Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar ... · 3. Bapak Martanto, ST., MT. dan...

i

TUGAS AKHIR

PENGGERAK PEREKAMAN SUARA DAN PENGECEKAN TEGANGAN BATERAI BERBASIS MIKROKONTROLER PADA

OTOMATISASI PENGUJIAN KETAHANAN BATERAI MAINAN BERSUARA

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

RICKI NIM : 075114022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

VOICE RECORDING DRIVER AND BATTERY VOLTAGE CHECK IN AUTOMATION OF AUDIBLE TOY BATTERY

DURABILITY TEST BASED ON MICROCONTROLLER

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

RICKI NIM: 075114022

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

2011


iii


iv


v


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

Ora Et Labora

Skripsi ini kupersembahkan untuk......

Yesus Kristus Tuhan dan Penyelamatku

Papa dan Mama tercinta

Orang yang selalu medukungku


vii


viii

INTISARI Suatu produk mainan bersuara yang menggunakan sumber tegangan berupa baterai

memiliki spesifikasi baterai yang digunakan. Salah satu yang dilihat untuk menentukan spesifikasi baterai yang digunakan adalah ketahanan baterai untuk dapat mensuplai mainan bersuara. Pengujian ketahanan baterai secara manual pada mainan bersuara akan menghabiskan tenaga dan waktu penguji. Penguji harus melakukan penekanan tombol on mainan sampai baterai tidak dapat memberikan suplai yang cukup sehingga mainan menghasilkan suara yang tidak baik lagi. Untuk itu diperlukan pengujian ketahanan baterai secara otomatis sehingga penguji tidak harus melakukan penekanan tombol on mainan secara terus-menerus. Sistem penggerak perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokotroler adalah otomatisasi untuk pengecekan ketahanan baterai. Sistem ini akan melakukan pengujian ketahanan baterai dengan penekanan tombol on mainan secara ototmatis. Penguji hanya mengatur sistem di awal saja, selanjutnya sistem akan bekerja secara otomatis.

Sistem penggerak perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai dikemas dalam suatu kotak perekam dengan dua bagian yaitu bagian hardware dan bagian perekaman mainan bersuara. Pada sistem terdapat penampil LCD untuk menampilkan status sistem. Sistem ini bekerja sebagai penggerakan proses perekaman, antara lain penekanan tombol on mainan bersuara, pengiriman data status sistem untuk mengetahui siap tidaknya proses perekaman, penguncian kotak perekam saat proses perekaman dan pengiriman data tegangan baterai mainan bersuara ke komputer. Sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler dikomunikasikan dengan program pengatur perekaman dan pemrosesan suara pada komputer. Komputer digunakan sebagai pengatur perekaman suara sekaligus sebagai pemroses kualitas suara mainan.

Sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler telah berhasil dibuat dan dapat berfungsi dengan baik dengan tingkat keberhasilan 100 %. Tanggapan sistem penggerak perekaman telah sesuai dengan perintah dari komputer. Pengecekan tegangan baterai telah berhasil sesuai dengan yang dirancangkan. Tegangan baterai hasil pengukuran multimeter dengan yang ditampilkan LCD memiliki error maksimal 0,57 %. Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai berfungsi dengan baik.

Kata kunci : Penggerak perekaman, Pengecekan tegangan baterai, mikrokontroler, mainan bersuara, LCD.


ix

ABSTRACT A sound producing toy that uses battery as power source has specification of the

battery used. One point to determine the specifications of the battery used is the battery durability in supplying power to the toy. Battery durability test of voice-producing toys spends a lot of tester's time and energy. The tester has to press the 'on' button until the battery couldn't provide enough supply so the toy produced voices that not in good quality anymore. For that, an automated battery durability test is needed so the tester doesn't have to press the 'on' button continously. Microcontroller-based voice-recording and battery voltage check driver system is an automation of battery durability check. This system will do the batery durability test with pressing the toys' on button automaticly. The tester only has to set the system in the beginning, then the system will work automatically.

Driver system of voice recording and battery voltage checking is packaged in a record box with two parts, which are hardware part and toy voice recording part. In the system there is LCD monitor to display the system status. This system works as driver of recording process, which are the toy’s ‘on’ button pressing, data transmission of the system’s status to know whether the recording process is ready or not, lock recorder box when the process of recording and sending voice toy battery voltage data to a computer. The driver system of recording and checking the battery voltage based on microcontroller is communicated with the recording controller and sound processing software on the computer. Computer is used as a regulator of the voice recording as well as toy’s sound quality processor.

Microcontroller-based recording and battery-voltage check driver system has successfully created and could functioned properly with 100% success rate. Responses of the driver system of recording is in accordance with instructions from the computer. Battery voltage check had been succeeded just as estimated. The maximum error between the multimeter measurement result of battery voltage and the one that displayed on LCD is 0.57%. Battery durability test automation system is working properly.

Keywords: Recording driver, Battery voltage check, Microcontroller, Audible toy, LCD.


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaan-Nya sehingga Penulis

dapat menyelesaikan penulisan hasil tugas akhir ini. Penulis berharap agar penulisan karya

tulis tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi masyarakat khususnya perkembangan ilmu

pengetahuan pada bidang kendali.

Tugas akhir ini ditulis untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar

Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

Penulisan karya tulis tugas akhir ini didasarkan atas hasil yang penulis peroleh pada saat

perancangan alat, pembuatan alat, sampai pada pengujian alat.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada beberapa pihak

yang telah memberikan banyak bimbingan, arahan dan dukungan sehingga penulisan karya

tulis tugas akhir ini dapat terselesaikan, diantaranya :

1. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa dan dukungan bagi penulis.

2. Bernadeta Wuri Harini, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

3. Bapak Martanto, ST., MT. dan Ibu Wiwien Widyastuti, ST., MT. selaku dosen

pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan, dan waktu selama

penyusunan tugas akhir ini.

4. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

5. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

6. Teman-teman Teknik Elektro di Universitas Sanata Dharma, terima kasih atas

dukungannya.

7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari dalam pembuatan penulisan tugas akhir ini masih terdapat

kekurangannya sehingga masukan berupa kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan.

Semoga karya tulis tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Yogyakarta, 23 Februari 2011

Penulis

Ricki


xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INDONESIA ......................................... i

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS ............................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ....................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................. vii

INTISARI .................................................................................................................... viii

ABSTRAK ................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................ x

DAFTAR ISI ............................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat .............................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah ................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ........................................................................... 3

1.4.1. Variabel Penelitian ..................................................................... 3

1.4.2. Prosedur Penelitian ..................................................................... 4

1.5. Sistematika Penulisan ........................................................................... 5

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................. 7

2.1. Mikrokontroler ATMega8535 .............................................................. 7

2.1.1. Port Input/Output .................................................................... 8

2.1.2. Interupsi ................................................................................... 8

2.1.2.1. Interupsi Eksternal ..................................................... 9

2.1.3. Timer/Counter ......................................................................... 11


xii

2.1.4. ADC (Analog Digital Converter) ............................................ 12

2.2. Komunikasi Serial USART .................................................................. 14

2.2.1. Inisialisasi USART .................................................................... 14

2.3. Komunikasi Serial RS232 .................................................................... 16

2.4. Prinsip Kerja Solenoid .......................................................................... 18

2.4.1. Driver Solenoid .......................................................................... 18

2.5. Transistor sebagai Saklar ...................................................................... 19

2.6. Modul LCD 16 x 2 M1632 ................................................................... 20

2.6.1. Konfigurasi Pin LCD Modul M1632 ......................................... 21

2.7. Baterai ................................................................................................... 22

BAB III PERANCANGAN ........................................................................................ 24

3.1. Arsitektur Sistem .................................................................................. 24

3.2. Spesifikasi Mainan Bersuara ................................................................ 25

3.3. Perancangan Otomatisasi Perekaman ................................................... 26

3.4. Perancangan Kotak Perekam ................................................................ 26

3.5. Perancangan Interlock Kotak Perekam ................................................. 28

3.6. Perancangan Driver Solenoid ............................................................... 29

3.7. Perancangan Konektor Baterai ............................................................. 31

3.8. Perhitungan Nilai ADC Baterai ............................................................ 32

3.9. Perancangan Minimum Sistem ATMega8535 ..................................... 33

3.10. Perancangan Rangkaian Jembatan RS232 ............................................ 34

3.11. Perancangan Antarmuka Sistem dengan Mikrokontroler ..................... 35

3.12. Perancangan Diadram Alir Program ..................................................... 36

3.12.1. Diagram Alir Main Program ..................................................... 36

3.12.2. Diagram Alir Program Sub-Sistem ........................................... 38

3.12.2.1. Diagram Alir Kirim Data Interlock ........................... 38

3.12.2.2. Diagram Alir Kunci Tutup Kotak Perekam

(Aktifkan Solenoid 1) ................................................ 39

3.12.2.3. Diagram Alir ADC dan Pengiriman Data ADC ........ 40

3.12.2.4. Diagram Alir Tekan Tombol (Solenoid 2) ................ 41

3.12.2.5. Diagram Alir Alarm berupa Buzzer ........................... 42

3.12.2.6. Diagram Alir Stop Pengujian .................................... 42

3.13. Perancangan Tampilan LCD ................................................................ 44


xiii

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 45

4.1. Model Kotak Perekam .......................................................................... 45

4.2. Pengujian Hardware ............................................................................. 47

4.2.1. Pengujian Minimum Sistem ATMega8535 ................................ 47

4.2.2. Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 ........................... 48

