1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Perkembangan teknologi elektronika semakin maju saat ini, maka semakin
banyak penerapan rangkaian elektronika dalam kehidupan sehari-hari untuk
mempermudah kegiatan manusia. Pintu gerbang rumah yang ada sekarang ini
untuk membuka dan menutupnya biasanya dilakukan secara manual. Ketika
sebuah mobil akan masuk rumah biasanya pengendara akan berhenti sebentar di
depan pintu gerbang kemudian turun untuk membuka pintu gerbang, hal ini bila
dilakukan bisa menimbulkan terjadinya pencurian mobil. Apalagi bila cuaca hujan
maka si pengendara mobil akan kehujanan ketika turun dari mobil untuk
membuka pintu gerbang. Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut maka
dilakukan perancangan dan pembuatan pintu gerbang yang dapat membuka dan
menutup secara otomatis.
Cara kerja rangkaian pintu gerbang otomatis ini adalah dengan
menggunakan layanan panggilan telphone. Panggilan telphone ini sebagai
indikator atau perintah untuk membuka atau menutup pintu. Mikrokontroler
AT-Mega 16 digunakan untuk memproses inputan dari pangilan telphone. Dalam alat
ini juga menggunakan kaypad untuk menginputkan pasword ke mikrokontroler
waktu membuka pintu gerbang secara manual dari dalam. Dan dilengkapi buzzer
sebagai indikator apakah terdapat error atau berhasil dalam pengeksekusian. Error
disini dikarenakan ada gangguan baik sengaja atau tidak disengaja.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas masalah yang akan muncul dari tugas akhir ini
adalah,
1. Bagaimana merancang perangkat keras agar sistem dapat melakukan
2 2. Bagaimana merancang desain sistem pada gerbang agar dapat dikontrol
otomatis menggunakan mikrokontroller.
3. Bagaimana merancang perangkat lunak agar sistem dapat mengakses
panggilan dari modem dan melakukan perintah sesuai nomor yang
ditekan user.
1.3 BATASAN MASALAH
Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula,
dibutuhkan suatu batasan-batasan yang guna mengarahkan pembahasan.
Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut.
1. Alat ini memanfaatkan program dan teknologi dari perangkat
Mikrokontroler AT-Mega 16.
2. Menggunakan modem wavecomm m1306b sebagai media panggilan
telp user.
3. User hanya dibatasi untuk 5 user.
4. Menggunakan maghnetic door switch sebagai pembatas buka tutup
pintu.
5. Gerbang diakses menggunakan panggilan dari nomor user yang
terdaftar.
6. Tidak membahas penggunaan profider.
7. Rangakan catu daya hanya rangkaian bantu dan tidak dianalisa secara
mendalam.
8. Hanya digunakan pada pintu gerbang dorong.
1.4 MAKSUD DAN TUJUAN
Adapun tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah.
1. Merancang dan membuat miniatur gerbang.
2. Menggunakan Pnggilan Telphone dan pasword( ketika ingin membuka
secara manual dari dalam ) sebagai input untuk membuka gerbang
3 3. Memberi peringatan ketika ada yang sengaja membuka pintu selain
pemilik rumah.
1.5 Metodologi Tugas Akhir
Untuk mencapai tujuan diatas maka dibuat metode sebagai berikut:
1. Metode pengumpulan data
a. Mempelajari literature yang berkaitan dengan pembuatan alat seperti
komunikasi serial, AT Command, protocol data modem, LCD, motor
dan sebagainya.
b. Wawancara dengan dosen dan para ahli lainya mengenai sistem, serta
Mikrokontroler dan perancangan mekanik.
2. Metode perancangan sistem
Merencanakan dan membuat perangkat keras dan perangkat lunak seperti
rangkaian driver motor, MCU, Modem dan sebagainya.
3. Mengadakan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak pada
masing-masing blok.
4. Penulisan laporan tentang perencanan dan pembuatan alat yang dibuat.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika pembahasan tugas akhirini perinciannya sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini membahas latar belakang, tujuan, rumusan masalah, dan
metodologi serta sistematika pembahasan.
BAB II Landasan Teori
Bab ini menguraikan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam
4 pagar, Microcontroller ATMEGA16, modem telephone, driver, lcd dan
lain sebagainya.
BAB III Perancangan Sistem
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware dan
software.
BAB IV Pengujian Alat Dan Hasil Analisa
Bab ini membahas tentang penggujian beserta hasil dari pengujian dari
alat yang telah dibuat.
