Smart Tester Berbasis Mikrokontroler ATMega 328P

(1)

Smart Tester Berbasis Mikrokontroler ATMega 328P

Sigit Candra Setia

STT Pagaralam

Jl. Masik Siagim No.75 Simpang Mbacang Dempo Tengah Pagar Alam

Abstrak

Mikrokontroler kini semakin berkembang pesat dan semakin banyak diminati dalam aplikasi sistem kendali. Bahkan saat ini sudah banyak mikrokontroler yang menjadi yang sudah dalam bentuk modul. Salah satu modul mikrokontroler yang banyak digunakan adalah arduino. Arduino adalah jenis suatu papan yang berisi mikrokontroler. Multimeter yang biasa dijual dipasaran kebanyakan hanya untuk mengukur arus, tegangan, dan resistansi suatu komponen elektronika dan tidak dapat mengukur kutub-kutub dari masing-masing komponen tersebut sehingga harus mempelajari lebih lanjut untuk mengetahui mana saja kutub dari komponen-komponen. Hal ini tentu jadi suatu permasalahan tersendiri bagi yang akan merangkai suatu komponen elektronika. Maka dari itu, sangat dibutuhkan suatu alat ukur yang tidak hanya mengukur besaran arus, tegangan, dan resistansi suatu komponen, tetapi juga dapat mengetahui kutub-kutub dan kaki-kaki seperti komponen dioda dan transistor. Hal ini dapat diwujudkan dengan merancang suatu Smart Tester yang dapat mengukur kaki-kaki komponen elektronika. Dengan menggunakan mikrokontroler. Data hasil pengukuran setiap komponen akan ditampilkan melalui LCD Display.

Kata kunci— Mikrokontroler, Smart Tester, LCD Abstract

Microcontrollers are now growing rapidly and increasingly in demand in control system applications. Even now there are many microcontrollers that are already in the form of modules. One of the most widely used microcontroller modules is arduino. Arduino is a type of board that contains a microcontroller. The commonly sold multimeters on the market are mostly just to measure the current, voltage, and resistance of an electronic component and can not measure the poles of each component so that has to learn more to know which poles of the components are. This is certainly a problem for who will assemble an electronic component. Therefore, it is needed a measuring instrument that not only measures the current, voltage, and resistance of a component, but also can know the poles and legs such as components of diodes and transistors. This can be realized by designing a Smart Tester that can measure the legs of electronic components. By using microcontroller. The measurement data of each component will be displayed through LCD Display.

Keywords— Microcontroler, Smart Tester, LCD

I. PENDAHULUAN

Mikrokontroler kini semakin

berkembang pesat dan semakin banyak diminati dalam aplikasi sistem kendali.

Bahkan saat ini sudah banyak

mikrokontroler yang sudah dalam bentuk modul. Salah satu modul mikrokontroler yang banyak digunakan adalah arduino.

Arduino adalah jenis suatu papan yang berisi mikrokontroler. Arduino menjadi sangat popular dalam beberapa tahun ini

dikarenakan penggunaaannya yang

sederhana dan mudah untuk di rancang sesuai dengan kebutuhan yang ada.

Multimeter yang biasa dijual

dipasaran kebanyakan hanya untuk mengukur arus, tegangan, dan resistansi

(2)

STMIK MUSIRAWAS Lubuklinggau 45

suatu komponen elektronika dan tidak dapat mengukur kutub-kutub dari masing-masing

komponen tersebut sehingga harus

mempelajari lebih lanjut untuk mengetahui mana saja kutub dari komponen-komponen. Hal ini tentu jadi suatu permasalahan tersendiri bagi yang akan merangkai suatu komponen elektronika. Maka dari itu, sangat dibutuhkan suatu alat ukur yang tidak hanya mengukur besaran arus, tegangan, dan resistansi suatu komponen, tetapi juga dapat mengetahui kutub-kutub dan kaki-kaki seperti komponen resistor.

Hal ini dapat diwujudkan dengan merancang suatu Smart Tester yang dapat mengukur kaki-kaki komponen elektronika. Dengan menggunakan mikrokontroler. Data hasil pengukuran setiap komponen akan ditampilkan melalui LCD Display.

II. METODE PENELITIAN 2.1 Smart Tester

Smart tester adalah sebuah alat

yang bisa difungsikan untuk mengecek

macam-macam komponen Elektronika.

penggunaannya tinggal sambungkan probe (bebas) ke komponen yg mau ditest kemudian tekan tombol test yang diatas tombol power wama merah, maka akan terbaca nilai dan jenis komponen tersebut, seperti contoh jenis komponen Transistor NPN / PNP serta urutan kaki BCE-nya, bisa membaca nilai ESR Capasitor, Resistor, Dioda, Triac, Capasitor, Inductance, LED dan masih banyak lagi kegunaannya [1].

