BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Di jaman
modern ini semua kegiatan manusia dibuat serba praktis dengan adanya teknik
otomatisasi. Otomatisasi adalah sebuah teknik yang bekerja secara otomatis
berdasarkan respon tanpa adanya campur tangan manusia. Hal-hal yang sulit
dikerjakan dan berbahaya pun dapat digantikan oleh teknik otomatisasi ini. Salah
satu dari contoh teknik ini adalah Automatic Roof.
Automatic
Roof adalah sebuah sistem yang mengatur buka dan tutup atap rumah sesuai
kondisi cuaca. Salah satu contoh keuntungan dari alat ini adalah kita dapat
menjemur pakaian dengan santai tanpa perlu khawatir pakaian kita akan
kehujanan, karena atap akan menutup secara otomatis saat terjadi hujan.
1.2 Pembatasan
Masalah
Automatic Roof merupakan
alat yang bekerja berdasarkan kondisi cahaya dan kondisi hujan. Oleh karena itu
pembahasan tentang Automatic Roof disini hanya berkisar antara penggunaan
sensor LDR dan sensor air, serta respon dari alat ini berupa Motor DC yang
menggerakan atap dan tampilan kondisi cuaca di LCD Display.
1.3 Tujuan
Penulisan
Tujuan penulisan makalah
ini adalah menjelaskan tentang cara pembuatan alat & teknik otomatisasi
dari alat Automatic Roof yang menggunakan sensor LDR dan sensor air,
berdasarkan pemrograman yang ditanamkan dalam mikrokontrolernya.
1.4 Metode
Penulisan
Beberapa metode yang digunakan dalam
penulisan makalah ini adalah:
1)
Studi Riset
Merancang pembuatan alat dengan menggambar
rangkaian, membuat program dalam bahasa C untuk dikonfigurasikan ke dalam
mikrokontroler ATMEGA8535, serta memasang komponen yang dibutuhkan dan selanjutnya
akan diimplementasikan ke dalam alat berupa Automatic Roof.
2)
Studi Pustaka
Mendapatkan bahan penulisan tentang
komponen-komponen yang akan digunakan untuk membuat Automatic Roof melalui buku
atau situs-situs yang ada hubungannya dengan penulisan ilmiah ini.
3)
Wawancara atau Konsultasi
Mengadakan pertanyaan – pertanyaan kepada pengurus laboratorium dan staf
- stafnya untuk mendapatkan informasi yang kami butuhkan, semisal, cara
pembuatan jalur elektronik pada sebuah PCB, komponen yang seperti apa yang
diperlukan, serta cara pembuatan program Automatic Roof.
1.5 Sistematika
Penulisan
Pada bagian ini kami akan
mengemukakan tentang pokok-pokok uraian tugas penulisan makalah ini agar lebih
mudah dipahami dan juga sebagai dasar pembahaan selanjutnya. Dalam penulisan
ini kami menyajikan sistematika penulisan dengan kronologis sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini menjelaskan
tentang latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metode
penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tentang komponen-komponen yang digunakan, konfigurasi
yang digunakan, dan juga teori-teori yang digunakan dalam pembuatan Automatic
Roof ini.
BAB III Perancangan Sistem
Bab ini
membahas mengenai perancangan sistem otomatisasi alat Auotomatic Roof yang
terdiri dari analisa rangkaian secara diagram blok, analisa rangkaian secara
detail dan analisa logika pemrograman.
BAB IV Cara Kerja Alat
Bab ini
membahas tentang bagaimana alat Automatic Roof bekerja.
BAB V Penutup
Berisi tentang
kesimpulan-kesimpulan dari penjelasan alat yang dibuat dan saran –saran
pembuatan alat yang dibuat.
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan diberikan penjelasan
mengenai komponen-komponen yang digunakan untuk membuat alat Automatic Roof ini.
Secara umum,
alat ini terdiri dari Mikrokontroler, IC Driver, Motor DC dan sensor. Berikut
ini akan diuraikan komponen-komponen yang mendukung alat Automatic Roof, antara lain:
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler, secara harfiah berarti
pengendali yang berukuran mikro. Mikrokontroler memiliki beberapa kesamaan
dengan mikroprosesor. Perbedaannya yaitu mikrokontroler memiliki banyak
komponen yang terintegrasi di dalamnya, misalnya timer/counter, sedangkan pada mikroprosesor, komponen tersebut
tidak terintegrasi. Mikroprosesor umumnya terdapat pada komputer dimana tugas
dari mikroprosesor adalah untuk memproses berbagai macam data input maupun
output dari berbagai sumber. Mikrokontroler lebih sesuai untuk tugas-tugas yang
lebih spesifik.
Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian
dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih
kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler
dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan
menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang
dikerjakan.
Gambar 2.1
Alur kerja mikrokontroler
Mikrokontroler
merupakan sebuah sistem computer yang seluruh atau sebagian besar elemennya
dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip
microcomputer. Lebih lanjut mikrokontroler merupakan sistem computer yang
memiliki satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan PC yang
memiliki beragam fungsi. Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang
sangat berbeda antara computer dengan mikrokontroler. Dalam mikrokontroler, ROM
jauh lebih besar dibandingkan RAM, sedangkan dalam computer atau PC RAM jauh
lebih besar dibanding ROM. Mikrokontroler
dapat disebut sebagai “one chip solution” karena terdiri dari :
a. CPU
(central processing unit) ialah bagian yang paling penting dari suatu
mikroprosesor, ia melakukan pemrosesan data.
b. RAM
(Random Access Memory) digunakan untuk menyimpan data sementara.
c. EPROM/PROM/ROM
(Erasable Programmable Read Only Memory) digunakan untuk menyimpan program
yang bersifat permanent .
d. I/O
(input/output) - serial and parallel Unit ini berfungsi agar
mikrokontroler dapat berkomunikasi dalam format serial atau paralel, sehingga
dapat berkomunikasi dengan mudah dengan PC dan devais standar digital
lainnya.
e. Timer
berguna untuk mengatur
pewaktuan pada system berbasis mikrokontroler, misal untuk delay atau
pencacah.
f.
Interrupt
controller berfungsi
menangani suatu request pada saat mikrokontroler sedang running.
2.1.1 Jenis – Jenis
Mikrokontroler
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Prosessor)
merupakan salah satu perkembangan produk mikroelektronika dari vendor Atmel.
AVR merupakan teknologi yang memiliki kemampuan baik dengan biaya ekonomis yang
cukup minimal.
Secara umum AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu
keluarga ATiny, keluarga AT90Sxx, Keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya
yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya.
Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir
sama. Pada rangkain ini penulis menggunakan mikrokontroler ATMega8535.
2.1.2 Mikrokontroler AVR ATMEGA8535
Mikrokontroler AVR memiliki
arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan
sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan
instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena
kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR
berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan MCS 51
berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing).
2.1.2.1 Arsitektur ATMega 8353
Gambar 2.2 Pin mikrokontroler
ATMega8535
Dari gambar 2.2 dapat dilihat bahwa
ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut:
1)
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, Port
B, Port C, dan Port D.
2) ADC
10 bit sebanyak 8 saluran.
3) Tiga
buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4) CPU
yang terdiri atas 32 buah register.
5) Watchdog
Timer dengan Osilator Internal.
6) SRAM
sebanyak 512 byte.
7) Memori
Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8) Unit
Interupsi internal dan eksternal.
9) Port
antarmuka SPI.
10) EEPROM
sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11) Antarmuka
komparator analog.
12) Port
USART untuk komunikasi serial.
2.1.2.2 Fitur ATMega8535
Kapabilitas
detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1)
Sistem mikroprosessor 8 bit berbasis RISC dengan
kecepatan maksimal 16 MHz.
2)
Kapabilitas memori Flash 8 KB, SRAM sebesar 512
byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar
512 byte.
3)
ADC Internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8
saluran.
4)
Portal komunikasi serial (USART) dengan
kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5)
Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan
daya listrik.
Gambar 2.3 Blok diagram fungsional
ATMega8535
2.1.2.3 Konfigurasi Pin ATMEGA8535
Konfigurasi pin ATMega8535
bisa dilihat pada gambar 2.2. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara
fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut:
1) VCC
merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2) GND
merupakan pin ground.
3) Port
A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4) Port
B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5) Port
C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI,
komparator analog, dan Timer Oscilator.
6) Port
D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator
analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7) RESET
merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler.
8) XTAL1
dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9) AVCC
merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10) AREF
merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.1.2.4 Peta Memori ATMEGA8535
AVR ATMega8535 memiliki
ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data
terbagi menjadi 3 buah bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register
I/O, dan 512 byte SRAM Internal.
Register keperluan umum
menempuh space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu,
register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler
menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register
tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi
terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,
timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat memori berikutnya
digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi
memori data dapat ditunjukkan pada gambar 2.4 dibawah ini.
Gambar 2.4
Konfigurasi Memori Data AVR ATMega8535
Memori program yang terletak
dalam flash PEROM tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi
memiliki lebar 16-bit atau 32 bit. AVR ATMega8535 memiliki 4Kbyte x 16-bit
Flash PEROM dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki
12-bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash. Gambar 2.5
merupakan konfigurasi memori program dari AVR ATMega8535.
Gambar 2.5
Memori program AVR ATMega8535
Selain itu, AVR ATMega8535
juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM
dimulai dari $000 sampai $1FF.
2.1.2.5 Status Register (SREG)
Status Register adalah
register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan
ketika suatu instruksi dieksekusi. Gambar 2.6 merupakan gambar konfigurasi dari
status register ATMega8535.
Gambar 2.6 Status Register ATMega8535
1) Bit
7-I: Global Interrupt Enable
Bit harus diset untuk mengaktifkan interupsi.
Setelah itu, anda dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan anda gunakan
dengan cara meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu.
Bit akan di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh Hardware,
dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali
oleh instruksi RETI.
2) Bit
6-T: Bit Copy Storage
Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T
sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register
GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit-T
dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi
BLD.
3) Bit
5-H: Half Carry Flag
4) Bit
4-S: Sign Bit
Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara
flag-N (Negatif) dan flag V (Komplemen dua overflow).
5) Bit
3-V: Two’s Complement Overflow Flag
Bit ini berguna untuk mendukung operasi
aritmatika.
6) Bit
2-N: Negative Flag
Apabila operasi menghasilkan bilangan
negatif, maka flag-N akan diset.
7) Bit
I-Z: Zero Flag
Bit akan diset bila hasil operasi yang
diperoleh adalah nol.
8) Bit
0-C: Carry Flag
Apabila suatu operasi menghasilkan carry,
maka bit akan diset.
2.1.2.6 Input / Output Port
Port I/O mikrokontroler
ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input ataupun output dengan keluaran high
atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output. Perlu
dilakukan setting pada DDR dan port. Tabel 2.1 merupakan tabel pengaturan port
I/O:
Tabel 2.1 Konfigurasi Setting untuk
Port I/O
Dari tabel diatas, menyetting input/output
adalah:
1) Input;
DDR bit 0 dan port bit 1
2)
Output High; DDR bit 1 dan Port bit 1
3)
Output Low; DDR bit 1 dan Port bit 0
Logika Port I/O dapat
diubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah
keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk
menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk menghasilkan
output high. Pengubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang
menggunakan register Bantu. Port I/O sebagai output hanya memberikan arus
sourching sebesar 20 mA.
2.1.2.7 Pemrograman pada AVR ATMEGA 8535
Untuk melakukan pemrograman dalam mikrokontroler AVR,
Atmel telah menyediakan software khusus yang dapat diunduh dari website resmi
Atmel. Software tersebut adalah AVRStudio. Software ini menggunakan bahasa
assembly sebagai bahasa perantaranya. Selain AVRStudio, ada beberapa software
pihak ketiga yang dapat digunakan untuk membuat program pada AVR. Software dari
pihak ketiga ini menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti bahasa
C, Java, atau Basic. Untuk melakukan pemindahan dari komputer ke dalam chip,
dapat digunakan beberapa cara seperti menggunakan kabel JTAG atau menggunakan
STK buatan ATMEL.
Bahasa C dikembangkan pertama kali pada laboratorium Bell
(USA) sekitar tahun 1972 oleh Dennis Ritchie pada komputer DEC PDP-11 dengan
sistem operasi UNIX. Beberapa versi C mulai dikembangkan oleh beberapa pakar
untuk dijalankan pada sistem operasi selain UNIX, seperti PC-DOS dan MS-DOS.
Untuk melaksanakan pembakuan (standardisasi) terhadap bahasa C, ANSI (American
National Standards Institute) membentuk team untuk membuat bahasa C standard
ANSI, yang dimulai tahun 1983. Standard ANSI inilah yang selanjutnya digunakan
sebagai acuan dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini.
2.2 Komponen-komponen
Dasar Automatic Roof
2.2.1 Resistor
Resistor merupakan sebuah kemponen elektronika yang
termasuk komponen pasif yang mempunyai sifat menghambat arus listrik. Dalam
sebuah rangkaian elektronika, resister berfungsi sebagai :
1.
Sebagai pembagi arus
2.
Sebagai pembagi tegangan
3.
Sebagai penurun tegangan
4.
Sebagai penghambat aliran arus listrik
dan lain-lain.
