RANCANG BANGUN PERINGATAN TEGANGAN DROP PADA SISTEM CATU
DAYA TELEKOMUNIKASI BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8
Eka Wahyudi1, Risa Farrid Christianti2, Fardha Bagus Rahendra3 Program Studi Diploma III Teknik Telekomunikasi, Purwokerto
1,2,3 Sekolah Tinggi Teknik Telematika Telkom Purwokerto
Jl. D.I Panjaitan No. 128 Purwokerto, Telp: (0281) 641629 1
ekawahyudi@gmail.com, 2risa@st3telkom.ac.id, 3fardha_rahendra@live.com
ABSTRAK
Kemajuan teknologi khususnya di bidang telekomunikasi sedang berkembang dengan pesatnya. Teknologi telekomunikasi memberikan banyak manfaat dalam kehidupan manusia sehari-hari. Penjaminan kualitas perlu dilakukan agar dapat memuaskan para pelanggan yang menggunakan jasa telekomunikasi tersebut. Parameter kualitas dari sistem telekomunikasi dapat berupa kehandalan dari jaringan telekomunikasi itu sendiri beserta pendukungnya. Sistem catu daya pada telekomunikasi merupakan salah satu faktor penting terjaganya kualitas jaringan telekomunikasi. Seluruh bagian dari telekomunikasi tentu membutuhkan catu daya untuk dapat beroperasi. Tanpa adanya sistem catu daya yang baik maka sistem telekomunikasi tidak dapat bekerja optimal. Apabila terjadi perubahan kualitas pencatu daya dalam sistem telekomunikasi tentu akan mempengaruhi kinerja dari perangkat-perangkat yang digunakan pada jaringan telekomunikasi tersebut. Oleh karena itu, untuk menjamin kualitas catu daya pada sistem telekomunikasi diperlukan perangkat yang dapat digunakan sebagai sistem yang mampu mendeteksi adanya perubahan sumber tegangan pada catudaya telekomunikasi. Perangkat yang digunakan berupa alat pendeteksi pada saat terjadi tegangan turun dibawah standar. Alat ini menggunakan microcontroller ATMega 8 sebagai pengendali sensor, sensor tegangan sebagai pendeteksi tegangan drop, rangkaian dimmer sebagai pengatur nilai tegangan, LED dan buzzer sebagai penanda pada saat tegangan turun serta LCD 2x16 sebagai penampil nilai tegangan.
Kata kunci : ATMega 8, Sensor tegangan, dimmer, LED, Buzzer, LCD 2x16
ABSTRACT
The growth of technology, especially in the telecommunications is growing rapidly. Telecommunications technology provides many benefits in people's daily life. Giving a guarantee of quality needs to be done in order to satisfy the customers who use the telecommunications services. Quality parameters of the telecommunications system can be reliability of the telecommunications network itself and part of proponent. Power supply systems in telecommunications is one of the important factors of preservation quality of telecommunication networks. All parts of the telecommunications need a power supply to operate. Without a good system of the power supply of telecommunication systems can not work optimally.If there any change in quality of power supply in telecommunication system will affect the performance of the devices used in the telecommunication networks. Therefore, to ensure the quality of power supply in telecommunications system needed a device that can be used as a system that capable of detecting a change of voltage source in the telecom power supply. The device is a detector device when voltage drops below the standard. This device use ATMega 8 microcontroller as a censor control, voltage censor for detecting a voltage drop, dimmer circuit for voltage regulator, LEDs and buzzer as the marker when the voltage drops and a 2x16 LCD display of voltage value.
1. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang
Saat ini kemajuan teknologi khususnya di bidang telekomunikasi sedang berkembang dengan pesatnya. Seiring dengan perkembangan tersebut, teknologi telekomunikasi memberikan banyak manfaat dalam kehidupan manusia sehari-hari. Terlihat dengan banyaknya perangkat canggih serta modern yang digunakan untuk mempermudah kegiatan manusia misalnya dalam berkomunikasi.
Dengan semakin dibutuhkannya telekomunikasi oleh masyarakat luas, hal ini tentu saja membuat pihak penyedia jasa layanan telekomunikasi harus dapat memberikan pelayanan yang terbaik untuk semua kalangan. Penjaminan kualitas perlu dilakukan agar dapat memuaskan para pelanggan yang menggunakan jasa telekomunikasi tersebut. Agar dapat menjamin kualitas tersebut tentu dibutuhkan juga sistem telekomunikasi yang berkualitas. Parameter kualitas dari sistem telekomunikasi dapat berupa kehandalan dari jaringan telekomunikasi itu sendiri beserta pendukungnya. Sistem catu daya pada telekomunikasi merupakan salah satu faktor pendukung penting terjaganya kualitas jaringan telekomunikasi. Seluruh bagian dari telekomunikasi tentu membutuhkan catu daya untuk dapat beroperasi. Tanpa adanya sistem catu daya yang baik maka sistem telekomunikasi tidak dapat bekerja optimal. Apabila terjadi perubahan kualitas pencatu daya dalam sistem telekomunikasi tentu akan mempengaruhi kinerja dari perangkat-perangkat yang digunakan pada jaringan telekomunikasi tersebut.
Microcontroller merupakan salah satu perangkat yang banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan berbasis Information and Technology (IT) dan saat ini sedang berkembang dengan pesatnya. Mikrokontroler dapat digunakan untuk berbagai hal misalnya sebagai pengendali suatu sistem perangkat atau juga sebagai sensor. Dalam hal ini mikrokontroler digunakan sebagai sensor apabila tegangan dari suatu sistem catu daya mengalami penurunan (drop). Padahal dengan adanya penurunan tegangan tersebut dapat mempengaruhi kinerja dari suatu sistem begitu juga pada sistem telekomunikasi.
Sumber energi dari catu daya, dalam hal ini berupa tegangan yang disuplai dari Perum Listrik Negara (PLN) yang sering
tidak stabil. Hal ini terlihat seperti suatu kejadian yang wajar. Namun hal tersebut dapat menjadi merugikan apabila saat penurunan (drop) tegangan tersebut menggangu kinerja dari sistem telekomunikasi. Pada saat sistem telekomunikasi tentu saja menggunakan berbagai perangkat elektronik yang mendukung kinerja sistem tersebut. Dan diantara banyak perangkat tersebut, tentu ada perangkat yang sensitif apabila terjadi penurunan tegangan PLN. Pihak penyedia energi dalam hal ini PLN, tidak dapat memberikan informasi kapan terjadinya penurunan tegangan tersebut dan PLN tidak dapat menjamin kualitas dari tegangan agar selalu baik pada saat digunakan. Saat penurunan tegangan PLN, perangkat-perangkat yang sensitif terhadap penurunan tegangan akan kurang maksimal pada saat bekerja. Selain itu, apabila perangkat dipaksakan untuk bekerja di bawah level tegangan yang biasa digunakan maka hal tersebut dapat merusak perangkat secara perlahan
Oleh sebab itu penulis mencoba merancang sebuah perangkat yang mampu mempermudah dalam mendeteksi saat tegangan PLN turun. Prinsip kerja perangkat ini yaitu ketika tegangan sumber dari PLN turun maka alat ini akan mengirimkan peringatan berupa suara, sehingga dapat dilakukan antisipasi kerusakan perangkat telekomunikasi dan kemudian pihak penyedia jasa telekomunikasi dapat menggunakan sumber tenaga cadangan (back up) agar perangkat dapat tetap bekerja secara optimal.
1.2.RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian diatas, maka dapat diketahui permasalahan yang dapat dikaji lebih lanjut adalah bagaimana merancang aplikasi sebagai sistem alarm yang digunakan untuk peringatan saat tegangan catu daya PLN turun dibawah level 180Volt dengan berbasis mikrokontroler Atmega 8.
1.3.TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dan manfaat yang hendak dicapai dalam pembuatan Tugas Akhir ini adalah :
1. Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah merancang dan membuat aplikasi alarm sebagai sistem peringatan pada saat tegangan sumber PLN turun dengan berbasis mikrokontroler Atmega 8.
2. Manfaat yang diharap oleh penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah dapat membantu sebagai sistem peringatan pada saat tegangan catu daya yang bersumber dari PLN mengalami penurunan.
1.4.BATASAN MASALAH
Dalam perancangan Tugas Akhir ini, agar pembahasan alat ini tidak terlalu luas maka batasan masalah yang dipakai penulis dalam pembuatan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah Atmega 8. Tinjauan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini yaitu mengenai prinsip kerja mikrokontroler Atmega 8. 2. Bahasa pemrograman yang digunakan
adalah bahasa C, dengan software Arduino.
3. Output dari alat menggunakan LCD sebagai penampil nilai tegangan yang terukur.
4. Range tegangan AC yang digunakan pada level normal berkisar 180-220 V. 5. Menggunakan LDR sebagai sensor
tegangan.
6. Tenaga cadangan tidak dibuat, hanya dibatasi pada sistem alat.
7. Hanya membahas tegangan catu daya pada sistem telekomunikasi yang dapat terpengaruh oleh penurunan tegangan sumber.
8. Menggunakan buzzer sebagai sistem peringatan penurunan tegangan.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi yang digunakan dalam perancangan dan pebuatan Tugas Akhir ini adalah:
2.1 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan yaitu metode rekayasa perangkat. Tujuan dari penggunaan metode ini adalah untuk dapat merancang dan membuat alat yang berfungsi sebagai sistem peringatan pada saat tegangan sumber PLN turun dengan berbasis mikrokontroler Atmega 8 dan menggunakan buzzer untuk memberi peringatan bahwa tegangan mengalami penurunan.
2.2 Metode Pengumpulan Data
Untuk melengkapi data-data yang diperlukan guna mendukung pembuatan Tugas Akhir ini, penulis mencari serta mengumpulkan bahan-bahan dari berbagai literature yang berkaitan dengan aplikasi mikrokontroler Atmega 8, LDR, buzzer, LCD, serta sistem kelistrikan.
2.3 Metode Pengujian
Dalam pengujian, hal-hal yang dilakukan adalah mengamati berapa lama waktu yang digunakan untuk memberikan informasi tegangan listrik PLN yang turun dan menguji tiap blok rangkaian mulai dari tegangan catu daya PLN yang masuk melalui trafo. Menguji aplikasi alat telah berfungsi dengan baik.
2.4 Rencana Kerja
Rencana Kerja Perancangan aplikasi sebagai sistem peringatan pada saat tegangan catu daya PLN turun berbasis mikrokontroler ATMega 8, digambarkan pada gambar 1
Mulai
Perencanaan
Pengumpulan data
A Perancangan Alat
A
Pembuatan Alat
Pengujian Alat
Apakah terdapat
Kesalahan ? Perbaikan Kesalahan
Selesai
YA
TIDAK
Gambar 1. Flowchart Rencana Kerja
2.5 Instrument Penelitian
Pada proses pembuatan peringatan tegangan drop ini meliputi 2 jenis perangkat yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).
a. Perangkat Keras (Hardware) Komponen yang berbentuk perangkat keras berupa rangkaian elektronika. Pada sistem yang dibuat perangkat keras tersebut terdiri dari perancangan pengatur tegangan (dimmer) beserta sensor tegangan Light Dependent Resistor (LDR), perancangan sistem minimum ATMega 8, perancangan Light Emitting Diode (LED), perancangan buzzer, perancangan LCD 2x16, perancangan catu daya.
b. Perangkat Lunak
Merupakan perangkat pemrograman yang digunakan agar sistem dapat bekerja meliputi penulisan program Arduino.
2.6 Parameter Yang Diamati
Parameter yang diamati adalah alat berfungsi sebagai peringatan tegangan drop pada sistem catu daya telekomunikasi, dimana jika terjadi penurunan level tegangan maka akan memberikan peringatan berupa bunyi.
3. DASAR TEORI
3.1 Sistem Telekomunikasi
Sistem Telekomunikasi berasal dari dua kata penting yaitu SISTEM dan TELEKOMUNIKASI. Kata sistem dapat diartikan sebagai sebuah kesatuan yang terdiri atas input, proses dan output.
Sedangkan kata Telekomunikasi dapat diuraikan menjadi Tele dan Komunikasi. Tele berarti jauh dan Komunikasi berarti percakapan antara 2 orang atau lebih. Jadi bila diartikan secara keseluruhan maka Sistem Telekomunikasi berarti sebuah sistem (terdiri dari input, proses dan output) yang diaplikasikan untuk melayani percakapan jarak jauh.
Tujuan dari sistem telekomunikasi adalah menyampaikan informasi dari suatu lokasi ke lokasi lainnya. Dalam implementasinya dalam kehidupan manusia, telekomunikasi sudah sejak lama dipakai sebagai sebuah kebutuhan hidup manusia. Sebagai makhluk sosial, kebutuhan manusia untuk berinteraksi dengan sesamanya di jaman global seperti sekarang ini dapat dikatakan terkadang melebihi kebutuhan primer yang lain.
Dalam sejarah tercatat, bentuk komunikasi manusia yang paling sederhana pada jaman purba adalah dengan menggunakan asap yang menandakan ada suatu kejadian tertentu di daerah tersebut. Bentuk komunikasi yang sederhana ini kemudian berkembang seiring dengan perkembangan peradaban manusisa saat itu. Dilanjutkan dengan komunikasi jarak jauh menggunakan bunyi-bunyian tertentu yang menandakan suatu kabar/keadaan tertentu dari manusia pengirimnya sampai dengan ditemukanya teknologi transmisi menggunakan kabel sebagai media transmisinya. Teknologi ini berkembang sampai dengan mengganti media transmisi menjadi gelombang radio, kabel serat optis, ataupun menempatkan suatu repeater di ruang angkasa (satelit).
3.2 Komponen Sistem Telekomunikasi Bagian-bagian dari sistem telekomunikasi adalah:
Terminal Switching Transmisi Catu Daya
TERMINAL SWITCHING TERMINAL
TRANSMISI TRANSMISI
CATUDAYA
Gambar 2. Blok diagram kaitan sub sistem dalam Telekomunikasi
Gambar diatas memperlihatkan bahwa masing-masing sub sistem tidaklah berjalan sendiri-sendiri terlepas dari sub sistem lainnya, namun mereka masing-masing sebenarnya sudah dapat beroperasi. Namun untuk mencapai tujuan yaitu memberikan sesuatu yang berarti dan bermanfaat dalam menghasilkan jasa telekomunikasi yang utuh, maka masing-masing sub sistem harus saling mendukung dan tidak mungkin dipisah-pisah.
Bagian terminal akan mempunyai daya guna bila tersambung dengan switching. Untuk menyambungkan terminal dengan switching ini diperlukan media transmisi (penyalur). Dan yang tidak boleh terlewatkan dalam mekanisme semua sub sistem itu adalah sumber catuan listrik (catu daya), yang memungkinkan untuk beroperasi semua komponen (sub sistem) tersebut sebagai perangkat elektronik (yang bekerja dengan arus listrik). Bila sumber catuan listrik ini misalnya mati atau tidak ada, maka keseluruhan sistem tidak akan dapat bekerja dalam menghasilkan jasa telekomunikasi[1].
3.3 Pengertian Catu daya[2]
Istilah catu daya merupakan terjemah dari power supply. Dimaksudkan untuk memberikan catuan listrik kepada perangkat-perangkat (equipment) telekomunikasi. Catu daya merupakan salah satu sub sistem dalam telekomunikasi yang memegang peranan teramat penting dan mutlak harus tersedia, karena setiap perangkat telekomunikasi terutama perangkat yang menggunakan komponen elektronik sangat memerlukan catuan listrik.
Untuk dapat beroperasinya suatu perangkat, listrik merupakan sarana pokok yang sangat penting dalam sistem telekomunikasi tersebut. Sebagai jantung bagi berkerjanya perangkat telekomunikasi, bila catu daya terputus atau terganggu akan mengakibatkan semua komponen
perangkat yang ada tidak dapat beroperasi. Sehingga beratus-ratus bahkan beribu-ribu informasi penting tidak dapat dikirim dan diterima dari jarak jauh. Setiap perangkat telekomunikasi seperti terminal, sentral telepon, sarana transmisi pemancar (transmitter), penerima (receiver) dan sebagainya memerlukan catu daya. Bila catu daya tidak bekerja (terputus atau mati) maka sistem perangkat yang dicatu tidak akan bekerja optimal sebagai alat telekomunikasi. Oleh karena itu, sub sistem catu daya ini harus selalu dipelihara, dirawat secermat mungkin agar pelayanan jasa telekomunikasi yang diberikan kepada masyarakat dapat optimal.
3.4 MIKROKONTROLER ATMEGA 8[3] Mikrokontroler Alf And Vegard’s Risc Processor (AVR) merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang didalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Mikrokontroler ATmega 8 ini diproduksi oleh ATMEL, ATMEL merupakan salah satu vendor dibagian bidang mikro elektronika yang telah mengembangkan seri AVR sekitar tahun 1997. Untuk sekarang ini mikrokontroler jenis AVR merupakan prosesor paling banyak digunakan dalam membuat aplikasi sistem kendali bidang instrumentasi, dibandingkan dengan mikrokontroler keluarga MCS51 seperti AT 89C51/52.
Secara teknis hanya ada 2 jenis mikrokontroler yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keluarga sendiri-sendiri. RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer instruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak. Sedangkan CISC merupakan singkatan dari Complex Instruction Set Computer, instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya. Bentuk fis ik dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Bentuk Fisik ATMega 8[3]
Gambar 4 Konfigurasi pin ATMega 8[3]
3.5 Pengatur tegangan (dimmer)
Rangkaian pengatur tegangan ini berupa dimmer yang berfungsi untuk mengatur nilai tegangan yang diinginkan,
selain itu dimmer digunakan untuk
mengatur tingkat intensitas cahaya LED yang dihubungkan dengan sensor LDR (Light Dependent Resistor). Rangkaian dimmer ini menggunakan komponen utama berupa TRIAC, DIAC dan variabel resistor berupa potensiometer.
Rangkaian dimmer dapat digunakan untuk tegangan listrik PLN 220VAC. Untuk mengatur nilai tegangan dan terang redupnya intensitas pancaran cahaya LED dapat dilakukan dengan mengatur tuas potensiometer. Pada prinsipnya rangakaian dimmer ini mengatur tegangan yang
diberikan untuk menyalakan LED
menggunakan TRIAC sebagai komponen utama. Semakin besar tegangan gate TRIAC maka semakin kuat intensitas
cahaya yang dihasilkan. Pengaturan
tegangan bias TRIAC dikendalikan oleh potensiometer.
3.6 Light Dependent Resistor (LDR)[4]
Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup. Pada saat cahaya terang, ada
lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.
Gambar 5 Simbol dan Bentuk Fisik LDR
3.7 Light Emitting Diode[5]
Light Emitting Diode atau dioda pemancar cahaya merupakan sebuah jenis dioda yang dapat memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan.
LED ini banyak digunakan karena konsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar yaitu tegangan sebesar 3 volt (normalitasnya) dengan arus 10-150 mA.
Gambar 6. Bentuk Fisik dan simbol LED
Gambar 6 merupakan bentuk fisik dan simbol LED. Kecemerlangan LED tergantung dari arusnya. Untuk mengendalikan kecemerlangan terdapat dua cara, yaitu pertama dengan menjalankan LED dengan sumber arus. Selain menjalankan dengan sumber arus, cara yang berikutnya yaitu tegangan catu yang besar dan resistansi seri yang besar.
dengan menggunakan LCD 2x16 dengan baris dan kolom-nya digunakan untuk menampilkan nilai tegangan yang masuk beserta statusnya. Gambar 7 merupakan bentuk fisik dari LCD 16x2.
Gambar 7 Bentuk Fisik LCD 2x16
Setting contrast dapat langsung dilakukan pada hardware karena contrast tidak dikelola oleh program yang dipergunakan untuk menjalankan prototipe ini. Sehingga jika tampilan pada LCD tidak terang maka dapat dilakukan Setting contrast sampai kepada kondisi yang diinginkan langsung pada hardware. Kondisi ini akan sangat memermudah perancangan tampilan pada LCD menjadi redup.[6]
3.9 Buzzer[8]
Buzzer adalah perangkat elektronika yang terbuat dari elemen piezoceramics pada suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasi menjadi gelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara. Oleh karena itu buzzer banyak digunakan sebagai alarm peringatan karena suara yang di keluarkannya sangatlah terdengar bising ditelinga. Untuk tegangan yang digunakan pada buzzer sebsear antara 5V sampai dengan 12V dan arus sebesar 25 mA.
Gambar 8 Bentuk Fisik Buzzer
3.10Catu daya 12V
Bagian terpenting pada sebuah rangkaian elektronika adalah Catu daya, karena catu daya merupakan sumber energi dari sebuah rangkaian. Terdapat dua buah sumber tegangan yaitu DC (Direct Current) dan AC (Alternating Current). Sedangkan dalam kebiasaan sehari-hari banyak menggunakan arus AC, maka dari itu diperlukan power supply untuk dapat mengubah sumber tegangan AC menjadi DC. Power supply sendiri merupakan kumpulan dari beberapa perangkat
elektronika diantarnya ialah trafo, penyearah (rectifier), filter dan regulator.
Power supply memperoleh sumber tegangan dari PLN sebesar 220 VAC yang kemudian diturunkan menjadi 12 VAC dengan menggunakan trafo step down. Tegangan 12 VAC lalu disearahkan dengan menggunakan dioda bridge sehinggga menghasilkan tegangan DC keluaran dari diode bridge ini masuk ke dalam IC regulator yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan. IC regulator yang digunakan adalah 7805 yang menghasilkan keluaran sebesar +5 volt. Disini penulis tidak membuat catu daya tersebut melainkan membeli yang disesuaikan dengan keperluan yang ada yaitu berupa adaptor dengan input AC 220v/240v dan output DC 3v-12v 1200mA yang dihubungkan dengan stop Kontak
Gambar 9 Blok Diagram Rangkaian Catu daya
3.11 Bahasa Pemograman C[9]
Bahasa C merupakan hasil dari perkembangan bahasa sebelumnya oleh Dennis Ricthie sekitar tahun 1970-an di Bell Telephone Laboratories Inc. Bahasa C pertama digunakan di komputer Digital Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem operasi UNIX.
C adalah bahasa program yang ssandar, artinya suatu program yang ditulis dengan versi bahasa C tertentu akan dapat dikompilasi dengan versi bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. Standar bahasa C yang asli adalah standar dari UNIX. Patokan dari standar UNIX ini diambil dari buku yang ditulis oleh Brian Kerninghan dan Dennis Ritchie berjudul
“The C Programming Language”,
diterbitkan oleh prentice hall tahun 1978. Deskripsi C dari Kerninghan dan Ritchie ini kemudian dikenal secara umum sebagai
“K&R C”.
Main() {
//Statment; Fungsi lain() //Statement; }
Fungsi Utama
3.12Arduino[10]
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas
sebagai „otak‟ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik. Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Pada Gambar 10 merupakan tampilan IDE arduino.
Gambar 10 Tampilan IDE Arduino
4. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
Perancangan peringatan tegangan drop pada sistem catu daya telekomunikasi berbasis ATMega 8 jika diimplementasikan bertujuan untuk meminimalisasi kemungkinan kerusakan pada perangkat telekomunikasi yang dapat terjadi apabila perangkat telekomunikasi tersebut bekerja pada level tegangan di bawah standar. Pada gambar 11 merupakan blok diagram peringatan tegangan drop pada sistem catu daya telekomunikasi.
Gambar 11 Blok Diagram Peringatan Tegangan Drop pada Sistem Catu daya
Telekomunikasi
Berdasarkan gambar 11 merupakan blok diagram peringatan tegangan drop pada sistem catu daya telekomunikasi. Pada blok diagram terdiri dari input, proses, dan output. Untuk rangkaian input, dapat dilihat pada blok diagram terdiri dari sumber tegangan, pengatur tegangan (dimmer), sensor tegangan. Untuk sumber tegangan menggunakan tegangan 1 fasa dengan range tegangan yang digunakan antara 180-220V. Pengatur tegangan (dimmer) digunakan untuk mendapatkan nilai tegangan yang diinginkan. Sedangkan untuk sensor tegangan Light Dependent Resistor (LDR) yang berfungsi untuk mendeteksi apabila terjadi penurunan tegangan yang terjadi.
Untuk rangkaian proses menggunakan Mikrokontroler yang berfungsi sebagai pemroses dan pengendali seluruh sistem. Dalam hal ini menggunakan Mikrokontroler ATMega 8 sebagai bagian kontrol dari sistem. Sebelum proses penginputan yang dilakukan oleh sensor tegangan, perintah untuk melakukan scanning diperintah oleh mikrokontroler yang mengirimkan suatu isyarat ke bagian sensor untuk melakukan pengecekan nilai tegangan yang masuk ke dalam sistem. Setelah pengecekan selesai maka sensor akan mengirimkan data nilai tegangan ke bagian kontrol untuk diproses lebih lanjut.
dan terukur pada sistem serta menampilkan status pada saat nilai tegangan normal atau drop.
Pada gambar 1 merupakan rangkaian keseluruhan prototype adaptive traffic light.
Gambar 12 Rangkaian Keseluruhan Peringatan Tegangan Drop
4.1 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan pengatur tegangan (dimmer) beserta sensor Light Dependent Resistor (LDR), perancangan sistem minimum ATMega 8, perancangan Light Emitting Diode (LED), perancangan buzzer, perancangan LCD 2x1 dan perancangan catu daya.
