TUGAS AKHIR MIKROKONTROLLER
RANCANG BANGUN PANEL EDUKASI INSTALASI LISTRIK USIA
DINI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535
Disusun oleh :
1. Arif Rochman 3.31.13.1.05 2. Juniadi Dwi Sasongko 3.31.13.1.11 3. Nur Rizki Kurniati 3.31.13.1.14 4. Wahyu Diky Kurniawan 3.31.13.1.21
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
i
TUGAS AKHIR MIKROKONTROLLER
RANCANG BANGUN PANEL EDUKASI INSTALASI LISTRIK USIA
DINI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535
Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi nilai ujian akhir semester mata kuliah
Mikrokontroller
Disusun oleh :
1. Arif Rochman 3.31.13.1.05 2. Juniadi Dwi Sasongko 3.31.13.1.11 3. Nur Rizki Kurniati 3.31.13.1.14 4. Wahyu Diky Kurniawan 3.31.13.1.21
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
ii
MOTTO dan PERSEMBAHAN
MOTTO :1. Hidup tidak menghadiahkan barang sesuatupun kepada manusia tanpa bekerja keras.
2. Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin dan hari esok adalah harapan.
3. Hadir terlambat memang lebih baik dari pada tidak hadir sama sekali tetapi bila
berkali-kali adalah suatu kecerobohan.
4. Menunggu kesuksesan adalah tindakan sia-sia yang bodoh.
5. Sejarah bukan hanya rangkaian cerita, ada banyak pelajaran, kebanggan dan harta
didalamnya.
6. Cara terbaik untuk keluar dari suatu persoalan adalah memecahkannya.
7. Kalau hari ini kita menjadi penonton bersabarlah menjadi pemain esok hari.
8. Ceroboh dan tidak bisa menahan emosi adalah sikap yang bisa berakibat fatal.
9. Harapan kosong itu lebih menyakitkan daripada kenyataan yang pahit sekalipun.
10.Setiap pekerjaan dapat diselesaikan dengan mudah bila dikerjakan tanpa keengganan.
11.Jangan tunda sampai besok apa yang bisa engkau kerjakan hari ini.
12.Tidak ada kekayaan yang melebihi akal,dan tidak ada kemelaratan yang melebihi
kebodohan.
PERSEMBAHAN :
1. Ayah, Ibu, Kakak dan Adik-adik kami tersayang yang telah turut mendukung dan
membantu dengan sepenuh hati.
2. Bapak Syahid yang sudah membimbing kami dalam pembuatan alat ini
3. Teman-teman LT-2B yang sudah mendukung dan membantu.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT EDUKATIF KELISTRIKAN USIA 2-6 TAHUN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535” ini tepat pada waktunya. Laporan
Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan untuk Ujian Akhis Semester 4 jurusan Teknik
Elektro Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Semarang.
Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak menemui kendala, namun
berkat adanya bimbingan dari pembimbing maka akhirnya penyusunan laporan ini dapat
terlaksana dengan baik dan tepat pada waktu yang telah ditentukan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Adi Wasono, B.Eng,, M. Eng. selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Semarang.
2. Bapak Triyono, S.T, M. Eng. selaku Kepala Program Studi Teknik Listrik Politeknik
Negeri Semarang.
3. Bapak Syahid, S.T, M. Eng. selaku dosen pembimbing Mikrokontroler.
4. Keluarga penulis atas dukungan dan bantuannya selama penulis mengerjakan laporan.
5. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah terlibat
banyak membantu sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan.
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak
kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu saran ataupun kritik yang bersifat
membangun sangat diharapkan oleh penulis. Dan pada akhirnya harapan penulis laporan ini
dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan pembaca sehingga dapat menambah pengetahuan dan
wawasan.
