MIKROKONTROLER ATMEGA 8
LAPORAN TUGAS AKHIR
DIANA FERONIKA SIHOMBING 152408064
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
MIKROKONTROLER ATMEGA 8
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya
DIANA FERONIKA SIHOMBING 152408064
PROGRAM STUDI D-III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
PERANCANGAN PEMBUATAN SAKLAR OTOMATIS PERALATAN RUMAH TANGGA BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 20 juni 2018
Diana Feronika Sihombing 152408064
MIKROKONTROLER ATMEGA 8
ABSTRAK
Tujuan dari pembuatan Laporan Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan susunan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) dari sistem yang akan dibangun, mengembangkan aplikasi Visual Basic 6.0 untuk Mengontrol Peralatan Elektronika Rumah Tangga Berbasis Program Visual Basic 6.0. Metode yang digunakandalamMengontrol Peralatan Elektronika Rumah Tangga Berbasis Program Visual Basic 6. Pengontrol Peralatan Elektronika Rumah Tangga Berbasis Program Visual Basic 6.0 terdiri dari Mikrokontroller ATMega 8, Transistor, yang berfungsi untuk mengaktifkan relay agar dapat bekerja on/off, Relay, yang berfungsi untuk pensaklaran, Resistor yang berfungsi untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, Personal computer (PC), berfungsi untuk mengendalikan system secara keseluruhan. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan dalam hardware terdapat tombol power yang digunakan untuk on/off power supply kerangkaian.
Kata Kunci : Alat Elektronika Rumah Tangga, Visual Basic 6.0, Mikrokontroller Atmega8
ABSTRACT
The purpose of making this Final Report is to get the hardware arrangement (hardware) and software (software) of the system to be built, develop the application Visual Basic 6.0 for Controlling Home Electronics Appliances-Based Visual Basic 6.0 Program. Methods used in Controlling Household Electronics Appliances Based on Visual Basic Program 6. Household Electronics Controller Based on Visual Basic 6.0 Program consists of Microcontroller ATMega 8, Transistor, which serves to enable the relay in order to work on / off, Relay, which serves to switching, Resistor that serves to limit the amount of current flowing in a circuit, Personal computer (PC), serves to control the system as a whole. Based on the test results that have been done in hardware there is a power button that is used for on / off circuit power supply.
Keywords: Household Electronics Appliance, Visual Basic 6.0,
Microcontroller Atmega8
penyusunanTugas Akhir ini dapat diselesaikan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang,MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Dra.Manis Sembiring,M.Si selaku Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan Laporan Proyek.
4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu Penghetauan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Proyek.
6. Abang-abang dan adik saya tercinta yang telah memberikan motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek.
7. Senior kami Faturrahman yang telah memberikan bantuan berupa Ilmu dan Motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek.
8. Sahabat Saya Helfrida Sitanggang, Marsella Ginting, Paulus Purba, Sura Pensika Saragih, yang telah memberikan Dorongan Semangat dan Motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek.
9. Rekan Fisika Instrumentasi D-III yang memberikan bantuan penulisan untuk menyelesaikan Laporan.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan Kritik dan Saran dari semua pihak guna penyempurnaan laporan dimasa yang akan datang.
Akhir kata, semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan Mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan tentang Laporan Tugas Akhir.
Medan, 20 Juni 2018
Penulis
Halaman
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR... ... i
ABSTRAK... .... ii
PENGHARGAAN... .... iv
DAFTAR ISI... v
DAFTAR GAMBAR... ... viii
DAFTAR TABEL………....…… .... x
BAB 1 PENDAHULUAN………... 1
1.1.Latar Belakang………...…. ... 1
1.2.Rumusan Masalah………...………... 2
1.3.Tujuan Penelitian………... 2
1.4.BatasanMasalah………... 2
1.5.MetodePenulisan……….. 2
1.6.SistematikaPenulisan……… 3
BAB 2 LANDASAN TEORI……….. 4
2.1.Mikrokontroler AVR Atmega 8……….. 4
2.1.1.Konfigurasi Pin Atmega 8………. 5
2.1.2.Status Register...……….. 8
2.1.3.Arsitektur Atmega 8..………. 10
2.1.4.Kebutuhan Clock Atmega 8...……… 11
2.1.5.Memori AVR ATMega 8……… 11
2.1.6.Timer/counter 0... 12
2.2.Visual Basic…...………..………... 14
2.3.Relay .……….. 18
2.4.Resistor...……….... 20
2.5.Kapasitor...……….. 22
2.5.1.Kapasitor Elektrolit... 23
2.6.Flowchart... 27
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN………. 29
3.1.Diagram Blok Rangkaian... 29
3.1.1.FungsiTiap Blok... 30
3.2.RangkaianMikrokontroller ATMega8... 30
3.3.RangkaianCokKontak... 31
3.4.Rangkaian USB to TTL... 32
3.5.Rangkaian Lampu... 32
3.6.Rangkaian Power Supply... 33
3.7.Rangkaian Relay Ke Cok Kontak... 34
3.8.Rangkaian Relay Ke Lampu... 35
3.9.Desain Software Sederhana... 36
3.10.Flowchart Sistem... 37
BAB 4 PENGUJIAN DAN HASIL……….. 38
4.1.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler... 38
4.2.Pengujian Rangkaian Driver Relay... 38
4.3.Pengujian Rangkaian Power Supply... 40
4.4.Pengujian USB to TTL... 40
4.5.Pengujian Lampu... 41
4.6.Pengujian Kipas... 42
4.10 Program Lengkap... 47
4.11 Tampilan Aplikasi... 49
BAB 5 PENUTUP……….………. 50
5.1.Kesimpulan……… 50
5.2.Saran………... 50
DAFTAR PUSATAKA……….. 51 LAMPIRAN
Halaman
2.1.MikrokontrolerATmega8……….... 4
2.2.Konfigurasi Pin Atmega...………... 5
2.3.Status Register ATMega 8..……….. 8
2.4. Blog Diagram Fungsional ATMega 8………. 10
2.5.Peta Memori ATMega 8……...……… 12
2.6.Jendela Visual Basic 6.0...………. 15
2.7.Jendela Toolbox...……….... 16
2.8.Tampilan Fisik Relay………... 18
2.9.Simbol Relay………..………... 19
2.10.Kode Warna Resistor……….. 21
2.11.Bentuk Fisik Resistor... 21
2.12.Prinsip Dasar Kapasitor... 23
2.13.Elektrolisasi Kapasitor Elco... 23
3.1 Diagram Blok Rangkaian... 29
3.2.Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMEGA8. 30
3.3.Rangkaian Cok Kontak... 31
3.4.Rangkaian USB to TTL ... 32
3.5.Rangkaian Lampu... 33
3.6.Rangkaian power supply... 34
3.7.Rangkaian Relay Ke Cok Kontak... 34
3.8.rangkaian relay ke lampu... 35
3.9.Desain Software Sederhana... 36
4.2.Port USB to TTL... 41
Halaman
2.1.Fungsi Alternatif Port B……… 5
2.2.Fungsi Alternatif Port C…….………. 6
2.3.Fungsi Alternatif Port D……….. 7
2.4.Clock ATMega 8... 11
2.5.Simbol-Simbol Diagram Alir... 25
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sedemikian pesat telah membawa dampak yang cukup besar terhadap kehidupan manusia untuk mempelajari dan mengembangkan ilmu pengetahuannya. Dalam teknologi elektronika dan komputer, efektifitas dan efisiensi selalu menjadi acuan agar setiap langkah dalam penggunaan dan pemanfaatan teknologi diharapkan dapat mencapai hasil yang optimal baik dalam kualitas maupun kuantitasnya.