2. 2 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah

sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output [1].

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan

diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik

menggunakan mikrokontroler sesuai

keinginan Anda. Mikrokontroler

merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak

memerlukan komponen-komponen

pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya

terpusat serta dikendalikan oleh

mikrokontroler ini.

Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang

terpisah, kehadiran mikrokontroler

membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis.

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi. Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal

(3)

JUSIKOM, Vol 2, No. 1, Juni 2017 Sigit Candra Setia

mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama.

2. 4 Mikrokontroler Atmega 328P

ATMega328 adalah

mikrokontroller keluaran dari atmel yang

mempunyai arsitektur RISC (Reduce

Instruction Set Computer) yang dimana

setiap proses eksekusi data lebih cepat dari

pada arsitektur CISC (Completed

Instruction Set Computer) [2]. Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

a. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

b. 32 x 8-bit register serba guna.

c. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

d. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

e. Memiliki EEPROM (Electrically

Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat

penyimpanan data semi permanent

karena EEPROM tetap dapat

menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

f. Memiliki SRAM (Static Random

Access Memory) sebesar 2KB.

g. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width

Modulation) output.

h. Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega 328

memiliki arsitektur Harvard, yaitu

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori

program. Konsep inilah yang

memungkinkan instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic Unit) yang dapat

dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode

pengalamatan tidak langsung untuk

mengambil data pada ruang memori data.

Ketiga register pointer 16-bit ini

disebut dengan register X (gabungan R26 dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29), dan register Z (gabungan R30 dan R31). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai

Register Control Timer/ Counter, Interupsi,

ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi

I/O lainnya. Register–register ini

menempati memori pada alamat 0x20h– 0x5Fh.

Gambar 1. Konfigurasi Pin Atmega328P

2. 5 Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika [3]. Satuan Nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm (Ω). Nilai Resistor biasanya diwakili dengan Kode angka ataupun Gelang Warna yang terdapat di badan Resistor. Hambatan Resistor sering disebut juga dengan Resistansi atau Resistance.

(4)

STMIK MUSIRAWAS Lubuklinggau 47 2.6 Dioda

Dioda adalah Komponen

Elektronika Aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan

menghambat arus listrik dari arah

sebaliknya [3]. Diode terdiri dari 2

Elektroda yaitu Anoda dan Katoda.

Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari : 1. Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang

umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).

2. Dioda Zener (Zener Diode) yang

berfungsi sebagai pengamanan

rangkaian setelah tegangan yang

ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.

3. LED (Light Emitting Diode) atau Dioda Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik. 4. Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda

yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.

5. Dioda Schottky (SCR atau Silicon

Control Rectifier) adalah Dioda yang

berfungsi sebagai pengendali.

6. Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

Gambar 3. Dioda

2.6 Transistor

Transistor merupakan Komponen Elektronika Aktif yang memiliki banyak fungsi dan merupakan Komponen yang memegang peranan yang sangat penting dalam dunia Elektronik modern ini [3]. Beberapa fungsi Transistor diantaranya adalah sebagai Penguat arus, sebagai Switch (Pemutus dan penghubung), Stabilitasi Tegangan, Modulasi Sinyal, Penyearah dan lain sebagainya. Transistor terdiri dari 3 Terminal (kaki) yaitu Base/Basis (B), Emitor (E) dan Collector/Kolektor (K). Berdasarkan strukturnya, Transistor terdiri

dari 2 Tipe Struktur yaitu PNP dan NPN. UJT (Uni Junction Transistor), FET (Field

Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) juga merupakan

keluarga dari Transistor.

Gambar 4. Resistor

2. 7 Prototype Model

Prototype adalah model atau

simulasi dari semua aspek produk

sesungguhnya yang akan dikembangkan

yang dimana model tersebut harus

representatif dari produk akhirnya [4].

Gambar 5. Prototype Model

Penjelasan setiap tahapan dalam Prototype : 1. Pengumpulan kebutuhan

Pelanggan dan pengembang

bersama-sama mendefinisikan format dan

kebutuhan keseluruhan perangkat lunak, mengidentifikasikan semua kebutuhan, dan garis besar sistem yang akan dibuat. 2. Membangun prototyping

Membangun prototyping dengan

membuat perancangan sementara yang

berpusat pada penyajian kepada

pelanggan (misalnya dengan membuat input dan contoh outputnya).

