PENGENDALI UTAMA CAR IMMOBILIZER DENGAN RFID BERBASIS ATMEGA8535

PENGENDALI UTAMA CAR IMMOBILIZER DENGAN RFID BERBASIS ATMEGA8535

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

THOMAS JOKO LELANA NIM : 045114064

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2010

MASTER CONTROLLER OF RFID CAR IMMOBILIZER BASED ON ATMEGA8535

Presented As Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

THOMAS JOKO LELANA NIM : 045114064

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

2010

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam

kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, 9 Maret 2010

Thomas Joko Lelana

“ Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit

kembali setiap kali kita jatuh “ (Confusius)

Kupersembahkan tugas Akhir ini Untuk : Tuhan Sang Perencana Kehidupan Ayah dan Ibuku tercinta, untuk segala doa dan dukungan Saudara-saudaraku yang terbaik Bertha S. Ika atas cinta dan kesetiaannya

Dosen-dosen yang membimbingku

Keluarga Besar TEKSAPALA “ Per Aspera ad Astra “

Teman-teman yang selalu mendukungku

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Thomas Joko Lelana

Nomor Mahasiswa : 045114049

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universi- tas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

PENGENDALI UTAMA CAR IMMOBILIZER DENGAN RFID BERBASIS ATMEGA8535

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam ben- tuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terba- tas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tan- pa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 9 Maret 2010 Yang menyatakan

( Thomas Joko Lelana)

RFID (Radio Frequency Identification) adalah teknologi pengidentifikasian yang memanfaatkan frekuensi radio. Teknologi RFID dapat diaplikasikan dalam berbagai bentuk.

Salah satu bentuk aplikasinya adalah pada kendaraan atau yang biasa disebut car immobilizer.

Untuk itu dibutuhkan sebuah alat yang menjadi aplikasi dari sistem keamanan pada car

immobilizer.

Alat ini terdiri dari sebuah rangkaian utama yang menggunakan ATMEGA8535.

Rangkaian utama bertugas untuk mengendalikan semua sensor yang digunakan pada alat.

Sensor yang digunakan dibagi menjadi dua bagian. Sensor pintu pada sistem keamanan, dan sensor suhu pada mesin mobil. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35, sedangkan sensor pintu yang digunakan adalah reed switch. Terdapat 2 mode pada sistem ini yaitu mode non

alert dan mode alert. Sensor suhu bekerja pada mode non alert, sedangkan sensor pintu

bekerja pada mode alert. Data tertinggi dari sensor suhu yang terbaca akan disimpan di EEPROM ATMEGA8535. Pintu terbuka yang terdeteksi oleh sensor pintu akan menyebabkan alarm berbunyi. Perpindahan mode pada sistem dipengaruhi oleh indikator sinyal RFID.

Dari hasil pengujian, semua sensor yang digunakan dapat bekerja dengan baik. Data suhu tertinggi tersimpan di EEPROM pada alamat 0 dan 1. Keluaran dari sistem keamanan berupa indikator keamanan, hazard, dan buzzer aktif setiap pergantian mode. Kendali pada lampu ruang mengalami kendala pada rangkaian astable timer yang digunakan.

Kata kunci: RFID, mikrokontroler ATMEGA8535, car immobilizer.

RFID (Radio Frequency Identification) is a identifier technology that used radio frequency. This technology can be applied in many kind of application. One kind of the application is used in vehicle that is called car immobilizer. Therefore, a tool is needed as application for security system in car immobilizer.

This tool is a main circuit with ATMEGA8535. The main circuit is used to control all sensors. Sensors that used in this tool consist of two sections. That is door sensor in security system and temperature sensor in car machine. LM35 is used as temperature sensor, and reed switch is used as door sensor. There are two operation modes in this tool system, non alert mode and alert mode. Temperature sensor work in non alert mode whereas door sensor work in alert mode. The highest data from temperature sensor will recorded in EEPROM of ATMEGA8535. The opened door that detected by door sensor will activate alarm.

Transferring mode in this tool system influenced by indicator of RFID signal.

Result of experiment show all sensors in this tool system work correctly. The highest temperature data is recorded in EEPROM address 0 and 1. Output from the security system is indicator of security, hazard, and buzzer could be activated every transferring mode.

Controlling room lamp has trouble in the astable timer circuit.

Key word: RFID, ATMEGA8535 microcontroller, car immobilizer, security system.

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Selama menulis Tugas Akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga Tugas Akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga penulis atas segala dukungan moral dan materi yang telah diberikan.

2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, semangat, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

3. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang juga telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, semangat, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

4. Seluruh dosen Teknik Elektro dan laboran yang telah banyak memberikan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

5. Kelompok tugas akhir Leonardo Arga D dan Robertus Heru Wiranto atas semua kerjasama baik dalam perdebatan maupun diskusi selama penelitian, akhirnya kita menyelesaikan apa yang telah kita mulai bersama.

6. Bertha Surya Ika Sulistyawati yang selalu menemani dan memberikan dukungannya.

7. Keluarga besar di TEKSAPALA atas semangat dan dukungannya “keep forward whatever it takes” dan semoga kita dapat semakin berkembang bersama.

8. Sahabat-sahabat yang selalu memberikan semangat dan dukungan Fx. Oscar.

R, Albertus, Leo Febrianus, Robertus Hadi P. Ndaga.