Agar dapat mewujudkan hal tersebut, maka diperlukan sebuah alat, komponen atau sistem yang dapat memproses suatu data dengan cepat dan akurat. Seiring dengan majunya pola pikir dari sumber daya manusia sehingga benar-benar dapat mengeluarkan ide dan pikiran kreatifnya untuk menciptakan berbagai macam perangkat kebutuhan manusia yang bertujuan untuk memudahkan kehidupan manusia.
Seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat di berbagai bidang mendorong kebutuhan sistem yang mempermudah dan meningkatkan efektifitas dalam berbagai pekerjaan. Dengan teknologi dibidang elektronika dan komputer yang telah berkembang, maka banyak hal yang dapat dilakukan dengan cepat dan tepat untuk memenuhi kebutuhan manusia. Salah satu penggunanya yang tak kalah penting adalah kontol peralatan rumah tangga menggunakan software visual basic dengan interface komputer
Penggunaan sebagai unit-unit kendali sudahla sangat luas. Hal ini dikarenakan peralatan-peralatan yang dikontrol secara elektronik lebih banyak memberi kemudahan-kemudahan dalam penggunannya. Seperti dapat melakukan pengontrolan secara otomatis.
Misalnya dibidang rumah tangga yang mana dari komputer, dengan kemajuan elektronik yang ada saat ini komputer yang ada dirumah dapat digunakan untuk mengontrol peralatan elektronika pada rymah tangga yang lain. Seperti lampu, kipas angin, kulkas, TV, dan lain-lain.
Untuk mengoptimalkan fungsi dari peralatan elektronika tersebut, maka dalam proyek ini dibuat sistem pengontrol yang menggunakan visual basic dengan interface komputer sebagai pengendalinya.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan hal tersebut diatas maka timbul permasalahan yaitu:
Bagaimana merencanakan dan membuat suatu alat yang dapat mengatur alat elektronika dari visual basic ?
Bagaimana merencanakan dan membuat suatu alat dengan visual basic dari komputer yang dapat menghidupkan atau mematikan peralatan pada rumah tangga ?
1.3. Tujuan Penulisan
Tujuan yang ingin dicapai adalah untuk membuat suatu sistem yang dapat dikontrol dengan menggunakan visual basic dengan interfase komputer pada peralatan elektronika rumah tangga. Dengan menggunakan sistem pengontrolan ini diharapkan dapat lebih mengoptimalkan fungsi dari peralatan elektronika pada rumah.
1.4. Batasan Masalah
Agar permasalahan tidak terlalu luas, maka penulis membatasi hanya pada hal-hal berikut:
Alat yang dibuat berbasis komputer
Ruangan yang digunakan dalam bentuk miniatur
Tata cara pembuatan software
1.5. Metodologi Penulisan
Adapun metode penulisan yang digunakan dalam menyusun dan menganalisa proyek ini adalah:
Perencanaan dan pembuatan alat
Merencanakan peralatan yang telah dirancang baik software maupun hardware.
Pengujian alat
Peralatan yang telah dibuat kemudian diuji apakah telah sesuai yang telah direncanakan.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penyusunan laporan, maka dalam hal ini penulis membagi dalam beberapa bab, serta memberikan gambaran secara garis besar isi dari tiap-tiap bab.
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang masalah, tujuan dan manfaaat penelitian, identifikasi masalah, pembatasan masalah, rumusan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini merupakan landasan teori yang membahas tentang teoriteori yang mendukung dalam penyelesaian masalah.
BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Meliputi metode, bahan alat, perancangan dan pengambilan data penelitian.
BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA Meliputi hasil penelitian dan pembahasan.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan tentang hasil rancangan yang telah dibuat serta saran dalam pengembangan rancangan tersebut.
.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 AVR Mikrokontroller ATMega 8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroller yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umunya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator.
Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup 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.
Gambar 2.1 mikrokontroller ATEMEGA 8
AVR ATmega 8 adalah mikrokontroller CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-system programmable flash. Mikrokontroller dengan konsumsi dayarendah ini mampu mengeksekusi intruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja.
Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroller ini dapat bekerja dengan tegangan antara 4,5-5,5 V. (Dayat, 2009)
2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 8
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8
ATMega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATMega8.
a. VCC merupakan supply tegangan digital.
b. GND merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.
c. 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 bi- directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang terdapat pada port B secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input kerangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sewdangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang diuigunakan
untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port B Port pin Alternate Functions
PB7 XTAL2 (chip clock oscillator pin2) TOSC2 (timer oscillator pin 2)
PB6 XTAL1 (Chip Clock Oscillator Pin 1 Or External Clock Input) TOSC1 (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 Output)
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)
d. Port C (PC5 ...PC0) Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masintg-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 samapai dengan pin C.6. sebagai keluaran/ output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (source). ADC 6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital. 12C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORT C. 12C digunakan unrtuk komunikasi data type 12C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck, dll.
e. RESET/PC6 jika RSTDISBL Fuse deprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada 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 pulsa minimum, maka akan
menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja. RESET merupakan salah satu pin penting di mikrokontroller, RESET dapat digunakan untuk merestart program. Pada ATMega8 pin RESET digabungkan dengan salah satu pin IO (PC6). Secara default PC6 ini di disable dan diganti menjadi pin RESET. Kita dapat melakukan konfigurasi di fuse bit untuk melakukan pengaturannya.
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port C Port Pin Alternate Function
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 ADC3 (ADC input channel 3)
PC2 ADC2 (ADC input channel 2) PC1 ADC1 (ADC input channel 1) PC0 ADC0 (ADC input channel 0)
f. 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 terdpata kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.
Tabel 2.3 Fungsi Alternative Port D Port Pin Alternate Function
PD7 AIN1 (Analog comparator negative input) PD6 AIN0 (Analog comparator positif input) PD5 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) PD4 XCK (USART External Clock Input/Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2 INTO (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin)
PD0 RXD (USART Input Pin)
USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardwere. Interupsi biasanya digunakan sebagai celaan dari program.
Misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardwere/softwere maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
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 dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka Avcc harus dihubungkan ke VCC low passfilter.
h. AREF, merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.
2.1.2 Status Register
Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi intruksiaritmatika. Informasi ini digunakan untuk Altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logis Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian intruction set reference.
Dalam hal ini untuk membuang beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan intruksi 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 kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui softwere.
Gambar 2.3 Status Register ATmega 8 Penjelasan :
Bit 7 (I)
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di set agar semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan di jelaskan pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan.
bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardwere setelah sebuah interupsi di jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui aplikasi SEI dan CLL.
Bit 6 (T)
Merupakan bit copy storage. intruksi bit copy intruction BLD (Bit Load) and 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 intruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat di salin ke dalam bit di dalam register pada register file dengan menggunakan perintah BLD.
Bit 5 (H)
Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD.
Bit 4 (S)
Merupakan Sign Bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara Negative Flag (N)dan two’s Complemen Overflow Flag (V).
Bit 3 (V)
Merupakan bit Two’s Complemen Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi aritmatika dua komplemen.
Bit 2 (N)
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika.
Bit 1 (Z)
Merupakan Bit Zero Flag. bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
Bit 0 (C)
Merupakan bit Carry Flag. bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sistem dalam sebuah aritmatika atau logika.
2.1.3 Arsitektur Mikrokontroller ATMega8
\
Gambar 2.4 Blok Diagram Fungsional ATmega8
2.1.4 Kebutuhan Clock ATMega8
Sumber clock pada ATMega8 secara garis besar ada 2 buah, yaitu clock internal dan clock external. Untuk clock internal maksimum clock yang dapat digunakan adalah 8MHz, sedangkan untuk clock external maksimum clock yang dapat digunakan adalah sebesar 16MHz. Lebih jelasnya mengenai berbagai macam sumber clock dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.4 Clock ATMega8
2.1.5 Memori AVR ATMega 8
Memori atemeg terbagi menjadi tiga yaitu : a. Memori Flash
Memori Flas adalah memori ROM menjadi kode-kode program berada. Kata Flash menunjukkan jenis ROM yang dapat di tulis dan di hapus secara elektrik. memori flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program aplikasi berada. bagian boot adalah bagian yang di gunakan khusus untuk booting awal yang dapat di program untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer / downloader, misalnya melalui USART.
b. Memori Data
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 (Aritmatich logic unit), dalam intruksi assembler setiap intruksi harus melibatkan GPR.
Dalam bahasa C biasanya di gunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal sebagai “chace memory”. I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang di fungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroller seperti pin port, timer/counter, usart dan lain-lain.
c. EEPROM
EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya.
Gambar 2.5 Peta Memori ATMEGA8 2.1.6 Timer / Counter 0
Timer Counter 0 adalah 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 di gunakan untuk :
Timer / Counter biasa
Clear Timer On Company Match (Selain Atmega8)
Generator frekuensi (selain ATMega8)
Counter pulsa eksternal
2.1.7 Komunikasi Serial Pada ATMega8
Mikrokontroller AVR Atmega 8 memiliki port USART pada pin 2 dan pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroller dengan komputer.
USART dapat di fungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron.
sinkron berarti clock yang di gunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock.
Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga block yaitu clock generator, clock transmiter, dan clock receiver. (Hari, 2012)
2.1.8 Kelebihan (Fitur) Mikrokontroler AVR ATmega8
Mikrokontroler AVR ATmega8 merupakan CMOS dengan konsumsi daya rendah, mempunyai 8-bit proses data (CPU) berdasarkan arsitektur AVR RISC. Dengan mengeksekusi instruksi dalam satu (siklus) clock tunggal, ATmega8 memiliki kecepatan data rata-rata (throughputs) mendekati 1 MIPS per MHz, yang memungkinkan perancang sistem dapat mengoptimalkan konsumsi daya dan kecepatan pemrosesan.
1. Kinerja Tinggi, Low-power AVR® 8-bit Microcontroller
Seperti yang disebutkan Atmel dalam websitenya "The low-power Atmel 8-bit AVR RISC-based microcontroller... The device supports throughput of 16 MIPS at 16 MHz and operates between 2.7-5.5 volts".
2. Kemajuan Arsitektur RISC
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur Reduced Instruction Set (RISC) atau " set instruksi Komputasi yang disederhanakan".
