Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega 8535 Secara Hardware

(1)

SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS

GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE

TUGAS AKHIR

REYFALDI HERMAWAN

112408030

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR

MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS

GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

REYFALDI HERMAWAN

112408030

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Perancangan Pemantau Kapasitas Tong Air Menggunakan Sensor Ultrasonic dengan Sms Gateway Berbasis Atmega 8535 Secara Hardware

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Reyfaldi Hermawan Nomor Induk Mahasiswa : 112408030

Program Studi : Diploma 3 ( D-3) Fisika Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, April 2015

Disetujui Oleh

Prodi D-3 Fisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua,

Dr. Susilawati, M.Si

(4)

PERNYATAAN

SISTEM PERANCANGAN PEMANTAU KAPASITAS TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIC DENGAN SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2015

(5)

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala 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. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Tugas Akhir 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 Akhir ini adalah

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir 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. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

2. Bapak Dr. Sutarman, M. Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

(6)

5. Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh teman terkhusus kekasih tercinta Devi Larasati yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

8. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Mei 2015

(7)

ABSTRAK

Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengaplikasikan Codevision

AVR pada mikrokrontroler ATMega 8535 untuk mengkonversi data dari sensor ultrasonic yang mendeteksi/menghitung ketinggian level air, dimana mikrokontroller akan meneruskan data yang telah dikonversi pada LCD dan modem GSM Wavecom. Kemudian modem wavecom akan mengirimkan data berupa pesan singkat kepada penerima yang sudah ditentukan.

(8)

DAFTAR ISI

Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang ……… 1 2.1. Mikrokontroler ATMega 8535 ……… 5

2.1.1. Fitur ATMega8535 ……… 6

2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535 ……… 7

2.1.3. Peta Memori ATMega 8535 ……… 11

2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535 ……… 13

2.2. Modem GSM ……… 14

2.5.1 Karakteristik Sinyal Port Serial ………….. 27

2.5.2 Koneksi ke RS232 Port ……… 28

2.6.Bahasa Pemrograman Mikrokontroler ……… 31

2.7.Software ATMega8535 Editor dan Simulator ……… 32

2.7.1. Software ATMega8535 Editor ……… 32

2.7.2. Software Downloader ……… 32

2.7.3. Software Desain PCB Eagle 4.13r …………... 33

Bab 3 Perancangan Sistem 3.1. Diagram Blok Sistem ……… 35

3.2. Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 36

(9)

3.4. Perancangan Perancangan Rangkaian LCD ……… 39 3.5. Rangkaian Wavecom Fastrack……… 40

3.6. Flowchart System ……… 41

Bab 4 Hasil dan Pengujian

4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic ……… 43 4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ……… 44 4.3. Interfacing LCD 2x16 ……… 45 4.4. Pengujian Koneksi Modul GSM Wavecom dengan

Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232 ……… 51

Bab 5 Penutup

5.1. Kesimpulan……… 73 5.2. Saran ……… 74

Daftar Pustaka ……… 75

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP 8 Gambar 2.2 Peta 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 IC MAX232 29 Gambar 2.15 Penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai

Komunikasi Serial 31

Gambar 2.16 Tampilan Code Vision AVR 32 Gambar 2.17 Tampilan Ponyprog2000 33 Gambar 2.18 Tampilan software Eagle 4.13r 33 Gambar 3.1 Diagram Blok System 35 Gambar 3.2. Rangkaian Receiver ultrasonic 36 Gambar 3.3. Jarak antara Tx – Rx 36 Gambar 3.4 Keluaran Pulsa Ultrasonic 37 Gambar 3.5 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler

ATMEGA 8535 38

(12)

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

(13)

memiliki kapabilitas yang sangat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup

minimal.

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 Mikrokontroler 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.

(14)

3. Agar Lebih Mengerti tentang pengaplikasian Mikrokontroler dan

sensor-sensor dalam kehidupan sehari-hari.

1.4. Batasan Masalah

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

(15)

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:

BAB I : PENDAHULUAN

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. 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

(16)

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

(17)

Interface), SCI (Serial Communication Interface), Bus RC (Intergrated circuit

Bus) merupakan 2 jalur yang terdapat 8 bit, 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.

(18)

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

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 pin

masukan ADC.