BAB V Penutup
Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir
P
PE
EM
MO
OD
D
E
E
L
L
A
A
N
N
O
OT
TO
OM
MA
A
SI
S
I
GE
G
ER
RB
B
A
A
NG
N
G
R
RU
UM
MA
A
H
H
SKRIPSI
Disusun oleh: BAYU JATMIKA NIM : 201010130311054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
P
PE
EM
MO
OD
D
E
E
L
L
A
A
N
N
O
OT
TO
OM
MA
A
SI
S
I
GE
G
ER
RB
B
A
A
NG
N
G
R
RU
UM
MA
A
H
H
SKRIPSI
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat
Gelar Sarjana (S-1) Teknik Elektro
Disusun oleh: BAYU JATMIKA NIM : 201010130311054
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
ABSTRAK
Perkembangan teknologi elektronika semakin maju saat ini, maka semakin banyak penerapan rangkaian elektronika dalam kehidupan sehari-hari untuk mempermudah kegiatan manusia. Pintu gerbang rumah yang ada sekarang ini untuk membuka dan menutupnya biasanya dilakukan secara manual. Ketika sebuah mobil akan masuk rumah biasanya pengendara akan berhenti sebentar di depan pintu gerbang kemudian turun untuk membuka pintu gerbang, hal ini bila dilakukan bisa menimbulkan terjadinya pencurian mobil. Apalagi bila cuaca hujan maka si pengendara mobil akan kehujanan ketika turun dari mobil untuk membuka pintu gerbang. Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut maka dilakukan perancangan dan pembuatan pintu gerbang yang dapat membuka dan menutup secara otomatis.
Cara kerja rangkaian pintu gerbang otomatis ini adalah dengan menggunakan layanan panggilan telphone. Panggilan telphone ini sebagai indikator atau perintah untuk membuka atau menutup pintu. Mikrokontroler AT-Mega 16 digunakan untuk memproses inputan dari pangilan telphone. Dalam alat ini juga menggunakan kaypad untuk menginputkan pasword ke mikrokontroler waktu membuka pintu gerbang secara manual dari dalam. Dan dilengkapi buzzer sebagai indikator apakah terdapat error atau berhasil dalam pengeksekusian. Error disini dikarenakan ada gangguan baik sengaja atau tidak disengaja.
ABSTRACT
The development of increasingly advanced electronic technology today, the more the application of electronic circuits in everyday life to facilitate human activity. The gate of the house that exist today to open and close normally done manually. When a car going in the house is usually the driver will stop briefly in front of the gate and then down to open the gate, when it's done it can lead to the theft of the car. Especially when the weather is rainy then the motorist will rain when out of the car to open the gate. To avoid these things then the design and manufacture of gates that can be opened and closed automatically.
How it works is a series of automatic gates is by using a telphone call service. Telphone call this as an indicator or a command to open or close the door. Microcontroller AT-Mega 16 is used to process input from dialing telphone. In this tool also uses kaypad to input the password to the microcontroller time to manually open the gate from inside. And comes buzzer as an indicator of whether there is an error or successful in execution. Error here because no interference either intentionally or unintentionally.
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Allah SWT, atas segala pemberian petunjuk dan kelancaran dalam
pengerjaan dan penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak, Ibu, Kedua Saudaraku dan keluarga yang selalu mendo’akan,
mendukung dan memotivasi penulis sehingga bisa menyelesaikan skripsi
ini.
3. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT dan Bapak Drs. Budhi Priyanto, MSi selaku
pembimbing skripsi, terimakasih untuk bantuan dan kesabarannya dalam
membimbing penulis.
4. Para sahabat Zamzamy, Angga, Rendy, Nanang dan Teman-teman
seperjuangan Teknik Elektro UMM terutama Kelas Elektro B Angkatan
2010.
5. Pihak Dosen beserta Staff TU Jurusan Teknik Elektro UMM.
6. Thriy.W, Zamzamy, Angga dan Nanang yang telah bersedia untuk
bertukar pikiran dan berbagi ilmu kepada penulis.
7. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Tiada kata yang terbaik dan terindah selain puji syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat, taufik serta hidayahNya maka penulisan skripsi yang berjudul “PPEEMMOODDEELLAANN OTOTOOMMAASSII GEGERRBBAANNGG RURUMMAAHH” dapat terwujudkan, yang digunakan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar sarjana S-1.
