SISTEM PEMANGGANG KUE (OVEN) OTOMATIS DENGAN KONTROL SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 328
SKRIPSI
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR 170821057
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
SISTEM PEMANGGANG KUE (OVEN) OTOMATIS DENGAN KONTROL SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 328
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
YOREZA HAMID BUTAR-BUTAR 170821057
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
SISTEM PEMANGGANG KUE (OVEN) OTOMATIS DENGAN KONTROL SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
YOREZA HAMID B.B NIM. 170821057
SISTEM PEMANGGANG KUE (OVEN) OTOMATIS DENGAN KONTROL SMS GATEWAY BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 328
ABSTRAK
Oven merupakan alat yang digunakan untuk proses pemanggangan kue. Proses pemanggangan kue dengan oven menggunakan media yang dapat menampung suhu panas secara konstan sehingga bisa mendapatkan hasil pembakaran yang sempurna.
Baik atau tidaknya sebuah oven tergantung dari bahan yang digunakan untuk menampung suhu panas, dimana material yang digunakan antara lain tanah, keramik, plat besi dan aluminium.Mikrokontroler adalah sebuah IC yang memiliki sistem pengontrolan digital dimana sebahagian besar intruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock.Intruksi/perintah diberikan melalui sebuah program yang ditanamkan pada memory flash.Penelitian ini bertujuan untuk mengaplikasikan sistem digital pada sebuah oven sehingga menghasilkan oven yang memiliki sistem otomatis dengan memanfaatkan sensor termokopel sebagai pembaca suhu, mikrokontroler ATMega 328 sebagai pengontrol dan Modem GSM sebagai pengirim dan penerima SMS. Teknologi otomatisasi in idiharapkan mampu meminimalisi rpenggunaan tenagamanusia pada saat proses pemanggangan dan mampu memproduksi kue dalam skala besar secara efisien. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa, lama waktu pemanggangan yang dibutuhkan untukmenghasilkan kematangan kue yang sempurna adalah diantara 30 menitsampai 40 menit dengan settingan suhu 152°C
Kata kunci : mikrokontroler ATMega328, Oven, SIM 800L, Termokopel
AUTOMATIC CAKE CONTROL SYSTEM (OVEN) WITH SMS GATEWAY CONTROL BASED ON ATMEGA 328
MICROCONTROLLER
ABSTRACT
The oven is a tool used for baking baking processes. The baking process with the oven uses media that can hold the heat temperature constantly so that it can get the perfect combustion results. Whether or not an oven depends on the material used to hold the heat, where the material used includes soil, ceramics, iron plates and aluminum. Microcontroller is an IC that has a digital control system where most instructions are executed in 1 (one) clock cycle. Instructions / commands are given through a program that is embedded in flash memory. This study aims to apply a digital system to an oven to produce an oven that has an automatic system by utilizing a thermocouple sensor as a temperature reader, an ATMega 328 microcontroller as a controller and a GSM Modem as an SMS sender and receiver.
This automation technology is expected to be able to minimize the use of human power during the roasting process and be able to produce cakes on a large scale efficiently. From the test results it was found that, the length of roasting time needed to produce the perfect cake maturity is between 30 minutes to 40 minutes with a setting temperature of 152 ° C
Keywords : microcontroller ATMega328, Oven. SIM 800L, Thermocouple
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirabbil’alamiin, puji dan syukur kepada Allah SWT, atas segala nikmat, karunia, kesehatan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Perancangan Mekanik Alat Pemotong dan Pengukir 3 Axis Berbasis Mikrokontroller ATMega328”.
Shalawat dan salam kepada junjungan kita Rasulullah Muhammad SAW, semoga kita mendapatkan syafa’atnya dikemudian hari kelak. Aamiin.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa hormat maupun ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya skripsi ini yaitu kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MSsebagai DekanFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai ketua Departemen Fisika FMIPA USU
3. Bapak Drs. Herli Ginting, MS dan Junedi Ginting ,M.Si sebagai pembimbing yang telah berkontribusi membantu penulis dalam memberikan ide, saran, kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini
4. Dosen-dosen di Departemen Fisika yang telah memberikan ilmu selama penulis mengenyam perkuliahan.
5. Seluruh Staf Pegawaidepartemen Fisika FMIPA USU yang telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
6. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini.
7. Senior saya Fathurrahman, S.Si yang telah mengajari dan memberikan saran kepada penulis agar penulis memahami dan dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
8. Teman - temanyang berperan penting dalam memberikan masukan dan saran untuk penulis dalam penyelesaian skripsi yang baik.
9. Serta pihak-pihak lain yang telah ikut serta membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari para pembaca.Semoga hasil skripsi ini menjadi Ibadah bagi penulis dan bermanfaat bagi pembaca. Aamiin Ya Rabbal’alamin.