3. Daya Tahan Tinggi dan Segmen Memori non-volatile.
Mikrokontroler AVR memiliki daya tahan data (retensi data) 20 tahun ketika suhu mencapai 85°C atau 100 tahun ketika suhu mencapai 25°C.
4. Fitur Perangkat
Mikrokontroler AVR memiliki fitur tambahan yang sangat membantu kita untuk melakukan penelitian yang lebih baik, seperti terdapat ADC, PWM dan Timer.
5. Fitur Spesial
Mikrokontroler ini memiliki fitur menarik yang patut dicoba seperti 5 mode Sleep, eksternal dan internal interupsi, dan kalibrasi
RC Oscillator internal.
6. Input Output dan Kemasan
ATmega8 mempunyai 23 jalur Program sehingga memungkinkan kita untuk mengontrol lebih banyak device/ perangkat, seperti Tombol/
switch, LED, buzzer dan LCD.
7. Tegangan yang Beroperasi dan Tingkat Kecepatan
ATmega8 memiliki operasi tegangan dari 2,7 Volt sampai 5,5 Volt. Ini sangat membantu kita untuk menghemat listrik. Kecepatan maksimal bisa mencapai 16 MHz (tanpa overclock).
8. Konsumsi daya ketika 4 Mhz, 3V, 25°C
ATmega8 membutuhkan arus yang sangat kecil dibanding komponen analog yang biasa kita pakai. Hal ini dibuktikan dengan konsumsi daya yang dibutuhkan ketika aktif saja hanya 3,6 mA, bahkan bisa mencapai 0,5 uA ketika power-down.
Kelebihan lainnya dari ATMega8 adalah :
Dapat di isi data (write) dan di hapus (eraser) sampai 10.000 kali (untuk flash) dan 100.000 kali untuk EEPROM
Memiliki daya tahan data (retensi data) 20 tahun ketika suhu mencapai 85°C atau 100 tahun ketika suhu mencapai program untuk Softwere Security.
(Winato, 2008) 2.2 Visual Basic
Visual Basic merupakan suatu bahasa pemograman yang dikembangkan dari bahasa pemograman BASIC (Beginners All-Purposes Symbolic Instruction Code). Perbedaan antara Visual Basic dan bahasa BASIC adalah pemograman BASIC disebut sebagai Interpreter. Sedangkan dalam Visual Basic dengan
lingkungan grafiknya, pemograman berorientasi obyek dan sudah merupakan compiler, Karena alasan inilah, banyak programmer baik yang sudah mahir maupun yang baru belajar bahasa pemograman lebih senang menggunakannya.
Kelebihan lain visual basic adalah kemampuan untuk mengkompilasi program dalam bentuk Native Code, yaitu optimasi pada saat prosesor
mengkompilasi dan menjalankan program tersebut. Keuntungan yang dapat dari Native Code adalah kecepatannya dalam mengakses program, dimana hal ini hanya dapat ditemui pada aplikasi-aplikasi yang di-kompilasi dengan bahasa pemograman C++
Dalam segi komunikasi, terdapat dua cara yang disediakan Visual Basic Komunikasi dapat dilakukan dengan menggunakan fitur langsung yang diberikan oleh Visual Basic (MSComm 6.0) dan juga dapat dilakukan dengan USUART ( menggunakan IC USUART)
Pada gambar 2.1 memberikan gambaran mengenai jendela Visual Basic 6.0 tampilan diatas akan ditemui ketika bekerja menggunakan Visual Basic 6.0. tampilan di atas akan ditemui ketika bekerja menggunakan Visual Basic 6.0. Ada beberapa pengertian dasar yang harus dimengerti ketika akan bekerja menggunakan Visual Basic, yaitu:
a. Control, yaitu objek yang akan digunakan dalam pemograman antar muka.
Kontrol yang digunakan adalah kontrol yang terdapat pada toolbox.
b. Event, adalah aksi yang diberikan pada suatu kontrol, misalnya click pada kontrol tombol
c. Methods, adalah metode yang digunakan sebelum suatu objek diberi aksi, misalnya hide visble load, dan seterusnya.
d. Procedure, adalah sekumpulan perintah, fungsi urut-urutan bagaimana suatu program dijalankan.
e. Properties, yaitu karakteristik yang melekat pada suatu objek. Misalnya karakteristik huruf, warna, bentuk, dan seterusnya.
Gambar 2.6 Jendela visual basic 6.0
tampilan jendela IDE di atas terdiri dari beberapa bagian penting antara lain Titlebar berisi Nama Project dan Nama Program, MenuBar berisi daftar menu dan perintah yang bisa digunakan dalam Visual Basic, kemudian Toolbar berisi perlengkapan dan fasilitas yang terdapat di Visual Basic, toolbox berisi tools-tools yang sering digunakan dalam membuat program dalam Visual Basic tools ini bisa ditambah atau dikurangi sesuai kebutuhan,project explorer adalah window yang berisi nama project nama-nama form dan digunakan untuk menambah dan mengurangi form,properties window digunakan untuk memodifikasi form atau objek yang aktif, form layout window digunakan untk mengatur tata letak form dalam monitor ketika program dijalankan. Dibawah ini kita akan membahas beberapa tools yang penting untuk diketahui :
2.2.1 Toolbox
Jendela Toolbox merupakan jendela control-control (object, komponent) yang nantinya diperlukan untuk diintegrasikan ke dalam aplikasi. Setiap control mewakili
fungsi masing-masing. Uraian singkat kegunaan dari control-control (object) yang ada pada IDE VB 6.0 ini, adalah:
Gambar 2.7Jendela Toolbox
1. Pionter : bukan kontrol melainkan penunjuk kontrol sehingga kita bisa memindahkan letak atau mengubah ukuran kontrol yang terpasang pada form.