4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/outputdua arah dan dan

pinfungsi 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.

(19)

9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC.

10.AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi 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

(20)

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 (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B

digunakan. Bit-bit DDRB 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

(21)

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 input, atau diisi 1 jika sebagai output.

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)

(22)

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.

1. Program Memori

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.

(23)

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 terdiri dari 64 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.

(24)

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 CPU mikrokontroler.

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

(25)

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.

7. Bit 1-Z : Zero Flag

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

(26)

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 SIM, dan mengoperasikan selama berlangganan ke operator

mobile, seperti ponsel. 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

(27)

Gambar 2.6 Modem Gsm Fastrack M1306b

Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B:

· Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10

· GSM Dual Band antenna

· Power Supply with 4 pin connector (untuk serial)

· 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

(28)

penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. Untuk memulai

suatu perintah AT-Command, diperlukan prefiks

“AT” atau “at” dalam setiap perintah AT-Command.[6]

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

(29)

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 Center (SMSC). Di SMSC pesan disimpan dan

dicoba untuk mengirimkannya selama 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

(30)

2.3 LCD

LCD (liquid crystal display) 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. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah

konsumsi daya yang 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

(31)

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 dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di

bawah sinar cahaya yang 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.

LCD 16x2

(32)

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), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah

utama LCD adalah Display 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

No.

Keterangan Konfigurasi Hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5VDC

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

(33)

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

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

(34)

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 Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter

digital. LCD 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

(35)

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)

Gambar 2.9 Sensor Ultrasonic

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

(36)

• 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

antarmuka pulse width.

• 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 mengaplikasikan ke sebuah alat.

(37)

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.

Gambar 2.11 Ilustrasi cara kerja sensor

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

(38)

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

komputer (RS232).

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

(39)

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.

Gambar 2.13 Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf “A” Tanpa Bit

Paritas.

2.5.2 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

(40)

• DSR, Data Set Ready

• CD, Carrier Detect

• RTS, Request To Send

• CTS, Clear To Send.

Tabel 2.7 Koneksi Null Mode

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.

(41)

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 menggunakan sebuah start bit dan sebuah stop bit.

Jadi, sebuah frame data terdiri dari 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

(42)

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 gelombang level sinyalnya antara +25V sampai -25V. Oleh

karena itu, jika ingin 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 2.15 Penggunaan ic max 232 dalam rangkaian sebagai komunikasi serial.

2.6 Bahasa Pemrograman 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,

(43)

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

melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah di program.

Proses 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. Software ATMega8535 Editor dan Simulator 2.7.1 Software ATMega8535 Editor

Instruksi - instruksi yang merupakan bahasa C tersebut dituliskan pada

sebuah editor, yaitu Code Vision AVR. Tampilannya seperti berikut ini:

Gambar 2.16 Tampilan Code Vision AVR

2.7.2 Software Downloader

Melakukan download program ke mikrokontroler dapat menggunakan

(44)

Gambar 2.17 Tampilan Ponyprog2000

2.7.3. 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 :

(45)

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 layout ke PCB dapat digunakan kertas Transfer

(46)

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

3.1. Diagram Blok Sistem

SENSOR ULTRASONIK

ATMEGA 8535 Baterai 9V

LCD

MODEM WAVECOM

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Fungsi Tiap Blok

1. Blok Sensor Ultrasonik : Sebagai input/penghitung ketinggian level air.

2. Blok mikrokontroller : Mengkonversi data dari sensor dan modul

GSM Wavecom

3. Blok LCD : Sebagai output tampilan

4. Blok Baterai 9V : sebagai penyedia tegangan ke sistem dan sensor

5. Blok Modul-GSM : Sebagai pengirim informasi dan penerima

(47)

3.2 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 “Distance = 001 cm” berarti jendela komparator

terlalu sempit sehingga dapat di-trigger oleh gelombang ultrasonic langsung dari

Tx bukan pantulan dari benda di depannya

Gambar 3.2. Rangkaian Receiver ultrasonic

Gambar 3.3. Jarak antara Tx – Rx

Rangkaian ultrasonic transducer terbagi 2 yaitu rangkaian receiver dan

(48)

3.2. resistor variabel R6 berfungsi untuk mengatur jendela komparator yang

akan berpengaruh pada sensitivitas receiver dan juga mempengaruhi daya ukur

alat ini secara keseluruhan. Dengan pengaturan R6 yang baik, alat ini dapat

mengukur jarak minimum 2 cm dan maksimum 300 cm dengan cukup baik.