Medan, Juli 2019
Yoreza Hamid Butar-Butar
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN SKRIPSI i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pemanggang Kue (Oven) 3
2.1.1. Jenis dan Fungsi Oven 3 2.1.1.1. Oven Listrik 3 2.1.1.2. Oven Gas 4 2.1.1 3. Oven Laboratorium 4
2.2. Optocoupler 5
2.2.1. Simbol dan Bentuk Optocoupler 5 2.2.2. Jenis – jenis Optocoupler 6 2.2.3. Prinsip Kerja Optocoupler 6
2.3. Mikrokontroler 7
2.3.1. Mikrokontroler ATMega 328 9
2.3.2. Konfigurasi Pin ATMega 328 11
2.4. Bahasa C 13
2.4.1. Sejarah dan Standar C 14 2.4.2. Struktur Program C 14
2.5. TRIAC 15
2.5.1. Bentuk dan Simbol TRIAC 16
2.5.2. Apliksi TRIAC 16
2.5.3. Rangkaian Switching TRIAC 17 2.6. Sensor Termokopel Tipe- K 17 2.7. Modul GSM SIM800L 18
2.8. Power Supply 19
2.9. Buzzer 20
2.9.1. Pengertian Buzzer 20 2.9.2. Cara Kerja Piezoelectric Buzzer 20
2.10. Telepon genggam 21
2.10.1. Sejarah Telepon Genggam 22 2.10.2. Fungsi dan Fitur 22
2.11. Push Button 22
2.11.1. Prinsip Kerja Push Button 24 2.12. LCD (Liquid Crystal Display) 25 2.12.1. Fitur LCD 25 2.12.2. Spesifikasi Kaki LCD 25
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Diagram Blok Rangkaian 27
3.1.1. Fungsi – fungsi Diagram Blok 27
3.2. Flow Chart 29
3.3. Perancangan Perangkat Keras 30
3.4. Rangkaian Power Supply 31
3.5. Rangkaian Thermocouple 31
3.6. Rangkaian Driver Heater 32
3.7. Rangkaian Mikrokontroler 32
3.8. Rangkaian Zero Crossing 33
3.9. Rangkaian Modul GSM 34
BAB 4 PENGUJIAN DAN HASIL
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply 35
4.2. Pengujian RangkaianTermokopel 35
4.3. Pengujian Display LCD 36
4.4. Pengujian IC Mikrokontroler ATMega 328 37
4.5. Pengujian Rangkaian Modul GSM 38
4.6. Pengujian Alat 38
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 39
5.2. Saran 39
DAFTAR PUSTAKA 40
LAMPIRAN 41
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
1 Hasil Pengujian Rangkaian Power Supply 35 2 Hasil Perbandingan Sensor Termokopel dengan 36
Termometer
3 Hasil Pengukuran pin LCD 36
4 Hasil Pengukuran pada IC Mikrokontroler 37
5 Pengukuran rangkaian modul GSM 38
6 Data rata – rata hasil tiap pengujian selam 40 menti 38
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1 Oven Listrik 3
2.2 Oven Gas 4
2.3 Oven Laboratorium 5
2.4 Simbol dan Bentuk Optocoupler 6
2.5 Skema Rangkaian Optocoupler 6
2.6 Mikrokontroler Atmega 328 11
2.7 Konfigurasi Pin ATMega 328 11
2.8 Bentuk, Kontruksi, dan Simbol TRIAC 16
2.9 Rangkaian Switching TRIAC 17
2.10 Titik Sambung Termokopel 17
2.11 Efek seebeck 18
2.12 Bentuk Fisik Modul GSM SIM 800L 19
2.13 Bentuk dan struktur dasar Piezoelectric Buzzer 21
2.14 Push Button Switch 23
2.15 Prinsip Kerja Push Button Switch 24
2.16 Bentuk Fisik LCD 25
3.1 Diagram Blok 27
3.2 Flow Chart 29
3.3 Rangkaian Keseluruhan 30
3.4 Rangkaian Power Supply 31
3.5 Rangkaian Thermocouple 31
3.6 Rangkaian Driver Heater 32
3.7 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328 33
3.8 Rangkaian Zero Crossing 33
3.9 Rangkaian Modul GSM 34
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Rangkaian Lengkap Lampiran 2. Program Lengkap Lampiran 3. Foto Alat
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada sekarang ini, industri kuliner berkembang pesat di dunia, khususnya di Indonesia. Perkembangan industri kuliner dapat dilihat dari tingkat pertumbuhan restaurant, toko kue, dll di Indonesia. Berdasarkan data Asosiasi Pengusaha Bakery Indonesia (APEBI), peningkatan nilai pasar kue dan roti di Indonesia tahun 2012 mencapai 31 triliun, jumlah ini meningkat 15% dari tahun sebelumnya.
(Tribunnews,2013).
Salah satu produk kue yang diminati masyarakat Indonesia adalah kue kering atau cookies. Cookies merupakan salah satu jenis kue yang menggunakan proses pemanggangan dari berbagai adonan yang solid dan liquid, dimana biasanya memiliki ukuran yang kecil dan umumnya memiliki rasa yang manis. Menurut SNI 01-2973-1992, cookies merupakan salah satu jenis biskuit yang terbuat dari adonan lunak, berkadar lemak tinggi, relatif renyah bila dipatahkan dan penampang potongannya bertekstur padat.. Untuk membuat kue tersebut menjadi nikmat dan renyah diperlukan suhu dan waktu tertentu untuk memanggangnya.
Dalam proses memanggang inilah yang menjadi kendala bagi para pembuat kue terutama ibu rumah tangga yang memiliki kesibukan pekerjaan yang tidak bisa ditinggalkan. Menjadi kendala karena proses memanggangnya yang cukup lama dan terkadang harus sesekali membuka oven untuk melihat kue tersebut apakah sudah matang atau belum. Untuk memanggang kue kering agar nikmat dan renyah diperlukan waktu 30 – 40 menit dengan suhu 150 derajat celcius. Banyak hal yang bisa dilakukan dalam kurun waktu 30 - 40 menit.
Maka dari itu, penulis mendapatkan ide membuat alat untuk memudahkan memanggangnya dengan nama “Sistem Pemanggang Kue Otomatis Dengan Notifikasi SMS Gateway Berbasis Mikrokontroler ATMega 328”. “Sistem Pemanggang Kue Otomatis Dengan Notifikasi SMS Gateway Berbasis Mikrokontroler ATMega 328” bila dijelaskan secara singkat yakni untuk mengambil alih proses memanggang yang dirasa cukup lama sehingga sangat
menyita waktu dan dilengkapi dengan notifikasi SMS sebagai pesan bahwa kue sudah matang.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Bagaimana menghasilkan alat Pemanggang Kue Otomatis Dengan Kontrol SMS Gateway Berbasis Mikrokontroler ATMega 328?
2. Bagaimana merancang dan membuat sensor yang dipasang pada alat agar akurasinya sesuai dengan yang diharapkan ?
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah-masalah yang ada, maka penulis membatasi ruang lingkup masalah sebagai berikut:
1. Membahas pembuatan pengontrol suhu dan waktu.
2. Membahas penggunaan ATMega 328 sebagai pengontrol input dan output.
3. Membahas penggunaan Termokopel sebagai sensor suhu.
4. Membahas modul GSM Sim 800L sebagai notifikasi SMS.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Menghasilkan satu unit alat pemanggang kue otomatis dengan kontrol sms gateway.
2. Mengetahui akurasi sensor yang dipasang pada pemanggang kue otomatis.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Dengan menggunakan sistem sms gateway pada pemanggang kue otomatis mempermudah pembuat kue dalam mengontrol kue yang dimasak.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pemanggang Kue (Oven)
Oven adalah alat yang digunakan untuk mengeringkan suatu bahan basah menjadi bahan kering agar dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama. Proses pengeringan dengan oven menggunakan media yang dapat menampung suhu panas secara konstan sehingga bisa mendapatkan hasil pembakaran yang sempurna. Pada sistem oven ini akan dibuat oven yang dapat mengatur suhu secara otomatis dengan memanfaatkan sensor suhu termokopel sebagai inputan dan timer pada mikrokontroler ATmega 328 untuk mengatur delay waktu pemanggangan.
2.1.1 Jenis dan Fungsi Oven
Oven dibagi dalam 3 jenis, yaitu oven listrik, oven gas dan oven laboratorium.
2.1.1.1 Oven Listrik
Oven listrik adalah oven yang pada dasarnya menggunakan energi listrik untuk menghasilkan panas, oven model ini lebih simpel dan juga praktis dalam penggunaanya. Oven listrik sangat ramping dan simpel sehingga tidak membutuhkan banyak tempat untuk menaruhnya, sangat cocok untuk Anda yang memerlukan alat yang minimalis. Dalam pengoperasiannya, oven listrik bisa mengatur kalor atau panas secara otomatis. oven listrik dilengkapi dengan fitur Timer yaitu pengatur waktu otomatis sehingga bisa mati jika waktu yang diatur telah lewat, sehingga kita bisa melakukan aktivitas lain tanpa harus mengamati oven nya karena setelah selesai oven akan mati dengan sendirinya.
Gambar 2.1. Oven Listrik
Tak hanya fitur timer saja, tapi oven listrik juga memiliki sejumlah fitur pengapian dengan konsumsi listrik yang berbeda-beda. Terbagi 3 jenis pengapian yang bisa Anda gunakan, antara lain
pengapian api atas
api bawah
api atas bawah
Dari ketiga jenis pengapian listrik tersebut, jenis pengapian dengan konsumsi listrik yang paling besar adalah pengapian atas bawah.
2.1.1.2 Oven Gas
Oven gas memerlukan ruang yang cukup luas, tak hanya ituoven gas ini perlu juga tempat yang luas untuk meletakkan tabung gas yang ukurannya yang besar. Dari segi harganya, oven gas ini lebih murah dibanding jenis oven lainnya.
Pada oven gas ini tidak memiliki fitur apapun.
Gambar 2.2. Oven Gas
Pada proses pemanggangannya tidak dapat dilakukan secara otomatis, hanya bisa manual ketika menggunakan oven ga dan nyala api pada oven gas tidak pernah mati secara otomatis. Untuk mematikannya oven gas harus dilakukan secara manual.
2.1.1.3 Oven Laboratorium
Oven atau drying oven merupakan alat yang digunakan untuk sterilisasi atau pembersihan dengan menggunakan udara kering. Alat sterilisasi ini dipakai untuk
mensterilkan alat-alat gelas seperti Erlenmeyer, Petridish (cawan petri), tabung reaksi dan gelas lainnya.
Gambar 2.3. Gas Laboratorium
Bahan-bahan seperti kapas, kain dan kertas juga dapat disterilkan dalam oven tetapi dalam temperatur tertentu, pada umumnya temperatur yang digunakan pada sterilisasi cara kering adalah sekitar 140-1700C selama paling sedikit 2 jam. Perlu diperhatikan bahwa lamanya sterilisasi tergantung pada jumlah alat disterilkan dan ketahanan alat terhadap panas.
2.2 Optocoupler
Dalam Dunia Elektronika, Optocoupler juga dikenal dengan sebutan Opto- isolator, Photocoupler atau Optical Isolator. Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumbercahaya.Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.
2.2.1 Simbol dan Bentuk Optocoupler
Dibawah ini adalah Simbol Optocoupler dan Bentuk-bentuknya :
Simbol Optocoupler Bentuk-Bentuk Optocoupler
Gambar 2.4. Simbol dan Bentuk Optocoupler
2.2.2 Jenis-jenis Optocoupler
Jenis-jenis Optocoupler yang sering ditemukan adalah Optocoupler yang terbuat dari bahan Semikonduktor dan terdiri dari kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Phototransistor. Dalam Kombinasi ini, LED berfungsi sebagai pengirim sinyal cahaya optik (Transmitter) sedangkan Phototransistor berfungsi sebagai penerima cahaya tersebut (Receiver). Jenis-jenis lain dari Optocoupler diantaranya adalah kombinasi LED-Photodiode, LED-LASCR dan juga Lamp-Photoresistor.
2.2.3 Prinsip Kerja Optocoupler
Pada prinsipnya, Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah Optocoupler yang terdiri dari sebuah komponen LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya infra merah (IR LED) dan sebuah komponen semikonduktor yang peka terhadap cahaya (Phototransistor) sebagai bagian yang digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh IR LED.
Untuk lebih jelas mengenai Prinsip kerja Optocoupler, silakan lihat rangkaian internal komponen Optocoupler dibawah ini :
Gambar 2.5. Skema Rangkaian Optocoupler
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa Arus listrik yang mengalir melalui IR LED akan menyebabkan IR LED memancarkan sinyal cahaya Infra merahnya. Intensitas Cahaya tergantung pada jumlah arus listrik yang mengalir pada IR LED tersebut. Kelebihan Cahaya Infra Merah adalah pada ketahanannya yang lebih baik jika dibandingkan dengan Cahaya yang tampak. Cahaya Infra Merah tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.
Cahaya Infra Merah yang dipancarkan tersebut akan dideteksi oleh Phototransistor dan menyebabkan terjadinya hubungan atau Switch ON pada Phototransistor. Prinsip kerja Phototransistor hampir sama dengan Transistor Bipolar biasa, yang membedakan adalah Terminal Basis (Base) Phototransistor merupakan penerima yang peka terhadap cahaya.
2.3 Mikrokontroler
Dalam perkembangannya, mikrokontroler tidak berkembang sebagaimana pesatnya perkembangan mikroprosesor. Mikroprosesor banyak digunakan sebagai otak dari suatu PC (Personal Computer), sedangkan aplikasi mikrokontroler lebih banyak digunakan untuk mengendalikan sistem – sistem otomatis yang berdiri sendiri (stand alone) atau tempelan seperti mesin fotokopi, remote controller, sistem keamanan hingga aplikasi robot.
Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor dalam banyak hal, terutama dalam penggunaannya. Agar mikroprosesor dapat digunakan, maka komponen – komponen seperti memori, komponen penerima data, komponen pengirim data dan komponen tambahan lainnya perlu untuk ditambahkan. Sedangkan pada mikrokontroler komponen – komponen tambahan tersebut tidak selalu diperlukan karena sudah terpasang di dalam (built in) mikrokontroler (1).
Untuk dapat membuat mikrokontroler bekerja, ada banyak hal yang harus dikerjakan. Pertama adalah membuat program. Program yang dibuat harus sesuai dengan jenis mikrokontroler yang digunakan, hal ini karena tiap mikrokontroler memiliki bahasa pemograman tersendiri yang mungkin tidak kompatibel. Setelah anda membuat program dengan menggunakan editor teks, maka anda harus mengkompilasi program tersebut sesuai dengan tipe mikrokontroler yang dipakai.
Secara sederhana tujuan mengkompilasi adalah untuk merubah dari bahasa manusia menjadi bahasa mikrokontroler.
Setelah itu, program yang telah dikompilasi dimasukkan kedalam ROM dari mikrokontroler tersebut. Ada jenis mikrokontroler yang tidak memiliki ROM internal. Untuk itu anda harus memasukkan kedalam ROM menggunakan EPROM programmer. Jika mikrokontroler yang anda gunakan memiliki ROM internal, maka dengan menggunakan programmer mikrokontroler, program akan dimasukkan kedalam ROM internalnya. Setelah memasang resonator dan catu daya, maka mikrokontroler tersebut akan bekerja sesuai dengan program yang anda berikan (10).
Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip tunggal yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi – aplikasi kontrol dan bukan untuk aplikasi – aplikasi serbaguna. Perangkat ini sering kali digunakan untuk memenuhi suatu kebutuhan kontrol tertentu, seperti mengendalikan sebuah penggerak motor. Mikrokomputer chip tunggal, dilain pihak biasanya melaksanakan beragam fungsi yang berbeda dan dapat mengendalikan beberapa proses dalam waktu yang bersamaan. Aplikasi – aplikasi yang tipikal meliputi kontrol perangkat – perangkat peripheral seperti motor, penggerak, printer, dan komponen – komponen subsistem minor.
Mikrokontroler PIC adalah sebuah perangkat mikrokontroler serbaguna yang umumnya digunakan dalam suatu aplikasi stand-alone untuk melaksanakan fungsi – fungsi logika sederhana, pewaktuan dan kontrol input/output. Perangkat – perangkat PIC menyediakan solusi biaya rendah yang fleksibel yang dengan sangat efektif menjembatani jurang pemisah antara komputer – komputer chip tunggal dan penggunaan chip logika duskrit dan chip timer.sejumlah perangkat PIC dan mikrokontroler dibuat dengan menyertakan interpreter bahasa tingkat tinggi (9).
Mikrokontroler sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih murah dibandingkan mikroprosesor.
Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :
1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemrograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem.
2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem.
3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer Sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program.
4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
2.3.1 Mikrokontroler ATMega 328
Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (“special purpose computers”) di dalam satu IC yang berisi CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan parallel, Port input/output, ADC. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suau program (Andrianto,heri.2013).
Mikrokontroler adalah IC single chip yang didalamnya terkandung RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), mikroprosesor dan piranti I/O (Input/Output) yang saling terkoneksi, serta dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus. Ada banyak jenis mikrokontroler yang masing – masing memiliki keluarga atau series sendiri , sehingga diperlukan pemahaman yang cukup untuk menggunakan dan memilih mikrokontroler. Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler ditentukan oleh perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasi khusus yang dimilikinya sehingga dapat dibedakan dengan mikrokontroler keluarga lain, terutama menyangkut kompatibilitas dalam hal pemograman.
Mikrokontroler dengan keluarga yang sama akan memiliki kesamaan dalam hal arsitektur dan kompatibiltas pemograman, yang membedakan hanya dalam kemasan fisik, jumlah pin dan fitur – fitur yang dimiliki dari mikrokontroler tersebut. Perbedaan mendasar dari mikrokontroler yang sering dijumpai di pasaran adalah berdasarkan arsitekturnya (16)
Mikrokontroler AVR merupakan pengontrol utama standar industri dan riset saat ini. Hal ini dikarenakan berbagai kelebihan yang dimilikinya dibandingkan mikroprosesor, antara lain murah, dukungan software dan dokumentasi yang memadai, dan memerlukan komponen pendukung yang sangat sediki. Teknologi elektronika saat ini membutuhkan pengontrolan berukuran kecil dan berkecepatan tinggi, yang bisa dipenuhi oleh mikrokontroler.
Mikrokontroler ialah chip yang berisi berbagai unit penting untuk melakukan pemrosesan data (I/O, timer, memory, Arithmetic Logic Unit (ALU) dan lainnya) sehingga dapat berlaku sebagai pengendali dan komputer sederhana. Untuk menentukan mikrokontroler mana yang ingin anda gunakan, ada baiknya anda tentukan spesifikasi yang anda inginkan, lalu pilih mikrokontroler yang sesuai dengan spesifikasi anda tersebut (19).
Pada saat ini penggunaan mikrokontroller dapat kita temui pada berbagai peralatan, misalnya peralatan yang terdapat di rumah, seperti telpon digital, microwave oven, televisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, PDA, dan lainlain.
Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai plikasi misalnya untuk pengendalian, otomasi industri, akuisisi data, telekomunikasi dan lain-lain.Saat ini keluarga mikrokontroler yang ada di pasaran yaitu Intel 8048 dan 8051(MCS51), Motorola 68HC11, Microchip PIC, Hitachi H8, dan Atmel AVR.
ATmega328 adalah micro controller keluaran Atmel yang merupakan anggota dari keluarga AVR 8-bit. Mikro kontroller ini memiliki kapasitas flash (program memory) sebesar 32 Kb (32.768 bytes), memori (static RAM) 2 Kb (2.048 bytes), dan EEPROM (non-volatile memory) sebesar 1024 bytes. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah 20 MHz. Rancangan khusus dari keluarga prosesor ini memungkinkan tercapainya kecepatan eksekusi hingga 1 cycle per instruksi untuk sebagian besar instruksinya, sehingga dapat dicapai kecepatan mendekati 20 juta instruksi per detik.
ATmega328 adalah prosesor yang kaya fitur. Dalam chip yang dipaketkan dalam bentuk DIP-28 ini terdapat 20 pin Input/Output (21 pin bila pin reset tidak digunakan, 23 pin bila tidak menggunakan oskilator eksternal), dengan 6 di antaranya dapat berfungsi sebagai pin ADC (analog-to-digital converter), dan 6 lainnya memiliki fungsi PWM (pulse width modulation).
Gambar 2.6. Mikrokontroler Atmega328
2.3.2 Konfiguasi Pin ATMega328
Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega328
(http://www.atmel.com/Images/Atmel-8271-8-bit-AVR-Microcontroller-
ATmega48A-48PA-88A-88PA-168A-168PA-328-328P_datasheet_Summary.pdf) ATMega328 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pinnya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan di jelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8 yaitu sebagai berikut :
VCC
Merupakan supply tegangan digital.
GND
Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.
Port B (PB7...PB0)
Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 buah 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.Sebagai input, pin-pinyang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan
arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
Port C (PC5…PC0)
Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masing – masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
RESET/PC6
Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapatpada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsaminimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja.
Port D (PD7…PD0)
Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor.
Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.
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
menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.
AREF
Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC
Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logic Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan instruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui software.
2.4. Bahasa C
2.4.1 Sejarah dan Standar C
Akar dari bahasa C adalah dari bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin Richards pada tahun 1967. Bahasa ini memberikan ide kepada Ken Thompson yang kemudian mengembangkan bahasa yang disebut dengan B pada tahun 1970. Perkembangan selanjutnya dari bahasa B adalah bahasa C oleh Dennis Ricthie sekitar tahun 1970-an di Bell Telephone Laboratories Inc. (sekarang adalah AT&T Bell Laboratories). Bahasa C pertama kali digunakan di komputer Digital Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem operasi UNIX.
C adalah bahasa yang standar, 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”.
2.4.2 Struktur Program C
Tiap bahasa komputer mempunyai struktur program yang berbeda. Jika struktur dari program tidak diketahui, maka akan sulit bagi pemula untuk memulai menulis suatu program dengan bahasa yang bersangkutan. Struktur dari program memberikan gambaran secara luas, bagaimana bentuk dari program secara umum.
Selanjutnya dengan pedoman struktur program ini, penulis program dapat memulai bagaimana seharusnya program tersebut ditulis.
Struktur dari program C dapat dilihat sebagai kumpulan dari sebuah atau lebih fungsi – fungsi. Fungsi pertama yang harus ada di program C sudah ditentukan namanya, yaitu bernama main(). Suatu fungsi di program C dibuka dengan kurung kurawal ( } ). Diantara kurung kurawal dapat dituliskan statemen – statemen program C. Bahasa C dikatakan sebagai bahasa pemograman terstruktur, karena strukturnya menggunakan fungsi – fungsi sebagai program – program bagian ( subroutine ). Fungsi – fungsi selain fungsi utama merupakan program – program bagian. Fungsi – fungsi ini dapat ditulis setelah fungsi utama atau diletakkan di file pustaka ( library ). Jika fungsi – fungsi diletakkan di file pustaka dan akan dipakai disuatu program, maka nama file judulnya ( header file ) harus dilibatkan dalam program yang menggunakannya dengan preprocessor directive #incule (7).
Struktur dasar C secara lengkap terdiri atas 5 bagian :
Pemandu kompiler
Deklarasi variabel global dan fungsi – fungsi tambahan
Kepala fungsi utama – main( )
Tubuh / definisi fungsi main ( )
Tubuh / definisi fungsi – fungsi tambahan
Pemandu kompiler adalah suatu perintah pada komputer untuk melakukan sesuatu pada waktu kompilasi. Pemandu kompiler diawali dengan simbol (#) dan biasanya ( tetapi tidak harus ) ditempatkan pada awal setiap program. Suatu pemandu kompiler hanya berpengaruh pada statemen – statemen yang diletakkan sesudahnya dalam suatu program.
Istilah preprosesor (preprocessor) terkadang dipakai untuk menyatakan pemandu kompiler. Preprosesor merujuk kepada fase selama mana pemandu
statemen – statemen lainnya. Pemandu kompiler dibagi atas dua kelompok:
pemandu preprosesor (prosesor directives ) dam program. Daftar pemandu kompiler diberikan dalam lampiran 2.
Dalam C setiap variabel dan fungsi harus dideklarasikan. Deklarasi dilakukan dengan menuliskan jenis (type) dan nama variabel atau fungsi yang bersangkutan. Deklarasi mempermudah konversi jenis data yang dipakai. Deklarasi juga diperlukan untuk memeriksa apakah penempatan (assignment) suatu data dari satu variabel ke variabel lain sesuai atau tidak. Selanjutnya melalui deklarasi variabel pemograman dapat memberikan nilai awal pada variabel yang bersangkutan. Deklarasi fungsi disebut juga prototif fungsi. Sebuah variabel yang dapat diakses /diacu dari mana saja di dalam suatu program disebut variabel global.
Sebaliknya, sebuah variabel yang keberlakuannya terbatas pada suatu fungsi disebut variable lokal. Variabel global dideklarasikan pada awal program. Sedangkan variabel lokal dideklarasikan dalam fungsi di mana ia dipakai.
Fungsi adalah sekelompok statemen dengan tugas tertentu yang biasanya mengembalikan suatu harga kepada stetemen yang memanggilny. Pengembangan program atas fungsi – fungsi ( modul – modul ) memudahkan penulisan dan pemeriksaan kesahihan arus logika suatub program. Fungsi juga menghindari pengulangan yang tak perlu akan kode – kode untuk tugas yang sering dilaksanakan.
Fungsi boleh memiliki variabel lokalnya sendiri sehingga efek sampingan pemakaian variabel global yang tak perlu dapat dihindari (2).
2.5 TRIAC
Triac adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik. Nama TRIAC ini merupakan singkatan dari TRIode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak balik). Sama seperti SCR, TRIAC juga tergolong sebagai Thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau Switching.
Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dilewati arus listrik dari satu arah (unidirectional), TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah (bidirectional) ketika dipicu. Terminal Gate TRIAC hanya memerlukan arus yang relatif rendah untuk dapat mengendalikan aliran arus listrik AC yang tinggi dari dua arah terminalnya. TRIAC sering juga disebut dengan
Bidirectional Triode Thyristor.Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR yang disusun dan disambungkan secara antiparalel (paralel yang berlawanan arah) dengan Terminal Gerbang atau Gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Jika dilihat dari strukturnya, TRIAC merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 4 lapis semikonduktor dan 3 Terminal, Ketiga Terminal tersebut diantaranya adalah MT1, MT2 dan Gate. MT adalah singkatan dari Main Terminal.
2.5.1 Bentuk dan Simbol TRIAC
Berikut ini adalah gambar dan Struktur serta Simbol TRIAC.
Gambar 2.8. Bentuk,Kontruksi, dan Simbol TRIAC 2.5.2 Aplikasi TRIAC
TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai AC Switching (Saklar AC) karena dapat megendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika dibandingkan dengan SCR. Namun TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi.
Salah satu alasannya adalah karena karakteristik Switching TRIAC yang non- simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri.
Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatan Elektronika maupun listrik diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Pengatur pada Lampu Dimmer.
2. Pengatur Kecepatan pada Kipas Angin.
3. Pengatur Motor kecil.
4. Pengatur pada peralatan-peralatan rumah tangga yang berarus listrik AC.
2.5.3 Rangkaian Switching TRIAC
Gambar 2.9. Rangkaian Switching TRIAC
Gambar diatas adalah Rangkaian dasar dari aplikasi TRIAC yang digunakan sebagai Switching (Saklar). Pada saat SW1 terbuka, tidak ada arus listrik yang mengalir ke terminal Gate TRIAC dan Lampu dalam kondisi OFF (mati). Saat SW1 tertutup/dihubungkan, Terminal Gate pada TRIAC akan dialiri oleh arus listrik melalui Resistor (R) dari sumber daya DC atau Baterai (VG). Hal ini akan menggerakkan TRIAC menjadi Konduktor yang menghubungkan Lampu dengan sumber arus listrik AC. Lampu akan berubah menjadi ON (Nyala).
2.6 Sensor Termokopel Tipe-K
Termokopel adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor yang berbeda materialnya kemudian ujungnya digabungkan sehingga akan menimbulkan efek termoelektrik.
Efek termoelektrikterjadi apabila sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan tegangan listrik diantara dua junction ini dinamakan dengan efek Seebeck.
Efek Seebeck menyatakan bahwa arus yang sangat kecil akan mengalir melalui sebuah rangkaian konduktor yang memiliki perbedaan temperatur. Hal ini disebut sebagai efek termoelektrik. Output tegangan akan muncul akibat adanya perbedaan temperatur antara ujung-ujung dua material yang berbeda.
(1)
Metal A
(2)
T+ T
Metal B
Gambar 2.10. Titik sambungan termokopel
Pada Gambar 2, temperatur Titik (1) akan lebih panas daripada temperatur Tititk 2. Dengan menggunakan efek Seebeck (Gambar 3), energi panas dapat dikonversi menjadi energi listrik. Tegangan yang terbentuk biasanya dalam orde mikrovolt setiap perubahan derajat celcius.
Metal A
e
ABMetal B
e
AB= Seebeck Voltage Gambar 2.11. Efek seebeck 2.7 Modul GSM Sim 800LModul GSM SIM800L adalah modul GSM yang bisa untuk project mikrokontroler seperti monitoring melalui SMS, menyalakan atau mengendalikan saklar listrik melalui SMS dan sebagainya. Modul GSM ini juga dapat berfungsi sebagai SMS gateway apabila dihubungkan dengan mikrokontroler.
Spesifikasi Modul GSM SIM800L : 1. Operasi tegangan: 3.7 ~ 4.2V.
2. Ukuran modul: 2.2cmx1.8cm.
3. TTL port serial dapat digunakan dengan link langsung ke mikrokontroler.
4. Tidak memerlukan MAX232.
5. Power pada modul otomatis boot secara otomatis mencari jaringan
6. Onboard lampu sinyal (dengan sinyal lampu kilat perlahan, tidak ada flash sinyal cepat).
Fitur-fitur dari SIM800L GSM/GPRS adalah sebagai berikut:
1. Memiliki 4 tingkat jaringan frekuensi 850/900/1800/1900MH.
2. Paket data GPRS kelas 10/8.
3. GPRS mobile station kelas B.
4. Compliant to GSM phase 2/2+.
5. Kelas 4 (2W@850/900MHz).
6. Kelas 1 (1W@1800/1900MHz).
7. Dikontrol melalui AT Command.
8. Dapat digunakan untuk SMS.
9. Dapat menggunakan serial port.
10. Semua pin SIM800L terdapat diluar.
11. RTC didukung dengan super kapasitor.
12. Power ON/OFF dan fungsi reset yang didukung oleh arduino.
Salah satu kelebihan modul GSM ini adalah sangat mudah digunakan dan di operasikan baik melalui komputer langsung maupun menggunakan mikrokontroler seperti Arduino Nano. Apabila menggunakan Arduino Nano di butuhkan sebuah tambahan listing program berupa Library yang dapat membantu mempermudah dalam pemogramanan modul GSM ini (Gusmanto, 2016). Untuk rangkaian skematik rangkaian dan bentuk fisik GSM ini dapat di lihat pada Gambar 1.
Gambar 2.12. Bentuk Fisik Modul GSM SIM800L
2.8 Power Supply
Power supply merupakan komponen yang menyebabkan komputer bisa bekerja karena arus listrik yang mengalir. Power supply berfungsi memberikan tenaga atau daya listrik agar semua komponen komputer bisa beroperasi.Dua mode operasi dengan cara ini dapat diidentifikasi pada konverter flyback: transfer energi penuh/lengkap (mode diskontinu), yang mana semua energi yang disimpan dalam transformer selama periode penyimpanan energi ( periode on) ditransfer ke keluaran selama periode flyback (periode off) dan transfer energi tidak penuh/tidak lengkap
(mode kontinu), yang mana bagian energi tersimpan dalam transformer pada akhir periode on tinggal dalam transformer sampai pad awal periode on berikutnya.
Fungsi – fungsi transfer sinyal kecil untuk kedua mode operasi ini sangat berbeda, dan mereka dijelaskan secara terpisah. Dalam praktek, bila sebuah kisaran lebar tegangan masukan, tegangan keluaran dan beban arus dibutuhkan, konverter flyback akan dibutuhkan untuk operasi (dan stabil) pada kedua mode karena mode akan dijumpai pada beberapa titik pada jangkauan operasi. Sebagai hasil perubahan fungsi transfer pada titik dimana terdapat perpindahan dari satu mode ke mode lainnya, bersama – sama digabungkan menjadi sebuah komponen dalam transformer, keluaran induktor dan aksi – aksi diode roda gaya/ flywheel, konverter flyback dapat menjadi yang tersulit ditengah – tenga perancangan.
2.9 Buzzer
2.9.1 Pengertian Buzzer
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper. Efek Piezoelectric (Piezoelectric Effect) pertama kali ditemukan oleh dua orang fisikawan Perancis yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie pada tahun 1880.
Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970-an.
2.9.2 Cara Kerja Piezoelectric Buzzer
Seperti namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya.
Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan
mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.
Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.
Gambar 2.13. bentuk dan struktur dasar Piezoelectric Buzzer
Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia. Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt (teknikelektronika.com).
2.10 Telepon Genggam
Telepon genggam atau telepon seluler (disingkat ponsel) atau handphone (disingkat HP) adalah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon konvensional saluran tetap, tetapi dapat dibawa ke mana-mana portable atau mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (jadi komunikasi nirkabel, wireless communication). Saat ini, Indonesia mempunyai dua jaringan telepon nirkabel yaitu
sistem GSM (Global System for Mobile Telecommunications) dan sistem CDMA (Code Division Multiple Access). Badan yang mengatur telekomunikasi seluler Indonesia adalah Asosiasi Telekomunikasi Seluler Indonesia (ATSI).
2.10.1 Sejarah Telepon Genggam
Penemu telepon genggam yang pertama adalah Martin Cooper, seorang karyawan Motorola pada tanggal 03 April 1973, walaupun banyak disebut-sebut penemu telepon genggam adalah sebuah tim dari salah satu divisi Motorola (divisi tempat Cooper bekerja) dengan model pertama adalah DynaTAC. Ide yang dicetuskan oleh Cooper adalah sebuah alat komunikasi yang kecil dan mudah dibawa bepergian secara fleksibel. Cooper bersama timnya menghadapi tantangan bagaimana memasukkan semua material elektronik ke dalam alat yang berukuran kecil tersebut untuk pertama kalinya. Namun akhirnya sebuah telepon genggam pertama berhasil diselesaikan dengan total bobot seberat dua kilogram. Untuk memproduksinya, Motorola membutuhkan biaya setara dengan US$1 juta. “Pada tahun 1983, telepon genggam portabel berharga US$4 ribu (Rp36 juta) setara dengan US$10 ribu (Rp90 juta).
Setelah berhasil memproduksi telepon genggam, tantangan terbesar berikutnya adalah mengadaptasi infrastruktur untuk mendukung sistem komunikasi telepon genggam tersebut dengan menciptakan sistem jaringan yang hanya membutuhkan 3 MHz spektrum, setara dengan lima channel TV yang tersalur ke seluruh dunia. Tokoh lain yang diketahui sangat berjasa dalam dunia komunikasi seluler adalah Amos Joel Jr yang lahir di Philadelphia, 12 Maret 1918, ia memang diakui dunia sebagai pakar dalam bidang switching. Ia mendapat ijazah bachelor (1940) dan master (1942) dalam teknik elektronik dari MIT. Tidak lama setelah studi, ia memulai kariernya selama 43 tahun (dari Juli 1940-Maret 1983) di Bell Telephone Laboratories, tempat ia menerima lebih dari 70 paten Amerika di bidang telekomunikasi, khususnya di bidang switching. Amos E Joel Jr, membuat sistem penyambung (switching) telepon genggam dari satu wilayah sel ke wilayah sel yang lain. Switching ini harus bekerja ketika pengguna telepon genggam bergerak atau berpindah dari satu sel ke sel lain sehingga pembicaraan tidak terputus. Karena penemuan Amos Joel inilah penggunaan telepon genggam menjadi nyaman.
2.10.2 Fungsi dan Fitur
Selain berfungsi untuk melakukan dan menerima panggilan telepon, telepon genggam umumnya juga mempunyai fungsi pengiriman dan penerimaan pesan singkat (short message service, SMS). Ada pula penyedia jasa telepon genggam di beberapa negara yang menyediakan layanan generasi ketiga (3G) dengan menambahkan jasa videophone, sebagai alat pembayaran, maupun untuk televisi online di telepon genggam mereka. Sekarang, telepon genggam menjadi gadget yang multifungsi. Mengikuti perkembangan teknologi digital, kini telepon genggam juga dilengkapi dengan berbagai pilihan fitur, seperti bisa menangkap siaran radio dan televisi, perangkat lunak pemutar audio (MP3) dan video, kamera digital, game, dan layanan internet (WAP, GPRS, 3G). Selain fitur-fitur tersebut, telepon genggam sekarang sudah ditanamkan fitur komputer. Jadi di telepon genggam tersebut, orang bisa mengubah fungsi telepon genggam tersebut menjadi mini komputer. Di dunia bisnis, fitur ini sangat membantu bagi para pebisnis untuk melakukan semua pekerjaan di satu tempat dan membuat pekerjaan tersebut diselesaikan dalam waktu yang singkat(Telepon_genggamwikipedia).
2.11 Push Button
Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.
Gambar 2.14. Push button switch
Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off.
2.11.1 Prinsip Kerja Push Button
Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off.
Gambar 2.15. Prinsip Kerja Push button switch
Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open).
NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON).
NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi
button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off) (blog.unnes.ac.id).
2.12 Liquid Crystal Display (LCD)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
2.12.1 Fitur LCD
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c. Terdapat karakter generator terprogram.
d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
e. Dilengkapi dengan back light.
Gambar 2.16. Bentuk Fisik LCD 2.12.2 Spesifikasi Kaki LCD
Pin : Deskripsi 1 : Ground 2 : Vcc
3 : Pengatur kontras
4 : “RS” Instruction/Register Select 5 : “R/W” Read/Write LCD Registers 6 : “EN” Enable
7-14 : Data I/O Pins 15 : Vcc
16 : Ground
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Dari gambar 3.1, Perancangan suatu alat yang akan dibuat merupakan suatu tahapan yang sangat penting dalam membuat suatu program ataupun melanjutkan kelangkah selanjutnya karena dengan perencanaan tersebut diharapkan mendapatkan hasil yang baik dan maksimal.
3.1.1 Fungsi-fungsi diagram blok
Adapun fungsi-fungsi diagram setiap Blok adalah sebagai berikut : 1. Power Supply 5 V : Sebagai sumber daya DC sebaesar 5 V 2. Thermocouple : Sebagai Sensor Suhu
3. Heater : Sebagai Pemanas pada Oven
4. Mikrokontroller 328 : Sebagai pengontrol rangkaian elektronika 5. Zero Crossing : Untuk mendeteksi titik nol pada teganggan AC 6. Driver Triac : Digunakan sebagai pengkontrol arus
Thermocou ple
Heater
Ac 220
Pengkondisi sinyal
Driver Triac
Zero Crossing
Mikrokon troler ATMega
328 LCD
Modul GSM Power
Suppley
Buzzer
Handphone
7. LCD : Untuk menampilkan data dalam bentuk digital 8. Modem GSM : Sebagai Pengirim dan Penerima SMS
3.2 Flow Chart
Gambar 3.2 Flow Chart Heater
aktif Mulai
Inisialisasi
Set suhu
& Waktu
If Waktu >
0
If suhu < 0 set
Heater mati
Selesai Ya Tidak
Tidak Ya
3.3 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras, hal yang dilakukan dengan mengintegrasiksan modul perangkat-perangkat dengan mikrokontroler sebagai pemroses data.