4.2 Perancangan Perangkat Lunak
Proses perancangan perangkat lunak digambarkan dengan flowchart pada Gambar 13.
INISIALISASI PORT MULAI
SELESAI APAKAH NILAI
TEGANGAN NORMAL? TIDAK
LED HIJAU MENYALA
BUZZER TIDAK AKTIF TAMPILKAN NILAI TEGANGAN DI LCD
APAKAH NILAI TEGANGAN DROP?
TAMPILKAN NILAI TEGANGAN DI LCD YA MIKROKONTROLER AMBIL
DATA DARI PENDETEKSIAN SENSOR
LDR
LED MERAH MENYALA
BUZZER AKTIF YA
TEGANGAN DROP TEGANGAN NORMAL
Gambar 13 Flowchart Pembuatan Program
Perancangan perangkat lunak menggunakan software Arduino yang digunakan untuk menulis program untuk mikrokontroler. Pada Gambar 14 merupakan tampilan arduino.
Gambar 14 Tampilan Software Arduino
Pada peringatan tegangan drop pada sistem catu daya telekomunikasi ini meliputi perancangan program inisialisasi dan program utama. Pada program inisialisasi meliputi perancangan program insialisasi port I/O yang akan digunakan agar dapat bekerja dan dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega 8. Sedangkan untuk program utama meliputi perancangan program untuk menentukan nilai tegangan drop atau normal, instruksi yang akan dikirimkan ke bagian output seperti buzzer dan LED serta menampilkan status dari tegangan tersebut pada LCD.
5. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN HASIL
5.1 Pengujian Blok Rangkaian
dari catu daya yang dihasilkan dari adapter DC dengan menggunakan multimeter digital.. Pada tabel 1 merupakan hasil dari pengujian rangkaian catu daya.
Tabel 1 Pengujian Rangkaian Catu Daya
Berdasarkan tabel 1 diatas bahwa dalam pengujian catu daya terhadap perhitugan yang dilakukan dengan hasil pengukuran yang telah dilakukan untuk tegangan DC terjadi selisih error sebesar 1,62 menurut pengukuran tegangan yang didapat adalah sebesar 13,62 Volt sedangkan menurut teori adalah 12 Volt. Tegangan DC tersebut kemudian dipakai untuk input regulator IC LM7805 dimana hasil tersebut masih dalam batas yang diijinkan sehingga tegangan ini tidak teralu berpengaruh dengan kinerja alat.
Tegangan output dari LM7805 yang dihasilkan menurut tabel diatas dilihat dari hasil perhiungan sebesar 5 Volt sedangkan menurut hasil pengukuran didapatkan hasil sebesar 4,93 Volt sehingga terjadi error sebesar 0,07. Nilai error tersebut masih berada pada range yang diijinkan karena tegangan output dari LM7805 berfungsi sebagai tegangan input atau tegangan kerja dari mikrokontroler ATMega 8, dimana menurut datasheet ATMega 8 bekerja pada tegangan berkisar antara 4,5 Volt – 5,5 Volt, sedangkan untuk tegangan output LM7805 menurut datasheet berada pada range 4,85 Volt – 5,15 Volt. Sehingga tegangan output LM7805 sebesar 4,93 Volt masih berada pada range tegangan mikrokontroler ATMega 8 dan selisih nilai error tersebut tidak memberikan banyak efek pada rangkaian.
b) Pengujian Mikrokontroler ATMega 8 Pengujian dilakukan pada bagian tegangan input yaitu pada pin 7 dan ground mikrokontroler ATMega 8 dapat bekerja dengan baik atau tidak. Tegangan mikrokontroler ATMega 8 bekerja pada range 4,5 Volt – 5,5 Volt.
Gambar 15 Pengukuran mikrokontroler ATMega 8
Dari hasil pengukuran tegangan input ATMega 8 berdasarkan gambar tersebut diperoleh sebesar 4,85 Volt. Dari hasil pengujian dan pengukuran dapat disimpulkan bahwa selisih nilai yang diperoleh sebesar 0,15 Volt. Nilai tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja dari mikrokontroler ATMega 8 karena masih berada pada range tegangan input dari mikrokontroler yaitu 4,5 Volt – 5,5 Volt..
c) Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan LDR
Pengujian sensor tegangan LDR dilakukan untuk mengetahui kinerja dari sensor yang difungsikan sebagai pendeteksi adanya perubahan nilai tegangan yang terjadi pada sistem. Adapun pengujian yang dilakukan adalah mengukur tegangan output dari rangkaian LDR dengan dua kondisi, yaitu pada saat kondisi tegangan normal dan kondisi tegangan turun (drop).