Penulisan skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa adanya
bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini
penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga dan penghargaan
yang setinggi-tinginya kepada :
1. Kedua orang tua penulis yang telah memberi kasih sayang, dukungan baik
moril maupun materil sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Ibu Ir.Nur Alif, MT., selaku Ketua Jurusan Elektro Universitas
Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Drs. Budhi Priyanto, MSi. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah
memberikan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.
5. Bapak dan Ibu dosen pengajar serta para staff karyawan jurusan teknik elektro
UMM.
6. Teman – teman seperjuanganku di kelas Elektro B, terima kasih atas semua
kisah suka dan dukanya. Karena kalian adalah keluargaku juga.
7. Dan semua pihak yang telah membantu kelancaran penulis dalam penyusunan
skripsi ini.
Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini bisa bermanfaat bagi seluruh
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro pada khususnya, dan bagi para pembaca
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam skripsi
ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun akan sangat diharapkan oleh
penulis demi sempurnanya skripsi ini.
Malang, 30 April 2015
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
SURAT PERNYATAAN ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang ... 1
1.1. Rumusan Masalah ... 1
1.2. Batasan Masalah... 2
1.3. Maksut Dan Tujuan ... 2
1.4. Metodologi Tugas Akhir ... 3
1.5. Sistimatika Pembahasan ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1. Pemodelan Pintu Gerbang5 2.1.1 Fungsi dan Jenis pintu gerbang ... 5
2.1.2 Cara kerja ... 6
2.1.3 Mekanisme... 7
2.2. Sistem Kontrol ... 9
2.3. Perangkat keras ( Hardware ) ... 9
2.3.1 Microcontroller ATMEGA16 ... 9
2.3.1.1Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ... 10
2.3.1.2Timer dan Counter pada AVR ... 12
2.3.2.1RS 232 Converter ... 18
2.3.2.2Dual Tone Multi Frequency (DTMF) ... 21
2.3.3 MOTOR DC ... 25
2.3.3.1Jenis- Jenis Motor DC ... 26
2.3.3.2 Prinsip Dasar Motor Arus Searah ... 28
2.3.3.3Driver Motor DC L298 ... 30
2.3.4 LCD ( Liquit Cristal Display) ... 31
2.3.5 Kaypad ... 39
2.3.6 Buzzer ... 39
2.3.7 Transistor ... 40
2.3.7.1 Sifat Input Transistor (sambungan anatara basisemitor)41 2.3.7.2 Transistor Sebagai Sakelar ... 42
2.4 Perangkat lunak ( Software ) ... 44
2.4.1 Bahasa bascom AVR ... 44
2.4.1.1 Karakter Dalam BASCOM ... 44
2.4.1.2 Tipe Data ... 45
2.4.1.3 Variabel ... 46
2.4.1.4 Alias ... 46
2.4.1.5 Konstanta ... 47
2.4.1.6 Aray ... 47
2.4.1.7 Oprasi-Oprasi Dalam Bascom... 48
BAB III PERANCANGAN 3.1. Perencanaan Hardware ... 50
3.1.1 Perencanaan Konstruksi Mekanik Pintu... 51
3.1.2 Perencanaan Konstruksi Mekanik Pintu ... 52
3.1.3 Perancangan RS232 Converter dan modem wavecom M1306B .. 53
3.1.4 Perancangan DTMF MT8870D ... 54
3.1.5 Perancangan rangkaian LCD ... 55
3.1.6 Perancangan Driver Relay pengontrol Motor ... 56
3.1.7 Rangkaian power suplay Motor DC ... 57
3.1.9 Perancangan Mikrokontroller ATMEGA16 ... 61
3.2 Perencanaan Software ... 62
3.2.1 Flow Chart Sistem Keseluruhan ... 63