Satuan nilai dari
resistor adalah ohm, biasa disimbolkan Ω. Besarnya nilai hambatan pada resistor
biasanya disebut dengan resistansi
Berdasarkan
jenisnya resistor dibagi menjadi dua jenis yaitu : Resistor Tetap
dan Resistor Variabel.
 |
|||
 |
|||
Resistor tetap
 |
Contoh
gambar resistor
Resistor tidak
tetap
Gambar 2.7 Resistor
Tabel 2.2 Tabel kode warna resistor
Warna
|
Gelang Ke-
|
||
1,2,3
|
4
|
5
|
|
Hitam
|
0
|
X 1
|
-
|
Coklat
|
1
|
X 10
|
1 %
|
Merah
|
2
|
X 100
|
2 %
|
Jingga
|
3
|
X 1000
|
-
|
Kuning
|
4
|
X 10000
|
-
|
Hijau
|
5
|
X 100000
|
-
|
Biru
|
6
|
X 1000000
|
-
|
Ungu
|
7
|
X 10000000
|
-
|
Abu-abu
|
8
|
X 100000000
|
-
|
Putih
|
9
|
X 1000000000
|
-
|
Emas
|
-
|
X 0.1
|
5 %
|
Perak
|
-
|
X 0.001
|
10 %
|
Tak
berwarna
|
-
|
-
|
20 %
|
2.2.2 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang mampu menyimpan
arus dan tegangan listrik untuk sementara waktu. Seperti juga halnya resistor,
kapasitor termasuk salah satu komponen pasif yang banyak digunakan dalam
membuat suatu rangkaian.
Fungsi kapasitor
Pemasangan
kapasitor pada suatu rangkaian mempunyai maksud dan tujuan di antaranya :
1.
Sebagai penghubung (coupling) yang
menghubungkan masing-masing bagian dalam suatu rangkaian.
2.
Memisahkan arus bolak-balik dari arus
searah.
3.
Sebagai filter yang dipakai pada
rangkaian catu daya.
Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi
dua yaitu;
1)
kapasitor tetap
2)
kapasitor variabel
Kapasitor tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai
kapasitas tetap. Kapasitor tetap memiliki dua jenis yaitu bentuk polar dan
nonpolar. Perbedaan antara bentuk polar dan nonpolar adalah Kapasitor polar
memiliki dua buah kaki yang berbeda jenis yaitu positif dan negative. Kapasitor
tetap bentuk nonpolar adalah kapasitor yang memiliki dua buah kaki yang sejenis
atau dengan kata lain tidak memiliki kutub positif ataupun kutub negative.
 |
|||
 |
|||
a. symbol
kapasistor polar b.
Simbol kapasitor Nonpolar
Gambar
2.8 Simbol kapasitor polar dan non polar
Gambar 2.9 Kapasitor
2.2.3 XTAL
AVR ATMEGA 8535 memiliki
osilator internal yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Untuk menggunakan
osilator internal, diperlukan sebuah kristal atau resonator keramik antara pin
XTAL 1 dan XTAL2 (pin 18 dan 19) yang akan dipasangkan dengan kapasitor yang dihubungkan
ke ground.
Gambar 2.10 Simbol Kristal
Untuk
jangkauan frekuensi operasi mikrokontroller ini adalah antara 6Mhz sampai
dengan 24Mhz. Sedangkan untuk pasangan kapasitornya dapat digunakan kapasitor
keramik yang bernilai antara 27 pF sampai dengan 33 pF.
2.2.4 Sensor Air
Sensor adalah suatu alat atau rangkaian alat yang dipakai
untuk merubah suatu besaran tertentu menjadi besaran lai dengan cara “merasakan
/ mendeteksi” dalam bahasa inggris disebut to sense. Artinya jika pada
suatu ketika ada sesuatu atau benda yang lewat pada jangkauannya (terukur) maka
sensor akan mersakan / mendeteksi sesuatu tersebut tanpa harus mengetahui benda
apa yang melewatinya. Kemudian setelah dia merasakan atau mendeteksi maka
hasilnya dikirim ke rangkaian selanjutnya untuk dijadikan suatu referensi
masukan pada rangkaian tersebut. Secara umum system kerja sensor mirip dengan
kerjanya suatu switch ada kondisi NO, NC dan Common.
Rangkaian sensor air merupakan jalur pcb yang dirangkai
sangat berdekatan, namun tidak terhubung, dan dilapisi timah agar tembaga jalur
pcb tersebut tidak terkorosi oleh air hujan nantinya. Ketika air hujan menggenangi
jalur timah yang berdekatan tersebut, maka jalur tersebut menjadi terhubung
satu sama lain dikarenakan sifat air sebagai konduktor yang baik.