(5)

Evaluasi ini dilakukan oleh pelanggan

apakah prototyping yang sudah

dibangun sudah sesuai dengan keinginan pelanggan. Jika sudah sesuai maka langkah keempat akan diambil. Jika tidak, maka prototyping diperbaiki dengan mengulang langkah 1, 2 , dan 3. 4. Konstruksi (Pembangunan) sistem

Dalam tahap ini prototyping yang sudah disepakati diterjemahkan ke dalam pembangunan sistem yang sesuai. 5. Menguji sistem

Setelah sistem sudah menjadi suatu sistem yang siap pakai, harus dites dahulu sebelum digunakan. Pengujian

ini dilakukan dengan pengujian

fungsional sistem, pengujian arsitektur dan lain-lain.

6. Evaluasi Sistem

Pelanggan mengevaluasi apakah sistem yang sudah jadi sudah sesuai dengan yang diharapkan. Jika sudah, maka langkah ketujuh dilakukan, jika belum maka mengulangi langkah 4 dan 5. 7. Menggunakan sistem

Sistem yang telah diuji dan diterima pelanggan siap untuk digunakan.

2.6 Analisis Perancangan Sistem 2.6.1 Alat dan Bahan

a. Probe

b. Mikrokontroler Modul c. LCD Display 16 x 2 2.6.2 Desain Sistem

Desain sistem pintu otomatis

menggunakan android ini, terdiri dari beberapa desain utama, antara lain :

1. Desain Input

Meliputi desain komponen elektronika yang akan diukur.

2. Desain Proses

Meliputi desain modul mikrokontroler atmega328P.

3. Desain Perangkat Output

Meliputi desain LCD Display yang akan menampilkan hasil pembacaan dari sensor.

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada blok diagram dibawah ini :

Perangkat Input (Komponen Elektronika) Perangkat Proses (Mikrokontroler Atmega328P) Perangkat Output (LCD Display)

Gambar 6. Blok Diagram Sistem Dari blok diagram diatas, maka dapat didesain suatu sistem smart tester menggunakan mikrokontroler atmega328P. Untuk lebih jelasnya, maka dapat dilihat dari gambar berikut :

Komponen Elektronika

Mikrokontroler

Atmega328P LCD Display

Gambar 7. Desain Smart Tester

Berikut adalah diagram alir dari sistem smart tester :

Begin

Baca Data Dari komponen Elektronika (Transistor, Dioda, Resistor) Pembacaan mikrokontroler Atmega328P? Tampilkan hasil pengukuran komponen di LCD Matriks 16x2 Ukur Ulang Komponen Tidak Finish Ya

Gambar 8. Flowchart Sistem

2.6.3 Perancangan Sistem

Dari hasil analisis dan desain sistem, maka didapat suatu rangkaian skematik sistem

(6)

mikrokontroler atmega328P. rangkaian

skematik ini memuat keseluruhan sistem dan alat-alat yang akan digunakan sehingga sistem dapat terangkai secara keseluruhan.

Gambar 9. Rangkaian Skematik Smart Tester

Dari gambar 8, secara keseluruhan power yang digunakan dihasilkan dari rangkaian power supply dengan tegangan input 9 Vdc yang menghasilkan output tegangan 5 Vdc dengan menggunakan IC regulator 7805. Komponen elektronika yang akan diukur dihubungkan dengan pin ADC0 (TP1), pin ADC1(TP2), dan pin ADC3 (TP3). Data analog hasil pembacaan dari komponen elektronika akan diubah

kedalam bentuk digital dengan

menggunakan Analog to Digital Conventer.

Mikrokontroler Atmega 328P telah

memiliki ADC didalamnya sehingga hanya perlu penginisialisasian terhadap port ADC tersebut. Jika pembacaan telah diolah oleh ADC yang ada dimikrokontroler, maka hasil pembacaan dapat ditampilkan ke dalam unit output LCD Display. Resistor pada input berguna untuk menahan laju

arus yang mengalir ke rangkaian

mikrokontroler. Sehingga arus yang

mengalir sesuai yang dibutuhkan oleh mikrokontroler.

2.6.4 Implementasi Sistem

Setelah melakukan perancangan

sistem, tahapan selanjutnya yaitu

mengimplementasikan sistem agar tercipta suatu sistem smart tester menggunakan mikrokontroler ini. Implementasi sistem dibangun berupa prototype sistem.

Gambar 10. Prototyping Implementasi Sistem Smart Tester

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembahasan yang dimaksud disini adalah penerapan dari hasil implementasi sistem yang telah dirancang. Pembahasan tidak terlepas dari hasil pengujian terhadap sistem, yaitu untuk menguji apakah sistem smart tester ini memang benar-benar layak diimplementasikan ke dalam sistem.