Semarang, 14 Juni 2015
iv ABSTRAK
Rancang bangun panel edukasi kelistrikan usia dini tahun berbasis mikrokontroler
ATMega8535, seiring dengan majunya teknologi maka kehidupan juga diiringi dengan
inovasi-inovasi, alasan kuat yang mendorong terbentuknya alat edukatif ini, diawali dari jarangnya anak
mengenal alat kelistrikan disekelilingnya misalnya dirumah, cara kerja alat ini di variasi menjadi
2 macam mode yaitu mode tutorial dan mode game. Pada mode tutorial ketika push button yang
mewakili masing-masing komponen ditekan, maka LCD akan menampilkan nama komponen
yang dipilih. Pada mode game apabila menekan push button yang sesuai dengan nama komponen
yang ditampilkan oleh LCD maka akan keluar suara benar dan LCD akan menampilkan tulisan
benar namun jika tidak akan keluar suara salah dan display LCD akan menampilkan tulisan
salah. Alat ini dirancang bertujuan untuk mengenalkan nama alat kelistrikan di sekelilingnya
sehingga anak dapat mengetahui fungsi dari alat tersebut.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAKSI ... iv
DAFTAR ISI... Error! Bookmark not defined. DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... Error! Bookmark not defined. BAB I PENDAHULUAN
2.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler ATMega 8535 ... 8
2.1.3 Bahasa Program Assembly AVR ... 10
3.3.1 Sistem Minimum Atmega8535 ... 14
vi
3.3.3 Rangkaian Push Button ... Error! Bookmark not defined.
3.3.4 Rangkaian LCD ... 18
3.3.5 Rangkaian LED ... 18
3.4 Detail SistemRangkaian ... 19
3.5 Program ... 19
3.6 Flowchart ... 31
BAB IV PENGUJIAN 4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega8535 ... 32
4.2 Pengujian Speaker ... 32
4.3 Pengujian Push Button ... 33
4.4 Pengujian LCD... 33
4.5 Pengujian LED ... 34
4.6 Pengujian Keseluruhan ... 34
4.7 Hasil Analisa ... 35
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 38
5.2 Saran ... 39
DAFTAR PUSTAKA ... 40
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mikrokontroller ATMega8535 ...5
Gambar 2.2 Konfigurasipin ATmega8535 (Data Sheet AVR) ...8
Gambar 2.3 Loudspeaker ...11
Gambar 2.4 Push Button ...11
Gambar 2.5 LCD ...12
Gambar 2.6 LED ...12
Gambar 3.1 Bagan Alir Panel Edukasi ...13
Gambar 3.2 Bagan Alir Kontrol Panel Edukasi ...14
Gambar 3.3 Sistem Minimum ATmega 8535 ...14
Gambar 3.4 Rangkaian Speaker ...16
Gambar 3.5 Rangkaian Push Button ...17
Gambar 3.6 Rangkaian LCD...18
Gambar 3.7 Rangkaian LED ...18
Gambar 3.8 Detail Rangkaian Panel Edukasi ...19
Gambar 3.9 Flowchart Program ...31
Gambar 4.1 Pengujian Speaker ...33
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fumgsi Port B ...9
Tabel 2.2 Fumgsi Port C ...9
Tabel 2.3 Fumgsi Port D ...10
Tabel 4.1 Mode Tutorial ...11
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kemajuan dan perkembangan dunia terus melaju dan berkembang dengan pesat. Hal
ini terjadi di berbagai bidang, baik di bidang ekonomi, social budaya, maupun bidang–
bidang eksakta dan teknologi. Dibidang teknologi, perkembangan elektronika sangat cepat
setelah ditemukanya piranti semikonduktor sebagai penyusun komponen aktif, apalagi
setelah adanya teknologi mikroprosesor dan mikrokontroler. Dengan peralatan tersebut dapat
diciptakan berbagai alat yang dapat membantu manusia dalam menyelesaikan berbagai
macam kesulitan dan permasalahan. Dengan menggunakan teknologi mikroprosesor dan
mikrokontroller tersebut dapat diciptakan berbagai macam peralatan elektronika yang dapat
memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi manusia dalam melaksanakan tugas dan
pekerjaannya.
Salah satunya adalah perkembangan teknologi dibidang game dan edukasi.