Jika gelombang ultrasonik merambat dalam suatu medium, maka partikel

Medium mengalami perpindahan energi. Besarnya energi gelombang ultrasonik

yang dimiliki partikel medium. Maka kita perhatikan pulsa di bawah ini adalah

keluaran gelombang ultrasonic :

Gambar 3.4. Keluaran Pulsa Ultrasonic

3.3. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat dilihat

(49)

Gambar 3.5Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535

Dari gambar 3.5, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari

seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC

Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini

sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 11,0592 MHz dan dua buah kapasitor

22 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535

dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan

reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset

mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso,

Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke pin header, pin

header sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP

(50)

Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak

pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke

ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena

mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.4.Perancangan 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 5 KΩ untuk mengatur kontras

karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD

yang dihubungkan ke mikrokontroler.

(51)

Dari gambar 3.6, rangkaian ini terhubung ke PA.0... PaA7, yang

merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Analog and

Digital Converter .Nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat

dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.

3.6. Rangkaian Wavecom Fastrack

Rangkaian antar muka ini bertujuan agar mikrokontroler dapat

berkomunikasi dengan modem GSM.

Gambar 3.7. Rangkaian Modul GSM dengan Mikrokontroller

(52)

3.7. Flowchart System Volume air 0,5 Liter

? YA

Gambar 3.8 Flowchart System (Diagram Alir)

Program dimulai dari start dan dilanjutkan dengan inisialisasi untuk

(53)

pembacaan sensor dan port – port untuk menampilkan ke LCD. Mikro melakukan

pembacaan pada sensor ultrasonic:

• Jika “iya”, volume air berada pada kapasitas 1 liter maka mikrokontroller

akan melakukan pengiriman data melalui modul GSM dengan isi pesan

“Level air tingkat IV”.

• Jika “tidak”, maka sensor akan meneruskan deteksi apakah volume air

berada pada kapasitas 0.75 liter, jika “iya” maka mikrokontroller akan

melakukan pengiriman data melalui modul GSM dengan isi pesan “Level

air tingkat III”.

air tingkat II”.

(54)

BAB 4

HASIL DAN PENGUJIAN

4.1. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Ultrasonic

Pada gambar 3.2.dan 3.3. tentang rangkaian transmitter dan receiver terletak

dalam 1 komponen melainkan masing- masing mempunyai fungsi. untuk

menganalisa rangkaian ultrasonic dapat di lihat pada pembahasan di bawah ini.

Jika sensor terkena suatu benda, maka pantulan gelombang yang berasal dari

transmitter sensor ultrasonic akan kembali ke receiver, kemudian akan dihitung

waktu dari gelombang terkirim hingga gelombang kembali. Dari waktu yang

didapat, dokonversi menjadi jarak.

Tabel 4.1. Data Jarak Deteksi Berbagai Halangan

Jarak

(cm) 5 10 15 20 25 30 40 45 50 Pengujian

1 4 10 15 19 24 28 39 44,8 50

2 5 10 15,1 20 25 28 41 45,3 49

3 5 9 15,3 20 23,5 27 39,6 45 49

4 5 10 15,2 21 24,6 30 40 45 51

5 5 9 15,2 20 25 30 40,3 44,5 50

(55)

8Penjelasan pada table diatas yaitu : Pengujian jarak pendeteksian sensor

ultrasonik dilakukan dengan mendekatkan dan menjauhkan posisi objek yang ada

didepan sensor.untuk mengetahui kepekaan sensor ketika diberikan objek yang

berbeda dilakukan sebanyak 5 kali pada masing-masing objek. Jarak dari objek di

variasikan . Setiap pengujian akan menghasilkan pembacaan yang berbeda walau

dengan jarak yang sama, tetapi perbedaanya tidak terlalu besar. Tujuan dari

pengujian itu untuk mendapatkan nilai yang akurat, misalnya pengujian dengan

jarak 50 cm menghasilkan nilai pembacaan 49,8 cm.

