masuk RD dan sinyal transmit output adalah TD. Konvertor level untuk saat ini tersedia dalam bentuk ic, contoh adalah ICL232 dari Harris semikonduktor,
MAX232 dari Maxim.
Gambar 2.17 IC MAX232
Protokol standar yang mengatur komunikasi melalui serial port disebut RS-232
(Recommended Standard-232) yang dikembangkan oleh EIA (Electronic Industries Association). Interfacing RS-232 menggunakan komunikasi asyncronous di mana sinyal
clock tidak dikirimkan bersamaan dengan data. Setiap word data disingkronisasikan
sebuah start bit, diikuti bit-bit data dan diakhiri dengan stop bit. Jumlah bit data yang
digunakan dalam komunikasi serial adalah 8 bit. Encoding yang digunakan dalam
komunikasi serial adalah NRZ (Non-Return-to-Zero), di mana bit 1 dikirimkan sebagai
high value dan bit 0 sebagai low value.
Komunikasi serial merupakan hal yang penting dalam system embedded, karena dengan
komunikasi serial kita dapat dengan mudah menghubungkan mikrokontroler dengan
devais lainnya.
Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu RXD dan TXD. RXD berfungsi untuk mengirim data dari komputer atau perangkat lainnya, standard
komunikasi serial untuk computer adalah RS-232, RS-232 mempunyai standard
tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan
RS-232 maka dibutuhkan suatu rangkaian level converter, IC yang digunakan
bermacam-macam, tapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC
MAX232/HIN232.
Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data
dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada
port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh
komunikasi serial ialah mouse, scanner, dan system akuisisi data yang terhubung ke port
COM1/COM2.
Jika ingin menggunakan mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan komputer
atau device lainnya maka Rx dan Tx tidak bisa langsung dihubungkan begitu saja
dengan device tersebut karena level sinyal yang digunakan berbeda-beda. Contohnya
komunikasi serial untuk komputer menggunakan sinyal RS232 yaitu sinyal yang
diharapkan terjadi komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer dibutuhkan
sebuah buffer yang dapat mengubah sinyal level TTL dari mikrokontroler menjadi
sinyal level RS232. Salah satu Buffer yang sering digunakan adalah IC MAX232CPE
dan menggunakan transistor NPN maupun PNP.
Gambar 2.18 merupakan penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai komunikasi
serial.
2.6 Bahasa Pemograman Mikrokontroler
Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR STUDIO
merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi
yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan
software C-cross Compiler, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan
program, compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke
chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu
download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan Sistem
programmable Flash on-Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.
2.7. Dasar Pemrograman ATMega8535 dengan Bahasa C 2.7.1. Pendahuluan
C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa
tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi
mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat
program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin,
sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada
tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam
bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan
program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu
jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu
berupa standar ANSI (American National Standart Institute) yang dijadikan acuan oleh
para pembuat kompiler.
2.7.2 Pengenal Pada Bahasa C
Pengenal merupakan sebuah nama yang didefinisikan oleh program untuk
menunjukkan sebuah konstanta, variabel, fungsi, label, atau tipe data khusus. Pemberian
pengenal pada program harus memenuhi syarat-syarat di bawah ini:
b. Karakter kedua berupa huruf, angka, garis bawah,;
c. Tidak menggunakan spasi;
d. Bersifat case sensitive, yaitu huruf kapital dan huruf kecil dianggap berbeda;
e. Tidak boleh menggunakan kata-kata yang merupakan sintaks atau operator dari
bahasa C.
Contoh menggunakan pengenal yang diperbolehkan:
1. Nama
2. _nama 3. Nama2
4. Nama_pengenal
Contoh penggunaan pengenal yang tidak diperbolehkan:
1. 2nama
2. Nama+2
3. Nama pengenal
2.7.3 Tipe Data
Pemberian signed dan unsigned pada tipe data menyebabkan jangkauan dari tipe
berubah. Pada unsigned menyebabkan tipe data akan selalu bernilai positif sedangkan
signed menyebabkan nilai tipe data bernilai negatif dan memungkinkan data bernilai
positif. Perbedaan nilai tipe data dapat kita lihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.9 Tipe Data
Pemodifikasi Tipe Persamaan Jangkauan Nilai
Signed char Char -128 s/d 127
Signed int Int -32.768 s/d 32.767
Signed long int Long, long int, signed
long
-2.147.483.648 s/d
2.147.483.647
Unsigned char Tidak ada 0 s/d 255
Unsigned int Unsigned 0 s/d 65.535
Unsigned short int Unsigned short 0 s/d 65.535
Unsigned long int Unsigned long 0 s/d 4.294.967.295
PORTB = a – b; PORTC = d – e; delay_ms(100); };
}
Program di atas akan memberikan data di PORTB = 10 (desimal) sedangkan
PORTC = -10 (desimal) karena PORT mikrokontroler tidak dapat mengeluarkan nilai negatif maka PORTB dan PORTC akan memiliki keluaran 0x0A tapi pada
kenyataannya PORTC lebih banyak memakan memori karena tanda negatif tersebut
disimpan dalam memori.