Perkembangan dibidang ini sangat diperlukan oleh anak yang lebih sering menggunakan
gadget untuk bermain game yang terkadang tidak berkaitan dengan edukasi. Selain itu
kurang pengetahuannya anak usia 2-6 tahun di bidang listrik
Dengan memperhatikan hal tersebut maka dibuat alat untuk mengenalkan kepada
anak mengenai alat kelistrikan yang ada di sekelilingnya misalnya dirumah. Pada alat ini buat
panel dengan 2 mode push button yaitu mode tutorial dan mode game. Selain itu pada setiap
komponen (fitting, sakelar, stop kontak, kabel, MCB) masing-masing terhubung langsung
dengan push button, led, dan lcd. Pada mode tutorial ketika push button yang mewakili
masing-masing komponen ditekan, maka LCD akan menampilkan nama komponen yang
dipilih. Pada mode game apabila menekan push button yang sesuai dengan nama komponen
yang ditampilkan oleh LCD maka akan keluar suara benar dan LCD akan menampilkan
tulisan benar namun jika tidak akan keluar suara salah dan display LCD akan menampilkan
tulisan salah. Berangkat dari masalah ini, maka dibuat Tugas Akhir yang berjudul “Rancang
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2 1.2 TUJUAN
Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk merancang suatu game edukasi bagi
anak usia dini yang berbasis mikrokontroler. Fungsi utama dari alat ini adalah mengajarkan
anak untuk mengetahui nama-nama alat kelistrikan yang ada di sekitar rumah.
Alat ini pada prinsipnya menggunakan push button yang terdiri dari 2 mode yaitu
mode tutorial dan mode game. Pada mode tutorial saat menekan push button yang terdapat
pada masing-masing komponen maka LCD akan menampilkan nama komponen tersebut.
Pada mode game saat LCD menampilkan salah satu nama komponen maka anak harus
menekan push button yang sesuai dengan nama yang ditampilkan sehingga LCD akan
menampilkan tulisan benar dan speaker akan mengeluarkan suara benar namun jika tidak
menekan push button yang sesuai maka LCD akan menampilkan tulisan salah dan speaker
akan mengeluarkan suara salah.
1.3 RUMUSAN MASALAH
Dari latar belakang diatas dapat dirumuskan bagaimanakah cara merancang dan membuat panel
edukasi instalasi listrik usia dini berbasis mikrokontroler ATMega8535.
1.4 BATASAN MASALAH
Agar permasalahan yang dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini tidak menyimpang
jauh dari pokok pembahasan, maka dalam penulisan laporan Tugas Akhir dengan judul “Rancang Bangun Panel Edukasi Instalasi Listrik Usia Dini Berbasis Mikrokontroler ATMega8535” ini ditetapkan pokok-pokok permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut:
1. Menggunakan mikrokontrol ATMega8535 sebagai pusat pengendali.
2. Menggunakan push button sebagai penentu komponen yang dipilih.
3. Menggunakan komponen listrik seperti stop kontak, kabel, sakelar, fitting, MCB.
4. Menggunakan speaker sebagai indikator suara.
5. Menggunakan LCD untuk menampilkan nama komponen.
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 3
1.5 METODE PENELITIAN
1. Pustaka
Yaitu teknik pengumpulan data dari buku, internet, maupun berbagai literature
mengenai rancangan aplikasi yang dibuat.
2. Observasi
Metode observasi adalah system pengumpulan data dengan cara melakukan
pengamatan secara langsung yang diteliti,
3. Wawancara
Yaitu dengan melakukan berbagai Tanya jawab dengan ahli
4. Analisis
Setelah semua data yang diperlukan terkumpul, proses selanjutnya adalah analisis
terhadap data dan permasalah yang ada untuk kemudian dicari pemecahan atau jalan
keluar yang terbaikdari permasalahan yang timbul.
5. Perancangan
Setelah ditemukan gambaran pemecahan masalah, kemudian dilakukan tahap
perancangan aplikasi.
6. Modeling
Setelah semua unsure dirancang sedemikian rupa kemudian dilakukan modeling
objek untuk kemudian dituangkan secara langsung dalam perancangan alat .