9. Seluruh teman Teknik Elektro angkatan 2004 atas segala dukungan dan bantuan. Semoga kompak selalu.

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

Yogyakarta, 9 Maret 2010

Penulis

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Judul ... 1

1.2. Latar Belakang Masalah ... 1

1.3. Tujuan dan Manfaat ... 2

1.4. Batasan Masalah ... 3

1.5. Metodologi Penelitian ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI ... 7

2.1. Sistem RFID ... 7

2.1.1. Tag RFID ... 9

2.1.2. Reader RFID ... 9

2.2. Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 9

2.2.1. Arsitektur ATMEGA8535 ... 10

2.2.2. Fitur ATMEGA8535 ... 10

2.2.3. Konfigurasi Pin ATMEGA8535 ... 10

2.2.4. Organisasi Memori ... 11

2.2.6.1. Timer dan Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ... 13

2.2.6.2 Timer dan Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ... 14

2.2.6.3 Timer dan Counter 0 ... 15

2.2.6.3.1 Timer dan Counter 0 Control Register (TCCR0) ... 16

2.2.6.3.2 Timer dan Counter Register 0 (TCNT0) ... 17

2.2.6.4 Timer dan Counter 1 ... 17

2.2.6.5 Timer dan Counter 2 ... 18

2.2.7. ADC (Analog to Digital Converter) ... 18

2.2.8. On-Chip Osilator ... 22

2.2.9. Reset ... 23

2.3. Sensor Temperatur (LM35) ... 23

2.4. Transistor Sebagai Saklar ... 25

2.5. Dioda Memancarkan Cahaya (Light Emitting Diode) ... 26

2.6. Relay ... 27

2.7 Reed switch ... 28

2.8 Lm555... 28

BAB III PERANCANGAN ALAT ... 32

3.1. Perancangan Perangkat Keras ... 33

3.1.1. Reset Eksternal ... 33

3.1.2. Osilator... 34

3.1.3. Mikrokontroler ATMEGA8535 ... 35

3.1.4 Rangkaian Sensor Suhu ... 35

3.1.5. Sensor Pengaman Pintu ... 35

3.1.6. Rangkaian Indikator Led ... 36

3.1.7. Rangkaian Lampu Hazard ... 37

3.1.8. Rangkaian Indikator Kunci Pintu ... 38

3.1.9. Rangkaian Indikator Ignition Switch (Ig-sw) ... 40

3.1.10 Rangkaian Alarm ... 41

3.1.11 Rangkaian Lampu Ruang (Room Lamp) ... 42

3.1.12 Rangkaian Timer eksternal... 44

3.2. Perancangan Perangkat Lunak ... 47

3.2.1.2 Pengaturan ADC ... 49

3.2.1.3 Diagram Alir Kondisi Alert Mode ... 51

3.2.1.4 Pengaturan Timer ... 52

3.2.1.5. Diagram Alir Pengaturan Indikator Keamanan ... 52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 54

4.1. Hasil Akhir Perancangan ... 54

4.2. Pengamatan Sistem ... 56

4.2.1. Cara Kerja Simulai Pengendali Sensor Utama... 56

4.2.2. Pengujian Saklar RFID ... 59

4.2.3. Pengujian Saklar Kunci Mobil ... 59

4.2.4. Pengujian Sensor Pintu Mobil ... 60

4.2.5. Pengujian Keluaran Timer ... 62

4.2.5.1. Pengujian Keluaran Astabel Timer LM555 ON=350ms dan OFF=350ms ... 62

4.2.5.2. Pengujian Keluaran Astabel Timer LM555 ON=250ms dan OFF=450ms ... 63

4.2.5.3. Pengujian Keluaran Astable Timer LM555 ON = 15s ... 64

4.2.5.4. Pengujian Timer Internal ... 65

4.2.6. Pengujian ADC ... 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 66

5.1. Kesimpulan ... 66

5.2. Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... 67

LAMPIRAN ... 68

Gambar 1.1. Blok Model Perancangan . ... 4

G ambar 2.1. Komponen Utama Sistem RFID ... 8

Gambar 2.2. Tag RFID ... 9

Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMEGA8535 ... 11

Gambar 2.4. (a) Peta Data Memori, (b) Peta Memori Program ... 12

Gambar 2.5. Register TIMSK ... 13

Gambar 2.6. Register TIFR ... 14

Gambar 2.7. Register TCCR0 ... 16

Gambar 2.8. Register TCNT0 ... 17

Gambar 2.9. Register ADMUX ... 19

Gambar 2.10. Format Data ADC Dengan ADLAR = 0 ... 19

Gambar 2.11. Format Data ADC Dengan ADLAR = 1 ... 19

Gambar 2.12. Regiater ADCSRA ... 20

Gambar 2.13. Register SFIOR ... 22

Gambar 2.14. Koneksi Osilator ... 23

Gambar 2.15. Rangkaian Reset ... 23

Gambar 2.16. Bentuk Fisik LM35 ... 24

Gambar 2.17. Rangkaian Umum Pengukur Suhu... 25

Gambar 2.18. Rangkaian Transistor Sebagai Saklar ... 25

Gambar 2.19. Rangkaian LED ... 27

Gambar 2.20. Relay ... 27

Gambar 2.21. Bentuk Sebuah Reed Switch ... 28

Gambar 2.22. Rangkaian Internal LM555 ... 29

Gambar 2.23. Rangkaian Astable Timer LM555 ... 30

Gambar 2.24. Gelombang Keluaran dari Rangkaian Astable Timer LM555 . 30 Gambar 2.25. Rangkaian Astable Timer LM555 untuk Duty Cycle ≤ 50% ... 31

Gambar 3.1. Diagram blok Car Immobilizer Dengan RFID ... 32

Gambar 3.2. Diagram blok Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535 ... 33

Gambar 3.4. Rangkaian Reset Eksternal ... 34

Gambar 3.5. Rangkaian osilator ... 34

Gambar 3.6. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATmega8535 .. 35

Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Pengaman Pintu ... 36

Gambar 3.8. Rangkaian Indikator LED ... 37

Gambar 3.9. Rangkaian Lampu Hazard ... 37

Gambar 3.10. Rangkaian Indikator Kunci Pintu ... 39

Gambar 3.11. Rangkaian Indikator Igination Switch ... 40

Gambar 3.12. Rangkaian Alarm ... 41

Gambar 3.13. Rangkaian Lampu ruang (room Lamp) ... 43

Gambar 3.14. Rangkaian Astable Timer Menggunakan LM 555 ... 44

Gambar 3.15 Diagram Alir Program Utama ... 48

Gambar 3.16. Diagram Alir Program Non Alert Mode ... 49

Gambar 3.17. Diagram Alir Program ADC ... 50

Gambar 3.18. Diagram Alir Program Alert Mode ... 51

Gambar 3.19. Diagram Alir Timer0 Untuk Indikator Keamanan... 53

Gambar 4.1. Bentuk Fisik Pengendali Sensor Utama Car Immobilizer ... 54

Gambar 4.2. Bentuk Fisik Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535 ... 55

Gambar 4.3. Bentuk Fisik Rangkaian Sensor Suhu ... 55

Gambar 4.4. Bentuk Fisik Rangkaian Output ... 56

Gambar 4.5. Bentuk Fisik Rangkaian Timer Eksternal ... 56

Gambar 4.6. Sistem Dalam Kondisi Non Alert... 57

Gambar 4.7. Sistem Dalam Kondisi Non Alert dan Kunci Mobil Didalam ... 57

Gambar 4.8. Sistem Dalam Kondisi Alert... 58

Gambar 4.9. Sistem Dalam Kondisi Alert dan Pintu Terbuka ... 58

Gambar 4.10. Gelombang Keluaran Timer 555 (TL=350ms) ... 62

Gambar 4.11. Gelombang Keluaran Timer 555 (TH=350ms) ... 63

Gambar 4.12. Gelombang Keluaran Timer 555 (TH=250ms) ... 63

Gambar 4.13. Gelombang Keluaran Timer 555 (TL=450ms) ... 64

Gambar 4.14. Saklar Transistor Untuk Astable Timer Menggunakan LM 555 .. 65

Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan Port I/O... 13

Tabel 2.2 Mode Timer/Counter 0 ... 16

Tabel 2.3 Skala Clock Timer/Counter 0 ... 16

Tabel 2.4. Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC ... 19

Tabel 2.5. Tabel pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC ... 20

Tabel 2.6. Konfigurasi Clock ADC ... 21

Tabel 2.7. Pemilihan Sumber Picu ADC ... 22

Tabel 3.1. Keluaran Rangkaian Astable Timer LM555 ... 45

Tabel 3.2. Pewaktuan Keluaran Sistem Keamanan ... 45

Tabel 4.1. Data Percobaan Hazard dan Buzzer Terhadap Saklar RFID ... 59

Tabel 4.2. Data Percobaan Saat Saklar Kunci Mobil on ... 60

Tabel 4.3. Data Percobaan Saat Saklar Kunci mobil off ... 60

Tabel 4.4. Data Percobaan Reed Switch Terhadap Medan Magnet ... 61

Tabel 4.5. Data Percobaan Alarm Terhadap Sensor Reed Switch ... 61

Tabel 4.6. Perbandingan Tegangan Masukan dan Data di Memori ... 66

Tabel 4.7. Perbandingan Data Suhu dan Tegangan Keluaran LM35... 66

Tabel 4.8. Perbandingan Antara Data Tersimpan dan Data Terukur ... 67

PENDAHULUAN

1.1. Judul

Pengendali Utama Car Immobilizer Dengan RFID Berbasis ATMEGA8535.