Pada program di atas terdapat tulisan//set PORTB sebagai output yang berguna
sebagai komentar yang mana komentar ini tidak mempengaruhi hasil dari program. Ada
dua cara penulisan komentar pada pemrograman bahasa C, yaitu dengan mengawali komentar dengan tanda “ // “ ( untuk komentar yang hanya satu baris ) dan mengawali
komentar dengan tanda “ /* “ dan mengakhiri komentar dengan tanda “ */ “.
Contoh:
// ini adalah komentar
/* ini adalah komentar
Yang lebih panjang
Dan lebih panjang lagi */
Header digunakan untuk menginstruksikan kompiler untuk menyisipkan file lain. Di dalam file header ini tersimpan deklarasi, fungsi, variable, dan jenis
mikrokontroler yang kita gunakan (pada software Code Vision AVR). File-file yang ber
akhiran .hdisebut file header.
File header yang digunakan untuk mendefinisikan jenis mikrokontroler yang
digunakan berfungsi sebagai pengarah yang mana pendeklarasian register-register yang
terdapat program difungsikan untuk jenis mikrokontroler apa yang digunakan ( pada
software Code Vision AVR ). Contoh:
#include <mega8535.h> #include<delay.h> #include <stdio. h>
2.7.5. Operator Aritmatika
Operator aritmatika digunakan untuk melakukan proses perhitungan matematika.
Fungsi-fungsi matematika yang terdapat pada bahasa C dapat dilihat pada tabel di
bawah ini.
Tabel 2.10 Operator Aritmatika
Operator Keterangan
+ Operator untuk penjumlahan
- Operator untuk pengurangan
* Operator untuk perkalian
/ Operator untuk pembagian
Contoh penggunaan operator aritmatika dapat dilihat di bawah ini.
DDRC 0XFF; // PORTC digunakan sebagai output while (1)
Operator pembanding digunakan untuk membandingkan 2 data atau lebih. Hasil
operator akan di jalankan jika pernyataan benar dan tidak dijalankan jika salah.
Operator pembanding dapat kita lihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.11 Operator Pembanding
Operator Contoh Keterangan
= = x = = y Benar jika kedua data bernilai sama
!= x != y Bernilai benar jika kedua data tidak sama
> x > y Bernilai benar jika nilai x lebih besar dari pada y
< x < y Bernilai jika x lebih kecil dari y
<= x <= y Bernilai benar jika x lebih kecil atau sama dengan y
2.7.7. Operator Logika
Operator logika digunakan untuk membentuk logika dari dua pernyataan atau
lebih. Operator logika dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
PORTC = 0x00;
mengeluarkan logika 0xff kemudian logika 0x00 secara bergantian dengan selang waktu
0,5 s. dan apabila bukan PINA.1 atau PINA.0 diberi logika 1 maka PORTC akan mengeluarkan logika 0x00.
2.7.8. Operator Bitwise
Operator logika ini bekerja pada level bit. Perbedaan operator bitwise dengan
operator logika adalah pada operator logika akan menghasilkan pernyataan benar atau
salah sedangkan pada operator bitwise akan menghasilkan data biner. Operator bitwise
dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.13 Operator Bitwise
Operator Keterangan
& Operasi AND level bit
| Operasi OR level bit
^ Operasi XOR level bit
~ Operator NOT level bit
>> Operator geser kanan
Contoh program:
DDRC = 0xff; //portc sebagai output while (1)
2.7.9. Operator Penugasan dan Operator Majemuk
Operator ini digunakan untuk memberikan nilai atau manipulasi data sebuah
Tabel 2.14 Operator Penugasan
Operator Keterangan
= Memberikan nilai variabel
+= Menambahkan nilai variabel
- = Mengurangi nilai variabel
*= Mengalikan nilai variabel
/= Membagi nilai variable
%= Memperoleh sisa bagi
Contoh:
a += 2 ; artinya nilai variabel a berubah menjadi a = a + 2
b *= 4; artinya nilai variabel b berubah menjadi b = b * 4
selain operator penugasan di atas juga ada operator penugasan yang berkaitan dengan
operator bitwise seperti pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.15 Operator Majemuk
Operator Contoh Arti
&= x &= 1 Variabel x di AND kan dengan 1
|= x |= 1 Variabel x di OR kan dengan 1
~= x ~= 1 x = ~ (1) ; x = 0xFE
^= x ^= 1 Variabel x di XOR kan dengan 1
<<= x <<= 1 Variabel x digeser kiri 1 kali
2.7.10.Operator Penambahan dan Pengurangan
Operator ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan nilai suatu variabel
dengan selisih 11. Operator ini dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.16 Operator Penambahan dan Pengurangan
Operator Keterangan
++ Penambahan 1 pada variable
-- Pengurangan
Maka operator a++ akan mengubah variabel a dari satu menjadi 2, sedangkan operator
B— akan mengubah variabel b dari 2 menjadi 1.
2.7.11.Pernyataan If dan If Bersarang
Pernyataan if digunakan untuk pengambilan keputusan terhadap 2 atau lebih pernyataan dengan menghasilkan pernyataan benar atau salah. Jika pernyataan benar
maka akan di jalankan instruksi pada blok nya, sedangkan jika pernyataan tidak benar
maka instruksi yang pada blok lain yang dijalankan ( sesuai dengan arah programnya).
Bentuk pernyataan IF adalah sebagai berikut:
else
yang pernyataan yang lain maka PORTC akan mengeluarkan logika 0x00.
2.7.12. Pernyataan Switch
Pernyataan switch digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan terhadap
banyak kemungkinan. Bentuk pernyataan switch adalah sebagai berikut.
Switch (ekspresi)
{
case nilai_1 : pernyataa_1;break; case nilai_2 : pernyataan_2;break; case niai_3 : pernyataan_3;break;
…
Defaut : pernyataan_default;break;
}
Pada pernyataan switch, masing-masing pernyataan (pernyataan_1 sampai
dengan pernyataan_default) dapat berupa satu atau beberapa perintah dan tidak perlu berupa blok pernyataan. Pernyataan_1 akan dikerjakan jika ekspresi bernilai sama
dengan nilai_1, pernyataan_2 akan dikerjakan jika ekspresi bernilai sama dengan
nilai-_2, pernyataan_3 akan dikerjakan jika ekspresi bernilai sama dengan nilai_3 dan
ekspresi tidak ada yang sama satupun dengan salah satu nilai_1, nilai_2, nilai_3 dan seterusnya. Setiap akhir dari pernyataan harus diakhiri dengan break, karena ini
digunakan untuk keuar dari pernyataan swich.
Contoh :
Switch (PINA)
{
case 0xFE : PORT=0x00;break;
case 0xFD : PORT=0xFF;break;
}
Pernyataan di atas berarti membaca port A, kemudian datanya (PINA) akan
dicocokan dengan nilai case. Jika PINA bernilai 0xFE maka data 0x00 akan dikeluarkan
ke port C kemudian program keluar dari pernyataan switch tetapi jika PINA bernilai
0xFD maka data 0xFF akan dikeluarkan ke port C kemudian program keluar dari
pernyataan switch.
2.7.13.Pernyataan While
Pernyataan while digunakan untuk mengulangi sebuah pernyataan atau blok
kenyataan secara terus menerus selama kondisi tertentu masih terpenuhi. Bentuk
pernyataan while adalah sebagai berikut :
while (kondisi)
{
Jika pernyataan yang akan diulang hanya berupa sebuah pernyataan saja maka
tanda { dan } bisa dihilangkan.
Contoh :
Setiap kali pengulangan nilai a akan bertambah 1 dan setelah niai a mencapai 10 maka
pengulangan selesai.
2.7.14. Pernyataan Do..While
Pernyataan do…while hamper sama dengan pernyataan while, yaitu pernyataan
yang digunakan untuk menguangi sebuah pernyataan atau blok pernyataan secara terus
menerus selama kondisi tertentu masih terpenuhi. Bentuk pernyataan while adalah
sebagai berikut :
do {
// sebuah pernyataan atau b;ok pernyataan
} while (kondisi).
Yang membedakan antara pernyataan while dengan do..while adalah bahwa pada
pernyataan while pengetesan kondisi dilakukan terlebih dahulu, jika kondisi terpenuhi
pernyataan dikerjakan terebih dahulu setelah itu baru diakukan pengetesan kondisi, jika
kondisi terpenuhi maka dilakukan pengulangan pernyataan atau blok pernyataan lagi.