1.6 SISTEMIKA PENULISAN LAPORAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja system pengendalian Panel
Edukasi dengan menggunakan mikrokontroller, maka penulis menulis laporan ini sebagai
berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latarbelakang, rumusan masalah, tujuan penulisan,
batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 4 mikrokontroller ATmega8535 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan.
Serta karakteristik dari komponen – komponen pendukung.
BAB III. PEMBAHASAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari
rangkaian, skematik dari masing – masing rangkaian dan diagram alir dari program yang
akan diisikan ke mikrokontroller ATmega8535.
BAB IV. PENGUJIAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari system kerja alat melalui program yang
digunakan.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang
dilakukan dari laporan ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan
dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai system kerja yang
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroller merupakan sebuah system computer yang seluruh atau sebagian besar
elemnnya dikemas dalam suatu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer.
Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau beberapa
tugas yang sangat spesifik, berbeda daengan PC (Personal Computer) yang memiliki beberapa
fungsi. Perbedaan antara computer dengan mikrokontroller.
Mikrokontroller adalah sebuah system microprocessor dimana didalamnya sudah terdapat
CPU, ROM, Ram, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan
terorganisasi dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai,
sehingga kita tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang
membuatnya menurut Winoto (2008:3).
Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroller
seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri
MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer). Mikrokontroler AVR dapat
dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATMega, dan keluarga AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas
adalah memori, kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki. Berikut ini
penjelasan lebih lengkap mengenai Mikrokontroller ATMega8535
Gambar 2.1 Mikrokontroller ATMega8535
ATMega8535 adalah mikrokontroller CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC.
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 6 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi
walaupun dengan penggunaan daya rendah. Mikrokontroller ATmega8535 memiliki
beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif
untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain:
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.
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.
12.Dan lain-lainnya.
2.1.1 Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori
data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat
0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian
yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba
guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan
instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT),
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 7 c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program
maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan
register-register I/O yaitu register-register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM
Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal,
sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari
SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal
dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik
secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki
konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat
fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan 1
buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda
secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter
juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki
register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial
syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal Syncrhronous and
Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode
komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535. USART merupakan komunikasi yang
memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar
mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous,
sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara
umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 8 2.1.2 Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535
Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATmega8535 (Data Sheet AVR)
Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package)
dapat dilihat pada gambar 2.1. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing
pin Atmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merukan pin Ground.
3. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus,
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 9 Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B
5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C
Pin Fungsi khusus
PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.
Pin Fungsi Khusus
PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)
PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
PB4 SS (SPI Slave Select Input)
PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 10 Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D
Pin Fungsi khusus
PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match
Output)
PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1 TXD (USART Output Pin)
PD0 RXD (USART Input Pin)
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10.AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.1.3 BAHASA PROGRAM ASSEMBLY AVR
Pemrograman mikrokontroler ATmega8535 dapat menggunakan low level language
(assembly) dan high level language tergantung compiler yang digunakan. Bahasa Assembler
mikrokontroler AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika pemrograman satu jenis
mikrokontroler AVR sudah dikuasai, maka akan dengan mudah menguasai pemrograman
keseluruhan mikrokontroler jenis mikrokontroler AVR. Namun bahasa assembler relatif lebih
sulit dipelajari dari pada bahasa C.
Untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan memakan waktu yang lama serta
penulisan programnya akan panjang. Sedangkan bahasa C memiliki keunggulan dibanding
bahasa assembler yaitu independent terhadap hardware serta lebih mudah untuk menangani
project yang besar. Bahasa C memiliki keuntungan-keuntungan yang dimiliki bahasa assembler
(bahasa mesin), hampir semua operasi yang dapat dilakukan oleh bahasa mesin, dapat dilakukan
dengan bahasa C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah. Bahasa C
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 11 2.2 Loudspeaker
Loudspeaker atau sering disebut pengeras suara adalah komponen elektronika yang
mampu mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Proses mengubah sinyal ini dilakukan
dengan cara menggerakkan komponennya yang berbentuk selaput. Dalam setiap sistem
penghasil suara, penentuan kualitas suara terbaik tergantung dari speaker. Pada dasarnya, speaker
merupakan mesin penerjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker membawa sinyal elektrik
dan mengubahnya kembali menjadi getaran untuk membuat gelombang suara. Speaker
menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang dihasilkan oleh mikrofon
yang direkam dan dikodekan.
Gambar 2.3 Loudspeaker
2.3 Push Button
Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus
listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar
tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC
(normally close) dan NO (normally open).
Gambar 2.4 Push Button
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 12 LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena
tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish
karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2
baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan
mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita
menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut.
Gambar 2.5 Liquid Crystal Display (LCD) 2 x 16
2.5 LED
LED merupakan salah satu jenis dioda yang mengubah energi perpindahan electron – electron yang jatuh dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwana – warninya cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda – beda. Bahan – bahannya antara lain gallium, arsen dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan
segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin hitung, jam digital, dan lain – lain.
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 13
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 DESKRIPSI KERJA
Dalam penggunaan alat ini memiliki cara kerja yang sangat sederhana, dengan basis
pemrograman pada mikrokontroller. Cara kerjanya Panel Edukasi ini menggunakan Push
Button. Push Button ini berfungsi sebagai inputan mikrokontroller yang mengkontrol 2 mode
yaitu mode tutorial dan game di panel tersebut.
Gambar 3.1 Bagan Alir Panel Edukasi
Penjelasan Diagram:
1. Power Supply ini digunakan untuk menghidupkan mikrokontroller ATMega8535.
2. Push Button 1 akan mengaktifkan mode tutorial dan push button 2 akan mengaktifkan
mode game yang akan dibaca oleh program pada mikrokontroller ATMega8535.
3. Setelah program diproses dalam mikrokontroller, pada mode tutorial ketika push
button ditekan maka data hasil pemrosesan akan dikeluarkan melalui LCD yang akan
menampilkan nama instalasi listrik yang dipilih.
4. Pada mode game, LCD akan menampilkan nama instalasi listrik yang harus dipilih
sehingga ketika push button yang sesuai dengan nama komponen ditekan, maka LCD
akan menampilkan tulisan benar dan speaker akan mengeluarkan suara benar namun
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 14 maka LCD akan menampilkan tulisan salah dan speaker akan mengeluarkan suara
salah.
3.2 RANGKAIAN ALAT
Gambar 3.2 Bagan Alir Kontrol Panel Edukasi
3.3 DAFTAR KOMPONEN dan FUNGSI 3.3.1 Sistem Minimum ATmega 8535
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 15 Rangkaian diatas adalah system minimum yang dimana system tersebut harus
dipenuhi agar mikrokontroler ATmega8535 dapat digunakan atau untuk memproses data
yang diinginkan. Ada beberapa komponen dan fungsinya yaitu :
1. Power Supply
Power supply digunakan sebagai inputan mikro controller atau tegangan supply 5
Volt yang terhubung pada VCC (Port tegangan supply mikrokontroller) , AVCC
(Pin tegangan suplai untuk port A dan ADC) , Aref (pin referensi tegangan analog
untuk ADC ) , Power on reset (sebagai reset pada mikrokontroller).
2. Power on Reset
Reset dapat dilakukan secara manual maupun otomatis saat power diaktifkan
(power on reset). Power on reset berfungsi me-reset sesaat setelah mendapatkan
tegangan masukan awal dari catudaya. Rangkayan power on reset dibentuk oleh
sebuah kapasitor dan sebuah resistor. Setiap kali catudaya dihidupkan, rangkaian
akan menahan pin RST pada keadaan taraf logika tinggi selama beberapa saat,
tergantung lamanya pengisian kapasitor. Untuk me-reset secara sempurna,
tegangan pada pin RST harus ditahan pada taraf logika tinggi hingga osilator
berdetak selama dua siklus mesin. Agar program dapat di-reset sewaktu-waktu
tanpa harus mematikan lalu menghidupkan catudaya, ditambahkan push button
switch yang dihubungkan kesumber tegangan setelah melewati resistor untuk
membatasi aliran arus yang masuk kedalam mikrokontroler.
3. Port ISP (InsystemProggramming)
Rangkaian ini bertujuan sebagai tempat penyalur atau tempat dimana USB
Downloader dicolokan sehingga program yang telah kita build akan terdownload
ke mikrokontroller.Keunggulan rangkaian ini adalah tidak perlu kita melepas IC
dari system ketika akan diberi program.
4. Oscilator
Rangkaian ini bertujuan untuk menentukan lama atau cepatnya IC dalam
mengeksekusi data informasi per satu intruksi (instruksi assembler). Dengan
rumus kecepatan T=1
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 16 XTAL1 (Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock
internal) dan XTAL2 (Output dari penguat osilator inverting).
3.3.2 Rangkaian Speaker
Speaker digunakan sebagai indikator bunyi pada saat push button pada mode
tebak-tebakan ditekan. Suara yang dihasilkan oleh speaker di setting 2 variasi yaitu
benar dan salah.
Gambar 3.4 Rangkaian Push Button
3.3.3 Rangkaian Push Button
Tombol yang dipasang sebagai masukan tersebut adalah jenis tombol tekan
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 17 dihidupkan pertama kali, akan menuliskan logika 0 pada semua port yang digunakan
otomatis terkonfigurasi sebagai masukan impedensi rendah, program akan membaca
kaki port logika 0 karena masukan tombol tekan disambung ke-ground.
Gambar 3.5 Rangkaian Push Button
3.3.4 Rangkaian Display LCD
Perangkat ini digunakan sebagai output atau penampil dari hasil yang sudah
diproses pada mikrokontroler. Pada mode pembelajaran ketika push button yang
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 18 menampilkan nama komponen tersebut. Sedangkan pada mode tebak-tebakan display
LCD menampilkan nama komponen yang harus dipilih.
Gambar 3.6 Rangkaian Push Button
3.3.5 Rangkaian Driver LED
Gambar 3.7 Rangkaian Driver LED
Rangkaian diatas adalah driver LED yang dimana memiliki prinsip kerja , jika
PORTD 0 pada IC bernilai 0 maka akan terjadi aliran arus menuju B (base) pada
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 19 dimana rangkaian akan terhubung dengan Grounding yang akan menyebabkan
LED menyala saat mendapat input.
3.4 DETAIL SISTEM RANGKAIAN
Gambar 3.8 Detail Rangkaian Panel Edukasi
3.5 PROGRAM
#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
#include <lcd.h>
#asm
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 21
lcd_putsf("MANA SAKLAR?"); //MULAI SAKLAR
while(2)
lcd_putsf("MANA FITTING?"); //MULAI FITTING
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 25
} //AKHIR STOP KONTAK
if (PINB.5==0) //MCB
{
lcd_clear();
lcd_gotoxy(6,0);
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 27 } //AKHIR FITTING
else if(PINB.3==0) //SAKLAR
{
else if(PINB.6==0) // SAKLAR
{
lcd_clear();
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("SALAH");
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 30 if (PINB.5==0)
{
PORTA.3=0;
PORTA.0=PORTA.2=PORTA.1=PORTA.4=1;
delay_ms(30);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(2,0);
lcd_putsf("STOP KONTAK");
}
else if (PINB.6==0)
{
PORTA.4=0;
PORTA.0=PORTA.2=PORTA.3=PORTA.1=1;
delay_ms(30);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(5,0);
lcd_putsf("KABEL");
}
}
}
}
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 31 3.6 FLOWCHART
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 32
BAB IV
PENGUJIAN
4.1 Pengujian Mikrokontroller ATMega8535
Karena pemrograman panel edukasi menggunakan mode ISP (In System Programming)
Mikrokontroller harus dapat deprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian
mikrokontroller harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil
dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroller oleh program downloader yaitu
ATMega8535.
ATMega menggunakan Kristal dengan frekuensi 8MHz, apabila Chip Signature sudah
dikenali dengan baik dalam waktusingkat, bias dikatakan rangkaian mikrokontroller bekerja
dengan baik dengan mode ISP nya.
4.2 Pengujian Speaker
Pengujian rangkaian speaker dimaksudkan untuk mengecek apakah speaker bekerja
dengan baik. Untuk mengetahui apakah speaker bisa berfungsi dengan baik, dapat dilakukan
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 33 Gambar 4.1 Pengujian speaker
Pengujian speaker dapat dilakukan dengan menghubungkan kutub posisitf dan kutub
negatif pada speaker dengan baterai 3 volt. Setelah dicek speaker masih mengeluarkan bunyi,
sehingga speaker dalam keadaan baik.
4.3 Pengujian Push Button
Push button digunakan untuk memilih komponen tertentu yang terdapat pada panel
edukasi. Terdapat 6 buah push button yaitu 2 buah push button digunakan menjadi push button
menu atau mode. Dan 4 push button yang digunakan untuk mewakili masing-masing komponen.
4.4 Pengujian LCD
Tujuan pengujian rangkaian LCD adalah untuk mengecek apakah LCD bekerja dengan
baik. Untuk mengetahui apakah LCD berfungsi dengan baik atau tidak, bisa dilakukan dengan
menghubungkannya dengan catu daya yang diberi tegangan 5 Volt. Rangkaian yang digunakan
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 34 Gambar 4.2 Pengujian LCD
Pin – pin pada LCD yang dihubungkan antara lain pin VSS dihubungkan dengan ground
pada catu daya dan VDD dihubungkan dengan kutub positif +5 Volt pada catu daya. Untuk
mengatur tingkat kecerahan atau kontras dari LCD dilakukan dengan cara menghubungkan pin
VEE dengan trimpot. Setelah rangkaian tersebut dihubungan dengan arus listrik, LCD dapat
menyala dengan baik dan layak digunakan.
4.5 Pungujian LED
Tujuan pengujian rangkaian LED adalah untuk mengecek apakah LED bekerja dengan
baik. Untuk mengetahui apakah LED berfungsi dengan baik atau tidak, bisa dilakukan dengan
menghubungkannya dengan catu daya. Jika LED menyala saat push button ditekan maka LED
berfungsi dengan baik.
4.6 Pengujian Keseluruhan
Pengujian keseluruhan sistem dilakukan setelah semua rangkaian dan perangkat lunak
diintegrasikan menjadi satu sistem. Pengujian ini bertujuan untuk menunjukkan bahwa
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 35 4.7 HASIL ANALISA
Dalam melakukan uji coba dapat dihasilkan tabel data sebagai berikut : Tabel 4.1 Mode Tutorial :
NO Nama
Komponen Push Button
Kondisi LCD
1 Stop Kontak PB 1 Ditekan Stop Kontak
2 Fitting PB 2 Ditekan Fitting
3 MCB PB 3 Ditekan MCB
4 Kabel PB 4 Ditekan Kabel
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 36 Tabel 4.2 Mode Game :
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 37 Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat dapat bekerja dengan baik dan benar pada mode tutorial dan mode game.
Pada mode tutorial :
1. Ketika push button 1 yang terdapat pada komponen stop kontak ditekan maka display LCD akan menampilkan nama komponen stop kontak.
2. Ketika push button 2 yang terdapat pada komponen fitting ditekan maka display LCD akan menampilkan nama komponen fitting.
3. Ketika push button 3 yang terdapat pada komponen MCB ditekan maka display LCD akan menampilkan nama komponen MCB.
4. Ketika push button 4 yang terdapat pada komponen kabel ditekan maka display LCD akan menampilkan nama komponen kabel.
5. Ketika push button 5 yang terdapat pada komponen sakelar ditekan maka display LCD akan menampilkan nama komponen sakelar.
Pada mode game :
1. Ketika pada display LCD menampilkan tulisan stop kontak maka harus menekan push button 1 yang mewakili komponen stop kontak sehingga display LCD muncul tulisan benar dan speaker mengeluarkan suara benar namun jika yang ditekan bukan push button 1 maka LCD menampilkan display salah dan speaker akan mengeluarkan suara salah. 2. Ketika pada display LCD menampilkan tulisan fitting maka harus menekan push button
2 yang mewakili komponen fitting sehingga display LCD muncul tulisan benar dan speaker mengeluarkan suara benar namun jika yang ditekan bukan push button 2 maka LCD menampilkan display salah dan speaker akan mengeluarkan suara salah.