1.2. Latar Belakang Masalah

Perkembangan jaman menuntut manusia untuk mengembangkan berbagai macam teknologi untuk membantu meningkatkan kehidupannya. Dalam beberapa tahun terakhir ini, teknologi Radio Frequency Identification (RFID) berkembang dengan pesat.

RFID merupakan sebuah teknologi compact wireless berbasis frekuensi radio yang memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi otomatis terhadap suatu obyek.

RFID mempunyai dua komponen utama yang disebut transceiver (reader) dan transponder (tag). Berbeda dengan teknologi terdahulunya yaitu dengan menggunakan barcode ataupun dengan Electronic Article Surveillance (EAS), RFID mempunyai kemampuan lebih dalam jangkauan jarak dan kemampuan update dari pada data informasi yang terkandung di dalam tag. Jadi, ketika sebuah tag melewati dari area elektromagnetik yang dikeluarkan oleh antena reader, maka secara langsung akan dideteksi oleh sinyal aktivasi dari reader dan dilakukan pembacaan dari dta-data yang ada di dalam tag, selanjutnya data akan dikirimmenuju sebuah database[1].

Jika di masa lalu barcode telah menjadi cara utama untuk pelacakan produk, RFID menjadi teknologi pilihan untuk tracking manusia, hewan peliharaan, produk, bahkan kendaraan (electronic immobilization atau car immobilizer). Salah satu alasannya adalah kemampuan tag yang dapat dibaca dari jarak jauh dan melalui berbagai substansi seperti salju, asap, es, atau cat dimana barcode telah terbukti tidak dapat digunakan.

Pada sistem car immobilizer ini, teknologi RFID digunakan untuk mengetahui kondisi sebuah mobil yang sudah dilengkapi dengan mikrokontroler dan beberapa sensor.

RFID juga digunakan pada sistem pengamanannya, yaitu pada sistem pengunci pintu (door locking). Kunci stater dikombinasi dengan transponder (tag). Pintu mobil terkunci secara otomatis saat kunci stater berada di luar radius pembacaan reader yang berada di dalam mobil. Saat kunci stater berada pada radius pembacaan, pengunci pintu mobil akan terbuka

dan pintu siap dibuka. Selanjutnya, reader akan mengisi ulang tag dengan data hasil sensing yang dibacanya dari mikrokontroler. Saat mobil masuk bengkel, data yang telah terisi pada tag akan dibaca oleh reader yang berada di bengkel untuk dikirim ke database dan ditampilkan pada sebuah komputer. Jadi, sistem car immobilizer ini menggunakan dua buah receiver (reader), yaitu sebuah reader yang berada di dalam mobil dan sebuah reader lain yang berada di dalam bengkel yang terhubung dengan komputer.

Pada Car immobilizer, tag yang digunakan adalah tag pasif yaitu tag yang tidak memiliki catu daya sendiri serta tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader.

Sebagai gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan dimungkinkan untuk diberikan pada tag, tergantung kepada kapasitas penyimpanannya

Data yang terisi pada tag merupakan data-data yang berasal dari sensor-sensor pada sistem keamanan mobil dan mesin mobil yang dikendalikan oleh mikrokontroler.

Pada mikrokontroler, data-data yang diperoleh dari hasil sensing tersebut dikirim menuju reader yang berada didalam mobil secara rutin dalam rentang waktu tertentu, yang kemudian hasil sensing tersebut diisi pada tag melalui reader yang berada di dalam mobil.

Selain digunakan untuk mengatur proses pengiriman data dari sensor menuju reader, mikrokontroler juga digunakan untuk mengaktifkan alarm dan pengunci pintu mobil otomatis pada sistem keamanan mobil.

I.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari pembuatan perangkat ini antara lain:

1. Menghasilkan pengendali utama Car immobilizer dengan RFID menggunakan ATMEGA8535

2. Menghasilkan sebuah implementasi keluaran dari car immobilizer.

3. Mengendalikan data masukan dari sensor pada mesin mobil dan sistem keamanan mobil.

4. Mengolah dan menyimpan data masukan yang diterima pada EEPROM ATMEGA8535 sebelum dikirim menuju tag RFID

Manfaat dari pembuatan perangkat ini adalah:

1. Sebagai implementasi sistem keamanan dari salah satu produk mobil di Indonesia.

2. Memperoleh gambaran langsung dari implementasi pengaruh sinyal RFID terhadap sistem keamanan mobil.

3. Sebagai penyedia data yang akan diisi pada tag RFID.

I.4 Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

a. Membuat pengendali utama Car immobilizer dengan RFID menggunakan ATMEGA8535.

b. Masukan ATMEGA8535 berupa sinyal keluaran reader dan data hasil sensing.

c. Sensor yang dipasang pada sistem keamanan mobil berupa sensor pada pintu mobil, sedangkan sensor pada mesin mobil yang digunakan adalah sensor suhu.

d. Data dari sensor suhu pada mesin mobil disimpan pada EEPROM ATMEGA8535.

e. Keluaran yang dikendalikan oleh ATMEGA8535 berupa pengunci pintu mobil otomatis, lampu ruangan (room lamp), lampu hazard, indikator keamanan dan buzzer.

f. Keluaran yang berupa lampu ruangan (room lamp), lampu hazard, indikator keamanan dan buzzer merupakan implementasi dari sistem keamanan pada salah satu produk mobil yang ada di Indonesia.

1.5 Metodologi Penelitian

Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :

1. Studi literatur, yaitu dengan mempelajari berbagai informasi, baik dari buku maupun internet sehingga dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.

2. Perencanaan rancangan dan pembuatan alat dalam bentuk perangkat keras maupun perangkat lunak. Perancangan ini dilakukan untuk menyesuaikan pembuatan alat sesuai dengan permasalahan yang telah ditentukan. Gambar 1.1 memperlihatkan blok model yang akan dirancang.

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan

3. Pembuatan alat berdasarkan hasil perancangan. Pembuatan hardware terdiri dari pembuatan rangkaian utama mikrokontroler, rangkaian sensor, dan rangkaian keluaran. Pada pembuatan software meliputi proses pembacaan data masukan sensor, pengolahan data sensor, dan memberikan keluaran sesuai dengan instruksi dari masukan yang diterima.

4. Pengamatan dan pengujian terhadap hasil perancangan. Data yang diamati berupa data hasil pembacaan setiap sensor yang digunakan, data hasil keluaran mikrokontroler berdasarkan instruksi masukan yang diberikan, dan data hasil pengukuran suhu yang tersimpan di EEPROM.

5. Analisis dan kesimpulan hasil pengujian. Proses analisis dilakukan dengan membandingkan data hasil pengujian dengan perancangan yang dilakukan.

Kesimpulan dapat diambil dari hasil analisis data pengujian yang telah dilakukan

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab yang disusun sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, konsep pembuatan alat, batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang teori-teori dasar yang melandasi keseluruhan penulisan tugas akhir dan pembuatan perangkat serta dasar teori mengenai komponen-komponen yang akan digunakan dalam pembuatan perangkat.

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN

µC

Sensor Suhu

Sensor Keamanan

Keluaran Sistem Keamanan

Bab ini berisi tentang diagram blok dan penjelasan cara kerja secara singkat rancangan perangkat keras beserta perhitungan matematis dan pendekatan pemilihan komponen yang digunakan. dan perangkat lunak berupa sistematika program dari mikrokontroler ATMEGA8535 untuk mengoperasikan perangkat keras beserta diagram alirnya secara lengkap, yang membuat rangkaian tersebut bisa beroperasi.

BAB IV. PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat lunak yang telah dibuat serta membahas cara pengoperasian perangkat sesuai dengan kinerja yang direncanakan.

BAB V. PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan akhir terhadap perancangan dan penelitian perangkat serta memberikan masukan-masukan mengenai pengoperasian dan pengembangan perangkat secara maksimal.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DASAR TEORI

Pengendali sensor digunakan untuk mengendalikan data keluaran dari sensor- sensor pada mesin mobil dan keamanan mobil, perangkat ini dibuat agar mempermudah dalam pembacaan data dari sensor serta untuk memberikan keluaran sesuai dengan data masukan dari sensor yang diterima. Untuk membuat perangkat ini secara garis besar dibutuhkan mikrontroler yang dilengkapi dengan ADC, sensor, dan limit switch.

Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali utama, dimana mikrokontroler yang digunakan telah dilengkapi dengan ADC untuk mempermudah pembacaan data yang berasal dari sensor yang berupa data analog untuk kemudian disimpan dalam EEPROM mikrokontroler berupa data digital. Limit switch digunakan untuk input pada mikrokontroler sebagai instruksi penguncian pintu mobil saat pengendara mobil berada di dalam mobil. Hal-hal pendukung di atas akan dijelaskan sebagai berikut.

2.1. Sistem RFID

RFID adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi otomatis terhadap suatu obyek [1]. Kenyataan bahwa manusia amat terampil dalam mengidentifikasi obyek dalam kondisi lingkungan yang berbeda-beda menjadi motivasi dari teknologi ini. RFID dapat dipandang sebagai suatu cara untuk pelabelan obyek secara eksplisit dalam memfasilitasi “persepsi” dengan menggunakan peralatan- peralatan komputer. RFID adalah teknologi penangkapan data yang dapat digunakan secara elektronik untuk mengidentifikasi, melacak, dan menyimpan informasi yang tersimpan dalam tag RFID.

Perhatian terhadap RFID dalam lingkungan media massa maupun akademis yang populer, telah meningkat dalam beberapa tahun ini. Harga tag yang menurun dan standarisasi yang dinamis telah menyebabkan dunia berada pada ambang ledakan penggunaan RFID. Para pengamat RFID menganggap RFID sebagai suksesor dari barcode yang memiliki dua keunggulan pembeda, yaitu sebagai berikut:

1. Identifikasi yang unik

Sebuah barcode mengindikasikan tipe obyek tempat ia dicetak, misalnya

“Ini adalah sebatang cokleat bermerek ABC dengan kadar 70% dan berat 100

gram”. Sebuah tag RFID selangkah lebih maju dengan mengemisikan sebuah nomor seri unik di antara jutaan obyek yang identik, sehingga dapat mengindikasikan “Ini adalah sebatang coklat bermerek ABC dengan kadar 70%

dan berat 100 gram, nomor seri 897348738”.

2. Otomasi

Barcode dibaca secara optik, memerlukan kontak line-of-sight dengan reader, sehingga membutuhkan peletakan fisik yang tepat dari obyek yang dibaca.

Kecuali pada lingkungan yang benar-benar terkontrol, scanning terhadap barcode memerlukan campur tangan manusia, sebaliknya tag-tag RFID dapat dibaca tanpa kontak line-of-sight dan tanpa penempatan yang presisi. Sebagai suksesor dari barcode, RFID menawarkan peningkatan efisiensi.

Secara garis besar sebuah sistem RFID terdiri atas tiga komponen utama, yaitu tag, reader, dan controller [3]. Secara ringkas, mekanisme kerja yang terjadi dalam sebuah sistem RFID adalah bahwa sebuah reader frekuensi radio melakukan scanning terhadap data yang tersimpan dalam tag, kemudian mengirimkan informasi tersebut ke sebuah controller.

Gambar 2.1 Komponen Utama Sistem RFID [3]

Tag dan reader berkomunikasi satu sama lain melalui gelombang radio. Saat obyek ber-tag berada pada wilayah baca reader, reader akan memberikan sinyal kepada tag untuk mengirimkan data yang tersimpan. Selanjutnya, saat reader telah menerima data tag, data tersebut akan disampaikan kepada controller. Sebuah sistem RFID bisa terdiri dari beberapa reader. Namun, semua reader dapat diterapakan pada controller tunggal.

Demikian juga, reader tunggal dapat berkomunikasi dengan lebih dari satu tag.

2.1.1. Tag RFID

Fungsi dasar dari tag RFID adalah menyimpan data dan mengirimkan data tersebut pada reader [2]. Sebuah tag terdiri atas chip (microchip) dan sebuah antena. Chip tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainya.

Antena yang terpasang pada chip mengirimkan informasi dari chip ke reader.

Biasanya rentang pembacaan diindikasikan dengan besarnya antena. Antena yang lebih besar mengindikasikan rentang pembacaan yang lebih jauh. Tag tersebut terpasang atau tertanam dalam obyek yang akan diidentifikasi. Tag dapat dibaca dengan reader bergerak maupun stasioner menggunakan gelombang radio.

Tag RFID sangat bervariasi dalam hal bentuk dan ukuran. Sebagian tag mudah ditandai, misalnya tag anti pencurian yang terbuat dari plastik keras yang dipasang pada barang-barang di toko. Tag untuk tracking hewan yang ditanam di bawah kulit berukuran tidak lebih besar dari bagian lancip dari ujung pensil. Bahkan ada tag yang lebih kecil lagi yang telah dikembangkan untuk ditanam di dalam serat kertas uang.

Gambar 2.2 Tag RFID [1]

2.1.2. Reader RFID

Untuk berfungsinya sistem RFID, diperlukan sebuah reader atau alat scanning yang dapat membaca tag dengan benar dan mengkomunikasikan hasilnya ke suatu controller [1]. Reader disebut juga interrogator, yaitu perangkat yang dapat membaca data pada tag dan mengisi data pada tag. Jadi reader juga berfungsi sebagai writer [2]. Dalam kasus tag pasif, reader berfungsi juga sebagai catu daya untuk mengaktifkan tag. Reader merupakan jembatan antara tag dengan controller [3].

2.2 Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan mikrokontroler AVR yang memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi

dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. Mikrokontroler ATMega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.

Mulai dari kapasitas memori program dan memori data yang cukup besar, interupsi, timer/counter, PWM, USART, TWI, analog comparator, EEPROM internal dan juga ADC internal semuanya ada dalam ATMega8535[1].

2.2.1 Arsitektur ATMega8535

Berikut ini adalah arsitektur yang dimiliki oleh ATMega8535 :

1. Saluran I/O sebanyak 32 jalur, yaitu Port a, Port B, Port C, dan Port D.

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. memori flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write.

8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial.

2.2.2 Fitur ATMega8535

Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 Mhz.

2. kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4. Portal konunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535

Konfigurasi pin ATMega8535 dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535[1]

Dari gambar 2.3 dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

2. GND merupakan pin ground.

3. Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.

4. Port B (PB0…PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/counter, komparator analog, dan SPI.

5. Port C (PC0...PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscillator.

6. Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interipsi eksternal, dan komunikasi serial.

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. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.2.4 Organisasi Memori

Secara garis besar ATmega8535 mempunyai dua memori utama,yaitu : 1. Data Memory ATmega8535 memiliki 608 alamat, dengan pembagian :

a) 32 register keperluan umum (GPR) digunakan untuk seluruh operasi instruksi.

b) 64 register I/O digunakan untuk mengontrol mikrokontroler.

c) 512 byte SRAM Internal.

2. Program Memory, Secara keseluruhan AVR ATMega8535 memiliki 4Kbyte x 16-bit untuk memori program yang terbagi menjadi dua bagian yaitu Boot program dan Application program. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati flash memori[2].

(a) (b)

Gambar 2.4 (a) Peta Data Memory; (b) Peta Memory Program[1]

Selain dua memori utama diatas, Atmega8535 juga memiliki memori EEPROM 8 bit sebesar 512 byte yang digunakan untuk memori data program nonvolatile

2.2.5 Register I/O dan Port I/O

ATmega8535 memiliki 64 byte register I/O (input atau output) yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM atau dapat juga diakses sebagai I/O.

Semua port keluarga AVR bersifat bit-directional (dua arah) pada saat berfungsi sebagai port I/O digital. Bahkan setiap pin dapat dikonfigurasikan baik sebagai input maupun output secara individu tanpa mempengaruhi pin-pin yang lain. Pengaturan port I/O baik sebagai input maupun output otomatis akan diikuti dengan pengaturan pull- up resistor internal.

Tiga alamat memori IO dialokasikan untuk mengatur konfigurasi setiap port I/O yaitu:

1. Data Register (PORTx)

2. Data Direction Register (DDRx) 3. Port Input Pin (PINx)

Data Direction Register (DDRx) digunakan untuk mendefinisikan port sebagai input sebagai output. Jika DDRx diisi ‘1’ berarti sebagai output dan jika diisi ‘0’ berarti

sebagai input. Data register (PORTx) digunakan untuk menyimpan data yang akan ditulis/dikeluarkan ke port I/O pada saat dikonfigurasi sebagai output sedangkan Port Input Pin (PINx) digunakan untuk menyimpan data yang terbaca dari port I/O pada saat dikonfigurasi sebagai input. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Konfigurasi Pengaturan Port I/O [2]

DDR bit = 1 DDR bit = 0 PORT bit = 1 Output ; High Input ; R pull-up PORT bit = 0 Output ; Low Input ; Floating

2.2.6 Timer dan Counter

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 dapat difungsikan sebagai sumber interupsi dan register tertentu untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Tetapi ada 2 register yang digunakan secara bersama-sama, yaitu register TIMSK dan register TIFR.

2.2.6.1 Timer dan Counter Interrupt Mask Register (TIMSK)

Gambar 2.5 Register TIMSK[2]

 Bit 7 OCIE2 : Timer/Counter 2 Output Compare Match Interrupt Enabel OCIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Output Compare Match Timer/Counter 2

 Bit 6 – TOIE2 : Timer/Counter 2 Overflow Interrupt Enabel

TOIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 2

 Bit 5 – TICIE1 : Timer/Counter 1 Capture Interrupt Enabel

TICIE1 diguakan untuk mengaktifkan interupsi input Capture Timer/Counter 1.

 Bit 4 – OCIE1A : Timer/Counter 1 Output Compare A Match Interrupt Enable

OCIE1A digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare A Match Timer/Counter 1.

 Bit 3 – OCIE1B : Timer/Counter 1 Output Compare B Match Interrupt Enable OCIE1B digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare B Match Timer/Counter 1.

 Bit 2 – TOIE1 : Timer/Counter 1 Overflow Interrupt Enabel

TOIE1 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 1

 Bit 1 – OCIE0 : Timer/Counter 0 Output Compare Match Interrupt Enable OCIE0 digunakan untuk mengaktifkan interupsi output Compare Match Timer/Counter 0.

 Bit 0 – TOIE0 : Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enabel

TOIE2 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Overflow Timer/Counter 0.

2.2.6.2 Timer dan Counter Interrupt Flag Register (TIFR)

Gambar 2.6 Register TIFR[2]

TIFR merupakan register yang digunakan untuk mengetahui apakah terjadi permintaan interupsitimet/counter atau tidak. Jika bernilai ‘1’ berarti terdapat permintaan interupsi, dan jika layanan interupsi diaktifkan maka program akan melompat ke alamat vektor interupsi yang sesuai.

 Bit 7 – OCF2 : Timer/Counter 2 Output Compare Match Flag

OCF2 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output Compare Match Timer/Counter 2.

 Bit 6 – TOV2 : Timer/Counter 2 Overflow Flag

TOV2 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Overflow Timer/Counter 2.

 Bit 5 – ICF1 : Timer/Counter 1 Input Capture Flag

ICF1 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Input Capture Timer/Counter 1.

 Bit 4 – OCF1A : Timer/Counter 1 Output Compare A Match Flag

OCF1A adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output Compare A Match Timer/Counter 1.

 Bit 3 - OCF1B : Timer/Counter 1 Output Compare B Match Flag

OCF1B adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Output Compare B Match Timer/Counter 1.

 Bit 2 – TOV1 : Timer/Counter 1 Overflow Flag

TOV1 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Overflow Timer/Counter 1.

 Bit 1 – ICF0 : Timer/Counter 0 Input Capture Flag

ICF0 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Input Capture Timer/Counter 0.

 Bit 0 – TOV0 : Timer/Counter 0 Overflow Flag

TOV0 adalah bendera yang menunjukkan adanya permintaan interupsi Overflow Timer/Counter 0.

2.2.6.3 Timer dan Counter 0

Timer/Counter 0 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dapat berfungsi sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi, pencacah kejadian eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit interupsi output compare match.

1) Mode 0

Berfungsi sebagai pencacah tunggal yang dapat mencacah dari 000 sampai dengan 0FF. Mode ini disebut dengan mode normal.

2) Mode 1

Berfungsi sebagai phase correct PWM (PCP).

3) Mode 2

Berfungsi sebagai Clear Timer on Compare Match (CTC).

4) Mode 3

Berfungsi sebagai sebagai Fast PWM. Mode ini hampir sama dengan mode phase correct PWM.