BAB IV PENGUJIAN DAN PENGUKURAN ALAT 4.1.Pengujian Converter RS232 ... 64
4.1.1 Tujuan ... 64
4.1.2 Alat dan Bahan ... 64
4.1.3 Prosedure pengujian ... 64
4.1.4 Diagram pengujian ... 64
4.1.5 Hasil Pengujian ... 65
4.1.6 Analisa Data ... 65
4.2. Pengujian AT Command pada Modem Wavecom ... 66
4.2.1 Tujuan pengujian ... 66
4.2.2 Peralatan yang digunakan ... 66
4.2.3 Langkah Pengujian ... 66
4.2.4 Diagram Pengujian ... 67
4.2.5 Hasil Pengujian ... 70
4.2.6 Analisa Hasil Pengujian ... 70
4.3. Pengujian LCD ... 71
4.3.1 Tujuan Pengujian ... 71
4.3.2 Peralatan Yang digunakan ... 71
4.3.3 Langkah-langkah pengujian ... 71
4.3.4 Pengujian Rangkaian LCD ... 71
4.3.5 Hasil Pengujian ... 74
4.3.6 Analisa ... 75
4.4. Pengujian Keypad Matrix 4X4... 76
4.4.1 Tujuan Pengujian ... 76
4.4.2 Peralatan yang digunakan ... 76
4.4.3 Langkah-langkah pengujian ... 76
4.4.5 Data Hasil Pengujian ... 83
4.4.6 Analisa ... 84
4.5. Pengujian Buzzer ... 85
4.5.1 Tujuan ... 85
4.5.2 Peralatan Yang digunakan ... 85
4.5.3 Langkah pengujian ... 85
4.5.4 Pengujian Rangkaian ... 85
4.5.5 Hasil Pengujian ... 86
4.5.6 Analisa ... 86
4.6 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC L298 ... 87
4.6.1 Alat dan Bahan ... 87
4.6.2 Langkah percobaan ... 87
4.6.3 Pengujian rangkaian ... 87
4.6.4 Hasil Pengujian ... 87
4.6.5 Analisa ... 88
4.7 Pengujian Keseluruhan... 88
4.7.1 Tujuan pengujian ... 88
4.7.2 Peralatan Yang Digunakan ... 88
4.7.3 Prosedur pegujian ... 89
BAB V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan ... 95
5.2. Saran ... 96
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema miniatur gerbang... 6
Gambar 2.2 Perancangan desain gerbang otomatis... 7
Gambar 2.3 Gear vertical to horisontal power window ... 8
Gambar 2.4 perancangan meknisme penarik gerbang ... 8
Gambar 2.5 Konfigurasi pin AVR ATMEGA16 ... 10
Gambar 2.6 Block Diagram penerimaan UART ... 13
Gambar 2.7 Timer/Counter0 Control Register – TCCR0 ... 13
Gambar 2.8 Timer/Counter0 – TCNT0 ... 14
Gambar 2.9 Timer/Counter1 Control Register A – TCCR1A ... 14
Gambar 2.10 Timer/Counter1 Control Register A – TCCR1A ... 15
Gambar 2.11 Kemasan Wavecom Fasttrack M1306B ... 17
Gambar 2.12 Konfigurasi Pin Konektor DB9 ... 19
Gambar 2.13 Konfigurasi pin MT8870D ... 23
Gambar 2.14: Rangkaian MT8870D ... 24
Gambar 2.15 Rangkaian motor shunt ... 26
Gambar 2.16 Rangkaian motor seri ... 27
Gambar 2.17 Rangkaian motor kompon ... 28
Gambar 2.18 Bagan Motor DC ... 28
Gambar 2.19 Kaidah Tangan Kiri ... 29
Gambar 2.20 Penampang IC L298 ... 30
Gambar 2.21 Pin Out LCD M1632 Standard ... 33
Gambar 2.22 Timing Penulisan Data ke Register Perintah Mode 4 bit interface ... 35
Gambar 2.23 Timing Penulisan Register Perintah Mode 4 bit Interface ... 37
Gambar 2.24 Timing diagram penulisan data register data mode 4 bit interface ... 38
Gambar 2.25 Timing pembacaan data dari register data mode 4 bit interface .. 38
Gambar 2.26 Rangkaian dasar keypad 4x4 ... 39
Gambar 2.27 Grafik karakteristik respon bunyi buzzer ... 40
Gambar 2.29 Simbol Transistor NPN dan PNP ... 41
Gambar 2.30 Grafik output dari transistor, keadaan cutoff dan keadaan jenuh .. 43
Gambar 3.1. Block Diagram system ... 51
Gambar 3.2 Perencanaan Konstruksi Mekanik ... 52
Gambar 3.3 Rangkaian Converter RS232 ... 54