3. Ketika pada display LCD menampilkan tulisan MCB maka harus menekan push button 3 yang mewakili komponen MCB sehingga display LCD muncul tulisan benar dan speaker mengeluarkan suara benar namun jika yang ditekan bukan push button 3 maka LCD menampilkan display salah dan speaker akan mengeluarkan suara salah.
4. Ketika pada display LCD menampilkan tulisan kabel maka harus menekan push button 4 yang mewakili komponen kabel sehingga display LCD muncul tulisan benar dan speaker mengeluarkan suara benar namun jika yang ditekan bukan push button 4 maka LCD menampilkan display salah dan speaker akan mengeluarkan suara salah.
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG Page 38
BAB 5
PENUTUP
Dengan telah berakhirnya penyusunan laporan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini. Penulis telah
memperoleh berbagai pengalaman yang berharga dimana pengalaman tersebut merupakan
bekal untuk terjun ke dunia kerja. Tugas laporan microkontroller ini sangat bermanfaat
karena dapat dijadikan masa penjajakan diri sehingga dapat mengevaluasi seberapa besar
ilmu yang telah kita dapat di pelajaran yang lalu.
5.1 Kesimpulan
Dalam pembuatan tugas akhir semester “RANCANG BANGUN PANEL EDUKASI
INSTALASI LISTRIK USIA DINI BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535”
ini dapat diambil kesimpulan antara lain:
a. Rancangan system pada panel edukasi ini menggunakan mikrokontroller ATMega8535.
b. Output keluaran yang di hasilkan oleh input push button sesuai dengan yang di harapkan,
yaitu:
1. Jika tegangan input pada push button komponen yang dipilih stop kontak maka output
yang ditampilkan LCD adalah stop kontak.
2. Jika tegangan input pada push button komponen yang dipilih fitting maka output yang
ditampilkan LCD adalah fitting.
3. Jika tegangan input pada push button komponen yang dipilih MCB maka output yang
ditampilkan LCD adalah MCB.
4. Jika tegangan input pada push button komponen yang dipilih kabel maka output yang
ditampilkan LCD adalah kabel.
5. Jika tegangan input pada push button komponen yang dipilih sakelar maka output
yang ditampilkan LCD adalah sakelar.
c. Jika LCD menampilkan nama salah satu komponen yang harus dipilih dengan menekan
push button yang benar maka speaker akan mengeluarkan suara benar dan LCD
menampilkan suara benar namun jika yang ditekan push button yang tidak sesuai maka
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG Page 39 5.2 SARAN
Berdasarkan pengalaman selama pembuatan aplikasi yang telah dilakukan, berikut adalah
beberapa saran yang penting untuk diperhatikan :
1. Push button memudahkan dalam menentukan mode dalam Rancang Bangun Panel
Edukasi Instalasi Listrik Usia Dini Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.
2. LCD mempermudah untuk menampilkan nama komponen yang dipilih menggunakan
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 40
DAFTAR PUSTAKA .
Marry, (2010), Jenis-Jenis Mikrokontroler, http://m4rry.blogspot.com.
Next System., (2011), Pelatihan Mikrokontroler dan Robotik, http://edukasi.nextsys.web.id.
Prasimax Mikron., (2001), Kontrol Peralatan Listrik dgn Mikrokontroler
http://www.mikron123.com.
Putra, Agfianto Eko, 2005. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/53 (Teori dan Aplikasi),
Yogyakarta : Gava Media.
Artanto (2009), Mikrokontroler adalah sebuah alat pengendali (kontroler) berukuran mikro.
Jakarta: Artanto.
Budiharto, W., (2004), Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Jakarta: PT Elex Media
Komputindo.
Dr. Agfianto E. Putra., (2012), Mikrokontroler DSP &Embedded Electronics(Lecturer,
Consultant, Author) http://agfi.staff.ugm.ac.id).
Iswanto, (2008), Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroler ATMega8535