2. Label : kontrol yang bisa digunakan untuk menampilkan text yang tidak bisa diubah oleh pemakai program.
3. Frame : untuk mengelompokkan beberapa kontrol, frame ini harus dipasang terlebih sebelum kontrol yang dilingkupinya.
4. Check box : untuk membuat kotak check yang mudah pemakaiannya bisa digunakan untuk pemilihan dua keadaan atau lebih.
5. Combo box : Sebagai tempat mengetikkan pilihan atau memilih suatu pilihan lewat Drop-Down-List.
6. Hscroll bar : untuk mengulung dengan jangka lebar dengan indikasi posisi pemilihan dalam posisi horisontal.
7. Timer : untuk menghitung waktu event dalam interval yang ditentukan.
8. Dir list box : untuk menampilkan direktori atau path.
9. Shape : untuk memasang kontrol yang mampu menghasilkan sarana agat pemakai dapat menggambar berbagai bentuk shape.
10. Image : untuk menampilakan gambar bitmap icon ataupun metafile.
11. OLE : untuk menghasilkan proses link dan embed objek antar aplikasi.
12. Picture box : untuk menampilkan gambar statis maupun aktif dari sumber lain.
13. Text box : Untuk menampilkan teks dan pemakai dapat berinteraksi dengannya.
14. Command: button untuk membuat sebuah tombol pelaksana perintah.
15. Option button : untuk pemilihan dua keadaan dari banyak pilihan, namun hanya satu pilihan saja yang bisa diaktifkan pada satu saat.
16. List box : digunakan untuk menampilkan daftar pilihan yang bisa digulung.
17. Vscroll bar : untuk mengulung dengan jangka lebar dengan indikasi posisi pemilihan dalam posisi vertikal.
18. Drive list box : untuk menampilkan drive list yang dimiliki komputer.
19. Filelist box : untukmenampilakan sebuah daftar file.
20. Line : untuk menggambar garis dengan berbagai varisinya.
21. Data : menyediakan sarana akses data dalam suatu database.
2.3. Relay
RELAYadalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor (saklar) yang tersusun. Kontaktor akan tertutup (On) atau terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar dimana pergerakan kontaktor (On/Off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik. Relay yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini menggunakan jenis elektromagnetik, yang bekerja dengan menginduksi koil guna menarik kontak pada kaki relay.Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen
Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang
bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil) 2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring
Tampilan fisik relay dapat dilihat pada Gambar 15, dan simbol relay dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 2.8Tampilan Fisik Relay
Jenis relay berdasarkan cara kerjanya :
1.Normaly Close: Kondisi awal kontaktor tertutup (On) dan akan terbuka (Off) jika relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay.
Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Close (NC).
2. Normaly Open: Kondisi awal kontaktor terbuka (Off) dan akan tertutup jika relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Open (NO).
3. Change-Over (CO) atau Double-Throw (DT): Relay jenis ini memiliki dua pasang terminal dengan dua kondisi yaitu Normaly Open (NO) dan Normaly Close (NC).
Gambar 2.9. Simbol Relay
(Sumber : http//en.wikipedia.org/wiki/Relay)
1. SPST (Single Pole Single Throw) : Relay ini memiliki empat terminal. Dua terminal kumparan (coil) dan dua terminal saklar (A dan B) yang dapat terhubung dan terputus.
2. SPDT (Single Pole Double Pole) : Relay ini memiliki lima terminal. Dua terminal kumparan (coil) dan tiga terminal saklar (A,B, dan C) yang dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat terminal A terputus dengan terminal pusat (C) maka terminal lain (B) terhubung dengan terminal C, demikian juga sebaliknya.
3. DPST (Double Pole Single Throw) : Relay ini mempunyai enam terminal. Dua terminal kumparan (coil), dan empat terminal merupakan dua pasang saklar yang dapat terhubung dan terputus (A1 dan B1 - A2 dan B2).
4. DPDT (Double pole Double Throw) : Relay ini mempunyai delapan terminal. Dua terminal kumparan (coil), enam terminal merupakan dua set saklar yang dapat terputus dan terhubung (A1,B1,C1 dan A2, B2, C2)
2.4 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (omega). Tipe resistor pada umumnya berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di sisi kiri dan kanan. Resistor yang berbentuk tabung terdapat lingkaran gelang kode warna untuk memudahkan membaca dan mengetahui besar resistansi resistor tanpa harus mengukur dengan alat ukur. Bentuk fisik dari resisitor dapat dilihat pada Gambar 18. Kode dari gelang warna resistor tersebut
adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association), kode gelang warna resistor dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 2.10. Kode Warna Resistor
Gambar 2.11. Bentuk Fisik Resistor
Pembacaan resistansi pada resistor berawal dari warna gelang paling depan yang berupa warna-warna pelangi menuju ke arah belakang, lalu gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak.
umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang warna (tidak termasuk gelang toleransi). Resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 warna gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya.
Resistor dengan gelang kuning, violet, merah dan emas. Gelang berwarna emas adalah gelang toleransi, dengan demikian urutan warna gelang resitor ini adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana ungu dan gelang ke tiga berwarna merah dimana gelang ketiga merupakan faktor pengalinya. Gelang ke empat dengan warna emas merupakan gelang toleransi. Gelang emas memiliki nilai toleransi sebesar 5%, hal ini dapat dilihat pada Gambar 17. Nilai resistansisnya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini.
Toleransi dari resistor sebesar 5% (yang biasanya memiliki tiga gelang selain gelang toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua.
Masih dari Gambar 17 dapat diketahui gelang warna kuning nilainya = 4 dan gelang warna violet nilainya = 7 Gelang pertama dan kedua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100, sehingga dapat diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7 K ohm dan toleransinya adalah sebesar 5%.
2.5 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Prinsip dasar dari kapasitor dapat dilihat pada Gambar 19. Bahan- bahan dielektrik yang biasanya dipakai antara lain udara vakum, keramik, dan gelas.
Plat metal pada kapasitor diberi tegangan listrik pada masing-masing ujungnya, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif akan terkumpul pada ujung metal kapasitor yang satu lagi.
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, hal ini dikarenakan pada masing-masing plat metal terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif dan muatan elektrik ini akan tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
Gambar 2.12. Prinsip Dasar Kapasitor (Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Kapasitor)
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Kapasitor yang digunakan dalam pembuatan pembatas energi listrik pada beban resistif ialah kapasitor berjenis kapasitor elektrolitik.
2.5.1 Kapasitor Elektrolitik
Kapasitor elektrolitik terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda (+) dan (-) di badannya. Kapasitor ini memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisasi sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.
Tantalum, alumunium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng adalah bahan metal yang permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida. Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisasi, seperti pada proses penyepuhan emas.
Elektrolisasi kapasitor dapat dilihat pada Gambar 20. Elektroda metal dicelup kedalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan elektrolit terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal.
Gambar 2.13. Elektrolisasi Kapasitor Elco
Plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan elektrolit (katoda) membentuk kapasitor, dalam hal ini lapisan-metal-oksida berperan sebagai bahan dielektrik.
Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor dengan ukuran kapasitas yang cukup besar Alasan ekonomis dan praktis sering digunakan sebagai penentuan bahan metal yang digunakan, pada umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah alumunium dan tantalum. Bahan yang paling banyak tersedia dengan harga yang murah adalah bahan aluminium. Bahan plat alumunium ini biasanya digulung secara radial yang bertujuan untuk memperoleh kapasitor dengan kapasitansi yang besar, seperti kapasitor dengan ukuran 100 μF, 470 μF, 1000 μF, 2200 μF serta 4700 μF, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan elektrolit pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga tantalum yang padat, disebut elektrolit padat sebenarnya bukan larutan elektrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu bahan manganese- dioksida. Kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil pada bentuk fisiknya. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor jenis ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil. Kapasitor jenis tantalum ini tergolong mahal harganya, karena memiliki beberapa keunggulan yang tidak dimiliki oleh kapasitor pada jenis lainnya.
2.6Flowchart
Dalam merancang sebuah program, pembuat menganggap sebuah program rancangannya sudah selesai jika program tersebut telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Program yang dirancang perlu ditelusuri lagi untuk keperluan pengembangan lebih lanjut dari cara kerja program rancangan tersebut. Sebuah program yang baik tidak hanya berjalan dengan baik saja namun program tersebut harus dapat ditelusuri kembali dengan mudah dan struktur program yang teratur, maka bila terjadi kesalahan fungsi program, programmer akan dengan mudah menemukan kesalahan tersebut dan kemudian dapat segera memperbaikinya.Flowchart merupakan gambar atau bagan yang memperlihatkan urutan dan hubungan antar proses beserta instruksinya.
Gambaran ini dinyatakan dengan simbol. Dengan demikian setiap simbol menggambarkan proses tertentu. Sedangkan hubungan antar proses digambarkan dengan garis penghubung.Flowchart ini merupakan langkah awal pembuatan program. Dengan adanya flowchart urutan poses kegiatan menjadi lebih jelas. Jika ada penambahan proses maka dapat dilakukan lebih mudah. Setelah flowchart selesai disusun, selanjutnya pemrogram (programmer) menerjemahkannya ke bentuk program dengan bahsa pemrograman.
Teknik rancang sebuah program dengan struktur yang baik biasanya diawali dengan pembuatan diagram alir (flowchart). Diagram alir digunakan untuk menggambarkan terlebih dahulu mengenai apa yang harus dikerjakan sebelum mulai merancang program. Simbol-simbol diagram alir ditunjukkan pada tabel 2.5
Tabel 2.5 Simbol-Simbol Diagram Alir
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBAHASAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Atmega 8
Driver Kipas
Driver Kipas
Relay
Relay
Kipas
Kipas
Stuck Kontak
Lampu USB to
TTL
Power Supply
PC
3.1.1 Fungsi Tiap Blok
1. Blok Power Supply : Berfungsi sebagai sumber tegangan
2. Blok USB to TTL : Berfugsi untuk menghubungkan dari alat ke PC 3. Blok Atmega 8 : Sebagai pusat kendali system
4. Blok Driver Kipas : Berfungsi untuk menggerakkan kipas 5. Blok Kipas : Objek yang diputar
6. Blok Relay : Sebagai saklar elektrik 7. Blok Stuck Kontak : Sebagai yang dikontrol 8. Blok Lampu : Sebagai yang dikontrol
9. Blok Personal Computer : Mengendalikan sistem secara keseluruhan
3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2 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.
3.3 Rangkaian Cok Kontak
Rangkaian sistem minimum cok kontak dapat diliuhat pada gmabar 3.3 di bawah ini:
Gambar 3.3 Rangkaian Cok Kontak
Stopkontak adalah sebuah alat pemutus ketika terjadi kontak antara arus positif, arus negatif dan grounding pada instalasi listrik. Dan yang lebih penting lagi ELCB bisa memutuskan arus listrik ketika terjadi kontak antara listrik dan tubuh manusia.
Cara Kerja Cok kontak Umumnya bila peralatan listrik bekerja normal maka total arus yang mengalir pada kawat “plus” dan “netral” adalah sama sehingga tidak ada perbedaan arus. Namun bila seseorang tersengat listrik, kawat “plus” akan mengalirkan arus tambahan melewati tubuh orang yang tersengat ke tanah.
Cara pemasangan cok kontak Secara prinsip pemasangan stop kontak sederhana, yakni dengan menyisipkan stop kontak antara peralatan listrik dengan sumber listrik. Kedua kawat baik “plus” maupun “netral” dilewatkan stop kontak sebelum mencapai titik yang dilindungi.
3.4 Rangkaian USB to TTL
Rangkaian sisrem minimum USB to TTL dapat dilihat pada gambar 3.4 dibawah ini :
Gambar 3.4 Rangkaian USB to TTL
USB to TTL adalah sebuah modul yang berfungsi untuk melakukan komunikasi serial UART ke USB dan sebaliknya. Modul ini berukuran kecil dan sangat mudah digunakan yang dapat dipakai pada 2 level tegangan TTL, yaitu 5V dan 3,3V. Pada Modul ini juga terdapat 2 buah VCC dengan tegangan 5V dan 3,3V yang dapat digunakan untuk mencatu rangkaian luar (jika diperlukan).