Gambar 3.4 Rangkain DTMF MT8870D ... 55
Gambar 3.5 Rangkaian LCD ... 56
Gambar 3.6 Rangkaian driver motor L298 ... 57
Gambar 3.7 Rangkaian Catu daya ... 57
Gambar 3.8 Rangkaian Driver Buzzer ... 58
Gambar 3.9 Rangkaian Control ATMEGA16 ... 61
Gambar 3.10 Flowchart system ... 63
Gambar 4.1 Diagram pengujian converter RS232 ... 64
Gambar 4.2 Pengujian Serial converter ... 62
Gambar 4.3 Blok Diagram Pengujian Telepon Seluler ... 67
Gambar 4.4 Setting pada HyperTerminal ... 68
Gambar 4.5 Pemilihan COM pada HyperTerminal... 68
Gambar 4.6 Pemilihan Kecepatan pada HyperTerminal... 69
Gambar 4.7 Hasil Pengujian Perintah AT command ... 70
Gambar 4.8 Rangkaian Pengujian LCD ... 71
Gambar 4.9 Flowchart Tulis Instruksi pada LCD ... 72
Gambar 4.10 Flowchart Tulis data numeric pada LCD ... 73
Gambar 4.11 Foto pengujian LCD ... 75
Gambar 4.12 Rangkaian Pengujian Keypad ... 77
Gambar 4.13 Algoritma pembacaan Keypad dengan system matrik ... 79
Gambar 4.14 Pengujian Keypad ... 83
Gambar 4.15 Rangkaian pengujian driver buzzer ... 85
Gambar 4.16 Driver Motor ... 87
Gambar 4.17 Program Menu ... 89
Gambar 4.18 Profil User ... 89
Gambar 4.20 Menu Menginput Nomor User ... 90
Gambar 4.21 Tampilan User 1 Berhasil Tersimpan ... 90
Gambar 4.22 Tampilan LCD Akses dari User1 ... 91
Gambar 4.23 Tampilan Akses dari User1 Buka Pintu ... 91
Gambar 4.24 Tampilan LCD Akses dari User1 Buka Pintu ... 92
Gambar 2.25 Tampilan Akses dari User1 Tutup Pintu ... 92
Gambar 4.26 Tampilan LCD Akses dari User1 Tutup Pintu ... 92
Gambar 4.27 Akses membuka sesuai kebutuhan user ... 93
Gambar 4.28 Tampilan Akses Ditolak ... 93
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi khusus Port B ... 11
Tabel 2.2 Fungsi khusus Port C ... 11
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D ... 12
Tabel 2.4 Seting Prescale ... 14
Tabel 2.5 Seting Mode Compare 1 ... 15
Tabel 2.6 Seting Mode PWM... 15
Tabel 2.7 pin-pin konektor DB15 ... 18
Tabel 2.8 Konfigurasi Pin RS-232 pada Konektor DB9 ... 19
Tabel 2.9 : Frekuensi pada DTMF ... 22
Tabel 2.10: fungis pin DTMF MT8870 ... 23
Table 2.11 Fungsi decoder DTMF ... 25
Tabel 2.12 Prinsip kerja IC L298 ... 33
Tabel 2.13 Simbol Terminal I/O LCD ... 33
Tabel 2.14 Perintah-perintah M1632 ... 35
Tabel 2.15 Karakter dalam Bascom ... 44
Tabel 2.16Tipe data pada Bascom ... 45
Tabel 2.17 Operasi Relasi ... 49
Tabel 3.1 Tabel kebenaran Driver Relay ... 57
Tabel 4.1 Pengujian driver buzzer ... 86
Daftar Pustaka
1.
Depari, Ganti. 1984.
Teknik Rangkaian Elektronika
.
Bandung:1984.
2.
Muhsin,
Muhammad.
2004.
Elektronika
Digital
.
Yogyakarta:Andi.
3.
Bejo, Agus. 2008
. C&AVR Kemudahan Bahasa C Dalam
Mikrokontroler ATMEGA8535
. Yogyakarta : Graha Ilmu
4.
J Bueche, Frederick. 1989.
Fisika Edisi Kedelapan
. Jakarta :
Erlangga
5.
Lesea, Austin.1993.
Teknik Perantaraan Mikroprosesor
Edisi Ketiga
. Jakarta : Erlangga
6.
Padhyay, D Chatto. 1989.
Dasar Elektronika
. Jakarta :
Universitas Indonesia
7.
Blocher, Richard. 2003.
Dasar Elektronika
. Yogyakarta : Andi
8.
Dr. Agfianto Eko Putra, C. NNPL Pract. DSP&Embedded
Electronics.2009.Basic Compiler Untuk AVR [Online]
Available
at
:
http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/04/basic-compiler-untuk-avr/[10 June2014]
9.
Bascom
AVR
8051
[Online]
Available
at
:
