SISTEM AYUNAN BAYI OTOMATIS DENGAN KENDALI REMOTE CONTROL
TUGAS AKHIR
RESTU SITANGGANG 152408058
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
SISTEM AYUNAN BAYI OTOMATIS DENGAN KENDALI REMOTE CONTROL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
RESTU SITANGGANG 152408058
PROGRAM STUDI D-III FISIKA DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PERNYATAAN ORISINALITAS
SISTEM AYUNAN BAYI OTOMATIS DENGAN KENDALI REMOTE CONTROL
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ni adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 25 Juli 2018
Restu Sitanggang 152408058
ABSTRAK
Alat yang direalisasikan pada psroyek akhir ini merupakan perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengayun bayi secara otomatis. Perangkat ini sangat dibutuhkan oleh ibu rumah tangga yang memiliki banyak aktifitas. Alat ini terdiri dari sensor suara yang berfungsi sebagai pendeteksi tangisan bayi yang apabila bayi menangis maka secara otomatis alat akan bekerja. Output dari sensor yang digunakan sebagai input mikrokontroler Atmega 8, mikrokontroler ini berfungsi sebagai pengolah data yang dikirim oleh remote control . Remote control disini berfungsi pengontrol dari alat berupa kecepatan ayunan dan lamanya ayunan .Adapun jarak agar remote control dapat mengontrol alat maksimum 3 meter. Selain itu alat ini juga mempunyai keypad/push botton ini langsung terintegrasi pada alat. Selain dilengkapi dengan remote control sistem ini juga dilengkapi dengan kipas yang berfungsi memberikan suasa sejuk disekitar sistem.
Kata Kunci : Ayunan Bayi Otomatis , Mikrokontroler Atmega 8, Remote Control
ABSTRACT
Tools that are realized in this final project is an electronic device that serves to swing the baby automatically. This device is needed by housewives who have many activities. This tool consists of a sound sensor that serves as a baby crying detector that when the baby cries then the tool will automatically work. The output of the sensor used as input microcontroller Atmega 8, this microcontroller serves as a data processor sent by the remote control. Remote control was used to adjust the swing speed and duration of swing .The maximum distance remote control was 3 meters.
In addition this tool also has a keypad / push botton is integrated to the tool. A fan was used to provide cool atmosphere around the system.
Kata Kunci : Ayunan Bayi Otomatis Mikrokontroler Atmega 8, Remote Control
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Esa dengan limpahan berkat- Nya penyusunan laporan proyek ini bisa terselesaikan. Selama proses penulisan laporan projek ini, penulis mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak.
Dalam kesempatan ini , penulis ingin mengucapkan trimakasih kepada yang telah membantu penulisan laporan tugas akhir ini , khususnya kepada ;
1. Bapak Prof. Dr Runtung Sitepu, SH.M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Dr.Kerista Sebayang M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc Selaku Jurusan D3 Fisika Universitas Sumatera Utara
4. Bapak Dr.Syarul Humaidi, M.Sc Selaku dosen Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir
5. Ibu Dra.Manis Sembiring M.si Selaku dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir ini
6. Abang Jupentus Sitanggang dan kakak Wastina Sitanggang, dan Murni Sitanggang yang selalu memberikan motivasi yang baik dan berbagai dukungan lainnya sehingga penulis dapat menyeselesaikan penulisan tugas akhir ini
7. Abang Alummi Faturrahman yang selalu memberikan motivasi dan ilmu pengetahuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini
8. Teman-teman D3 Fisika stambuk 2015 yang memberikan bantuan dalam penulisan tugas akhir ini
9. Teman-teman sepermainan Widya Astuti Hrp, Minarty S Siahaan, Naftalina Saragih, Dhilla Faradiba, Peace Manullang yang memberikan dukungan materi , semangat dan mengarahkan penulis dapat menyeselesaikan penulisan tugas akhir ini.
dan mengarahkan penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini.
11. Teman – teman segrup pemuda/i Marding-ding yang selalu memberikan motivasi dan yang selalu mendoakan sehingga penulis dapat menyeselesaikan penulisan tugas akhir ini.
12. Terimakasih khusus penulis ucapkan kepada kedua orang tua saya yang senantiasa memberi dukungan baik berupa material dan moral dan yang senantiasa mendoakan saya sehingga saya dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini dengan baik
Semoga tugas akhir ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya para mahasiswa Universitas Sumatera Utara.. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini jauh dari kata sempurna, baik dari segi penyusunan, bahasan, ataupun penulisannya. Oleh karena itu saya mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun, khususnya dari bapak dosen pembimbing saya guna menjadi acuan dalam bekal pengalaman bagi saya .untuk lebih baik di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga bermanfaat.
Medan, 25 Juli 2018
Restu Sitanggang
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
PENGHARGAAN ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL... vi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 1
1.3 Batasan Masalah... ... 2
1.4 Tujuan Penulisan... ... 2
1.5 Manfaat Penulisan ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Pengertian Ayunan Bayi ... 4
2.2 Mikrokontroler AVR Atmega8 ... 4
2.2.2 Status Register ... 9
2.2.3 Spesifikasi Atmega 8 ... 10
2.2.4 Memori Atmega 8 ... 11
2.2.5 Komunikasi Serial Pada Atmega 8... ... 12
2.2.6 Sistem Minimum Atmega 8 ... ... 14
2.3 Motor Servo ... ... 15
2.3.1 Prinsip Kerja Motor Servo ... ... 16
2.4 Suara ... ... 17
2.5 Teknologi Pengendali (Remote Control) ... ... 20
2.6 Power Supply ... ... 21
2.7 Kipas ... ... 21
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ... ... 30
3.1 Diagram Blok Sistem... ... 24
3.2 Fungsi Diagram Blok... ... 25
3.3 Prinsip Kerja ... ... 25
3.4 Flow Chart Alat ... ... 26
3.5 Rangkaian Atmega 8 ... ... 27
3.6 Rangkaian Motor Servo ... ... 28
3.7 Rangkain IC Receiver ... ... 29
3.8 Rangkaian Sensor Suara ... ... 29
3.9 Rangkaian Power Supply... ... 30
4.0 Rangkaian Kipas ... ...31
4.2 Pengujian Rangkaian IC Receiver ... 34
4.3 Pengujian Rangkaian Motor Servo ... 35
4.4 Pengujian Rangkaian Sensor Suara ... 35
4.5 Pengujian Rangkaian Remote Control ... 36
4.6 Pengujian Rangkain Kipas ... 37
BAB V KESIMPULAN... .... 39
DAFTAR PUSTAKA ... .... 40
LAMPIRAN ... .... 41
Halaman
Gambar 2.1 Bentuk fisik IC Mikrokontroler ATMega ... 5
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8 ... 6
Gambar 2.3 Blok USART ... 13
Gambar 2.4 Sistem Minimum ATmega8 ... 14
Gambar 2.5 Motor Servo... 15
Gambar 2.6 Bagian Motor Servo ... 16
Gambar 2.7 Prinsip Kerja Motor Servo ... 17
Gambar 2.8 Sensor Suara ... 18
Gambar 2.9 Remote control ... 21
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 24
Gambar 3.2 Flow Chart Alat ... 26
Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler Atmega8 ... 27
Gambar 3.4 Rangkaian Motor Servo ... 28
Gambar 3.5 Rangkaian ic receiver ... 29
Gambar 3.6 Rangkaian sensor suara ... 29
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply ... 30
Gambar 3.8 Rangkaian Kipas ... 31
Gambar 3.9 Percobaan Keseluruhan ... 38
Halaman
Tabel 2.1 Fungsi pin – pin port B pada Mikrokontroler ATMega 8 ... 8
Tabel 2.2 Fungsi pin – pin port C pada Mikrokontroler ATMega 8 ... 8
Tabel 2.3 Fungsi pin – pin port D pada Mikrokontroler ATMega 8. ... 9
Tabel 2.4 Pengukuran Pin IC Mikrokontroler Atmega8 ... 38
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi , manusia menginginkan segala sesuatu dengan gaya hidup serba otomatis, cepat dan praktis, dan tidak membutuhkan tenaga yang banyak dengan biaya yang sekecil-kecilnya. Sudah menjadi sifat manusia tidak ingin direpotkan dengan hal-hal kecil seperti mengayunkan ayunan bayi saat bayi menangis.. Bagi para orang tua yang memiliki bayi , menginginkan segala sesuatu yang serba praktis agar dapat meringakan pekerjaan tanpa mengganggu bayinya.
Untuk mempermudah aktifitas diperlukan sesuatu sistem otomatis dalam melakukan pengayunan bayi yang mampu membantu orang tua untuk menenangkan bayi saat menangis . Ayunan bayi ini adalah ayunan bayi bergerak otomatis, maksudnya pada saat bayi menangis, ayunan akan secara otomatis akan bergerak ke kiri dan ke kanan ketika mendeteksi suara disekitar ayunan. Kelemahan dari sistem ini adalah pada saat bayi menangis disekitar ayunan berarti ayunan tersebut akan otomatis bergerak, padahal bayi tersebut tidak sedang berada dalam ayunan.
Berdasarkan uraian di atas, dibuatlah sebuah sistem untuk mengayunkan bayi kekiri dan kekanan dengan kecepatan yang stabil dengan menggunakan remote control. Sistem ini juga dilengkapi dengan monotoring suara, agar ayunan secara otomatis bergerak ketika mendengar suara tangisan bayi yang berada didalam ruangan . Dari latar belakang tersebut dibuatlah judul Tugas Akhir “ Sistem Ayunan Bayi dengan Kendali Remote Control”
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada laporan Tugas Akhir ini adalah antara lain:
1. Bagaimana merancang suatu sistem ayunan yang dapat bergerak sendiri saat mendeteksi suara tangisan bayi dengan sensor suara
2. Bagaimana merancang suatu sistem kecepatan gerakan ayunan dengan remote control
3. Bagaimana merancang suatu sistem ayunan bayi yang praktis, sederhana dan mudah digunakan
1.3 Batasan Masalah
Berikut ini batasan masalah pada laporan Tugas Akhir ini:
1. Fokus pembahasan pada aktivitas yang diterima oleh sensor suara 2. Fokus pembahasan pada pengontrolan remote control.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan yang diharapkan dari penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah :
1. Dihasilkan suatu sistem yang mampu mendeteksi suara tangisan suara bayi 2. Terciptanya suatu sistem ayunan bayi dengan kendali remote control
3. Terciptanya suatu sistem yang mempermudah pekerjaan Ibu Rumah Tangga
1.5 Manfaat
Manfaat Tugas Akhir ini adalah
1. Salah satu solusi meringankan pekerjaan Ibu Rumah Tangga dalam mengurus bayi
2. Mempermudah Ibu bayi melakukan aktivitas lain didalam rumah.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, penulis membuat suatu sistematika penulisan yang terdiri dari :
BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas latar belakang tugas akhir, rumusan masalah, tujuan,masalah, mamfaat masalah dan batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini akan menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan.
BAB III: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.
BAB V: PENUTUP
Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran yang mungkin bermanfaat
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Ayunan Bayi
Dalam panel kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari diri kita seperti gerak yang kita lakukan setiap saat , energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada luar diri kita, salah satu contohnya adalah ayunan bayi . Ayunan ini juga dibahas dalam ilmu fisika, dimana ayunan bayi tersebut bisa bergerak sendiri dengan pengontrolan remote control, mengatur kecepatan gerakan ayunan dengan kendali remote control. Bagi ibu rumah tangga yang masih mempunyai bayi kecil akan mendapatkan keuntungan karena sudah tidak perlu lagi menggendong seharian dan dapat menghemat biaya karena dapat menggantikan seorang penjaga bayi khusus.
. Ayunan elektrik ini merupakan ayunan yang dapat mengayun secara otomatis menggunakan sumber tegangan dari power supply pada saat ayunan dinyalakan.
Sistem ayunan yang dibahas disini , ayunan ini menggunakan Mikrokontroller Atmega8 telah terintegras dengan bagian servo, sensor suara, ic receiver ,kipas dan remote control.
Kecepatan pada ayunan dihasilkan dari analisa rotary oleh mikrokontroller untuk kecepatan ayunan sesuai dengan input kecepatan yang diinginkan, dengan
spesifikasi ayunan sebagai berikut:
1. Untuk anak bayi dibawah 5 tahun 2. Kecepatan bisa diatur.
3. Dikontrol oleh remote control
4. Dilengkapi dengan sensor suara untuk mendeteksi tangisan bayi 5. Dilengkapi dengan kipas untuk sensasi sejuk pada bayi
2.2 Mikrokontroler AVR Atmega8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi . Perbedaaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscilator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol
reset dari luar karena cukuop hanya dengan mematikan supply , maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.
AVR Atmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit beraksitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte In-System Programmable Flash.
Mikrokontroler dengan komsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi intruksi dengan kecepatan maksimum 16 MIPS pada frekuensi 16 MHZ. Jika dibandingkan dengan Atmega8L perbedaannya hanya terdapat pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk Atmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 – 5,5 V sedangkan untuk Atmega hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V Mikrokontroler AVR Atmega 8 memiliki Port USART pada Pin 2 dan Pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroler dengan mikrokontroler ataupun mikrokontroler dengan komputer.
USART dapat difungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron. Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock.
Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga blok yaitu clock generator, transmiter, dan receiver.
Gambar 2.1 Bentuk fisik IC Mikrokontroler ATMega 2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega8
Atmega8 memiliki 28 pin, yang masing-masing pinnya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lain. Berikut yang dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki Atmega8.
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8 a. VCC
Merupakan supply tegangan digital. Besarnya tegangan berkisar antara 4,5 – 5,5V untuk ATmega8 dan 2,7 – 5,5V untuk ATmega8L.
b. GND
Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding c. Port B ( PB7..PBO)
Didalam port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSCI,TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bidirectional I/O dengan internal pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscilator amplifier) dan input kerangkain clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yag dipilih dari oscillator internal , PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
Port pin Fungsi
PB7 XTAL2 (Chip Clock Oscillator pin 2) TOSC2 (Timer Oscillator pin 2) PB6
XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1 or External clock input )
TOSC2 (Timer Oscillator pin 1)
PB5 SCK (SPI Bus Master clock Input)
PB4 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB3 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output) PB2 SS (SPI Bus Master Slave select)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare Match B Output)
PB1 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare Match A Output)
PB0 ICP1 (Timer?Counter1 Input Capture Pin)
Tabel 2.1 Fungsi pin – pin port B pada Mikrokontroler ATMega 8.
d. Port C (PC5...PC5)
Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang didalamnya masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C-6. Sebagai keluaran/output port C memiliki karekteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
Port pin Fungsi
PC6 RESET (Reset pin)
PC5 ADC5 (ADC Input Channel 5)
SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line) PC4 ADC4 (ADC Input Channel 4)
SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line) PC3 ADC4 (ADC Input Channel 3)
PC2 ADC4 (ADC Input Channel 2) PC1 ADC4 (ADC Input Channel 1) PC0 ADC4 (ADC Input Channel 0)
Tabel 2.2 Fungsi pin – pin port C pada Mikrokontroler ATMega 8.
e. RESET/PC6
Jika RSTDISBIL Fuse diprogram , maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O.
Pin ini memiliki karekteristik yang berbeda-beda dengan pin – pin yang terdapat pada port C lainnya. Dan jika level tegangan masuk ke pin ini rendah
dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa 8 minimum, maka akan menghasilkan suatau kondisi reset meskipun clocknya tidak bekerja.
f. Port D (PD7..PDO)
Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.
Fungsi dari port ini sma dengan port-port yang lain . Hanya saja pada port ini tidak dapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut I/O.
Port pin Fungsi
PD7 AIN1 (Analog Comparator Negative Input) PD6 AIN0 (Analog Comparator Positive Input) PD5 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) PD4 XCK (USART External Cock Input/Output)
T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input) PD3 INT1 (External Interrupt 1 input)
PD2 INT1 (External Interrupt 0 input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Iinput Pin)
Tabel 2.3 Fungsi pin – pin port D pada Mikrokontroler ATMega 8.
g. Avcc
Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkan secara terpisah VCC. Jika ADC digunakan, maka Avcc harus dihubungkan ke VCC melalui Low pass filter.
h. AREF
Merupakan Pin referensi jika menggunakan ADC
2.2.2 Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Berikut ini adalah status register dari ATmega8 beserta penjelasannya. (Slamet dan Muhammad Munir, 2010 : 11)
a. Bit 7 (I)
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set supaya semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk fungsi interupsi individual akan dijelaskan pada bagian lain. Jika bit ini di-set, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun secara umum akan diabaikan. Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi dijalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di- reset melalui aplikasi dengan instruksi SEI dan CLI
b. BIT 6 (T)
Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit LoaD) dan BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat disalin ke dalam sebuah bit di dalam register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.
c. BIT 5 (H)
Merupakan bit Half Cary Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatik BCD.
d. BIT 4 (S)
Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara Negative Flag (N) dan Two’s Complement Overflow Flag(V).
e. BIT 3 (V)
Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi – fungsi aritmatika dua komplemen.
f. BIT 2 (N)
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika
g. BIT 1 (Z
Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0”
dalam sebuah fungsi arimatika atau logika.
h. BIT 0 (C)
Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah cary atau sisa dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
2.2.3 Spesifikasi Atmega 8
1. Kinerja tinggi, rendah daya Atmeg 2. Advanced RISC Archidtecture
a. 130 Instruksi PowerPull- Kebanyakan Single-jam Siklus Eksekusi b. 32 x 8 General Purpose Kerja Register
c. Operasi Fully Static
d. Sampai dengan 16 MIPS throught di 16 MHz e. On-chip 2-siklus Multiplier
3. Segmet Memory Tinggi Ketahanan Non –volatile
a. 8Kbytes In-System Self-programmable memori program flash b. 512bytes EEPROM
c. SRAM 1 Kbyte internal
d. Menulis / Erase Cycles : 10.000 Flash /100.000 EEPROM e. Dat retensi : 20 tahun pada 85 C / 100 tahun pada 25 C (1) f. Opsional Boot Kode Bagian dengan Indenpendent Lock Bits g. In-System Programming secara On-ship Program Boot h. Benar Operasi Baca-Sementara-Write
i. Kunci Pemograman untuk Security Software 4. Fitur Peripheral
a. Dua 8-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, satu bandingkan modus
b. Satu 16-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, Bandingkan mode , dan Tangkap
c. Mode
d. Real Time Counter dengan Oscillator terpisah
e. Tiga Saluran PWM
f. 8-Chanell ADC di TQFP dan QFN / MLF paket g. Delapan saluran 10-bit Akurasi
h. 6-chanell ADC dalam paket PDIP i. Enam Saluran 10-Bit Akurasi
j. Byte berorientasi Dua-Kawar Serial Interface k. Programmable Serial USART
l. Master/ slave SPI Serial Interface
m. Prommable Watchdog Timer dengan terpisah On-chip Oscillator n. On-chip Analog Comprator
5. Fitur Mikrokontroler Khusus
a. Power-On ulang dan Proggrammable Brown-out Detection b. Internal dikalibrasi RC Oscilator
c. Eksternal dan Sumber Interrup Internal
d. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction , Power-save, Power- Down dan
e. Bersiap.
6. I/O dan paket
a. 23 Programmble I/O garis
b. 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, dan 32-pad QFN / MLF 7. Tegangan Operasi
a. 2.7V – 5.5V (Atmega8L) b. 4.5V – 5.5V (Atmega8) 8. Kelas Kecepatan
a. 0-8MHZ (Atmega8L) b. 0-16MHZ (Atmega8)
9. Komsumsi Daya di 4 Mhz, 3V, 25C a. Aktif;3.6Ma
b. Menganggur Mode :1.0 Ma c. Power –down Mode ;0,5 µA 2.2.4 Memori AVR Atmega8
Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu:
a. Memori Flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik.
Memori flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program aplikasi yang dibuat pengguna . Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader, misalnya melalui USART, 32 General purpose register 64 I/O register Additional I/O register Internal RAM Flash Boot Section EEPROM 13.
b. Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu 32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam intruksi assembler setiap intruksi harus melibatkan GPR dikenal sebagai “chace Memory”. I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin, port, timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler MC851 dikenal sebagai SFR (Special Function Register).
c. EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk keperluan untuk penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya . Timer/Counter adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer/counter dapat digunakan untuk ;
a. Timer/Counter biasa
b. Clear Timer ON Compare Match (selain Atmega8) c. Generator frekuensi (selain Atmega8)
d. Counter pulsa ekternal
2.2.5 Komunikasi Serial pada Atmega8
Mikrokontroler AVR Atmega 8 memiliki Port USART pada Pin 2 dan Pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroler dengan mikrokontroler
ataupun mikrokontroler dengan komputer. USART dapat difungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron. Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock. Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga blok yaitu clock generator, transmiter, dan receiver.
Gambar 2.3 Blok USART
a. Clock Generator
Clock generator berhubungan dengan kecepatan transfer data (baud rate), register yang bertugas menentukan baud rate adalah register pasangan.
a. USART Transmitter
Usart transmiter berhubungan dengan data pada Pin TX. Perangkat yang
ditransmisikan. Flag TXC sebagai akibat dari data yang ditransmisikan telah sukses (complete), dan flag UDRE sebagai indikator jika UDR kosong dan siap untuk diisi data yang akan ditransmisikan lagi.
a. USART Receiver
Usart receiver berhubungan dengan penerimaan data dari Pin RX. Perangkat yang sering digunakan seperti register UDR sebagai tempat penampung data yang telah diterima, dan flag RXC sebagi indikator bahwa data telah sukses (complete) diterima.
2.2.6 Sistem Minimum ATmega8
Rangkaian Sistem Minimum berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian sistem minimum adalah Mikrokontroler ATMega8. Pada Mikrokontroler semua program didownload, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sistem minimum kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lampu led berjalan, motor dc, dan lain-lain untuk menjalankan fungsi tertentu (Prayoga,fajar.2012.Laporan Akhir Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya).
Gambar 2.4 Sistem Minimum ATmega8
2.3 Motor Servo
Motor servo terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear , sebuah potensiometer , sebuah output shaft dan sebuah rangkain kontrol elektronik.
Biasanya, motor servo berbentuk kotak segi empat dengan sebuah output shaft motor dan konektor dengan 3 kabel yaitu power, kontrol dan ground. Gear motor servo ada yang terbuat dari plastik, metal, dan titanium. Didalam motor servo terdapat potensiometer yang digunakan sebagai sensor posisi . Potensiometer tersebut dihubungkan dengan output shaft untuk mengetahui posisi aktual shaft. Ketika motor dc berputar, maka output shaft juga berputar dan sekaligus memutar potensiometer.
Rangkain kontrol kemudian dapat membaca kondisi potensiometer tersebut untuk mengetahui posisi aktual shaft. Jika posisinya sesuai dengan yang diinginkan, maka motor dc akan berhenti. Penggunaan sistem kontrol loop tertutup pada motor servo berguna untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo.
Gambar 2.5 Motor Servo
Penjelasan sederhananya begini, posisi poros output akan di sensor untuk mengetahui posisi poros sudah tepat seperti yang di inginkan atau belum, dan jika belum, maka kontrol input akan mengirim sinyal kendali untuk membuat posisi poros tersebut tepat pada posisi yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya mengenai sistem kontrol loop tertutup, perhatikan contoh sederhana beberapa aplikasi lain dari sistem kontrol loop tertutup, seperti penyetelan suhu pada AC, kulkas, setrika dan lain sebagainya.
Sudut operasi motor servo ( Operating Angle) bervariasi tergantung jenis motor servo. Ada 2 jenis motor servo yaitu:
1. Motor Servo Standart Yaitu motor servo yang mampu bergerak CW dan CCW dengan sudut operasi tertentu, misalnya 600, 900,1800. Jenis yang paling umum dari motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas
hanya 90⁰ kearah kanan dan 90⁰ kearah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran atau 180⁰.
2. Motor Servo Continous Yaitu motor servo yang mampu bergerak CW dab CWW tanpa batasan sudut operasi (berputar secara continyu). perputaran porosnya tanpa batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun kiri
Gambar 2.6 Bagian Motor Servo
2.3.1 Prinsip kerja motor servo
Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo.
Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰. Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.
Gambar 2.7 Prinsip Kerja Motor Servo
Ketika lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya.
Kebanyakan motor servo digunakan sebagai :
• Manipulators.
• Moving camera’s.
• Robot arms.
2.4 Suara
Suara merupakan gelombang yang mengandung sejumlah komponen penting (amplitudo, panjang gelombang dan frekuensi) yang dapat menyebabkan suara yang satu berbeda dari suara lain. Amplitudo adalah kekuatan atau daya gelombang sinyal.
Tinggi gelombang yang bisa dilihat sebagai grafik, Gelombang yang lebih tinggi diinterpretasikan sebagai volume yang lebih tinggi, Suara beramplitudo lebih besar akan terdengar lebih keras. Frekuensi adalah jumlah dari getaran atau gelombang yang terjadi dalam satu detik. Satuan dari frekuensi adalah Hertz atau disingkat Hz.
dalam bernayi dengan suara tinggi pita atau tali suara akan bergetar secara cepat.
Suara dengan frekuensi lebih besar akan terdengar lebih tinggi.
2.3.2 Sensor Suara
Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombang magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.
Gambar 2.8 Sensor Suara
Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.
a. Sensor suara dan aplikasinya.
Sensor suara bekerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil dibalik membran tadi naik dan turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik turun, ia juga telah membuat gelombang magnet yang mengalir melewatiya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu :
Microphone
Micropone adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik dan lain-lain.Sebuah sensor untuk mendeteksi suara, secara umum, yang disebut mikrofon. Mikrofon dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis dasar termasuk dinamis, elektrostatik, dan piezoelektrik menurut sistem konversi mereka.
Mikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon piezoelektrik secara luas digunakan terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara. Mikrofon dinamis masih memiliki tuntutan besar terutama di dunia musik, sementara mikrofon piezoelektrik Digunakan secara luas terutama untuk mikrofon untuk meter rendah tingkat frekuensi suara.
Untuk pengukuran, tipe elektrostatik (kondensor) mikrofon yang paling populer karena mereka dapat dirampingkan, memiliki respon frekuensi rata selama rentang frekuensi yang luas, dan menyediakan nyata stabilitas yang tinggi dibandingkan dengan jenis lain mikrofon.
b. Cara Kerja Sensor Suara
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot.
Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.
Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.
Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.
Kesensitifan sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.
2.5 Teknologi Pengendali (Remote Control)
Teknologi pengendali (Remote control) adalah sebuah elektronik yang digunakan untuk mengoperasikan sebuah mesin dari jarak jauh. Istilah remote control juga sering disingkat menjadi “remote”saja. Remote juga sering kali mengacu pada istilah “controler,donker,doofer,zapper,click-buzz,box,flipper,zippity,clicker, atau changer”. Pada umumnya , pengendali jarak jauh digunakan untuk memberikan perintah dari kejauhan kepada televisi atau kepada barang barang elektronik lainnya seperti system stereo dan pemutar DVD . Remote control untuk perngkat-perangkat ini biasanya berupa benda kecil nirkabel yang dipegang dalam tangan dengan sederetan tombol untuk menyesuaikan berbagai setting, seperti misalnya slauran televisi, nomor trek dan volume suara. Pada kebanyakan peranti modern dengan kontrol seperti ini, remote controlnya memiliki segala kontrol fungsi sementara perangkat yang dikendalikan itu sendiri hanya mempunyai sedikit kontrol utama yang mendasar. Kebanyakan remote berkomunikasi dengan perangkatnya masing- masing melalui sinyal-sinyal inframerah dan beberapa saja melalui sinyal radio.
Remote contol biasa menggunakan baterai AAA yang kecil atau AA sebagai catu dayanya. Peralatan-peralatan elektronik seperti pesawat televisi, radio tape, VCD player, DVD player, atau penyejuk ruangan (AC), Saat ini sudah dapat dipastikan sudah dilengkapi dengan remote control , Dengan remote control tersebut kita dapat mengatur pesawat TV seperti memindahkan saluran TV atau mengubah volume suara dari posisi tempat kita berada tanpa mendatangi pesawat TV. Walaupun saat ini kebanyakan orang membatasi pengertian remote conrtol pada peralatan-peralatan elektronik rumah saja, namun fungsinya jauh lebuh luas. Sesuai dengan namanya remote control adalah alat pengendali jarak jauh yang berfungsi untuk mengendalikan sebuah benda (biasanya memiliki komponen elektronik). Benda yang dikendalikan tersebut kemudian akan memberikan respon sesuai jenis intruksi yang diberikannya. Intruksi diberikan dengan cara menekan tombol yang sesuai dengan remote control. Sejarah mencatat bahwa pada masa awal perkembangannya penerapan remote control sempat digunakan oleh pasukan jepang untuk menggerakan kapa-kapal lautnya dari jauh untuk ditabrakan kekapal pasukan sekutu pada perang dunia 1. Saat ini remote control dipergunakan untk keperluan dari untk mengubah temperatur AC hingga mengatur gerak robot.
Gambar 2.9 Remote control
Komponen-komponen remote control yang dijelaskan adalah jenis remote control yang sering dijumpai diperalatan-peralatan elektronik rumah, menggunakan gelombanh inframerah sebagai pembawa sinyal . Sebuah sistem remote control terdiri dari beberapa bagian :
1. Trasmitter (pengirim sinyal)
Alat ini berfungsi untuk mengirimkan intruksi keperalatan elektronika . Alat ini adalah sebuah LED (light emiiting diode) sinar inframerah yang berada dipesawat remote control.
2. Panel
Panel ini berisi sejumlah tombol dipesawat remote cotrol. Setiap tombol memiliki fungsi yang berbeda-beda. Bentuk panel ini tergantung dari jenis alat yang dikendalikan
3. Papan Rangkain elektronika
Didalam setiap pesawat remote control terdapat sebuah papan rangkaina elektronik dalam bentuk sirkuit terintegrasi (integrated circuit). Fungsi komponen ini adalah membaca tombol yang ditekan pengguna kemudian membangkaitkan transmiter untuk mengirimkan sinyal dengan pola sesuai dengan yang ditekan.
4. Receiver (Penerima Sinyal)
Alat ini berada didalam alat elektronika yang akan menerima intruksi . Untuk jenis sinar inframerah alat ini digunakan untuk fototranisstor infra merah. Alat ini berperan dalam mendeteksi pola sinyal infra merah yang dikirimkan remote control.
2.6 Power Supply
Arduino dapat diberikan koneksi USB atau power supply. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6-20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5V dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 – 12 volt.
` `Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :
a. Vin tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Penggunaan dapat memberikan tegangan melalui pin ini,
atau jika tegangan suplai menggunakan poer jack, aksesnya menggunakan pin ini.
b. 5V regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan kompnen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply 5V lainnya.
c. 3V suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maksimumnya adalah 50mA.
d. Pin Ground berfungsi sebagai jalur ground pada arduino.
2.7 Kipas
Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi(exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan
Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.
Driver kipas untuk mengaktifkan kipas
BAB III
PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN 3.1 Digram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Power
Supply
Servo 2
Atmega 8
Sensor suara
Driver kipas IC
receiver
Pengko ndisi Sinyal
Servo 1
kipas Remote
3.2 Fungsi Diagram Blok
1. Blok ATemega 8 sebagai media pemograman untuk pembaca untuk memproses data dari sensor, dan sebagai komunikasi data antar input dan ouput.
2. Blok Remote Sebagai pengendali jarak jauh
3. Blok Ir Receiver sebagai alat elektronika yang akan menerima intruksi dari remot
4. Blok Sensor Suara sebagai mendeteksi ada tidaknya suara dari tangisan bayi 5. Blok Pengkondisi Sinyal sebagai mengkoversi sinyal dari sensor suara 6. Blok power supply sebagai input tegangan..
7. Blok Servo 1 sebagai penggerak atau aktuator putar (motor) dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup.
8. Blok Servo 1 sebagai penggerak atau aktuator putar (motor) dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup.
9. Driver kipas sebagai untuk mengaktifkan kipas
10. Kipas sebagai untuk menghasilkan angin ,pendingin udara, dan penyegar udara.
3.3 Prinsip kerja
Prinsip kerja dari ayunan ini yaitu berdasarkan ada tidaknya suara tangisan bayi di dalam ayunan tersebut. Untuk dapat mengetahui atau mendeteksi ada tidaknya suara tangisan bayi maka alat dilengkapi dengan sensor suara yang mampu mendeteksi suara tangisan bayi.Sistem ayunan bayi akan dikontrol oleh mikrokontroler untuk menjalankan servo , data yang dikirimkan oleh mikrokontroler akan dikirimkan ke servo untuk pengaturan kecepatan ayunan . Selanjutnya jika sensor suara mendeteksi suara tangisan dari bayi maka ayunan akan berayun kemudian ayunan akan berhenti.
Jika bayi menangis kembali maka ayunan akan kembali aktif. Jika sensor tidak mendeteksi apapun maka sistem akan mati. Selanjutnya untuk mengatur kecepatan ayunan ,sistem ayunan bayi akan dikontrol oleh mikrokontroler untuk menjalankan servo , data yang dikirimkan dari remote kemudian diteruskan ke ic receiver intruksi diterima oleh ic receiver dan oleh mikrokontroler akan dikirimkan ke servo untuk pengaturan kecepatan ayunan sesuai keinginan.
3.4 Flow Chart
T
Y
T
Y
Gambar 3.2 Flow Chart Alat Port
Terima Data dari Remote
Inisialisasi Port
Jika data masuk ?
Jalankan intruksi dari
Remote
Jika ada suara
Servo aktif
Selesai Servo mati
Menunggu data dari
Remote
3.5 Rangkaian Mikrokontroller ATMega8
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMEGA8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. Port A.1, Port B.1 –Port B.4 digunakan sebagai data input basis transistor pada driver relay.
3.6 Rangkaian Motor Servo
Gambar 3.4 Rangkaian Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagianbagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar. Motor servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh rate putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena internal gearnya.
Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :
3 jalur kabel : power, ground, dan control
Sinyal control mengendalikan posisi
Operasional dari servo motor dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum.
Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback control.
3.7 Rangkaian IC Receiver
Gambar 3.5 Rangkaian ic receiver
Receiver pada remote memiliki 3 pin, di antaranya Vcc, Gnd, dan data, pin data dihubungkan ke PORTC.0. data dari ic receiver akan diterima dan dibandingkan oleh mikrokontroler
3.8 Rangkaian sensor suara
Gambar 3.6 Rangkaian sensor suara
Sensor suara memiliki 3 pin, di antaranya Vcc, Gnd, dan data, pin data dihubungkan ke PORTC.1. data dari sensor suara akan diterima dan dibandingkan oleh
mikrokontroler.
3.9 Rangkaian power supply
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply
Arduino dapat diberikan koneksi USB atau power supply. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6-20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5V dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 – 12 volt.
` `Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :
a. Vin tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Penggunaan dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan poer jack, aksesnya menggunakan pin ini.
b. 5V regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan kompnen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply 5V lainnya.
c. 3V suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maksimumnya adalah 50mA.
d. Pin Ground berfungsi sebagai jalur ground pada arduino
4.1 Rangkaian kipas
Melalui data dari Atmega 8 dihubungkan ke transistor sebagai saklar untuk menghidupkan kipas. Driver kipas sebagai untuk mengaktifkan kipas melalui driver kipas , Kipas aktif dan sebagai untuk menghasilkan angin ,pendingin udara, dan penyegar udara.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Program pengujian Mikrokontroller ATMega8
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega8.
Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler.
Tabel dibawah ini merupakan hasil pengukuran pada IC Mikrokontroler ATMega8, pengukuran dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler bekerja dengan baik atau tidak
NO PIN TEGANGAN (V)
1 4,95
2 5
3 4,5
4 0,19
5 0,10
6 4,99
7 0,03
8 0,70
9 0,82
10 0,07
11 2,08
12 0,03
13 0,12
14 0,07
15 3,66
16 4,98
17 0,12
18 0,12
19 0,12
20 4,27
21 4,27
22 0,01
23 0,09
24 0,09
25 0.09
26 0,06
27 0,10
28 0,10
Tabel 4.1 Pengukuran Pin IC Mikrokontroler Atmega8
ATMega8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan
4.2 Program pengujian IC receiver
Pada bagian ini data dari remote akan di tampilkan ke serial monitor dengan program sebagai berikut:
#include <Servo.h>
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 12;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
void setup() {
irrecv.enableIRIn();
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);
Serial.println(results.value);
irrecv.resume();
}
}
Ketika remot ditekan dan data terkirim akan terlihat pada serial monitor pada computer, dan data akan dibandingkan dimikrokontroler untuk memprogram data.
4.3 Program pengujian motor Servo
Dalam pengujian ini digunakan motor servo standar 1800 dimana, motor servo jenis ini hanya bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing- masing sudut mencapai 900 sehingga total defleksi sudut dari kanan-tengah-kiri adalah 1800. Berikut adalah programnya:
#include <Servo.h>
Servo myservo; // create servo object to control a servo int pos = 0; // variable to store the servo position void setup() {
myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object }
void loop() {
for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position }
for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position }
}
4.4 Program pengujian Sensor Suara
Dalam pengujian ini dilakukan untuk sensor suara ini untuk mengetahui apakah sensor suara ini dapat mendeteksi suara tangisan bayi. Untuk pengujian sensor yang diukur pada sensor ini yaitu berupa menggunakan mikrofon kondesor yang ada pada sensor. Data yamg akan diukur pada sensor ini berupa tegangan dan data ADC yang dihasilkan oleh output sensor ini yaitu ketika ada atau tidaknya suara tangisan bayi.
Berikut adalah programnya:
void setup() { Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int suara = analogRead(A0);
Serial.println(suara);
delay(1); // delay in between reads for stability }
4.5 Program pengujian Remote Control
Pada bagian ini data dari remot akan di tampilkan ke serial monitor dengan program sebagai berikut:
Ketika remot ditekan dan data terkirim akan terlihat pada serial monitor pada computer, dan data akan dibandingkan dimikrokontroler untuk memprogram data
#include <Servo.h>
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 12;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
void setup() {
irrecv.enableIRIn();
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);
Serial.println(results.value);
irrecv.resume();
}
}
4.6 Program pengujian Kipas
Pada bagian ini data dari mikrokontroler di kirim ke transistor kemudian diterimaoleh driver kipas yang berguna untuk menghidupkan kipas. Data akan di tampilkan ke serial monitor dengan program sebagai berikut:
void fan(){
if (pwm<0){pwm=0;}
else if (pwm>255){pwm=255;}
analogWrite(kipas,pwm);
}
4.7 Gambar Percobaan
Gambar 3.9 Percobaan Keseluruhan
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan system yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya.
Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.
2. Cara kerja remote control : cara kerja seperti ini mirip dengan cara kerja sandi morse yang dikirim melalui mesin telegraf. Seorang operator pengirim mengirimkan pesan teks singkat kepada operator penerima pada jarak tertentu. Namun pesan tersebut dikirimkan dalam bentuk pola kode-kode morse yang melambangkan huruf-huruf dalam pesan yang dikirimkannya.