Pengujian Terhadap Pembacaan Resistor Pengujian ini dimaksudkan untuk menguji

pembacaan terhadap resistor. Pada

pengujian pertama, pengukuran dilakukan dengan menggunakan multimeter analog dengan menggunakan resistor 10 Kohm.

Pengujian dilakukan dengan

menghubungkan kaki-kaki resistor dengan menggunakan kabel penjepit. Hasil dari

pengujian ini untuk mendapatkan

perbandingan antara multimeter standar dengan smart tester. Berikut gambar hasil pengujian terhadap resistor.

Gambar 11. Pengujian Pengukuran Resistor Dengan Multimeter

Dari gambar diatas, dapat dilihat bahwa jarum analog pada multimeter menunjukkan angka 10 dengan kalibraasi 1 KOhm. Artinya resistor yang diukur sebesar 10 KOhm. Salah satu cara lagi untuk menentukan nilai resistansi dari suatu resistor adalah dengan membaca gelang-gelang warna dari resistor tersebut. Setiap

(7)

gelang warna mempunyai nilai-nilai pengali tersendiri. Berikut tabel yang menunjukkan nilai-nilai dari gelang warna tersebut : Tabel 1 Nilai Dari Gelang Warna Resistor

Dari tabel diatas, kita dapat menghitung nilai resistansi resistor yang akan kita ukur.

Gambar 12. Resistor 10 Kohm

Gambar diatas menunjukkan

resistor 10 Kohm. Jika diperhatikan, resistor diatas mempunyai 5 gelang dengan berturut-turut warna dari gelang tersebut adalah :

Gelang 1 : Coklat (dengan Nilai “1”) Gelang 2 : Hitam (dengan Nilai “0”) Gelang 3 : Hitam (dengan Nilai “0”) Gelang 4 : Merah (dengan Nilai “102”) Gelang 5 : Emas (Dengan Toleransi 5 %)

Nilai resistansi dari kelima warna tersebut adalah :

100 x 102 = 10000 Ohm ± 5 %

Kemudian, baru dilakukan

pengujian dengan menggunakan smart tester. Gambar dibawah menunjukkan pengukuran resistor dengan menggunakan smart tester.

Gambar 13. Pengujian Pengukuran Resistor Nilai resistor yang digunakan sebesar 10 Kohm. Dari hasil pembacaan smart tester adalah sebesar 10.06 Kohm. Berikut hasil pembacaan dari pengukuran resistor.

Gambar 14. Hasil Dari Pengukuran Resistor Dari hasil pengujian diatas, maka dapat disimpulkan bahwa sistem smart

tester dengan menggunakan mikrokontroler

ini dapat bekerja seperti yang diinginkan oleh peneliti. Sistem ini dapat diterapkan dengan baik dan membantu pihak yang membutuhkan alat ukur digital yang akurat dan praktis..

IV. KESIMPULAN

Setelah alat smart tester ini direalisasi, kemudian diuji, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Smart Tester ini terdiri atas perangkat

keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software). Perangkat ini terdiri dari beberapa rangkaian yaitu:

a. Rangkaian komponen elektronika yang akan diukur.

b. Rangkaian Mikrokontroler

(8)

c. Rangkaian Display LCD 16 x 2 2. Smart tester ini dapat mendeteksi

kaki-kaki komponen elektronika seperti

menentukan kaki-kaki transistor,

dioda, dan LED.

V. SARAN

Kepada semua pihak yang berniat untuk mengadakan penelitian dengan alat serupa, disarankan untuk memberikan tambahan antara lain :

1. Pengembangan unit output dapat menggunakan sistem display yang

lebih canggih sehingga tampilan

gambar yang dihasilkan dapat

maksimal.

2. Pengembangan sistem yang dengan menambahkan box untuk keseluruhan modulnya.

VI. UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pihak STT Pagaralam yang telah memberi dukungan baik moril maupun materiil terhadap penelitian ini.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Setiawan, A 2011, 20 Aplikasi

Mikrokontroler Atmega 8535 & Atmega 16 Menggunakan Bascom-AVR, Andi

Publisher, Jakarta.

Kadir, A 2015, Buku Pintar Pemrograman

Arduino, Penerbit Mediacom, Yogyakarta

Malvino, A.P 2013, Prinsip-Prinsip

Elektronika, Penerbit Salemba Teknika,

Jakarta.

Pressman, R 2013, Software Enginering (A

Practitioner’s Approach), McGraw-Hill Higher Companies. Seventh Edition, New