4.2.3. Pengujian Rangkaian Jembatan RS232 ...................................... 52

4.2.4. Pengujian LCD 16 x 2 ................................................................ 55

4.3. Analisa Software ................................................................................... 56

4.3.1. Inisialisasi ................................................................................... 56

4.3.2. Program Utama Sistem (Main Program) ................................... 57

4.3.3. Program Sub Sistem ................................................................... 58

4.4. Pengujian Sistem .................................................................................. 61

4.4.1. Pengujian Sub Sitem ................................................................... 62

4.4.2. Pengujian Sistem Keseluruhan ................................................... 64

4.4.2.1. Data Tegangan Baterai .................................................. 64

4.4.2.2. Data Tanggapan Sistem ................................................. 65

4.4.2.3. Data Kekedapan Kotak Perekam ................................... 66

4.4.2.4. Data Pengujian Ketahan Baterai .................................... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 74

5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 74

5.2. Saran ..................................................................................................... 74

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 75

LAMPIRAN ............................................................................................................... 76


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Blok Perancangan Sistem Pengujian Ketahanan Baterai Mainan

Bersuara ................................................................................................... 4

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin pada ATMega8535 ........................................................ 8

Gambar 2.2. Komponen Register MCUCR .................................................................. 10

Gambar 2.3. Kompenen Register GICR ....................................................................... 10

Gambar 2.4. Komponen Register TCCRn .................................................................... 11

Gambar 2.5. Konfigurasi Konektor DB9 ...................................................................... 16

Gambar 2.6. Konfigurasi Pin IC MAX232 .................................................................. 17

Gambar 2.7. Prinsip Kerja Solenoid ............................................................................. 18

Gambar 2.8. Kurva Garis Beban DC Transistor sebagai Saklar .................................. 19

Gambar 2.9. Transistor sebagai Saklar ......................................................................... 19

Gambar 2.10. Modul LCD 16x2 ................................................................................... 21

Gambar 2.11. Dimensi Baterai Tipe LR44 ................................................................... 22

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Otomatisasi Pengujian Baterai Mainan Bersuara . 24

Gambar 3.2. Mainan Bersuara yang akan Diuji ........................................................... 25

Gambar 3.3. Perancangan Kotak Perekam ................................................................... 27

Gambar 3.4. Perancangan Interlock Kotak Perekam .................................................... 28

Gambar 3.5. Rangkaian Driver Solenoid ...................................................................... 27

Gambar 3.6. Koneksi Konektor Baterai dengan ATMega8535 ................................... 31

Gambar 3.7. Koneksi Plat Besi pada Baterai ................................................................ 32

Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem ATMega8535 ............................................. 33

Gambar 3.9. Rangkaian Jembatan RS232 .................................................................... 34

Gambar 3.10. Perancangan Antarmuka Mikrokontoler ............................................... 36

Gambar 3.11. Flow Chart Main Program ..................................................................... 37

Gambar 3.12. Flow Chart Kirim Data Interlock .......................................................... 38

Gambar 3.13. Flow Chart Kunci Tutup Kotak Perekam .............................................. 39

Gambar 3.14. Flow Chart Interupsi Kirim ADC .......................................................... 40

Gambar 3.15. Flow Chart Tekan Tombol .................................................................... 41

Gambar 3.16. Flow Chart Alarm Aktifkan Buzzer ....................................................... 42

Gambar 3.17. Flow Chart Stop Pengujian .................................................................... 43


xv

Gambar 4.1. Model Kotak Perekam ............................................................................. 45

Gambar 4.2. Kotak Perekam Bagian Depan ................................................................. 46

Gambar 4.3. Kotak Perekam Bagian Belakang ............................................................ 46

Gambar 4.4. Rangkaian Penyearah ............................................................................... 47

Gambar 4.5. Minimum Sistem ATMega8535 .............................................................. 47

Gambar 4.6. Hasil Pengujian Minimum Sistem dengan Modul LED .......................... 48

Gambar 4.7. Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 ......................................................... 48

Gambar 4.8. Penambahan RC pada Driver Solenoid 1 .................................................. 51

Gambar 4.9. Rangkaian Jembatan RS232 .................................................................... 52

Gambar 4.10 Tampilan Tools Terminal Codevision .................................................... 54

Gambar 4.11. Rangkaian Modul LCD .......................................................................... 55

Gambar 4.12. Hasil Pengujian LCD ............................................................................. 56


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan untuk Port I/O ...................................................... 8

Tabel 2.2. Alamat Vektor Interupsi ATMega8535 ....................................................... 9

Tabel 2.3. Konfigurasi bit ISCO0 dan ISCO1 .............................................................. 10

Tabel 2.4. Konfigurasi bit ISC11 dan ISC10 ................................................................ 10

Tabel 2.5. Mode Operasi .............................................................................................. 12

Tabel 2.6. Konfigurasi ADMUX .................................................................................. 13

Tabel 2.7. Konfigurasi ADCSRA ................................................................................. 13

Tabel 2.8. Konfigurasi UBRR ...................................................................................... 14

Tabel 2.9. Rumus Perhitungan Baud Rate dan UBRR ................................................. 15

Tabel 2.10. Konfigurasi UCSRB .................................................................................. 15

Tabel 2.11. Konfigurasi UCSR ..................................................................................... 15

Tabel 2.12. Konfigurasi Pin dan Nama Bagian dari Konektor Serial DB9 .................. 16

Tabel 2.13. Hubungan antara Level Tegangan TTL dan Level Tegangan RS232 ....... 18

Tabel 3.1. Delapan Bit Data Interupsi Komputer ke Mikrokontroler ........................... 44

Tabel 3.2. Delapan Bit Data Interlock .......................................................................... 44

Tabel 3.3. Tampilan LCD Status Mikrokontroler ........................................................ 44

Tabel 4.1. Data Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 ................................... 49

Tabel 4.2. Pengaruh Perubahan Nilai RB terhadap Panas Solenoid .............................. 50

Tabel 4.3. Pengaruh Penambahan Nilai RC terhadap Panas Solenoid .......................... 50

Tabel 4.4. Penggunaan Daya Resistor terhahap Panas Resistor ................................... 52

Tabel 4.5. Data Pengujian Rangkaian Jembatan RS232 .............................................. 53

Tabel 4.6. Data Pengujian Komunikasi Rangkaian Jembatan RS232 .......................... 54

Tabel 4.7. Data Sub Sistem Pengatur Perekaman ........................................................ 62

Tabel 4.8. Data Interlock yang Diterima Komputer ..................................................... 62

Tabel 4.9. Data Tegangan Multimeter dan Tampilan LCD .......................................... 63

Tabel 4.10. Data Pengamatan Tegangan Baterai pada Tampilan LCD dan Komputer 65

Tabel 4.11. Data Hasil Komunikasi Sistem dengan Program Pengatur Perekaman

dan Pemrosesan Suara ................................................................................ 66

Tabel 4.12. Data Kekedapan Kotak Perekam ............................................................... 67

Tabel 4.13. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak


xvii

Tertutup .................................................................................................... 67

Tabel 4.14. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak

Terbuka ..................................................................................................... 67

Tabel 4.15. Data Pengujian Baterai Sampai Kualitas Suara Tidak Baik Lagi ............. 70

Tabel 4.16. Potongan Pengujian Ketahanan Baterai Merk C dilihat dari Tegangannya 71

Tabel 4.17. Data Pengujian Ketahanan Baterai dengan Target Penekanan .................. 72


1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Suatu produk dibuat berdasarkan spesifikasi tertentu, yang dirancang oleh

produsen. Spesifikasi produk didapat dari hasil perancangan awal sebelum produk tersebut

dibuat. Untuk mengetahui apakah spesifikasi suatu produk telah sesuai dengan hasil

rancangan awal, maka perlu diadakannya pengecekan terhadap produk tersebut. Selain

untuk mengetahui spesifikasi produk telah sesuai dengan racangan atau belum, pengecekan

terhadap produk tersebut juga bertujuan untuk mengetahui apakah suatu produk sudah

layak dipasarkan atau belum. Untuk itu perlunya pengecekan pada suatu produk sebelum

dipasarkan adalah penting, sehingga konsumen merasa puas telah membeli produk

tersebut[1]. Proses pengecekan terhadap produk dapat diklasifikasikan mejadi dua macam

yaitu pengecekan secara manual dan pengecekan secara otomatis. Pengecekan secara

manual biasanya dilakukan oleh manusia dengan melakukan pengamatan terhadapat suatu

barang apakah barang tersebut sudah sesuai spesifikasi dan layak jual. Sedangkan

pengecekan secara otomatis dilakukan oleh mesin yang diprogram untuk pengecekan suatu

barang atau dengan suatu mesin yang dikontrol oleh manusia.