Mesin telegraf menggunakan kode tertentu karena tidak dapat mengirimkan arus listrik yang terhubung ke sebuah bel pada bagian penerima, sehingga operator penerima akan menerima suara bel pada pola-pola tertentu yang apabila dirangkai akan dapat diterjemahkan sebagai pesan singkat.
5.2 Saran
Dari Tugas Akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut. Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran sebagai berikut :
1. Sebaiknya alat yang telah dirancang dapat lebih dikembangkan lagi mendekteksi air kecing bayi pada ayunan, agar alat dapat berfungsi lebih baik lagi.
2. Sebaiknya alat tidak hanya dapat lebih dikembangkan lagi dalam beberapa fungsi lagi.
3. Perlu pemahaman yang tepat mengenai cara kerja servo
DAFTAR PUSTAKA
Eko Putra, Agfianto. 2002. “Belajar Mikrokontroler AT 89C51/52/55 ( Teori dan Aplikasi)”. Yogyakarta: Pt Gava Media
Sari, N Afrita. 2017 “Rancang Bangun Alat Pengayun bayi Menggunakan Sensor Suara Berbasis Mikrokontroler”. Politeknik Negeri Padang: Padang
Sutaya, Wayan .20142. “Sistem Mikroprosesor ”. Yogyakarta: Graha Ilmu
Syahwil, Muhammad. 2003.”Mikrokontroler Arduino”.Yogyakarta: ANDI
http://repo.polinpdg.ac.id/1789/1/Afrita_Nilam_Sari_EC-D4.pdf Diakses pada tanggal 20 April 2018
https://www.scribd.com/doc/148467765/Dasar-Teori-Ayunan Diakses pada tanggal 25 April 2018
http://trikueni-desain-sistem.blogspot.co.id/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html Diakses pada tanggal 01 April 2018
LAMPIRAN RANGKAIAN SKEMATIK LENGKAP
LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP
LAMPIRAN PROGRAM IC RECEIVER
#include <Servo.h>
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 12;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
void setup() {
irrecv.enableIRIn();
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);
Serial.println(results.value);
irrecv.resume();
}
}
LAMPIRAN PROGRAM SERVO
#include <Servo.h>
Servo myservo; // create servo object to control a servo int pos = 0; // variable to store the servo position void setup() {
myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object }
void loop() {
for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position }
for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos' delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position }
}
LAMPIRAN PROGRAM REMOTE
#include <Servo.h>
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 12;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
void setup() {
irrecv.enableIRIn();
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);
Serial.println(results.value);
irrecv.resume();
}
}
LAMPIRAN PROGRAM LENGKAP
#include <Servo.h>
#include <IRremote.h>
int RECV_PIN = 12;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
Servo myservo1;
Servo myservo2;
int state=0;
unsigned int data;
int counter;
int suara;
int ulangayun=5000;
#define kipas 11 int pwm;
int kanan=100;
int kiri=100;
int tunda=10;
void setup() {
pinMode(kipas,OUTPUT);
irrecv.enableIRIn();
myservo1.attach(9);
myservo2.attach(10);
Serial.begin(9600);
}
void loop() { while (state==0){
awal:
suara=analogRead(A0);
// Serial.println(suara);
if (suara<390){state=1;}
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);Serial.println(results.value);
irrecv.resume(); }
if (tunda>20){tunda=20;}
else if (tunda<5){tunda=5;}
switch (data) {
case 2784179983:
state=1;
counter=0;
break;
case 299973458:
pwm++;
break;
case 836562187:
pwm--;
case 2603912422:
tunda--;
Serial.println(tunda);
break;
case 3599718031:
tunda++;
Serial.println(tunda);
break;
}
delay(1);
fan();
}
while(state==1){
while(1) { back:
if (tunda>20){tunda=20;}
else if (tunda<5){tunda=5;}
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);Serial.println(results.value);
irrecv.resume(); }
switch (data) {
case 597852739:
state=0;
counter=0;
goto awal;
break;
case 2603912422:
tunda--;
delay(10);
Serial.println(tunda);
break;
case 3599718031:
tunda++;
delay(10);
Serial.println(tunda);
break;
case 299973458:
pwm++;
break;
case 836562187:
pwm--;
break;
}
if(counter>ulangayun){counter=0;state=0;goto awal;delay(1000);}
counter++;
kanan--;
kiri++;
if (kanan<55 || kiri > 145){goto ayun;delay(100);}
myservo1.write(kanan-5); //100 - myservo2.write(kiri); //100 + delay(tunda);
fan();
} while(2){
ayun:
if (tunda>20){tunda=20;}
else if (tunda<5){tunda=5;}
if (irrecv.decode(&results)){data=(results.value);Serial.println(results.value);
irrecv.resume(); } switch (data) {
case 597852739:
state=0;
counter=0;
goto awal;
break;
case 2603912422:
tunda--;
Serial.println(tunda);
delay(10);
break;
case 3599718031:
tunda++;
delay(10);
Serial.println(tunda);
break;
case 299973458:
pwm++;
break;
case 836562187:
pwm--;
break;
}
if(counter>ulangayun){counter=0;state=0;goto awal;delay(1000);}
counter++;
kanan++;
kiri--;
if (kanan>145 || kiri < 55){goto back;delay(100);}
myservo1.write(kanan-5); //100 - myservo2.write(kiri); //100 + delay(tunda);
fan();
} } }
void fan(){
if (pwm<0){pwm=0;}
else if (pwm>255){pwm=255;}
analogWrite(kipas,pwm);
}
LAMPIRAN GAMBAR