Sehingga dengan demikian pada pernyataaan do..while blok pernyataan pasti akan
dikerjakan minimal satu kali sedangkan pada pernyataan while blok pernyataan beum
tentu dikerjakan.
2.7.15 Pernyataan For
Pernyataan for juga digunakan untuk melakukan pengulangan sebuah pernyataan
atau blok pernyataan, tetapi berapa kali jumah pengulangannya dapat ditentukan secara lebih spesifik. Bentuk pernyataan for adalah sebagai berikut :
for (nilai_awal ; kondisi ; perubahan)
{
// sebuah pernyataan atau blok pernyataan }
Nilai_awal adaah nilai inisial awal sebuah variabel yang didefenisikan terlebih dahulu untuk menentukan nilai variabel pertama kali sebelum pengulangan.
Kondisi merupakan pernyataan pengetesan untuk mengontrol pengulangan, jika pernyataan kondisi terpenuhi (benar) maka blok pernyataan akan diulang terus
sampai pernyataan kondisi tidak terpenuhi (salah).
Perubahan adalah pernyataan yang digunakan untuk melakukan perubahan
nilai variabel baik naik maupun turun setiap kali pengulangan dilakukan.
Contoh :
unsigned int a;
for ( a=1, a<10, a++)
{
}
Pertama kali nilai a adalah 1, kemudian data a dikeluarkan ke port C. selanjutnya
data a dinaikkan (a++) jika kondisi a<10 masih terpenuhi maka data a akan terus
dikeluarkan ke port C.
2.8. Software ATMega8535 Editor dan Simulator 2.8.1. Software ATMega8535 Editor
Instruksi - instruksi yang merupakan bahasa C tersebut dituliskan pada sebuah
editor, yaitu Code Vision AVR. Tampilannya seperti berikut ini:
Gambar 2.19 Tampilan Code Vision AVR
2.8.2. Software Downloader
Melakukan download program ke mikrokontroler dapat menggunakan
Gambar 2.20 Tampilan Ponyprog2000
2.8.3. Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13r
Untuk mendesain PCB dapat digunakan software eagle 4.13r yang dapat
di-download di internet secara gratis . Tampilan software eagle 4.13r dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini :
Cara menggunakan software ini terlebih dahulu yang dikerjakan adalah
mendesain skematik rangkaian, setelah itu memindahkannya ke dalam bentuk board dan
mendesain tata letak komponen sesuai keinginan tetapi harus sesuai jalur rangkaian nya
agar rangkaian dapat berfungsi sesuai dengan skematiknya. Setelah itu didesain layout
PCB nya , barulah siap di-print dan di-transfer ke PCB. Pada proses pentransferan
layout ke PCB dapat digunakan kertas Transfer Paper.
Cara menggunakan software ini terlebih dahulu yang dikerjakan adalah
mendesain skematik rangkaian, setelah itu memindahkannya ke dalam bentuk board dan mendesain tata letak komponen sesuai keinginan tetapi harus sesuai jalur rangkaian nya
agar rangkaian dapat berfungsi sesuai dengan skematiknya. Setelah itu didesain layout
PCB nya , barulah siap di-print dan di-transfer ke PCB. Pada proses pentransferan
BAB III
3.1. Diagram Blok Rangkaian
Gambar 3.1. Diagram Blok System
Fungsi Tiap Blok
1. Blok Sensor Ultrasonik : Sebagai input/penhitung ketinggian level air.
2. Blok Mikrokontroller : Mengkonversi data dari sensor dan modul GSM
3. Blok LCD : Sebagai output tampilan
4. Blok Power Supply : Sebagai penyedia tegangan ke system dan sensor
5. Blok Modul GSM : Sebagai pengirim informasi dan penerima
Feedback
3.2. Rangkaian Power Supply
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari keluaran 5 volt
yang digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, termasuk ke mikro
dan lcd. Rangkaian tersebut berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian
yang ada. Rangkaian tersebut bermula dari tegangan DC Batreai 9 Volt, selanjutnya 9
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.
3.3 Rangkaian Sensor Ultrasonic
Di dalam blok sensor ultrasonic ada 2 rangkaian yang saling berhubungan yaitu
Transmitter sebagai pengirim data dari objek ke benda dan Receiver sebagai penerima
data dari benda ke objek seperti terlihat pada gambar 3.3. Jarak antara ultrasonic
tranducer Rx dan Tx mempengaruhi kinerja alat dalam aplikasi ini. Pengaturan
resistor variabel R6 pada rangkaian receiver dapat dilakukan saat rangkaian
dinyalakan yaitu dengan acuan tampilan LCD. Bila LCD selalu menampilkan