Pada produk mainan bersuara, di dalamnya terdapat rangkaian elektronika

penghasil suara yang memiliki suplai berupa baterai. Pada produk seperti ini, pengecekan

biasa dilakukan pada bagian rangkaian elektronika, kesesuian spesifikasi produk dengan

rancangan awal, dan seberapa lama kemampuan suplai baterai terhadap produk tersebut

perlu diperhitungkan. Pengujian ketahanan baterai secara manual pada mainan bersuara

akan menghabiskan tenaga dan waktu penguji. Penguji harus melakukan penekanan tombol

on mainan hingga baterai tidak dapat memberikan suplai yang cukup sehingga mainan

menghasilkan kualitas suara yang tidak baik lagi. Untuk itu diperlukan pengujian

ketahanan baterai secara otomatis sehingga penguji tidak harus melakukan penekanan

tombol on mainan sacara terus- menerus. Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai

pada mainan bersuara akan melakukan penekanan tombol on mainan secara otomatis.

Penguji hanya mengatur sistem di awal saja, selanjutnya sistem akan berkerja secara

otomatis.


2

Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan oleh penulis, perancangan otomatisasi

pengujian ketahanan baterai mainan bersuara belum pernah dilakukan. Pada penelitian ini

penulis akan merancang otomatisasi pengujian ketahanan baterai pada mainan bersuara

khususnya mainan Barbie bersuara. Sistem ini berkerja dengan mencuplik kualitas suara

yang dihasilkan mainan berulang kali sampai mendapatkan kualitas suara yang tidak baik

lagi. Program komputasi pada komputer dikomunikasikan secara serial dengan

mikrokontroler sebagai driver otomatisasi perekaman dan pengecekan tegangan baterai

menggunakan RS 232. Dari data hasil sampling kualitas suara tersebut, maka dapat

diketahui kemampuan daya tahan baterai, yaitu dengan acuan kualitas suara yang

dihasilkan mainan sudah tidak baik lagi. Kualitas suara yang tidak baik adalah suara yang

mengalami perubahan dari suara aslinya. Untuk mengetahui sejauh mana kualitas suara

yang baik pada mainan bersuara, penulis melalukan survei 20 orang. Survei dilakukan

dengan mendengarkan suara mainan yang akan diuji pada keadaan baterai penuh sampai

baterai tidak bisa lagi memberikan suplai mainan bersuara (mainan tidak mengahasilkan

suara lagi), setelah itu diambil rata-rata kualitas suara yang baik menurut hasil survei

tersebut.

1.2. Tujuan dan Manfaat Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan alat yang dapat mengukur

ketahanan baterai pada produk mainan bersuara secara otomatis. Manfaat dari penelitian ini

adalah sebagai alat bantu otomatis yang dapat mengetahui ketahanan baterai pada mainan

bersuara. Ketahanan baterai dilihat dari banyaknya jumlah penekanan tombol mainan yang

dapat dilakukan hingga baterai tidak mampu lagi memberi suplai yang cukup pada mainan

bersuara sehingga maininan tersebut menghasilkan suara yang tidak baik lagi.

1.3. Batasan Masalah Untuk membuat otomatisasi perekaman dan pengecekan ketahanan baterai pada

mainan bersuara, terdapat 2 bagian utama yaitu proses pengolahan kualitas suara mainan

dan proses pengendalian perekaman. Proses pengolahan suara bertujuan untuk mengetahui

masih baik tidak suara yang dihasilkan mainan yaitu dengan merekam suara yang

dihasilkan oleh mainan menggunakan mic kemudian diolah menggunakan program

komputasi pada komputer untuk mengetahui kualitas suaranya. Sedangkan proses

pengendali perekaman bertujuan untuk otomatisasi proses perekamannya.


3

Pada perancangan ini penulis lebih memfokusan pada perancangan penggerak

proses perekaman, yang terdiri dari hardware dan software. Untuk itu penulis membatasi

masalah untuk penelitian ini.

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Penggerak otomatisasi perekaman suara berbasis mikrokontroler.

b. Pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler yang ditampilkan pada komputer.

c. Komunikasi serial antara mikrokontroler dengan komputer menggunakan RS 232.

d. Menggunakan mikrokontroler ATMega8535.

e. Pemrograman mikrokontroler mengunakan bahasa C.

f. Komputer sebagai pengatur proses perekaman.

g. Perekaman suara mainan menggunakan microphone.

h. Proses perekaman dilakukan pada ruang kedap suara.

i. Interlock proses perekaman menggunakan limit switch.

j. Penekan otomatis tombol on mainan menggunakan solenoid jenis latching.

k. Pengunci tutup kotak perekam menggunakan solenoid jenis latching.

l. Alarm indikator pengujian baterai mainan bersuara selesai menggunakan buzzer.

m. Penampil status mikrokontroler menggunakan LCD 16 x 2 seri M1632.

n. Baterai yang diuji jenis alkaline tipe LR44 dengan tiga merk berbeda.

1.4. Metode Penelitian

1.4.1. Variabel Penelitian 1. Penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai

a. Penggerak perekaman

Variabel bebas penggerak perekaman adalah input data perintah yang

dikirim dari komputer ke mikrokontroler. Variabel terikat penggerak perekaman

adalah tanggapan mikrokontroler sebagai penggerak proses perekaman.

b. Pengecekan tegangan baterai

Variabel bebas pengecekan tegangan baterai adalah tegangan baterai yang

diterima mikrokontroler sebagai data ADC. Variabel terikat pengecekan

tegangan baterai adalah output tegangan baterai yang ditampilkan LCD dan

komputer.


1.4.2.

a. Pe

ko

pen

b. Pe

sis

ket

Gam

c. Pe

sis

Pe

Ko

oto

per

2. Penguj

Variab

baterai

ketahan

dilakuk

tidak b

. ProsedurPenulis me

engumpulan

omunikasi s

ngecekan teg

erancangan m

stem yang op

tahanan bate

mbar 1.1. Bl

erancangan p

stem.

erancangan

omputer bek

omatisasi pe

rekaman dan

ian ketahana

el bebas pa

yang diuji

nan baterai

kan mainan

aik lagi untu

r Penelitiaenggunakan

bahan-bahan

erial antara

gangan bate

model sistem

ptimal dari s

erai mainan b

ok Perancan

perangkat k

terdiri dari

kerja sebagai

erekaman me

n pengeceka

an baterai

ada pengujia

adalah merk

adalah ban

bersuara (m

uk setiap me

an prosedur pe

n referensi y

a mikrokont

rai.

m penelitian.

sistem yang

bersuara ditu

ngan Sistem

eras dan pe

hardware

i pengatur p

endapat inte

an tegangan b

an ketahanan

k baterai A

nyaknya jum

mainan Barb

erk baterai.

nelitian seba

yaitu berupa

troler denga

Tahap ini b

akan dibuat

unjukan pad

Pengujian K

erangkat lun

dan softw

proses perek

erupsi dari ko

baterai main

n baterai ad

,B, dan C. V

mlah peneka

bie) sampai

agai berikut

buku-buku

an kompute

bertujuan unt

t. Blok peran

da gambar 1.

Ketahanan B

nak mengacu

are bagian

kaman. Mikr

omputer unt

nan barsuara.

dalah merk

Variabel teri

anan tombo

menghasilka

:

mengenai A

er, dan jurn

tuk mencari

ncangan sist

1.

aterai Maina

u pada blok

otomatisat

rokontroler s

tuk mengend

.

baterai. Me

ikat pengujia

ol yang dap

an suara yan

ATMega 853

nal mengen

bentuk mod

tem pengujia

an Bersuara

k perancanga

ti perekama

sebagai driv

dalikan pros

4

rk

an

pat

ng

35,

nai

del

an

an

an.

ver

es


5

d. Proses pengambilan data.