2.2.5 Light Dependent Resistor (LDR)
Light Dependent Resistor
atau disebut LDR adalah sejenis resistor yang tidak linear dan pada umumnya
dipergunakan pada rangkaian yan berhubungan dengan saklar. LDR akan memiliki
nilai resistansi yang cukup besar apabila permukaannya tidak terkena cahaya,
dan bila permukaannya terkena cahaya maka resistansinya akan kecil. Dari karakteristik, LDR dapat juga disebut
sebagai sensor cahaya. Dalam elektronika LDR dapt digolongkan sebagai
tranduser. Dimana tranduser adalah komponen atau alat yang dapat mengubah
besaran fisis non elektris menjadi besaran fisis elektris.
 |
Gambar 2.11
Bentuk dan simbol LDR (Light Dependent Resistor)
2.2.6 Switch
Switch atau saklar adalah suatu komponen
elektronika yang digunakan sebagai penghubung dan pemutus tegangan . Switch
yang di gunakan pada rangkaian ini adalah switch push on. Pada switch push on apabila tombol ditekan maka
titik A dan titik B akan terhubung.
Gambar 2.12 Bentuk switch
2.2.7 Trimpot
Trimpot termasuk resistor tidak tetap,yaitu resistor yang
nilai hambatannya dapat diubah-ubah atau tidak tetap.caranya dengan memutar porosnya
menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat
dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut. Pada alat ini
trimpot berfungsi sebagai pengatur kesensitifan sensor dan menyebabkan arus
dapat mengalir dari sumber tegangan Vcc 5Volt ke trimpot, dan sebaliknya
pada saat output mikrokontroler ‘high’ atau +5 V, maka saklar
tidak aktif dan menyebabkan arus tidak dapat mengalir dari sumber tegangan Vcc
5V.
Gambar 2.13 Bentuk dan simbol trimpot
2.2.8 Motor DC
Motor DC adalah motor yang memerlukan suplai tegangan
searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik.
Motor DC terdapat dalam berbagai ukuran dan kekuatan, masingmasing didisain
untuk keperluan yang berbeda-beda namun secara umum memiliki berfungsi dasar
yang sama yaitu mengubah energi elektrik menjadi energi mekanik. Sebuah motor
DC sederhana dibangun dengan menempatkan kawat yang dialiri arus di dalam medan
magnet.kawat yang membentuk loop ditempatkan sedemikian rupa diantara dua buah
magnet permanen.Bila arus mengalir pada kawat, arus akan menghasilkan medan magnet
sendiri yang arahnya berubah-ubah terhadap arah medan magnet permanen sehingga
menimbulkan putaran.
Gambar 2.14 Bentuk Motor DC
2.2.9 IC L293D
IC L293D ini membutuhkan tegangan kerja sebesar 5 Volt
dengan arus maksimal kurang lebih 1A. Dalam rangkaian ini kita menggunakan dua
buah motor DC +12V untuk menggerakkan atap kiri dan atap kanan. Tetapi kita
menemukan fakta bahwa kecepatan putar motor tersebut cukup tinggi. Maka disini
kita membutuhkan gear-gear yang didesain khusus untuk dapat memperlambat
kecepatan perputaran motor tersebut atau kita dapat mengakali mekanika dari
desain atap tersebut.
Gambar 2.15 Gambar & Skematic
L293D
Gambar 2.16 Blok Diagram L293D
Gambar 2.17
Skematik Input dan Output L293D
2.2.10 IC LM 339
IC LM 339 merupakan
sebuah IC yang berisi 4 buah rangkaian comparator. Pada proyek ini LM 339
digunakan pada rangkain sensor, dan hanya memakai 2 rangkaian comparator,
dengan input pada pin 4-7 dan outputnya pada pin 1 dan 2.
Gambar 2.18 Konfigurasi pin LM339
Satu buah komparator
terdiri dari 2 input, yaitu Vin (input masukan dari sensor) dan Vref (tegangan
referensi). Pada dasarnya, jika tegangan Vin lebih besar dari Vref, maka Vo
akan mengeluarkan logika 1 yang berarti 5 Volt atau setara dengan Vcc.
Sebaliknya, jika tegangan Vin lebih kecil dari Vref, maka output Vo akan
mengeluarkan logika 0 yang berarti 0 Volt.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Dalam pembuatan sebuah alat elektronika yang berbasis mikrokontroler, ada
2 hal penting yang harus diperhatikan yaitu cara kerja alat tersebut dari tahap
input hingga output, dan juga bentuk pemrograman yang ditanamkan. Seperti
halnya pada alat Automatic Roof ini.
Analisa tentang bagaimana rangkaian Automatic Roof bekerja mulai dari
input hingga output, penjelasan secara detailnya, dan juga logika
pemrogramannya akan dijelaskan sebagai berikut.
3.1
Analisa
Rangkaian secara Blok Diagram
Berikut
ini adalah penjelasan mengenai rangkaian Automatic Roof berdasarkan blok
diagram:
Gambar 3.1 Blok diagram rangkaian Automatic Roof
3.1.1
Input
Input disini berupa sumber tegangan untuk mengaktifkan seluruh komponen
elektronika Automatic Roof. Sumber tegangan Automatic Roof terbagi dua yaitu
tegangan 5 V dan 12 V. Sumber tegangan 5 V ini digunakan untuk mengaktifkan switch1,
switch2,
sensor
LDR, sensor air, IC LM339, VCC1 IC L293, IC mikrokontroler ATMEGA8535, dan
Reset ATMEGA8535, Sedangkan sumber tegangan 12 V digunakan sebagai masukan VCC2
IC L293.
3.1.2
Sensor
Di blok sensor ini terdapat sensor air dan sensor cahaya (LDR). Kedua
sensor ini berfungsi sebagai sumber inputan logika untuk ATMEGA8535. Pada
sensor cahaya, Jika LDR menerima cahaya maka LDR akan menghasilkan logika HIGH
untuk inputan ATMEGA8535, dan logika LOW jika LDR tidak menerima cahaya.
Pada sensor air, jika sensor air terkena air, maka sensor air akan
menghasilkan logika LOW untuk inputan ATMEGA8535, dan logika HIGH jika sensor
tidak terkena air.
3.1.3
Mikrokontroler
Mikrokontroler ATMEGA8535 disini berfungsi sebagai kontrol pusat dari
seluruh kegiatan Automatic Roof. Seluruh inputan logika yang masuk ke
ATMEGA8535, diproses, dan kemudian ditentukan output yang tepat berdasarkan
pemrograman yang ditanamkan dalam mikrokontroler ATMEGA8535 ini.
3.1.4
Output
Output atau keluaran dari alat Automatic Roof ini berupa pergerakan motor
DC untuk membuka / menutup atap, dan pemberitahuan kondisi cuaca lewat LCD
display.
3.2
Analisa
Rangkaian secara Blok Detail
Berikut ini adalah penjelasan
mengenai cara kerja alat Automatic Roof secara detail dan bertahap mulai dari
input sumber tegangan sampai output berupa perputaran Motor DC dan tampilan di
LCD display.
Gambar 3.2 Blok detail rangkaian
Automatic Roof
Penjelasan mengenai cara kerja
Automatic Roof (berdasarkan pada gambar 3.2) terbagi menjadi beberapa tahap,
yaitu:
1) Tahap pertama, yaitu mengalirkan sumber tegangan ke
Switch1, Switch2, VCC1 & VCC2 L293, LCD Display, LM339, LDR, Sensor Air,
Trimpot, VCC, AVCC, & RESET ATMEGA8535.
2) Tahap kedua, yaitu membangkitkan clock ATMEGA8535 melalui XTAL1 dan XTAL2 agar
ATMEGA8535 dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori, dimana tingginya
nilai kristal dapat mempercepat proses eksekusi.
3) Tahap ketiga, yaitu menentukan input logika untuk
ATMEGA8535. Pada IC LM339, respon sensor LDR dijadikan sebagai input (-) IC
LM339, dan arus listrik yang melalui trimpot dijadikan sebagai input (+) IC LM339.
Kedua input ini akan diproses dan dibandingkan oleh LM339 untuk menghasilkan
output yang dijadikan sebagai input logika ATMEGA8535 di PORTA.0. Sedangkan sensor
air dijadikan dijadikan sebagai input logika ATMEGA8535 di PORTA.1.
4) Tahap keempat, yaitu memproses 2 input logika ATMEGA8535
untuk menentukan output yang tepat sesuai dengan pemrograman Automatic Roof.
Berikut ini adalah tabel mengenai input dan output Automatic Roof.
5) Tahap kelima, yaitu menentukan output ATMEGA8535. Output
di PORT C ATMEGA8535 digunakan sebagai input LCD display. Sedangkan, output di PORT
B ATMEGA8535 digunakan sebagai input L293 untuk menggerakan Motor DC 12V. IC
L293 ini berfungsi sebagai penguat tegangan yang masuk ke IC L293, sehingga
tegangan +5V dapat memutar Motor DC 12V dengan menambahkan tegangan +12V yang
masuk ke IC L293.
6) Tahap Keenam, yaitu menghentikan pergerakan Motor DC jika
pergerakan atap mencapai batasnya dengan cara memberikan logika input ke
ATMEGA8535 saat atap menyentuh Switch tertentu. Untuk menghentikan pergerakan
menutup atap, maka Switch yang digunakan adalah Switch1, dan Switch2 untuk
menghentikan pergerakan membuka atap.
3.3
Analisa
Logika Pemrograman
Pemrograman
memiliki peranan penting dalam menjalankan sistem input dan juga output dari
alat yang berbasis mikrokontroler ini. Begitu juga dengan Automatic Roof ini yang
diprogram menggunakan bahasa pemrograman C. Berikut ini adalah diagram flowchart
rancangan pemrograman Automatic Roof beserta penjelasannya.
3.3.1 Rancangan Pemrograman dan Penjelasannya
Gambar 3.3 Gambar Flowchart1 rangkaian Automatic Roof
Gambar 3.4 Gambar Flowchart2 rangkaian Automatic Roof
Berikut ini adalah penjelasan
tentang Flowchart program Automatic Roof ini:
1)
Langkah
pertama adalah tentukan
apakah sumber tegangan DC aktif (Power ON) atau tidak. Jika aktif, lanjutkan ke
langkah berikutnya, dan jika tidak, akhiri program.
2)
Langkah
Kedua adalah menentukan apakah
cahaya matahari terang dan kondisi cuaca cerah. Jika 2 kondisi
tersebut terpenuhi, maka buka atap rumah, tampilkan “TERANG CERAH” pada LCD display,
dan kembali ke Langkah Pertama. Jika 2 kondisi tersebut tidak terpenuhi,
loncat ke Langkah Ketiga.
3)
Langkah
Ketiga adalah menentukan
apakah cahaya matahari terang dan kondisi cuaca hujan. Jika 2
kondisi tersebut terpenuhi, maka tutup atap rumah, tampilkan “TERANG HUJAN”
pada LCD display, dan kembali ke Langkah Pertama. Jika 2 kondisi
tersebut tidak terpenuhi, loncat ke Langkah Keempat.
4)
Langkah
Keempat adalah menentukan apakah
cahaya matahari redup dan kondisi cuaca cerah. Jika 2 kondisi
tersebut terpenuhi, maka tutup atap rumah, tampilkan “GELAP CERAH” pada LCD
display, dan kembali ke Langkah Pertama. Jika 2 kondisi tersebut tidak
terpenuhi, loncat ke Langkah Kelima.
5)
Langkah
Kelima adalah menentukan
apakah cahaya matahari redup dan kondisi cuaca hujan. Jika 2
kondisi tersebut terpenuhi, maka tutup atap rumah, tampilkan “GELAP HUJAN” pada
LCD display, dan kembali ke Langkah Pertama.
3.3.2 Bentuk
Jadi Pemrograman Automatic Roof dan Penjelasannya
#include <mega8535.h>
#include <lcd.h>
#asm
.equ __lcd_port=0x15;PORTC
#endasm
void main (void)
{
DDRA=0x00;
PORTA=0xFF;
DDRB=0xFF;
PORTB=0x00;
DDRC=0x00;
PORTC=0x00;
PORTD=0xFF;
DDRD=0xFF;
lcd_init (16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("=AUTOMATIC ROOF=");
while (1)
{
switch(PINA)
{
case 0xFA: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xFE: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xF6: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xF9: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xFD: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xF5: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xF8: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xFC: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xF4: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xF7: PORTB=0x10;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
case 0xFF: PORTB=0x10
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
case 0xFB: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
default:PORTB=0x20;lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("Thanks");
}
}
}
}
BAB IV
CARA KERJA ALAT
Automatic Roof bekerja dengan cara
otomatisasi sesuai pemrograman yang ditanamkan ke dalamnya. Untuk dapat melihat
teknik otomatisasi dari Automatic Roof ini, lakukan langkah-langkah
berikut:
1) Aktifkan sumber tegangan +5V dan +12V
2) Biarkan sensor LDR tidak terkena cahaya
(sebagai simulasi langit mendung), dan perhatikan output apa yang dihasilkan
oleh Automatic Roof. Kemudian, arahkan sinar lampu atau senter (sebagai simulasi
langit terang) ke sensor LDR, dan perhatikan output apa yang dihasilkan oleh
Automatic Roof.
3) Biarkan sensor air tidak terkena air (sebagai
simulasi cuaca cerah), dan perhatikan output apa yang dihasilkan oleh Automatic
Roof. Selanjutnya, percikan sedikit air (sebagai simulasi cuaca hujan) ke
sensor air, dan perhatikan output apa yang dihasilkan oleh Automatic Roof.
Berikut ini adalah tabel tentang
output Automatic Roof, berupa pergerakan menutup atau mebuka atap dan tampilan
di LCD, berdasarkan 2 kondisi sensor, yaitu sensor LDR dan sensor air.
Tabel 4.1 Input & Output
Automatic Roof
No.
|
Input
|
Output
|
||
Sensor 1 (LDR)
|
Sensor 2 (Sensor
air)
|
Atap
|
LCD
|
|
1
|
Terang
|
Kering
|
Terbuka
|
TERANG CERAH
|
2
|
Terang
|
Basah
|
Tertutup
|
TERANG HUJAN
|
3
|
Gelap
|
Kering
|
Tertutup
|
GELAP CERAH
|
4
|
Gelap
|
Basah
|
Tertutup
|
GELAP HUJAN
|
Keterangan:
Nomor 1: Apabila sensor LDR terkena
cahaya dan sensor air kering, maka outputnya yaitu buka atap dan
tampilkan ”TERANG CERAH”.
Nomor 2: Apabila sensor LDR terkena
cahaya dan sensor air tidak kering, maka outputnya yaitu tutup atap
dan tampilkan TERANG HUJAN”.
Nomor 3: Apabila sensor LDR tidak
terkena cahaya dan sensor air kering, maka outputnya yaitu tutup
atap dan tampilkan ”GELAP CERAH”.
Nomor 4: Apabila sensor LDR tidak
terkena cahaya dan sensor air tidak kering, maka outputnya yaitu
tutup atap dan tampilkan ”GELAP HUJAN”.
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Automatic Roof merupakan sebuah alat yang
bekerja berdasarkan kondisi cahaya dan kondisi hujan dimana output atau
keluaran dari alat Automatic Roof ini berupa pergerakan motor DC untuk membuka
dan menutup atap yang nantinya ada pemberitahuan kondisi cuaca lewat LCD
display. Berikut ini adalah output dari alat Automatic Roof:
1) Jika sensor LDR terkena cahaya dan
sensor air kering, maka buka atap dan tampilkan ”TERANG CERAH”.
2) Jika sensor LDR terkena cahaya dan
sensor air tidak kering, maka tutup atap dan tampilkan ”GELAP CERAH”.
3)
Jika
sensor LDR tidak terkena cahaya dan sensor air kering, maka
tutup atap dan tampilkan ”TERANG HUJAN”.
4)
Jika LDR
tidak terkena cahaya dan sensor air tidak kering, maka tutup
atap dan tampilkan ”GELAP HUJAN”
5.2 Saran
1) Dalam
pembuatan alat sangat diperlukan ketelitian agar dalam penyusunannya
menghasilkan hasil yang baik.
2) Disarankan
dalam melakukan pengetesan alat membawa cadangan komponen lebih terutama pada
komponen-komponen yang mudah rusak.
3) Dibutuhkan
kerja sama tim agar penyelesaian alatnya berjalan baik
DAFTAR PUSTAKA
Wardhana, Lingga. Belajar Sendiri
Mikrokontroler AVR seri ATMEGA8535. Yogyakarta. Penerbit ANDI. 2006.
Budiharto, Widodo. Paduan
Praktikum Mikrokontroler AVR ATMEGA16. Jakarta. Elex Media Komputindo. 2008.
Prihono. Jago Elektronika secara
Otodidak. Jakarta. Kawan Pustaka. 2009.
|
|
LAMPIRAN
Listing
Program Automatic Roof menggunakan bahasa pemrograman C untuk AVR:
#include <mega8535.h>
#include <lcd.h>
#asm
.equ __lcd_port=0x15;PORTC
#endasm
void main (void)
{
DDRA=0x00;
PORTA=0xFF;
DDRB=0xFF;
PORTB=0x00;
DDRC=0x00;
PORTC=0x00;
PORTD=0xFF;
DDRD=0xFF;
lcd_init (16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("=AUTOMATIC ROOF=");
while (1)
{
switch(PINA)
{
case 0xFA: PORTB=0x20;
|
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xFE: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xF6: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP CERAH=");
break;
case 0xF9: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xFD: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xF5: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG HUJAN=");
break;
case 0xF8: PORTB=0x20;
|
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xFC: PORTB=0x20;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xF4: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("=GELAP HUJAN=");
break;
case 0xF7: PORTB=0x10;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
case 0xFF: PORTB=0x10
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
case 0xFB: PORTB=0x00;
lcd_gotoxy(1,1);
lcd_putsf("=TERANG CERAH=");
break;
default:PORTB=0x20;lcd_gotoxy(0,1);
|
lcd_putsf("Thanks");
}
}
}
SEMOGA BERMANFAAT BUAT ADEK-ADEK YANG MAU BELAJAR SISTEM TERTANAM
Tidak ada komentar:
Posting Komentar