3.4 Rangkaian Power Supply
Rangkaian power supply (PSA) yang dibuat terdiri dari satu keluaran yaitu positif 5 volt DC. Keluaran positif 5 volt DC digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian. Rangkaian tampak seperti gambar dibawah ini :
Gambar 3.4 Rangkaian Power Suply
Didalam pembuatan rangkaian power supply ini digunakan beberapa komponen yang membentuk rangkaian power supply. Diantaranya kapasitor 220mF ,2200mF yang berfungsi untuk menghilangkan noise input 12V pada IC 7805. IC 7805 yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan 5V.
3.5 Rangkaian Thermocouple
Sensor yang digunakan adalah sebuah termokopel tipe- K. Sensor ini merupakan jenis bimetal yang prinsip kerjanya cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas. Termokopel tipe- K dapat mengukur suhu -200˚C – 1250˚C.
Gambar 3.5 Rangkaian Thermocouple
Pada rangkaian tersebut terhubung kaki 5 modul termokopel ke pin 12 (PD 6) mikrokontroler, kaki 4 modul termokopel ke pin 13 (PD 7) mikrokontroler, kaki 3 modul termokopel ke pin 14 (PB 0) mikrokontroler. Karena Komunikasi sensor adalah SPI.
3.6 Rangkaian Driver Heater
Untuk mengendalikan heater tidak dapat langsung dikendalikan mikrokontroler tetapi terlebih dahulu harus melalui driver. Driver ini pengendali dengan menggunakan triac, sehingga heater yang dikendalikan dapat menggunakan arus AC atau DC tanpa perlu khawatir akan merusak mikrokontroler.
Mikrokontroler memberikan pulsa ke optocoupler sebagai pemicu aktifnya triac.
Gambar 3.6 Rangkaian Driver Heater
Pada rangkaian tersebut kaki satu otocoupler terhubug ke pin 17 mikrokontroler atau port b pin 3, pin tersebut berfungsi sebagai PWM ke optocoupler.
3.7 Rangkaian Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega 328 dan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.7 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega 328.
Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
3.8 Rangkaian Zero Crossing
Zero crossing adalah suatu keadaan dimana suatu fungsi menyentuh titik nol/ saat dimana suatu fungsi berpindah dari nilai positif ke negative.
Gambar 3.8 Rangkaian Zero Crossing
Pada rangkaian tersebut terhubug kaki 4 optocoupler ke pin 4 (PC 1)
mikrokontroler. Output dari zero crossing untuk mendeteksi frekuensi tegangan AC ketika terjadi persilangan gelombang AC dan sebagai pemicu driver triac.
3.9 Rangkaian Modul GSM
Spesifikasi Modul GSM SIM800L : a. Operasi tegangan: 3.7 ~ 4.2V.
b. Ukuran modul: 2.2cmx1.8cm.
c. TTL port serial dapat digunakan dengan link langsung ke mikrokontroler.
d. Tidak memerlukan MAX232.
e. Power pada modul otomatis boot secara otomatis mencari jaringan f. Onboard lampu sinyal (dengan sinyal lampu kilat perlahan, tidak ada
flash sinyal cepat).
Gambar 3.9 Rangkaian Modul GSM
Pada rangkaian tersebut terhubung kaki RX pada SIM 800L ke pin 15 (PB 1) mikrokontroler dan kaki TX pada SIM 800L ke pin 16 (PB 2) mikrokontroler.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk mengetahui kinerja dari sistem pemanggangan kue (oven) otomatis apakah sesuai dengan harapan, maka perlu dilakukan pengujian terhadap alat tersebut.
pengujian yang dilakukan meliputi pengujian rangkaian yang menjalankan sistem tersebut, antara lain yaitu pengujian rangkaian power supply, pengujian rangkaian termokopel, pengujian rangkaian mikrokontroler, pengujian rangkaian LCD, pengujian rangkaian modul GSM dan pengujian alat secara terintegrasi (keseluruhan sistem).
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian power supply dilakukan untuk melihat tegangan keluaran dari power supply apakah sesuai dengan besaran yang diinginkan yaitu sebesar 5 volt dc.
Pengujian dilakukan dengan cara mengukur keluaran dari power supply dengan menggunakan alat ukur tegangan. Berikut adalah hasil pengujian power supply.
Tegangan Beban Arus (Volt) (Ohm) (Ampere)
4.98 10 0.54
5.00 22 0.24
5.00 47 0.11
5.02 33 0.17
5.02 110 0.05
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Power Supply
4.2 Pengujian Rangkaian Termokopel
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahuhi kinerja dari rangkaian sensor suhu sebagai penginput data ke mikrokontroler. Pengujian ini, dilakukan dengan cara mengkalibrasi keluaran sensor suhu dengan termometer digital.
Untuk data hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel hasil pengukuran dibawah ini. Hasil pengukuran diambil tiap lima menit sebanyak tujuh kali dengan cara mendekatkan sensor dan termometer pada benda yang dipanaskan.
Data
(N) Waktu (menit) Sensor
Termocople (°C) Termometer Digital (°C)
1 0.5 32,9 32,0
2 1 34.0 33.5
3 1.5 35.8 35.1
4 2 37.4 36.3
5 2.5 38.1 37.0
6 3 42.5 41.6
7 3.5 42.9 42.2
Tabel 4.2. Data Hasil Perbandingan Sensor Termokopel dengan Termometer 4.3 Pengujian Display LCD
Rangkaian LCD dihubungkan ke PB0 …. PB7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan mempunyai fungsi khusus sebagai penerima data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh mikrokontroler ATMega 328.
Pada bagian ini, mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD. Pada LCD Hitachi- M11632 sudah terdapat driver untuk mengubah ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter
No Pin Tegangan Keluaran
1 0.0
2 4.95
3 1.39
4 3.96
5 3.96
6 0.0
7 4.93
8 4.93
9 4.93
10 4.93
11 0.0
12 3.96
13 3.96
14 0.0
15 4.95
16 0.0
Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada display LCD, pengukuran dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah LCD bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet.
4.4 Pengujian IC Mikrokontroler ATMega 328
No Pin Tegangan Keluaran
1 4.28
2 1.77
3 4.28
4 0.67
5 1.80
6 1.94
7 4.28
8 0.0
9 0.76
10 0.36
11 1.63
12 1.65
13 4.27
14 0.0
15 2.8
16 4.27
17 0.12
18 0.3
19 0.2
20 0.4
21 0.6
22 0.0
23 0.8
24 0.2
25 0.4
26 0.6
27 0.8
28 1.06
Tabel 4.4. Hasil pengukuran pada IC Mikrokontroler
Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada IC mikrokontroler ATMega 32, pengukuran dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah mikrokontroler