Teknik pengambilan dilakukan dengan cara mengkomunikasikan komputer dengan

mikrokontroler saat pengujian ketahanan baterai mainan bersuara. Komputer

mengirimkan data interupsi ke mikrokontroler. Mikrokontroler mengambil data

tersebut untuk mengendalikan proses perekaman dan pengecekan tegangan baterai.

Data-data tersebut digunakan untuk mengetahui protocol komunikasi antara komputer

dengan mikrokontroler saat pengujian sistem yang terdiri dari software dan hardware.

Data tersebut juga digunakan untuk mengetahui hasil pengujian ketahanan baterai

mainan bersuara berdasarkan jumlah penekanan tombol on mainan. Pengujian

ketahanan baterai mainan bersuara dilakukan dengan tiga buah merk baterai yang

berbeda (merk A, B dan C). Masing-masing merk baterai diambil sebanyak 5 sampel.

e. Analisa dan kesimpulan hasil percobaan.

Analisa sistem dilakukan dengan pengecekan keakuratan data komunikasi dan data

informasi komputer dengan mikrokontroler hasil perancangan sistem. Setelah itu,

dilakukan pengecekan mikrokontroler sebagai penggerak perekaman dan pengecekan

ketahanan baterai mainan bersuara. Analisa ketahanan baterai dilakukan dengan

membandingkan banyaknya jumlah penekanan tombol yang dapat dilakukan mainan

bersuara sampai menghasilkan suara yang tidak baik lagi untuk setiap merk baterai.

Indikator keberhasilan sistem dilihat dari kesesuaian data perintah yang dikirimkan

komputer dengan tanggapan mikrokontroler sebagai penggerak proses perekaman suara

dan kesesuaian tegangan baterai yang diterima mikrokontroler (pengukuran

menggunakan multimeter) dengan tegangan baterai yang ditampilkan LCD dan

komputer. Penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan melihat prensentase

keberhasilan sistem yang meliputi hardware penggerak perekaman, pengecekan

tegangan baterai, dan pengujian ketahanan baterai.

1.5. Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian,

batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.


6

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi dasar teori yang berkaitan dengan penelitian yaitu

mikrokontroler, komunikasi serial RS232, solenoid, transistor sebagai saklar, LCD

karakter, dan baterai.

BAB III PERANCANGAN

Bab ini berisi tentang perancangan hardware dan perancangan software dalam

penelitian ini.

BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian hasil

perancangan yang telah dilakukan.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.


7

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler adalah suatu chip yang di dalamnya terdapat sistem mikroprosesor,

seperti ALU, ROM, RAM, dan Port I/O. Mikrokontroler ATMega8535 merupakan

mikrokontroler berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit.

Mikrokontroler ATMega8535 menjalankan sebuah instruksi tunggal dalam satu siklus dan

memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan komponen eksternal dapat

dikurangi.

Mikrokontroler ATMega8535 menggunakan arsitektur Harvard, ruang dan jalur

bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program diakses

dengan single-level pipelining, pada saat sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain

berikutnya akan di-prefetch dari memori program[2].

AVR ATMega8535 memiliki bagian dan fitur sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.

2. CPU yang memiliki 32 buah register.

3. SRAM sebesar 512 byte.

4. Flash memory sebesar 8kb.

5. EEPROM sebesar 512 byte.

6. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding.

7. ADC (Analog Digital Converter) 10 bit sebanyak delapan saluaran.

8. Empat saluran PWM.

9. Two wire serial Interface.

10. Port antarmuka SPI.

11. Unit interupsi internal dan eksternal.

12. Port USART untuk komunikasi serial.


8

Konfigurasi pin ATMega8535 ditunjukan pada gambar 2.1 berikut[2] :

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin pada ATMega8535

2.1.1. Port Input/Output Port I/O ATMega8535 berfungsi sebagai masukan dan keluaran data logika atau

tegangan analog. Untuk mengatur fungsi port A, port B, port C dan port D sebagai I/O

maka harus dilakukan pengaturan pada register DDRx (Data Direction Register), dimana x

merupakan port yang akan digunakan, yaitu port A, port B, port C , atau port D. Selain

diatur sebagai I/O, masing-masing port juga dapat diatur sebagai I/O logika tinggi atau

logika rendah. Konfigurasi pengaturan port I/O ditunjukan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan untuk Port I/O

2.1.2. Interupsi Interupsi adalah kondisi pada saat program utama dieksekusi atau dikerjakan oleh

CPU kemudian tiba-tiba berhenti untuk sementara waktu karena ada rutin lain yang harus

ditangani terlebih dahulu oleh CPU, dan setelah mengerjakan rutin tersebut CPU kembali

mengerjakan intruksi pada program utama. ATMega8538 menyediakan 21 macam sumber

DDR bit = 1 DDR bit = 0

Port bit = 1 Keluaran aktif tinggi Masukan aktif rendah

Port bit = 0 Keluaran aktif rendah Masukan aktif tinggi


9

interupsi yang masing-masing memiliki alamat program vektor interupsi seperti pada tabel

2.2.

Setiap interupsi yang aktif akan dilayani segera setelah terjadi permintaan interupsi,

tetapi jika dalam waktu bersamaan terjadi lebih dari satu interupsi maka prioritas yang

akan diselesaikan lebih dahulu adalah interupsi yang memiliki nomor urutan lebih kecil

sesuai tabel 2.2[2].

Tabel 2.2. Alamat Vektor Interupsi ATMega8535

2.1.2.1. Interupsi Eksternal ATMega8535 ini memiliki tiga buah interupsi eksternal (INT0, INT1, INT2).

Interupsi eksternal dapat dibangkitkan apabila ada perubahan logika 0 pada pin INT0,

INT1, dan INT3. Pengatura kondisi keadaan yang menyebabkan terjadinya interupsi diatur

oleh register MCUCR (MCU Control Register), dapat dilihat pada gambar 2.2[3].


10

Gambar 2.2. Komponen Register MCUCR

a. Bit ISC01 dan ISC00 menentukan kondisi yang dapat menyebabkan interupsi eksternal

pada pin INT0. Konfigurasi bit ISC00 dan ISC01 dapat dilihat pada tabel 2.3[3].

Tabel 2.3. Konfigurasi bit ISCO0 dan ISCO1

ISC01 ISC00 Keterangan

0 0 Logika 0 pada INT0 menyebabkan interupsi

0 1 Perubahan logika pada pin INT0 menyebabkan interupsi

1 0 Perubahan logika dari 1 ke 0 pada pin INT0 menyebabkan interupsi


b. Bit ISC11 dan ISC10 menentukan kondisi yang dapat menyebabkan interupsi eksternal

pada pin INT1. Konfigurasi bit ISC 11 dan ISC10 dapat dilihat pada tabel 2.4[3].

Tabel 2.4. Konfigurasi bit ISC11 dan ISC10[3]

ISC11 ISC10 Keterangan

0 0 Logika 0 pada INT1 menyebabkan interupsi

0 1 Perubahan logika pada pin INT1 menyebabkan interupsi



Pemilihan pengaktifan interupsi diatur oleh register GICR (Global Interrupt Control

Register), dapat dilihat pada gambar 2.3[3].

Gambar 2.3. Komponen Register GICR


11

Bit INT1, INT0, INT2 pada register GICR digunakan untuk mengaktifkan masing-

masing interupsi eksternal. Ketika bit-bit tersebut diset 1 (aktif) maka interupsi

eksternal akan aktif jika bit I (interrupt) pada SREG (status register) diset juga (enable

interrupt), instruksi untuk mengatifkan global interrupt yaitu sei. Program interupsi

dari masing-masing interupsi akan dimulai dari vektor interupsi pada masing-masing

jenis interupsi eksternal.

2.1.3. Timer/Counter ATMega8535 memiliki fasilitas pewaktuan yang dinamakan timer/counter.

Timer/counter adalah sebuah pewaktuan yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik

dari dalam chip (timer) maupun dari luar chip (counter). ATMega8535 memiliki dua buah

timer/counter dengan kapasitas 8 bit dan satu buah timer/counter dengan kapasitas 16 bit.

Register yang digunakan oleh timer/counter adalah TCNTn sebagai register

penyimpan nilai dari timer/counter. Register OCRn (Output Compare Register) merupakan

register pembanding. Pengaturan Timer/Counter 0, Timer/Counter 1 dan Timer/Counter 2

dilakukan melalui register TCCRn (Timer/Counter Control Register). Konfigurasi dari

register TCCRn dapat dilihat pada gambar 2.4[4].