2.2.6.3.1 Timer dan Counter 0 Control Register (TCCR0)

Gambar 2.7 Register TCCR0[2]

Bit 6 – WGM00 : Waveform Generation Mode

WGM00 dan WGM01 bersama-sama digunakan untuk menentukan mode pembangkitan runtun timer/counter 0 seperti terlihat pada tabel 2.2 berikut:

Tabel 2.2 Mode Timer/Counter 0

Bit 2:0 – CS02:00 : Clock Select

CS02, CS01, dan CS00 berfungsi untuk mengatur skala sumber clock yang digunakan oleh timer/counter 0 seperti terlihat pada tabel 2.3 berikut :

Tabel 2.3 Skala Clock Timer/Counter 0

Jika nilai clock Selwct (2:0) bernilai :

0 : sumber clock tidak terhubung ke timer/counter 0 sehingga timer/counter 0 tidak bekerja.

1 : clock timer/counter 0 sama dengan frekuensi kristal yang digunakan (skala clock 1).

2 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/8 frekuensi kristal yang digunakan (skala clock 8).

3 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/64 frekuensi kristal yang digunakan (skala clock 64).

4 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/256 frekuensi kristal yang digunakan (skala clock 256).

5 : clock timer/counter 0 sama dengan 1/1024 frekuensi kristal yang digunakan (skala clock 1024).

6 : clock timer/counter 0 berasal dari eksternal clock yang terhubung ke pin T0 dan bekerja pada transisi turun (falling edge).

7 : clock timer/counter 0 berasal dari eksternal clock yang terhubung ke pin T0 dan bekerja pada transisi naik (rising edge).

2.2.6.3.2 Timer dan Counter Register 0 (TCNT0)

Gambar 2.8 Register TCNT0[2]

Register TCNT0 berfungsi untuk menyimpan data cacahan timer/counter 0.

karena ukuran register TCNT0 hanya 8-bit, maka hanya dapat melakukan cacahan dari 0x00 – 0xFF atau 0 – 255.

Pengaturan interval waktu timer dapat dilakukan melalui persamaan 2.1 di bawah.



TCNT



N

T

T_timer0  _OSC* 256 0 * ...(2.1) Dimana T_OSC = periode osilator

N = Prescaler

2.2.6.4 Timer dan Counter 1

Timer/counter 1 merupakan modul timer/counter 16-bit yang dapat berfungsi sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 16-bit, pembangkit frekuensi, pencacah event

eksternal, dan sebagai pembangkit interupsi yang terdiri dari 4 sumber pemicu yaitu 1 interupsi overflow, 2 interupsi output compare match dan 1 interupsi input capture.

2.2.6.5 Timer dan Counter 2

Timer/counter 2 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dpat berfungsi sebagai pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi, pencacah event eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit interupsi output compare match.

Mode kerja timer/counter 2 sama persis dengan mode kerja timer/counter 0, hanya saja pada timer/counter 2 memiliki satu fitur tambahan yaitu asynchronous mode.

Perbedaan antara synchronous dan asynchronous hanya terletak pada sumber clock saja.

Jika pada mode synchronous seperti yang digunakan pada timer/counter 0 dan timer/counter 1 memiliki sumber clock yang berasal dari kristal yang terhubung melalui pin XTAL1 dan XTAL2 maka pada mode asynchronous memiliki sumber clock eksternal yang terhubung melalui pin TOSC1 dan TOSC2[3].

2.2.7 ADC (Analog to Digital Converter)

Atmega8535 memiliki resolusi ADC 10-bit dengan 8 channel input. Rangkaian internal ADC memiliki catu daya tersendiri yaitu pin AVCC. Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan.

Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register), ADCSRA (ADC Control and Status Register A), dan SFIOR (Special Funcion IO Register).

Data hasil konversi ADC dirumuskan sebagai berikut : - Untuk resolusi 10 bit ADC x1024

Vref Vinput







 …………(2.2)

- Untuk resolusi 8 bit ADC x256 Vref

Vinput







 …………(2.3)

1). ADMUX

ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi untuk menentukan tegangan referensi ADC, format data output, dan saluran ADC yang digunakan. Konfigurasinya seperti gambar 2.9.

REFS1 REFS0 ADLAR MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 MUX0

Gambar 2.9 Register ADMUX[2]

Bit penyusunya dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. REFS[0-1] merupakan bit pengatur tegangan referensi ADC ATMega8535.

Memiliki nilai awal 00, sehingga referensi tegangan berasal dari pin AREF.

Detail nilai yang lain dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC[2]

REFS1 REFS0 Mode tegangan Referensi

0 0 Berasal dari pin AREF

0 1 Berasal dari pin AVCC

1 0 Tidak dipergunakan

1 1 Berasal dari tegangan referensi internal sebesar 2,56V

b. ADLAR merupakan bit pemilih mode data keluaran ADC. Bernilai awal 0 sehingga 2 bit tertinggi data hasil konversinya berada di register ADCH dan 8 bit sisanya berada di register ADCL, seperti gambar 2.10. Jika bernilai 1, maka hasilnya seperti gambar 2.11.

ADCH ADCL

Gambar 2.10 Format Data ADC dengan ADLAR=0[1]

ADCH ADCL

Gambar 2.11 Format Data ADC dengan ADLAR=1[1]

c. MUX[0-4] merupakan bit pemilih saluran pembacaan ADC. Bernilai awal 00000. untuk mode single ended input. MUX[0-4] mempunyai nilai dari 00000- 00111. Yang secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 2.5 mengenai konfigurasi bit MUX.

- - - - - - ADC9 ADC8

ADC7 ADC6 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2 ADC1 ADC0

ADC9 ADC8 ADC7 ADC6 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2

ADC1 ADC0 - - - - - -

Tabel 2.5 Tabel pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC[1]

MUX[4..0] Single Ended Input Pos Differential Input NegDifferential Input Gain

00000 ADC0

N/A

00001 ADC1

00010 ADC2

00011 ADC3

00100 ADC4

00101 ADC5

00110 ADC6

00111 ADC7

01000

N/A

ADC0 ADC0 10x

01001 ADC1 ADC0 10x

01010 ADC0 ADC0 200x

01011 ADC1 ADC0 200x

01100 ADC2 ADC2 10x

01101 ADC3 ADC2 10x

01110 ADC2 ADC2 200x

01111 ADC3 ADC2 200x

10000 ADC0 ADC1 1x

10001 ADC1 ADC1 1x

10010 ADC2 ADC1 1x

10011 ADC3 ADC1 1x

10100 ADC4 ADC1 1x

10101 ADC5 ADC1 1x

10110 ADC6 ADC1 1x

10111 ADC7 ADC1 1x

11000 ADC0 ADC2 1x

11001 ADC1 ADC2 1x

11010 ADC2 ADC2 1x

11011 ADC3 ADC2 1x

11100 ADC4 ADC2 1x

11101 ADC5 ADC2 1x

11110 1.22V (VBG)

N/A 11111 0V (GND)

2). ADCSRA

ADCSRA merupakan register 8 bit yang berfungsi melakukan manajemen sinyal kontrol dan status dari ADC. Memiliki susunan gambar 2.12 dibawah ini

.