Tabel 2 Hasil Pengukuran Alat di bagian input LDR
d) Pengujian Rangkaian LED
Tabel 3 Pengukuran Pengujian LED
Dari hasil pengukuran tegangan pada LED yang telah dilakukan mendapatkan hasil untuk LED warna merah sebesar 1,87 volt. Untuk nilai yang diperbolehkan untuk LED warna merah sebesar 1,8 - 2,1 volt. Ini berarti LED merah masih bekerja pada level tegangan standarnya. Sedangkan untuk LED warna hijau terukur sebesar 1,97 volt dengan batas nilai yang diperbolehkan maksimal 2,6 volt untuk LED warna hijau, untuk arus LED sendiri antara 10 dan 150 mA. Penurunan tegangan yang tepat tergantung dari arus LED, warna, kelonggaran, dan lain sebagainya.
e) Pengujian Rangkaian LCD 2x16
Pengujian dilakukan dengan mengamati parameter saat pertama on, kondisi sensor mendeteksi tegangan masuk apakah normal atau drop.
Gambar 16 Pengujian tampilan LCD
f) Pengujian Buzzer
Pengujian pada buzzer dilakukan untuk mengetahui apakah sistem peringatan tegangan drop bekerja dengan baik atau tidak. Dilihat dari saat terjadi kondisi nilai tegangan berada dibawah standar buzzer dapat memberikan peringatan adanya penurunan tegangan tersebut. Pada saat terjadi penurunan tegangan, maka buzzer akan berlogika high dan akan mengeluarkan peringatan berupa suara. Pada tabel 4 menunjukan hasil pengujian buzzer.
Tabel 4 Pengujian buzzer
5.2 Pengujian Rangkaian Sistem Keseluruhan
Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan dengan cara menjalankan alat untuk mengetahui hasilnya apakah alat ini sudah berjalan dengan baik, dari hasil pengujian rangkaian secara keseluruhan, alat dapat berjalan dengan baik sesuai dengan rencana rancangan, mulai dari catu daya dinyalakan dan kesemua alat yang terkoneksi menyala dengan baik, sensor tegangan LDR yang mampu mendeteksi adanya perubahan nilai tegangan, LCD yang mampu menampilkan nilai tegangan terukur beserta status dari tegangan tersebut, LED yang berfungsi dengan baik yang digunakan sebagai indikator tegangan normal atau drop, serta buzzer dapat memberikan peringatan berupa suara pada saat nilai tegangan berada pada kondisi drop.
Tabel 5 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
5.3 Pembahasan Hasil
menghubungkan alat secara langsung ke sumber tegangan 1 fasa (220 Volt).
Pengujian dimulai dengan pengujian tegangan yang masuk ke mikrokontroler, berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan terdapat error rata-rata sebesar 0,15 Volt dari nilai tegangan yang diasumsikan sebesar 5 Volt dan pengukuran pada mikrokontroler sebesar 4,85 Volt. Namun dengan tegangan 4,85 Volt ini tidak terlalu berpengaruh dengan kinerja alat karena mikrokontroler masih dapat beroprasi dengan tegangan 4,5 Volt
– 5,5 Volt. Dengan dihasilkannya nilai tegangan tersebut, maka alat dapat beroprasi dengan baik mulai dari tegangan yang didistribusikan ke sensor LDR, LCD, LED, serta buzzer.
Pengujian sensor tegangan LDR bertujuan untuk mendeteksi adanya perubahan nilai tegangan yang terjadi. Input sensor dihubungkan ke pin 27. Jika sensor LDR mendeteksi adanya perubahan nilai tegangan yang masuk ke sistem, maka LDR akan mengirimkan data ke mikrokontroler yang nantinya nilai tegangan akan ditampilkan pada bagian LCD beserta status dari tegangan tersebut. Sensor LDR akan mendeteksi adanya perubahan nilai tegangan dengan cara mendeteksi intensitas cahaya pada lampu pijar. Lampu pijar yang digunakan sebesar 220V/7,5watt. Lampu pijar ini dihubungkan ke bagian dimmer untuk dapat diatur intensitasnya. Dengan mengubah intensitas cahaya pada lampu pijar tentu akan mempengaruhi pula nilai tegangan yang terdeteksi pada sensor tegangan LDR. Bagian dimmer digunakan untuk mengatur nilai tegangan yang masuk. Dengan menggunakan dimmer ini kondisi drop tegangan yang terjadi secara acak (random) dapat terpenuhi karena nilai tegangan dapat diatur dibawah batas normal tegangan yang ditentukan. Untuk tegangan yang digunakan yang digunakan adalah tegangan 1 fasa dengan range tegangan 180-220V untuk kondisi tegangan normal.
Pengujian buzzer bertujuan untuk mengetahui bahwa sistem peringatan dari alat ini dapat bekerja dengan baik. Buzzer dalam perancangan alat ini dihubungkan pada pin 17 pada mikrokontroler. Buzzer digunakan sebagai permberi peringatan pada saat terjadi drop tegangan pada sistem. Sensor akan memberikan data ke mikrokontroler untuk setiap nilai tegangan
yang masuk ke sistem. Mikrokontroler akan memilih data tersebut. Apabila nilai tegangan terukur masih berada pada level standar maka mikrokontroler hanya akan mengirimkan data berupa nilai tegangan ke bagian LCD untuk ditampilkan. Sedangkan apabila mikrokontroler menerima data tegangan terukur yang nilainya dibawah standar yang ditentukan maka mikrokontroler akan mengirimkan data nilai tegangan terukur ke LCD untuk ditampilkan dan akan memberikan instruksi ke bagian buzzer untuk memberikan peringatan berupa suara/bunyi yang menandakan bahwa nilai tegangan yang masuk berada pada level dibawah tegangan normal.