Gambar 2.4. Komponen Register TCCRn

FOCn (Force Output Compare) hanya aktif pada mode non-PWM, jika 1 maka

akan memaksakan operasi compare match. FOCn tidak akan memicu terjadinya interupsi

atau menolkan timer pada mode CTC (Clear Timer on Compare Match). WGMn (1:0)

(Waveform Generation Mode) berfungsi untuk mengendalikan kenaikan dari pencacah

pada register TCNTn, menentukan sumber dari nilai maksimal (top) dari pencacah dan tipe

timer yang akan digunakan. Konfigurasi dari bit WGMn(1:0) dapat di lihat pada tabel

2.5[4].


12

COMn (1:0) (Compare Match Output Mode) berfungsi mengendalikan pin OCn.

Jika kedua bit tersebut bernilai 0, maka OCn berfungsi sebagai pin biasa, apabila salah satu

bit bernilai 1, maka fungsi dari OCn bergantung pada pengaturan bit WGMn.

Tabel 2.5. Mode Operasi

Mode WGMn1 WGMn0 Mode operasi TOP OCRn TOV0 Flage

set on

0 0 0 Normal 0xFF Immediate MAX

1 0 1 Phase Correct

PWM

0xFF TOP BOTTOM

2 1 0 CTC OCR0 Immediate MAX

3 1 1 Fast PWM 0xFF TOP MAX

Pada mode CTC (WGMn1=1 WGMn0= 0) cacahan selalu meningkat, ketika

mencapai nilai maksimum akan kembali ke nol lagi. Dalam operasai normal flag

timer/counter overflow (TVOn) akan aktif ketika terjadi overflow.

Karena selalu mencacah naik, maka dapat digunakan sebagai pewaktu presisi. Cara

kerja dari mode ini yaitu akan membandingkan antara OCRn sama dengan TCNTn, jika

sama maka pencacahan timer dimulai dari awal lagi, persamaan perhitungan waktu tunda:

Waktu_tunda = ………………………………………… 2.1

Keterangan :

fOSC = Kristal yang digunakan (Hz).

Pr escaler = Pembagi waktu presisi (datasheet).

Nilai dari register TCNTn diisni dengan nilai waktu_tunda. Ketika timer/counter diaktifkan

TCNTn akan mencacah naik sebanyak waktu tunda untuk mencapai nilai maksimal (0xFF)

sesuai dengan waktu tundaan yang diinginkan.

2.1.4. ADC (Analog Digital Converter) Ada beberapa fitur yang dimiliki oleh ATMega8535, salah satunya ada ADC.

ATMega8535 mempunyai ADC 10 bit atau 8 bit dengan saluran 8 pin input ADC yaitu pin

A0 s/d A7. Sinyal masukan ADC berupa tegangan analog yang dibandingkan dengan


13

tegangan referensi ADC kemudian dikalikan dengan bit ADC yang dipakai yang akan

menghasilkan suatu nilai konversi ADC tertentu. Perhitungan ADC 8 bit pada

ATMega8535 dapat dihitung dengan persamaan[4]:

256……………………………………….. 2.2

Faktor pengali untuk ADC 8 bit adalah 256 (256 dikonversi ke data biner = 8 bit) .

Tegangan referensi ADC dapat diatur menggunakan tegangan referensi internal atau

eksternal, dengan syarat tegangan referensi ADC tidak melebihi AVCC.

Pada penggunaan ADC terdapat proses inialisasi ADC yang meliputi penentuan

clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. Sedangkan register

yang perlu di set adalah ADMUX, dan ADCSRA .

ADMUX adalah register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC,

format data output dan saluran ADC yang digunakan. Konfigurasi ADMUX seperti pada

tabel 2.6[4].

Tabel 2.6. Konfigurasi ADMUX

REFS1 REFS0 ADLAR - MUX3 MUX2 MUX1 MUX0

Bit penyusun ADMUX adalah sebagai berikut :

a. REFS[0..1] merupakan bit pengatur tegangan referensi ADC ATMega8535

b. ADLAR merupakan bit pemilih format data keluaran ADC dalam register ADCH.

c. MUX[0..3] merupakan bit pemilih saluran input ADC.

ADCSRA merupakan register 8 bit yang digunakan untuk manajemen sinyal

kontrol dan status ADC. Konfigurasi ADCSRA seperti pada tabel 2.7[4].

Tabel 2.7. Konfigurasi ADCSRA

ADEN ADSC ADFR ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPS0

Bit penyusun ADCSRA adalah sebagai berikut :

a. ADEN merupakan bit pengatur aktivasi ADC.

b. ADSC merupakan bit penanda mulai konversi ADC.

c. ADFR merupakan bit pengatur mode free runing.


14

d. ADIF merupakan bit penanda akhir suatu konversi ADC.

e. ADIE merupakan bit pengatur aktivasi interupsi ADC conversion complete.

f. ADPS[0..2] merupakan bit pengatur clock ADC.

2.2. Komunikasi Serial USART Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter

(USART) merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega8535.

USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan

untuk transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal

termasuk PC.

USART memungkinkan transmisi data baik secara synchronous maupun

asynchronous sehingga dengan demikian USART kompatibel dengan UART. Pada

ATMega8535, secara umum pengaturan mode komunikasi baik secara synchronous

maupun asynchronous adalah sama, perbedaan hanya pada clock saja. Jika pada mode

asynchronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, sedangkan pada

mode synchronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama.

Secara hardware untuk mode asynchronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan

RXD, sedangkan pada mode synchronous membutuhkan 3 pin yaitu TXD, RXD, dan

XCK[2].

2.2.1. Inisialisasi USART Dalam proses inisialisasi ada beberapa register yang perlu diperhatikan antara lain

UBRR, UCSRB, dan UCSRC. UBRR merupakan register 16 bit yang berfungsi melakukan

penentuan kecepatan transmisi data yang digunakan. UBRR dibagi menjadi dua seperti

pada tabel 2.8. Tabel 2.8. Konfigurasi UBRR

URSEL - - - UBRR[11..8] UBRRH

UBRRL UBRR[7..0]

Bit penyusun UBRR adalah sebagai berikut :

a. URSEL merupakan bit pemilih antara akses UBRR dan UCSRC.

b. UBRR[11..0] merupakan bit penyimpan konstanta kecepatan komunikasi serial.


15

UBRRH menyimpan 4 bit data seting boud rate dan UBRRL menyimpan data bit

sisa. Data yang dimasukkan ke UBRRH dan UBRRL dihitung sesuai tabel 2.9[2]. U2X

merupakan merupakan bit pada register UCSRA.

Tabel 2.9. Rumus Perhitungan Baud Rate dan UBRR

Mode Operasi Rumus Baud Rate Rumus UBRR

Mode Asinkron kecepatan

normal (U2X=0) 16 1 16 1

Mode Asinkron kecepatan

ganda (U2X=1) 8 1 8 1

Mode Sinkron 2 1 2

1

UCSRB merupkan register 8 bit yang mengatur aktivasi penerimaan dan

pengiriman USART. Komposisi UCSRB seperti tabel 2.10.

Tabel 2.10. Konfigurasi UCSRB

RXCIE TXCIE UDRIE RXEN TXEN UCSZ2 RXB8 TXB8

Bit penyusun UCSRB adalah sebagai berikut :

a. RXCIE mengatur aktivasi interupsi penerimaan data serial.

b. TXCIE mengatur aktivasi interupsi pengiriman data serial.

c. UDRIE mengatur aktivasi interupsi yang berhubungan dengan kondisi bit UDRE pada

UCSRA.

d. RXEN merupakan bit pengatur aktivasi penerima serial ATMega8535.

e. TXEN merupakan bit pengatur aktivasi pengirim serial ATMega8535.

f. UCSZ2 menentukan ukuran karakter serial yang dikirimkan.

UCSRC merupakan register 8 bit yang digunakan untuk mengatur mode dan kecepatan

komuniksi serial. Komposisi UCSRC seperti pada tabel 2.11[2].

Tabel 2.11. Konfigurasi UCSRC

URSEL UMSEL UPMI UPM0 USBS UCSZ1 UCSZ0 UCPOL


16

Bit penyusun UCSRC adalah sebagai berikut :

a. URSEL merupakan bit pemilih akses antara UCSRC dan UBRR.

b. UMSEL merupakan bit pemilih komunikasi serial antara sinkron dan asinkron.

c. UPM [1..0] merupakan bit pengatur paritas.

d. USBS merupakan bit pemilih ukuran bit stop.

e. UCSZ1 dan UCSZ0 merupakan bit pengatur jumlah karakter serial.

f. UCPOL merupakan bit pengatur hubungan antara perubahan data keluaran data

masukkan serial dengan clock sinkron.

2.3. Komunikasi Serial RS232 RS-232 (Recomended Standart-232) adalah sebuah standar yang ditetapkan oleh

Electronic Industry Association dan Telecomunication Industry Association pada tahun

1962. RS-232 pada komputer menggunakan konektor DB9 sedangkan untuk sinyal lengkap

dipakai konektor DB25. Untuk konfigurasi pin dan nama bagian dari konektor serial DB9

ditunjukkan pada tabel 2.12[6].