3.5 Rangkaian Lampu
Rangkaian Lampu dapat dilihat pada gambar 3.5 dibawah ini:
Gambar 3.5 Rangkaian Lampu
Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.Di zaman modern ini, Lampu Listrik telah menjadi salah satu alat listrik yang paling penting bagi kehidupan manusia. Dengan adanya lampu listrik, kita dapat melakukan berbagai kegiatan pada malam hari, memperindah Interior
maupun Eksterior rumah, penerang ruangan yang gelap
sebagai Indikator tanda-tanda bahaya. Sebelum ditemukan lampu listrik, manusia pada saat itu menggunakan lilin, lampu minyak dan api unggun sebagai alat penerang pada malam hari. Lampu LED adalah Lampu listrik yang menggunakan komponen elektronika LED sebagai sumber cahayanya. LED adalah Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan Tegangan maju. Lampu listrik jenis LED ini memiliki banyak kelebihan seperti lebih hemat energi, lebih tahan lama dan tidak mengandung bahan berbahaya (contohnya Merkuri). Namun Harga Lampu LED lebih mahal jika dibanding dengan Lampu Fluorescent dan Lampu Pijar sehingga penggunaannya masih sangat terbatas. Lampu LED memiliki daya tahan hingga 25.000 jam atau 2,5 kali lipat lebih tahan lama dari Lampu Fluorescent. Jika dibanding dengan Lampu Pijar, Lampu LED lebih tahan lama hingga 25 kali lipat daripada lampu pijar.
3.6 Rangkaian Power Supply
Rangkaian Power supply dapat dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini:
Gambar 3.6 Rangkaian power supply
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay.
3.7 Rangkaian Relay Ke Cok Kontak
Gambar 3.7 Rangkaian relay ke cok kontak Pengertian Relay dan Fungsinya
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Prinsip kerja relay :
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring
Sedangkan cokkontak adalah sebuah alat pemutus ketika terjadi kontak antara arus positif, arus negatif dan grounding pada instalasi listrik.Cara pemasangan cok kontak Secara prinsip pemasangan stop kontak sederhana, yakni dengan menyisipkan stop kontak antara peralatan listrik dengan sumber listrik. Kedua kawat baik “plus”
maupun “netral” dilewatkan stop kontak sebelum mencapai titik yang dilindungi
3.8 Rangkaian relay ke lampu
Gambar 3.8 rangkaian relay ke lampu
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan
Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang
dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.
Di zaman modern ini, Lampu Listrik telah menjadi salah satu alat listrik yang paling penting bagi kehidupan manusia. Dengan adanya lampu listrik, kita dapat melakukan berbagai kegiatan pada malam hari, memperindah Interior maupun Eksterior rumah, penerang ruangan yang gelap
3.9Desain Software Sederhana
Gambar 3.9 Desain Software Sederhana
3.10 Flowchart Sistem
Start
Iniisialisasi
Read Serial
IF serial =’A’
IF serial =’D’
IF serial =’C’
IF serial =’B’
IF serial =’a’
B
A Kipas =1
Kipas=0 Kontak=1 Lampu=1 Kipas=1
Ya
Tidak
Tidak Tidak Tidak Tidak
Ya Ya Ya Ya
A
If Serial ‘’b’
If Serial ‘2’
If Serial ‘d’
If Serial ‘c’
If Serial ‘0’
Kipas = 0
Semua Mati Semua Hidup
Kontak = 0 Lampu = 0
Selesai
B Ya
Tidak
Ya
Ya Ya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Tidak
Gambar 3.10 Flowchart
BAB 4
PENGUJIAN DAN HASIL
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler
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
Atmega8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
4.2. Pengujian Rangkaian Driver Relay
Untuk pengujian relay yaitu diberikan tegangan pada kaki basis di transistor, maka transistor BC547 akan aktif (satu rasi) . Hal ini menyebabkan kumparan pada relay dialiri arus listrik. Dengan demikian, kontak relay akan terhubung. Dioda berfungsi sebagai komponen pengaman transistor arus balik yang mungkin timbul
akibat dari aktifnya kumparan relay. maka transistor dalamkeadaan tidak aktif, untuk pengujian relay dengan program di bwah ini.
Program pengujian driver relay pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(A1, OUTPUT);
}
void loop(void) {
digitalWrite(9,HIGH);l1=1;
digitalWrite(10,HIGH);l2=1;
digitalWrite(11,HIGH);l3=1;
digitalWrite(12,HIGH);l4=1;
digitalWrite(A0,HIGH);l5=1;
delay(1000);
digitalWrite(9,LOW);l1=0;
digitalWrite(10,LOW);l2=0;
digitalWrite(11,LOW);l3=0;
digitalWrite(12,LOW);l4=0;
digitalWrite(A0,LOW);l5=0;
delay(1000);
}
Setelah program di download ke mikrokontroler, Relay Akan Mengalami Kondisi Terbuka Dan Tertutu Selama 1 Detik.
4.3 Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan +12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala- jala listrik yang digunakan tidak stabil.
4.4Pengujian USB to TTL
Untuk pengujaian USB to TTL yaitu dengan menghubungkan Rx mikrokontroler ke Tx USB to TTL dan Tx mikrokontroler ke Rx USB to TTL, untuk mengirim dan menerima data pada rangkaian ini di rangkain secara silang, karena Rx sebagai penerima dan Tx sebagai pengirim. Berikut adalah program pengujian usb to ttl
Program pengujian USB to TTL void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (Serial.available()){
data=Serial.read();
Serial.print(data);
Serial.print("tes Serial");
} }
Dan untuk menyeting data di computer menggunkaan software tera term.
Untuk menyeting software teraterm di sesuaikan dengan com yang di gunakan pada port usb to tll. Pada alat ini menggunakan COM1.
Gambar 4.2 Port USB to TTL
Setelah seting di atas klik ok. Maka pada terminal akan tampil “tes serial”. Setelah semua berhasil, dan usb to ttl dalam keadaan baik untuk di gunakan.
4.5 Pengujian Lampu
Pengujian rangkaian ini dirancang sebuah alat pengontrol lampu secara otomatis. Pengujian pada piranti dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat yang digunakan dapat bekerja secar maksimal atau tidak. Piranti yang dibuat
merupakan piranti otomatis, sehingga dapat bekerja secara otomatis tanpa pengawasan, dengan catatan tidak terjadi pemutusan aliran listrik ke piranti. Piranti ini bekerja satu siklus, terus-menerus. Apabila aliran listrik ke piranti putus, maka piranti tidak akan menyimpan data sebelumnya.
Program pengujian lampu
Int lampu=11;
void setup() {
pinMode(lampu, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(lampu, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(lampu, LOW);
delay(1000);
}
4.6 Pengujian Kipas
Pada pegujian kondisi kipas terdapat beberapa hal yang dapat dijadikan sebagai bahan analisa. Berikut hal yang dapat dianalisa pada pengujian kondisi kipas : 1. Kipas tidak menyala. Bila hal ini terjadi, maka langkah-langkah yang harus
dikerjakan adalah :
2. Pastikan terlebih dahulu bahwa kabel sudah terpasang dengan benar dan terkoneksi dengan alat aeroponik.
3. Periksa apakah modul relay yang digunakan untuk mengaktifkan kondisi kipas sudah bekerja dengan baik. Jika sudah bekerja dengan baik maka periksa kabel penghubung dari catu daya dan periksa rangkaian catu daya.
4. Kipas menyala secara terus menerus dan tidak sesuai dengan kondisi yang diberikan pada Program.
Program pengujian kipas Int kipas=9;
void setup() {
pinMode(kipas, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(kipas, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(kipas, LOW);
delay(1000);
}
4.7Pengujian Cok Kontak
Pada pegujian kondisi cok kontak dapat beberapa hal yang dapat dijadikan
sebagai bahan analisa. Berikut hal yang dapat dianalisa pada pengujian kondisi cok : 1. Pastikan terlebih dahulu bahwa kabel sudah terpasang dengan benar dan
terkoneksi dengan alat aeroponik.
2. Periksa apakah modul relay yang digunakan untuk mengaktifkan kondisi cok kontak sudah bekerja dengan baik. Jika sudah bekerja dengan baik maka periksa kabel penghubung dari catu daya dan periksa rangkaian catu daya.
Program pengujian cok Int cok=12;
void setup() {
pinMode(cok, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(cok, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(cok, LOW);
delay(1000);
}
4.8 PROGRAM LENGKAP ARDUINO int kipas=9;
int kulkas=10;
int lampu=11;
int kontak=12;
void setup() {
pinMode(kipas,OUTPUT);
pinMode(kulkas,OUTPUT);
pinMode(lampu,OUTPUT);
pinMode(kontak,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (Serial.available()){
char data=Serial.read();
if (data=='A'){digitalWrite(kipas,HIGH);}
if (data=='a'){digitalWrite(kipas,LOW);}
if (data=='B'){digitalWrite(kulkas,HIGH);}
if (data=='b'){digitalWrite(kulkas,LOW);}
if (data=='C'){digitalWrite(lampu,HIGH);}
if (data=='c'){digitalWrite(lampu,LOW);}
if (data=='D'){digitalWrite(kontak,HIGH);}
if (data=='d'){digitalWrite(kontak,LOW);}
if (data=='Z'){
digitalWrite(kontak,HIGH);
digitalWrite(lampu,HIGH);
digitalWrite(kulkas,HIGH);
digitalWrite(kipas,HIGH);
}
if (data=='0'){
digitalWrite(kontak,LOW);
digitalWrite(lampu,LOW);
digitalWrite(kulkas,LOW);
digitalWrite(kipas,LOW);
} } }
4.9 PROGRAM LENGKAP VISUAL STUDIO (VISUAL BASIC) ImportsSystem.IO.Ports
PublicClassForm1
PrivateSub Label1_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handles Label1.Click EndSub
PrivateSub Button10_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handleson_all.Click SP.Write("Z")
EndSub
PrivateSub Form1_Load(sender AsObject, e AsEventArgs) HandlesMyBase.Load CallSetting_port()
EndSub
PrivateSubSetting_port() cb_port.Items.Clear()
Dim ports AsString() = SerialPort.GetPortNames()
cb_port.Items.AddRange(ports) DimbrAsString() = {"9600"}
cb_baudrate.Items.AddRange(br) EndSub
PrivateSub Button9_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handlesbtn_connect.Click
Ifbtn_connect.Text = "Connect"Then Try
SP.PortName = cb_port.Text SP.BaudRate = cb_baudrate.Text SP.Open()
btn_connect.Text = "Disconnect"
MessageBox.Show("Connecting Success", "Info", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information)
Timer1.Enabled = True Catch ex AsException
MessageBox.Show("Connecting Not Success", "Info", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error)
EndTry Else
btn_connect.Text = "Connect"
EndIf EndSub
PrivateSubkipas_on_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handleskipas_on.Click SP.Write("A")
EndSub
PrivateSub kipas2_on_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handles kipas2_on.Click
SP.Write("B") EndSub
PrivateSublampu_on_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handleslampu_on.Click
SP.Write("C") EndSub
PrivateSubcok_on_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handlescok_on.Click SP.Write("D")
EndSub
PrivateSubkipas_off_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handleskipas_off.Click
SP.Write("a") EndSub
PrivateSub kipas2_off_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handles kipas2_off.Click
SP.Write("b") EndSub
PrivateSublampu_off_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handleslampu_off.Click
SP.Write("c") EndSub
PrivateSubcok_off_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handlescok_off.Click SP.Write("d")
EndSub
PrivateSuboff_all_Click(sender AsObject, e AsEventArgs) Handlesoff_all.Click SP.Write("0")
EndSub EndClass
4.10 Program Lengkap int kipas=9;
int kulkas=10;
int lampu=11;
int kontak=12;
void setup() {
pinMode(kipas,OUTPUT);
pinMode(kulkas,OUTPUT);
pinMode(lampu,OUTPUT);
pinMode(kontak,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
if (Serial.available()){
char data=Serial.read();