Hasil pengujian dapat membuktikan bahwa sensor ultrasonik bekerja

berdasarkan kemampuan penghalang memantulkan kembali gelombang ultrasonik

yang dikirim oleh sensor ultrasonik, gangguan pada pendeteksiaan sensor dapat

diakibatkan oleh penghalang yang tidak mampu memantulkan gelombang bunyi

dengan baik dan adanya interferensi gelombang dengan frekuensi yang sama.

Data yang ada di dalam tabel adalah linear karena batas minimal baca

sensor adalah 2cm dan apabila pengukuran di bawah 2 cm maka tidak terdefenisi

karena jarak dari sensor ke benda terlalu dekat dan tidak menghasilkan data. dalam

pengukuran menggunakan sistem perhitungan dan setiap 1 gelombang pulsa

nilainya adalah kelipatan 10mS.

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System

Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan

rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program

(56)

mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8535.

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler

ATMega menggunakan kristal dengan frekuensi 11,0592 MHz, apabila

Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa

dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.3. Interfacing LCD 2x16

Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang

berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa

keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang

berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk

alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN,

RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu

LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke

LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada

(57)

Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan

dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan

melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin

RW selalu diberi logika low ( 0 )

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam

untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke

mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai

berikut:

#include <mega8535.h>

#include <stdio.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#include <alcd.h>

// Declare your global variables here

void main(void)

{

// Declare your local variables here

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

(58)

DDRB = 0X00; //

PORTC = 0X00;

DDRC = 0X01; //

PORTD = 0X00;

DDRD= 0X00; //

// LCD module initialization

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Fajar");

Program di atas akan menampilkan kata “Fajar ” di baris pertama pada display

LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan,

maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan pemberitahuan apabila

mengirim sms .

4.4. Pengujian Koneksi Modul GSM Wavecom dengan Mikrokontroller ATMEGA8535 via serial max232

Pada pengujian komunikasi serial ini, kita lakukan dengan cara

mengkomunikasikan mikrokontroller dengan komputer menggunakan kabel serial

yang terhubung ke mikro melewati IC MAX232. pengujian dapat dilakukan

(59)

Pengujian pada hyper terminal ini akan muncul beberapa pilihan yaitu pilih

Com1 dan pada bit per second (baud) pilih 9600. Dalam pengujian

komunikasi serial ini kita harus memperhatikan perhitungan clock generator

pada mikro, karena cristal yang harus dipergunakan harus menggunakan

perhitungan. Hal ini diperlukan agar data yang masuk bener-bener bisa

dibaca oleh komputer. Dalam pengujian ini menggunakan krystal 11.059200

MHz.

Mikrokontroller dikomunikasikan secara serial dengan wavecom fastrack 1306

b selanjutnya akan mengirimkan SMS di HP user pemilik rumah, untuk

mengetahui kondisi pintu atau jendela.dalam Pengkabelanya kondisi RX

wavecom dihubungkan dengan TX

mikrokontroller begitu pula sebaliknya.berikut adalah program untuk

mengirimkan sms ke no hp tujuan

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

// Standard Input/Output functions

#include <stdio.h>

void main(void)

(60)

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In

Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

Func0=In

PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

// Port C initialization

Func0=In

PORTC=0x00;

(61)

// Port D initialization

Func0=In

PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

void sms_init()

{

printf("ATE0");

putchar(0x0D);//ENTER

while(getchar()!='K'){};

while(getchar()!=0x0A){};

delay_ms(500);

}

sms_init();

while (1)

{

printf("AT+CMGF=1"); //menyeting modem GSM ke mode text

putchar(13); //mengirim 1 karakter CR / enter

printf("AT+CMGS="); //perintah untuk mengirim sms

putchar('"'); //mengirim karakter ‘ ” ’

printf("085760946582"); //no HP yg dituju

(62)

putchar(13); //kode ascii untuk enter<CR>

printf("tes kirim sms");

putchar(26); //

}

Jika program dijalankan, maka mikro akan memerintahkan modul gsm untuk

mengirim pesan yang berisi karakter “tes kirim sms”.