Gambar 2.5. Konfigurasi Konektor DB9 [6]

Tabel 2.12. Konfigurasi Pin dan Nama Bagian dari Konektor Serial DB9 [6]

No pin Nama pin Definisi Keterangan

1 CD Carrier Detect Saluran sinyal ini akan diaktifkan ketika

DTE mendeteksi suatu carrier dari

DCE.

2 RD Received Data Sebagai jalur penerimaan data serial.

3 TD Transmit Data Sebagai jalur pengiriman data serial.

4 DTR Data Terminal

Ready

Dengan saluran ini, DTE

memberitahukan kesiapan terminal.


17

Karakteristik sinyal yang diatur pada RS-232 meliputi level tegangan sinyal,

kecuraman perubahan tegangan (slew rate) dari level tegangan ‘0’ menjadi ‘1’ dan

sebaliknya. Beberapa parameter yang ditetapkan EIA (Electronics Industry Association)

antara lain :

a. Level tegangan antara +3 sampai +25 Volt pada input line receiver sebagai level

tegangan ‘0’, dan tegangan antara –3 sampai –25 Volt sebagai level tegangan ‘1’.

b. Level tegangan output line driver antara +5 sampai +25 Volt untuk menyatakan level

tegangan ‘0’, dan antara –5 sampai –25 Volt untuk menyatakan level tegangan ‘1’.

c. Beda level tegangan sebesar 2 Volt disebut sebagai noise margin dari RS-232.

Pada komunikasi serial RS 232 digunakan IC MAX 232 yang berfungsi sebagai

buffer pada mode transmisi asynchronous antara komputer dengan IC keluarga TTL.

Konfigurasi pin IC MAX ditunjukan pada gambar 2.6[7].

Gambar 2.6. Konfigurasi Pin IC MAX232

5 SG Signal Ground Saluran ground.

6 DSR Data Set Ready Dengan saluran ini, DTE

memberitahukan bahwa siap melakukan

komunikasi.

7 RST Request To

Send

Dengan saluran ini, DCE diminta

mengirim data oleh DTE.

8 CTS Clear To Send Dengan saluran ini, DCE

memberitahukan bahwa DTE boleh

mulai mengirim data.

9 RI Ring Indicator Dengan saluran ini, DCE

memberitahukan ke DCE bahwa sebuah

stasiun menghendaki suatu hubungan.


18

IC MAX 232 mempunyai fungsi pengubah level tegangan RS232 ke level tegangan

TTL dan juga sebaliknya yaitu dari level tegangan TTL ke level tegangan RS232. Berikut

tabel hubungan antara level tegangan TTL dengan level tegangan RS232 [6].

Tabel 2.13. Hubungan antara Level Tegangan TTL dan Level Tegangan RS232 [6]

Tipe Jalur dan Level Logika Tegangan

RS232

Tegangan TTL ke /

dari MAX 232

Transmisi Data (RD/TD) Logika 0 3V ke 25V 0V

Transmisi Data (RD/TD) Logika 1 -3V ke -25V 5V

Sinyal Kontrol (RTS/CTS/DTR/DSR) Logika 0 -3V ke -25V 5V

Sinyal Kontrol (RTS/CTS/DTR/DSR) Logika 1 3V ke -25V 0V

2.4. Prinsip Kerja Solenoid Solenoid adalah alat yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik atau arus listrik

menjadi gerakan mekanis. Solenoid disusun dari kumparan dengan inti besi yang dapat

bergerak. Jika ada arus listrik mengalir pada sebuah kumparan, maka di sekitar kumparan

tersebut akan muncul medan magnet. Terjadinya perubahan fluks magnet pada sebuah

sirkuit tertutup, maka dalam sirkuit tersebut akan muncul gaya gerak listrik. Arah arus

GGL tersebut meyebabkan medan magnet yang dihasilkannya akan melawan perubahan

fluks magnet tersebut. Sehingga bila solenoid diberi arus listrik maka akan terjadi

pergerakan dari tuas/inti besi dari solenoid tersebut sebagai akibat gaya dari perubahan

fluks magnet.

Gambar 2.7. Prinsip Kerja Solenoid.

2.4.1. Driver Solenoid Pada perancangan solenoid dikontrol oleh mikrokontroler sebagai penekan otomatis

tombol on mainan. Untuk menggerakan solenoid dibutuhkan sebuah driver karena keluaran

arus output mikrokontroler tidak muncukupi untuk supply solenoid. Komponen utama

driver solenoid adalah transistor yang bekerja sebagai sebagai saklar.


2.5.

sumba

seperti

off), m

2.7[8]

besarn

TransistoTransistor

at dan satura

Gamb

Jika sebua

i sebuah sak

maka transist

.

Dari gamb

nya arus basi

or sebagaiberfungsi se

si [8]. Hal in

bar 2.8. Kurv

ah transistor

klar yang ter

tor seperti se

Gamb

a. Rangk

bar diatas d

is dapat dihit

BI

i Saklar ebagai sakla

ni ditunjukka

va Garis Beb

r berada da

rtutup dari k

ebuah saklar

bar 2.9. Tran

aian transist

dengan men

tung dengan

B

Bbb

RVV −

=

ar jika biasin

an pada gam

ban DC Tran

alam keadaa

kolektor ke e

r yang terbu

nsistor sebag

tor b. Saat c

nerapkan hu

n persamaan[

BE…………

ng dirancan

mbar 2.8.

nsistor sebag

an saturasi,

emitter. Jika

uka, seperti d

gai Saklar [8]

ut off c. Sa

ukum Ohm

[8]:

………………

g untuk ber

gai Saklar [8

maka trans

a transistor t

ditunjukkan

].

aat saturasi

terhadap r

………………

1

rada pada tit

].

sistor terseb

tersumbat (c

pada Gamb

resistor basi

…….. 2.3

19

tik

but

cut

bar

is,


20

Hukum tegangan Kirchhoff mengatakan bahwa jumlah tegangan pada jalur tertutup

= 0. Jika diterapkan pada Gambar 2.9, Hukum tegangan Kirchhoff akan menghasilkan

persamaan[9] :

)( CCCCCE xRIVV −= ……………………………………. 2.4

Hubungan antara IB dan IC :

….….…….………….………….…………… 2.5

Saat keadaaan terbuka (cut off) tidak ada arus yang mengalir melalu beban RC,

kecuali arus bocor yang nilainya sangat kecil (IC =0), maka tegangan VCE dapat dirumuskan

menjadi persamaan :

CCCE VV = ….….………………………….……….........… 2.6

Sedangkan saat keadaan tertutup, terjadi bila transistor mendapatkan tegangan

positif pada basis, transistor akan menjadi saturasi maka arus IB mengalir dan menyebabkan

arus mengalir dari kolektor IC ke emiter IE melalui beban RC sehingga tegangan anatara

kolektor dan emitter menjadi nol (VCE = 0) dan tegangan yang jatuh pada beban RC dapat

ditulis dengan persamaan :

CCCC xRIV = ….….…………………………...………..… 2.7

2.6. Modul LCD 16 x 2 M1632 Modul LCD 16 x 2 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter

dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk 8 baris pixel dan 5 kolom pixel ( 1 baris

terakhir adalah kursor ). Pada Modul LCD M1632 telah dilengkapi dengan mikrokontroler

pengendali, berupa HD44780. Mikrokontroler ini dirancang khusus untuk mengendalikan

LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD yang

terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler atau perangkat yang

mengatur modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur proses scanning pada layar LCD.

Perangkat tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan karakter yang akan

ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan LCD saja.

BC II β=


21

Berikut gambar modul LCD 16x2[10].

Gambar 2.10. Modul LCD 16x2

2.6.1. Konfigurasi Pin LCD Modul M1632 Konfigurasi pin-pin LCD modul M1632 adalah sebagai berikut[10] :

a. Pin 1 (VSS atau GND )

Pin ini merupakan masukan tegangan 0 volt (ground) dari HD44780 dan modul LCD.

b. Pin 2 (VCC)

Pin ini merupakan masukan tegangan +5 volt dari HD44780 dan modul LCD.

c. Pin 3 (VEE/VLCD)

Pin ini merupakan masukan tegangan untuk mengatur kontras LCD. Kontras mencapai

nilai maksimum pada saat kondisi pin ini pada tegangan 0 volt.

d. Pin 4 (RS)

Register Select, pin pemilih register yang akan diakses. Untuk mengakses ke register

data, logika dari pin ini adalah 1 dan untuk mengakses ke register perintah, logika dari

pin ini adalah 0.

e. Pin 5 (R/W)

Logika 1 pada pin ini menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaaan

dan logika 0 menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk

aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, pin ini dapat

dihubungkan langsung ke ground.

f. Pin 6 (E)

Enable Clock LCD, pin ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada pin ini diberikan

pada saat penulisan atau pembacaan data.

g. Pin 7-14 (D0-D7)

Data bus, kedelapan pin modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data sebanyak 4

bit atau 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.