Pengujian pada LCD bertujuan untuk mengetahui bahwa LCD dapat menampilkan nilai tegangan terukur yang masuk ke sistem alat. Selain itu LCD dapat menampilkan status dari tegangan masuk yang terukur tersebut. Apabila nilai tegangan berada pada level normal maka LCD akan menampilkan status
“NORMAL” sedangkan apabila nilai
tegangan berada pada level dibawah standar maka LCD akan menampilkan
status “DROP”. Sedangkan pengujian pada
LED bertujuan untuk mengetahui bahwa LED berfungsi sebagai indikator tegangan normal atau drop. Pada perancangan alat ini LED yang digunakan ada 2 warna yaitu hijau dan merah. LED hijau digunakan sebagai indikator bahwa nilai tegangan berada pada level normal sedangkan LED merah digunakan sebagai indikator bahwa nilai tegangan berada dibawah level normal (drop).
berupa bunyi pada saat terjadi drop tegangan.
6. PENUTUP 6.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan
dan pengujian alat “Rancang Bangun
Peringatan Tegangan Drop pada Sistem Catu daya Telekomunikasi Berbasis
Mikrokontroler ATMega 8” dapat
disimpulkan sebagai berikut:
1. Alat Peringatan Tegangan Drop pada Sistem Catu daya Telekomunikasi ini terdiri dari rangkaian catu daya, rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMega 8, rangkaian pengatur tegangan (Dimmer) beserta sensor Light Dependent Resistor (LDR), rangkaian LCD 2x16, rangkaian LED, serta rangkaian buzzer. 2. Pengatur tegangan (Dimmer)
digunakan untuk mengatur nilai tegangan yang diinginkan agar mendapatkan kondisi drop tegangan sehingga dapat membuktikan bahwa alat ini dapat memberikan peringatan pada saat tegangan drop. 3. Dari pembuatan alat ini dapat
disimpulkan bahwa perancangan peringatan tegangan drop ini dapat bekerja dengan baik. Hal ini dibuktikan dengan pengujian yang telah dilakukan pada alat ini. Pada saat nilai tegangan diatur berada dibawah nilai tegangan normal maka alat ini akan memberikan peringatan (warning) berupa bunyi dari buzzer. 4. Pada sisi sensor tegangan LDR,
diperlukan komponen LDR dengan kualitas bagus untuk mendapat nilai pendeteksian tegangan yang akurat.
6.2 Saran
Saran-saran untuk pengembangan Tugas Akhir ini agar dapat dimaksimalkan lebih lanjut adalah:
1. Perlu perbaikan pada sisi sensor untuk mendapatkan nilai tegangan yang lebih akurat. Perbaikan bisa dengan menggunakan sensor dengan kualitas yang lebih baik. 2. Untuk pengembangan lebih lanjut,
penambahan komponen modem serial untuk memberikan report status terkini tentang drop tegangan yang terjadi ke nomor hand phone ke pihak yang terkait sehingga
mampu dilakukan monitoring sistem secara terus-menerus dan secara jarak jauh.
3. Untuk bagian kontrol dapat menggunakan mikrokontroler jenis AVR yang lain selain ATMega 8, yaitu ATMega 8535, ATMega 16, dan lain sebagainya.
4. Untuk penulisan laporan harap lebih diperhatikan untuk sistematika laporan yang baik dan benar.
7. DAFTAR PUSTAKA
[1] Purwanto, Agus. “Jaringan Telekomunikasi Catu Daya pada Sistem
Telekomunikasi” Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri Institut Sains dan Teknologi Nasional, Jakarta, 2010.
[2] Saydam, Gouzali. “Sistem Telekomunikasi di Indonesia”, Bandung, ANGKASA, 2010.
[3] Atmel., Corp. (2013, Oct), Datasheet Mikrokontroller Atmega 8. Dokumen
PDF. [Online].
www.atmel.com/images/doc2486.pdf
[4] Supatmi, Sri, (2011, Mei), “PENGARUH SENSOR LDR TERHADAP
PENGONTROLAN LAMPU”. Majalah
Ilmiah UNIKOM Vol.8, No. 2
[5] Ramadhani, Alvian. “Rancang Bangun Prototipe Adaptive Traffic Light System
Berbasis Mikrokontroler ATMega 8”
Program Studi D3 Teknik Telkom, Purwokerto, Laporan Tugas Akhir, 2013. [6] Prabowo, Arief. “Purwarupa Sistem Pengaman Brankas Menggunakan
Keypad dan Handphone” Program Studi
D3 Teknik Telkom, Purwokerto, Laporan Tugas Akhir, 2013.
[7] Garage., Engineers. (2013, Oct),
[9] Hartono, Jogiyanto. “Konsep Dasar Pemrograman Bahasa C”, Edisi 2, Yogyakarta, Andi Yogyakarta, 2000. [10] Kadir, Abdul. “Panduan Praktis
Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan
Arduino”, Yogyakarta, Andi
Mengetahui :
Pembimbing I
Eka Wahyudi, S.T., M.Eng. NIDN. 0617117601
Pembimbing II