ADEN ADCS ADATE ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPS0 Gambar 2.12 Register ADCSRA[2]

Bit penyusunnya dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. ADEN merupakan bit pengatur aktivitas ADC. Bernilai awal 0. jika bernilai 1, maka ADC aktif.

b. ADCS merupakan bit penanda mulainya konversi ADC. Bernilai awal 0, selama konversi ADC akan bernilai1, sedangkan jika konversi telah selesai, akan bernilai 0. awal konversi ADC setelah pengesetan bit ADCS untuk semua mode membutuhkan waktu selama 25 siklus clock ADC.

c. ADATE merupakan bit pengatur aktivitas pisu otomatis operasi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1, maka operasi konversi ADC akan mulai pada saat transisi positif dari sinyal picu yang dipilih. Pemilihan sinyal picu menggunakan bit ADTS pada register SFIOR.

d. ADIF merupakan bit penanda akhir suatu konversi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1, maka konversi ADC pada suatu saluran telah selesai, dan data siap diakses.

e. ADIE merupakan bit pengatur aktivasi interupsi yang berhubungan dengan akhir konversi ADC. Bernilai awal 0, jika bernilai 1 dan jika sebuah konversi ADC telah selesai, sebuah interupsi akan dieksekusi.

f. ADPS[2..0] merupakan bit pengatur clock ADC. Bernilai awal 000. detail nilai bit dapat dilihat pada tabel 2.6.

Tabel 2.6 Konfigurasi Clock ADC [2]

ADPS[2-0] Clock ADC 000-001

osc2 f

010 ^osc4

f

011 ^osc8

f

100 ^osc16

f

101 ^osc32

f

110 ^osc64

f

111 ^osc128

f

3). SFIOR

SFIOR merupakan register 8 bit yang mengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari picu eksternal atau dari picu internal. Susunannya seperti pada gambar 2.13.

SFIOR

Gambar 2.13 Register SFIOR [1]

ADTS[0-2] merupakan bit pengatur picu eksternal operasi ADC. Hanya berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Bernilai awal 000 sehingga ADC bekerja pada mode free running. Detail nilai free running dapat dilihat pada tabel 2.7 [1]

Tabel 2.7 Pemilihan Sumber Picu ADC [1]

ADTS2 ADTS1 ADTS0 Sumber Pemicu

0 0 0 Free Running Mode

0 0 1 Analog Comparator

0 1 0 External Interupt Request 0

0 1 1 Timer/Counter0 Compare Match

1 0 0 Timer/Counter0 Overflow

1 0 1 Timer/Counter1 Compare Match B

1 1 0 Timer/Counter1 Overflow

1 1 1 Timer/Counter1 Capture Event

2.2.8 On-chip Osilator

ATtiny8535 dilengkapi dengan on-chip osilator yang dapat berosilasi dengan hanya menghubungkan 3 buah komponen luar tambahan. Pin XTAL1 dan XTAL2 adalah input dan output inverting amplifier. Untuk membangkitkan frekuensi osilasi yang diinginkan dapat menggunakan kristal atau keramik resonator

ATtiny8535 dapat dihubungkan dengan kristal yang mampu menghasilkan frekuensi osilasi sampai 16 MHz. Selain dihubungkan dengan kristal kedua pin tersebut harus dihubungkan dengan kapasitor keramik antara 12pF sampai dengan 22pF ke ground.

ADTS2 ADTS1 ADTS0 - ACME PUD PSR2 PSR10

Krist

C1

C

Gambar 2.14 Koneksi Osilator[3]

2.2.9 Reset

Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada mikrokontroler (mengembalikan keseluruhan sistem ke keadaan awal). Rangkaian reset dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15 Rangkaian RESET

Pada gambar 2.15 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler akan mendapatkan logika rendah ‘0’. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan mendapatkan logika tinggi ‘1’ dan akan mereset mikrokontoler.

Penentuan reset (PA2) dapat dilakukan dengan mengatur nilai resistor dan kapasitornya. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan kapasitor, sehingga waktu reset minimal yang dibutuhkan oleh mikrokontroler dapat dipenuhi, rumusan waktu pengosongan kapasitor adalah:

C R

T  ……….(2.4)

2.3 Sensor Temperatur (LM35)

LM35 ialah sensor temperatur dengan skala celcius yang paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya lumayan bagus. Temperatur lingkungan yang terdeteksi diubah menjadi oleh rangkaian di dalam IC

LM35 ini, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output yang dihasilkan.

Beberapa fitur yang terdapat dalam LM 35 adalah sebagai berikut [5]:

1. Beroperasi pada ° Celsius

2. Skala kenaikan Linear +10.0 mV/°C 3. Ketepatan 0.5°C (pada 25°C)

4. Bekerja pada −55° sampai +150°C 5. Bekerja mulai tegangan 4 sampai 30 volt 6. Penggunaan arus yang kurang dari 60 µA

7. Pemanasan diri yang rendah pada udara bebas yaitu 0.08°C 8. Keluaran impedansi yang rendah 0.1 W untuk beban 1 mA Konfigurasi dari LM 35 sendiri dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.16 Bentuk fisik LM35

LM 35 berbentuk seperti transistor hitam kecil berkaki tiga. Masing-masing kaki memiliki fungsi sebagai berikut :

1. Kaki paling kiri adalah kaki untuk memberi masukan atau VCC. Tegangan VCC mempunyai jangkauan antara 4V s/d 30V.

2. Kaki bagian tengah adalah kaki output yaitu berupa keluaran tegangan antara 0V s/d 1,5V. Keluaran tegangan ini berbanding lurus atau linier dengan perubahan suhu dengan range +2ºC s/d 150ºC.

3.

Kaki paling kanan adalah kaki untuk ground.

Untuk menggunakan LM35 dalam suatu sistem, cukup menyadap keluaran dari pin Vout untuk dapat dihubungkan langsung ke ADC pada sistem yang dimaksud seperti gambar 2.17 berikut.

.Gambar 2.17 Rangkaian umum pengukur suhu[5]

2.4 Transistor Sebagai Saklar

Transistor sebagai saklar merupakan transistor yang dimanfaatkan dengan melihat tegangan masukan sehingga terjadi perubahan yang mengakibatkan IB yang berubah–ubah, maka perubahan ini mengakibatkan transistor menjadi aktif dan tidak aktif.

Sehingga IC menjadi mengikuti perubahan dari IB, dan mengakibatkan perubahan pula yang sangat drastis.

Gambar 2.18 Rangkaian Transistor sebagai saklar

Perancangan perangkat keras diawali dengan penentuan arus pada kaki kolektor transistor [6]. Arus pada kolektor ditentukan oleh:

B

C I

I  ...(2.5)

Sedangkan arus basis dapat ditentukan dengan cara:

E B

BE IN

B R R

V I V

) 1 ( 



 

 ...(2.6) Sedangkan arus emiter sendiri dapat ditentukan dengan cara:

B C

E I I

I   ...(2.7)

Nilai arus IC dapat ditentukan dengan mengambil nilai dari arus dari komponen yang dipakai.

Maka nilai arus yang mengalir pada basis sebesar.



C B

I  I ...(2.8)

Setelah mendapatkan nilai arus basis, maka nilai dari resistansi dari RB dapat dicari,yaitu dengan.