LCD 16 X 2


22

h. Pin 15 (Anoda)

Berfungsi untuk masukan tegangan positif blacklight modul LCD. Semakin besar

tegangannya maka blacklight modul LCD semakin terang.

i. Pin 16 ( Katoda)

Berfungsi untuk masukan tegangan ground blacklight modul LCD.

2.7. Baterai Baterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan

cara mengubah energi kimia yang terkandung di dalamnya menjadi energi listrik melalui

reaksi elektro kimia. Baterai terdiri dari beberapa sel listrik, sel listrik tersebut menjadi

penyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Sel baterai terdiri dari elektroda –

elektroda, elektroda negatif disebut katoda, yang berfungsi sebagai pemberi elektron

sedangkan elektroda positif disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron.

Ketika dua terminal sel dihubungkan dengan sirkuit luar dengan kabel, akan mengalir arus

dari anoda ke katoda sedangkan elektron mengalir dari katoda ke anoda, keadaan ini

disebut discharge[11].

Proses discharge baterai dengan beban yang sama memiliki karakteristik yang

berbeda-beda. Karakteristik proses discharge dipengaruhi oleh bahan pembuat baterai

(jenis baterai), dan suhu ruang saat proses discharge berlangsung[12]. Untuk penelitian

kali ini, baterai yang digunakan dalam pengujian mainan bersuara adalah baterai jenis

alkaline tipe LR44. Baterai ini memliki tegangan 1, 5 V. Gambar dimensi baterai dapat

dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Dimensi Baterai Tipe LR44[13]

Pada mainan bersuara yang akan diuji, baterai yang dibutuhkan mainan sebanyak 3

buah, sehingga tegangan suplai mainan bersuara adalah 4,5 V. Proses discharge baterai

menyebabkan penurunan nilai tegangan baterai. Pada mainan bersuara, penurunan


23

tegangan baterai menyebabkan perubahan kualitas suara mainan yang akan diuji. Untuk

mengetahui sejauh mana pengaruh nilai penerunan tegangan baterai dengan kualitas suara

yang dihasilkan, penulis melakukan survei pada 20 orang untuk mendengarkan suara

mainan yang akan diuji dengan variabel tegangan dari keadaan tegangan baterai mainan

full (4,5V) sampai keadaan tegangan minimum sehingga baterai tidak mampu lagi

memberikan suplai (mainan tidak menghasilkan suara). Berdasakan survei yang dilakukan

pada 20 orang, didapat bahwa tegangan 3,5 V sudah tidak mampu lagi memberikan suplai

yang cukup pada mainan bersuara, sehingga mainan bersuara yang dihasilkan sudah tidak

baik lagi. Supply tegangan mainan bersuara menggunakan power supply variabel dengan

range tegangan 1,5 V sampai 4,5 V sebagai pengganti tegangan baterai. Data hasil survei

dapat dilihat pada lampiran 1.


24

BAB III

PERANCANGAN

3.1. Arsitektur Sistem Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai mainan bersuara terdiri dari 2

bagian, yaitu bagian perekaman dan bagian otomatisasi perekaman. Arsitektur umum

sistem digambarkan dalam diagram blok yang ditunjukan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Otomatisasi Pengujian Baterai Mainan Bersuara

Dalam perancangan kali ini, penulis mengarah pada bagian otomatisasi perekaman,

sedangkan untuk bagian perekaman dikerjakan penulis lain dalam satu kelompok. Bagian

ini bekerja sebagai pengedali proses perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai

mainan bersuara secara otomatis. Bagian otomatisasi perekaman ini akan dikemas dalam

suatu kotak (kotak perekam). Proses pengendalian perekaman dilakukan oleh perintah dari

komputer. Data-data berupa perintah dari komputer dikirim melalui jalur komunikasi

antara kedua bagian.


25

3.2. Spesifikasi Mainan Bersuara Mainan bersuara yang akan diuji dalam sistem ini adalah mainan boneka yang

dapat menghasilkan suara (mainan Barbie bersuara). Mainan ini merupakan mainan

bersuara yang catu dayanya disuplai dari baterai. Mainan ini membutuhkan suplai tiga

buah baterai tipe LR44 jenis lithium atau alkaline, masing-masing baterai mempunyai

tegangan sebesar 1,5 V sehingga total catu daya baterai mainan bersuara tersebut adalah

4,5 V. Mainan ini dapat menghasilkan suara saat tombol on mainan ditekan. Pada mainan

ini juga terdapat lampu yang akan menyala jika tombol on mainan ditekan. Suara

dikeluarkan melalui speaker. Speaker dan lampu berada pada bagian depan mainan,

sedangkan tombol on mainan untuk menghidupkan mainan dan tempat baterai berada pada

bagian belakang mainan tersebut. Gambar mainan bersuara yang akan diuji dapat dilihat

pada gambar 3.2.

Bagian depan Bagian belakang

Gambar 3.2. Mainan Bersuara yang akan Diuji

Baterai yang digunakan sebagai suplai akan mengalami penurunan tegangan akibat

proses pemakaian. Hal ini mempengaruhi ketahanan suara yang dihasilkan mainan. Pada

level tegangan tertentu mainan akan mengalami penurunan kualitas suara karena baterai


26

tidak mampu lagi memberikan suplai yang cukup. Dari hasil survei sejumlah orang,

penurunan kualitas suara mainan, yaitu pada tegangan baterai 3,5 V (baterai mengalami

penurunan tegangan 1 V dari keadaan tegangan baterai full). Berdasarkan hasil survei

tersebut, penulis mengambil acuan bahwa level tegangan 3,5 V adalah level tegangan

mainan mengalami penurunan kualitas suara (suara tidak baik lagi).

3.3. Perancangan Otomatisasi Perekaman Berdasarkan gambar 3.1, secara umum perancangan otomatisasi perekaman terdiri

dari 2 bagian yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat

keras otomatisasi pengujian ketahanan baterai mainan bersuara berupa kotak perekam

suara mainan (proses perekaman menggunakan mic), minimum sistem mikrokontroler

ATMega8535, dua buah driver dan aktuator solenoid sebagai pengunci kotak perekam dan

penekan otomatis tombol on mainan, konektor baterai untuk pengambilan data tegangan

baterai, sebuah buzzer sebagai penanda alarm tegangan baterai lemah atau pengujian

baterai telah selesai, sebuah penampil status mikrokontroler berupa LCD, interlock proses

perekaman, dan rangkaian jembatan RS232 untuk komunikasi antara mikrokontroler

dengan komputer. Sedangkan perangkat lunak berupa program pengendali perekaman

suara, program ADC (Analog to Digital Converter) sebagai pengecek tegangan baterai,

program alarm buzzer saat baterai lemah dan program komunikasi serial antara

mikrokontroler dengan komputer, yaitu pengiriman data ADC untuk ditampilkan ke

komputer, penerimaan data dari komputer untuk perintah penekanan tombol mainan,

perintah untuk menghidupkan buzzer saat pengujian baterai telah selesai, dan program

untuk LCD sebagai penampil status mikrokontroler.

3.4. Perancangan Kotak Perekam Kotak perekam adalah sebuah tempat perekaman suara mainan yang dirancang

sedemikian rupa sehingga proses perekaman tidak terganggu oleh suara lain. Kotak dibagi

menjadi 2 bagian, yaitu bagian untuk proses perekaman dan bagian untuk penempatan

hardware driver perekaman. Pada bagian perekaman ditambahkan sebuah peredam suara

sehingga proses perekaman menjadi maksimal (kotak kedap suara). Gambar perancangan

kotak perekam dapat dilihat pada gambar 3.3.


interlo

penguj

adanya

keadaa

dikunc

proses

dihubu

mainan

kurang

terdap

dileng

batera

pereka

mainan

diatur

pengat

Berdasarka

ock yang di

jian mainan

a obyek yan

an tertutup,

ci oleh sebu

s perekaman

ungkan ke s

n yang diuji

g baik. Seda

pat sebuah ak

gkapi dengan

i mainan b

aman, di da

n bersuara.

oleh sebua

tur proses pe

G

an gambar

itempatkan

n bersuara

ng akan diuj

sehingga pro

uah solenoid

n berlangsu

sound card

i, karena jik

angkan untu

ktuator yang

n indikator y

bersuara tel

alam kotak p

Pengendali

ah mikrokon

erekaman.