4.5 Program Code-Vision AVR

/*******************************************************

This program was created by the

CodeWizardAVR V3.12 Advanced

Automatic Program Generator

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date :

Author :

Company :

(63)

Chip type : ATmega32A

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 11,059200 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 512

*******************************************************/

#include <mega32a.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD functions

#include <alcd.h>

#include <stdio.h>

char dat,x,penuh,kosong,setengah,satu,satusetengah,dua;

#define triger PORTC.1

#define pin_triger DDRC.1

#define echo PINC.0

#define pin_echo DDRC.0

unsigned char buf[33];

unsigned int counter,jarak;

(64)

#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE)

#define RX_COMPLETE (1<<RXC)

#define FRAMING_ERROR (1<<FE)

#define PARITY_ERROR (1<<UPE)

#define DATA_OVERRUN (1<<DOR)

// USART Receiver buffer

#define RX_BUFFER_SIZE 8

char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE];

#if RX_BUFFER_SIZE <= 256

unsigned char rx_wr_index=0,rx_rd_index=0;

#else

unsigned int rx_wr_index=0,rx_rd_index=0;

#endif

#if RX_BUFFER_SIZE < 256

unsigned char rx_counter=0;

#else

unsigned int rx_counter=0;

#endif

(65)

bit rx_buffer_overflow;

// USART Receiver interrupt service routine

interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void)

{

char status,data;

status=UCSRA;

data=UDR;

if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR |

DATA_OVERRUN))==0)

{

rx_buffer[rx_wr_index++]=data;

#if RX_BUFFER_SIZE == 256

// special case for receiver buffer size=256

if (++rx_counter == 0) rx_buffer_overflow=1;

#else

if (rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_wr_index=0;

if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE)

{

rx_counter=0;

rx_buffer_overflow=1;

}

#endif

(66)

}

#ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_

// Get a character from the USART Receiver buffer

#define _ALTERNATE_GETCHAR_

#pragma used+

char getchar(void)

{

char data;

while (rx_counter==0);

data=rx_buffer[rx_rd_index++];

#if RX_BUFFER_SIZE != 256

if (rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0;

#endif

#asm("cli")

--rx_counter;

#asm("sei")

return data;

}

#pragma used-

#endif

// USART Transmitter buffer

(67)

char tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE];

#if TX_BUFFER_SIZE <= 256

unsigned char tx_wr_index=0,tx_rd_index=0;

#else

unsigned int tx_wr_index=0,tx_rd_index=0;

#endif

#if TX_BUFFER_SIZE < 256

unsigned char tx_counter=0;

#else

unsigned int tx_counter=0;

#endif

// USART Transmitter interrupt service routine

interrupt [USART_TXC] void usart_tx_isr(void)

{

if (tx_counter)

{

--tx_counter;

UDR=tx_buffer[tx_rd_index++];

#if TX_BUFFER_SIZE != 256

if (tx_rd_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_rd_index=0;

(68)

}

#ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_

// Write a character to the USART Transmitter buffer

#define _ALTERNATE_PUTCHAR_

#pragma used+

void putchar(char c)

{

while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE);

#asm("cli")

if (tx_counter || ((UCSRA & DATA_REGISTER_EMPTY)==0))

{

tx_buffer[tx_wr_index++]=c;

#if TX_BUFFER_SIZE != 256

if (tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0;

#endif

++tx_counter;

}

else

UDR=c;

#asm("sei")

}

(69)

#endif

// Standard Input/Output functions

#include <stdio.h>

void send_sms()

{

printf("AT+CMGF=1"); //menyeting modem GSM ke mode text

putchar(13); //mengirim 1 karakter CR / enter.

printf("AT+CMGS=");

putchar('"');

printf("085760946582"); //no HP yg dituju

putchar('"');

putchar(13); //kode ascii <CR>

//printf("tes feedback ok");

printf("tes kirim");

putchar(26);

}

void sms_init()

{

printf("ATE0");

(70)

while(getchar()!='K'){};

delay_ms(500);

}

void cek_sms()

{

while(getchar()!=','){};

}

void send_sms_txt(char flash *fmtstr1, char flash *fmtstr2)

{

printf("AT+CMGF=1");

delay_ms(500);

printf("AT+CMGS=\"");

printf(fmtstr1);

printf("\"");

while(getchar()!=0x20){};

(71)

printf(fmtstr2);

putchar(0x1A);

delay_ms(500);

printf("AT+CMGD=1");

delay_ms(500);