B BE IN

B I

V

R V 

 ...(2.9)

Dari persamaan loop maka dapat diketahui bahwa nilai resistansi RC adalah sebesar.

0







 _{C C LED CE}

CC I R V V

V ………(2.10)

C CE LED CC

C I

V V

R V  

 ………(2.11)

Dengan demikian untuk menentukan garis beban jika IC =0, maka diketahui bahwa VCE (Sat), adalah.

VCE = VCC-VBEBAN ………(2.12)

Untuk itu maka nilai arus kolektor pada saat saturasi didapat dengan VCE = 0, adalah.

C LED CC

C R

V

I V 

 ...(2.13)

Kuat arus ditentukan dengan mengatur nilaiR_C, yaitu dengan persamaan:

Ic

Rc  Vcc ………(2.14)

Berdasarkan arus kolektor dapat ditentukan arus basis jenuh, yaitu besar arus basis yang menjadi batas kerja transistor.

Ic

I_{B_Saturasi} Vcc ………(2.15)

Dalam hal ini transistor berfungsi sebagai saklar. Jika pada basis diberi arus lebih besar dari arus basis jenuh, maka transistor akan berada dalam keadaan ON, sebaliknya saat arus basis lebih kecil atau sama dengan arus basis jenuh maka transistor akan OFF.

2.5 Dioda Memancarkan Cahaya (Light Emitting Diode)

Pada dioda yang diberi prategangan maju, elektron bebas melintasi persambungan dan jatuh ke dalam lubang (hole) [8]. Pada saat elektron ini jatuh dari

tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi. Pada dioda-dioda biasa, energi ini keluar dalam bentuk panas. Tetapi pada Light Emitting Diode (LED), energi memancar sebagai cahaya. LED telah menggantikan lampu-lampu pijar dalam beberapa pemakaian karena tegangannya yang rendah, umurnya yang panjang, dan switch mati-hidupnya yang cepat.

Gambar 2.19 memperlihatkan lambang skematis untuk LED. Arus LED dapat dihitung sebagai berikut :

ILED = R

V V_CC  _LED

………..(2.16)

Dengan ILED adalah arus yang melalui LED, Vcc adalah tegangan catu daya, VLED adalah tegangan pada LED, dan R adalah resistansi yang diseri dengan LED.

mikrokontroler _D1

R1 LED

Gambar 2.19 Rangkaian LED

2.6 Relay

Relay adalah suatu komponen elektronika yang akan bekerja bila ada arus yang melalui kumparannya [7]. Sebuah relay terdiri dari kumparan yang dililitkan pada inti besi dan kontak-kontak penghubung. Apabila kumparan yang melilit inti besi dilalui arus listrik maka akan menimbulkan induksi medan magnet, dan induksi ini akan menarik kontak- kontak penghubung relay. Diagram relay ditunjukkan pada gambar 2.20 berikut ini.

Common

Kumparan

3

5 4 1

2

NC NO

Gambar 2.20 Relay

Kontak penghubung relay terdiri dari dua bagian, yaitu : 1. Kontak NC (Normally Close)

Kontak penghubung dalam kondisi menutup atau terhubung bila relay tidak mendapat masukan tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada kumparannya maka kontak penghubung menjadi terbuka.

2. Kontak NO (Normally Open)

Kontak penghubung dalam kondisi terbuka bila relay tidak mendapat tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada kumparannya maka kontak penghubung menjadi tertutup.

2.7 Reed switch

Reed switch atau sering disebut relai buluh terdiri dari dua buah plat kontak yang tertutup kedap udara (hermetis) pada tabung gelas yang diisi dengan gas pelindung [4]. Pada saat magnet permanen didekatkan pada tabung, maka ujung-ujung tab kontak akan saling menarik satu sama lain dan akan terjadi kontak.

Gambar 2.21 Bentuk Sebuah reed switch [4].

Karena magnet permanen digerakan lebih jauh, ujung-ujung tab kontak dihilangkan kemagnetannya dan kembali pada posisi aslinya. Pada sistem kerjanya menyerupai saklar yang diaktifkan oleh magnet. Reed switch dilindungi tabung agar bebas dari kelembaban. Oleh karena itu kontak saklar dibuat tertutup agar kontak tidak terpengaruh oleh debu, air, asap atau uap sehingga dapat dipakai lebih lama.

Pengaktif reed switch yang paling umum adalah mengunakan magnet permanen namun dapat digunakan magnet induksi.

2.8 IC Timer (LM555)

Rangkaian timer (pewaktu) adalah rangkaian yang menghasilkan perubahan keadaan output sesudah selang waktu yang ditentukan. Salah satu rangkaian terpadu (IC) yang paling banyak digunakan sebagai timer adalah IC tipe 555. IC ini digunakan untuk membuat tundaan waktu atau osilasi (Osilator) yang cukup akurat dari mikrodetik sampai beberapa menit. Pada IC Timer 555, di dalamnya digabungkan sebuah osilator relaksasi, dua pembanding (comparator), flip-flop RS dan transistor [11].

Gambar 2.22 Rangkaian internal LM 555 [11].

Konfigurasi Pin dari LM 555 : Pin 1 = Pin Ground

Pin 2 = Pin untuk eksternal trigger, diperlukan untuk rangkaian monostable dan bistable pada LM 555.

Pin 3 = Pin Output

Pin 4 = Pin Reset yang berfungsi untuk mereset rangkaian Flip-Flop yang terdapat di dalam LM 555.

Pin 5 = Pin Control Voltage, biasanya digunakan untuk mengontrol tegangan agar lebih stabil dengan dihubungkan ke kapasitor.

Pin 6 = Pin Threshold merupakan pin tempat masuknya tegangan kapasitor yang digunakan untuk konfigurasi rangkaian astbale , monosatble dan bistable.

Pin 7 = Pin Discharge merupakan pin tempat masuknya arus discharging dari kapasitor ke ground yang melalui transistor yang terdapat di dalam LM 555.

Pin 8 = Pin Vcc merupakan pin input daya untuk LM555 agar bekerja.

Salah satu konfigurasi rangkaian pada LM555 adalah rangkaian astable.

Astable adalah rangkaian pembangkit sinyal yang keluarannya tidak stabil di dua state (high dan lownya) dan terus berosilasi dari satu state ke state lainnya. Dalam hal ini tidak diperlukan sinyal trigger luar untuk menghasilkan perubahan keadaan. Karena sifat osilasi diantara dua keadaan ini, rangkaian astabil digunakan untuk menghasilkan gelombang segi empat.

Gambar 2.23 Rangkaian astable LM 555 .

Gambar 2.24 Gelombang Keluaran Dari Rangkaian astable LM 555 [11].

Untuk menentukan besarnya periode saat waktu low (on) dan high (off) dapat dilakukan berdasarkan pada persamaan (2.17), (2.18) dan (2.19) di bawah[10].

TH = 0,693 (R1+R2).C ………(2.17)

TL= 0.693R2C ………(2.18)

T=TH+TL ………(2.19)

Sedangkan untuk menghitung besarnya frekuensi dan duty cycle dapat dicari menggunakan persamaan (2.20) dan (2.21) di bawah ini.