Gambar 3.3. P

3.3, proses

pada tutup

dalam kond

i di dalam k

oses perekam

d, sehingga k

ung. Untuk

komputer. M

a dipasang t

uk perangkat

g berfungsi u

yang berfung

lah selesai.

perekam jug

i otomatisas

ntroler yang

Perancangan

s perekaman

kotak bagi

disi siap. In

kotak pereka

man dapat di

kotak bagian

merekam

Mic dipasan

terlalu dekat

t penggerak

untuk peneka

gsi untuk me

Selain pr

ga terdapat

si perekama

g memperol

n Kotak Pere

n dapat dim

ian perekam

nterlock ber

am dan kond

imulai. Kota

n perekaman

suara main

ng tidak tela

t akan meng

perekaman,

an tombol on

emberi tanda

roses perek

proses peng

an dan peng

leh interups

ekam

mulai hany

man dan du

rfungsi seba

disi kotak pe

ak bagian pe

n tidak dapa

nan, terdap

alu dekat de

ghasilkan per

di dalam k

n mainan. K

a apabila pro

aman dan

gecekan teg

gecekan teg

si dari kom

2

a saat kedu

udukan obye

agai indikat

erekam dala

rekaman aka

at dibuka sa

at mic yan

engan speak

rekaman yan

kotak pereka

Kotak pereka

oses pengujia

pengendalia

gangan bater

angan bater

mputer sebag

27

ua

ek

tor

am

an

aat

ng

ker

ng

am

am

an

an

rai

rai

gai


28

3.5. Perancangan Interlock Kotak Perekam Di dalam kotak perekam terdapat dua buah interlock. Interlock 1 akan dipasang

pada tutup kotak bagian perekaman dan sedangkan interlock 2 pada dudukan obyek yang

akan diuji. Kedua interlock menggunakan limit switch normally open, sehingga ketika

kotak bagian perekaman dalan keadaan tertutup dan terdapat obyek pada kotak perekam,

limit switch menjadi aktif karena limit switch tertekan tutup kotak dan obyek yang akan

diuji. Gambar 3.4 merupakan perancangan interlock yang akan dibuat.

Gambar 3.4. Perancangan Interlock Kotak Perekam

Berdasarkan gambar 3.4, dapat dilihat bahwa interlock 1 dan interlock 2 terhubung

dengan port C0 dan port C1 dengan logika aktif rendah. Ketika limit switch aktif maka

logika pada port C0 dan C1 bernilai logika 0 karena port C0 dan C1 akan terhubung

dengan GND. Pada program, port C0 dan C1 diberi pull up secara internal, artinya dalam

kondisi normal logika pada port C0 dan C1 bernilai logika 1. Logika-logika di port C0 dan

C1 digunakan untuk indikator kotak perekam. Saat pintu dalam keadaan tertutup dan

terdapat obyek pengujian dalam kotak bagian perekaman logika pada port C0 dan C1

bernilai logika 0. Proses perekaman hanya dapat dilakukan saat kedua kondisi interlock

dalam kodisi logika 0 artinya kotak perekam dalam keadaan tertutup dan terdapat obyek

yang akan diuji. Data interlock akan dikirimkan ke komputer. Pada komputer data interlock

akan digunakan sebagai syarat proses pengujian mainan bersuara dapat dimulai.

Interlock pintu

Interlock obyek


29

3.6. Perancangan Driver Solenoid

Untuk menggerakan solenoid yang dikontrol mikrokontroler membutuhkan sebuah

driver solenoid. Driver solenoid menggunakan komponen utama berupa transistor yang

berfungsi sebagai saklar. Pada perancangan transistor yang digunakan adalah transistor tipe

BD 139 karena transistor memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan untuk menghidupkan

solenoid sebagai pengunci tutup kotak bagian perekaman dan penekan tombol on mainan.

Mikrokontoler bekerja untuk menghidupakan dan mematikan transistor sebagai saklar

yaitu dengan memberi masukan logika 1 atau 0 pada kaki basis.

Gambar 3.5. Rangkaian Driver Solenoid

Berdasarkan gambar 3.5, transistor sebagai saklar akan aktif jika diberi logika 1

(tegangan 5 V) karena untuk menghidupkan transistor BD 139 dibutuhkan tegangan VBE

transistor sebesar ≥ 0,7 V. Dalam proses perekaman, hentakan solenoid diusahakan tidak

terlalu besar karena dapat terekam oleh mic sehingga mengganggu proses perekaman, oleh

karena itu perlu dilakukan perhitungan kebutuhan arus untuk menghidupkan solenoid (IC).

Untuk mengetahui nilai IC yang dibutuhkan solenoid, terlebih dahulu dilakukan pengukuran

hambatan dalam solenoid (RC) dengan multimeter, yang kemudian akan dirumuskan dalam

persamaan 2.7.

CCCC xRIV =

Pada perancangan, solenoid yang digunakan adalah solenoid dengan masukan

tegangan 12 V, maka pada rangakaian driver solenoid VCC dihubungkan dengan catu daya

12 V. Pengukuran hambatan dalam solenoid sebesar 20 Ω (RC = 20 Ohm).


30

Sehingga :

C

CCC R

VI =⇒

A6,0

2012

==

Menghitung nilai IB dengan persamaan 2.5, dengan β = 250 (datasheet) [13]:

βC

BI

I =⇒ mA4,2250

6,0==

Menghitung nilai RB dengan persamaan 2.3, dengan Vbb = 5 V ( logika 1) :

B

BEbbB R

VVI −=

B

BEbbB I

VVR −=⇒ Ω≅Ω=

−= 20001958

0024,07,05

Dari perancangan di atas didapat RB sebesar 2 kΩ. Pada rangkaian driver solenoid

besarnya nilai RB mempengaruhi besarnya nilai IC, sehingga untuk menghasilkan nilai IC

yang sesuai dengan kebutuhan arus solenoid perlu dilakukan perhitungan nilai RB transistor

sebagai saklar. Penambahan D1 (dioda freewheeling) pada rangkaian driver solenoid

bertujuan untuk mengamankan transistor dari arus balik kumparan yang terdapat pada

solenoid. Hal ini karena kondisi induktor yang telah terisi tegangan dan arus pada saat

transistor sebagai saklar aktif akan melepaskan tegangan dan arus tersebut, karena medan

magnet pada induktor runtuh sehingga induktor akan melepaskan tegangan balik dengan

nilai yang negatif (VL = -L di/dt) [9]. Dan disinilah fungsi dari dioda freewheeling yaitu

untuk menangani tegangan balik tersebut agar tegangan balik tersebut tidak masuk ke

transistor.

Perancangan driver solenoid untuk penekanan tombol dan pengunci kotak perekam

sama, karena pada perancangan penulis menggunakan solenoid dengan karakteristik yang

sama. Dalam perancangan solenoid 1 digunakan untuk pengunci tutup kotak bagian

perekaman dan solenoid 2 digunakan untuk penekanan tombol on mainan. Solenoid 1

BC II β=


31

sebagai penguncian kotak perekam aktif saat ada perintah mengunci dari komputer dan non

aktif ketika ada perintah membuka kunci dari komputer, sedangkan solenoid 2 sebagai

penekan tombol on mainan akan aktif sesaat jika ada interupsi dari komputer untuk

menekan tombol on mainan. Kerja sistem solenoid sebagai penekan tombol yaitu saat

solenoid aktif, batang solenoid terdorong dan kemudian mendorong tombol push on

mainan. Pada solenoid ini diberi sebuah karet untuk mengurangi benturan yang dapat

merusak tombol on mainan. Sedangkan kerja sistem solenoid sebagai pengunci yaitu saat

solenoid aktif, batang solenoid terdorong, sehingga batang tersebut masuk ke celah kotak

perekam sehingga pintu tidak dapat terbuka (solenoid dipasang pada tutup kotak bagian

perekaman). Penguncian tutup kotak bagian perekaman dimaksudkan agar pada saat proses

pengujian (perekaman) mainan bersuara tutup tidak dapat dibuka, karena jika terbuka

proses perekaman dapat terganggu suara lain dari luar.

3.7. Perancangan Konektor Baterai Konektor baterai terbuat dari dua buah plat konduktor yang terhubung dengan

anoda dan katoda baterai mainan bersuara. Konektor baterai terhubung ke port A.0

ATMega8535 sebagai input ADC untuk diolah menjadi data digital yang akan dikirimkan

ke komputer untuk menampilkan tegangan baterai dalam bentuk grafik dan sebagai data

level tegangan baterai.

Gambar 3.6. Koneksi Konektor Baterai dengan ATMega8535

Pada perancangan konektor baterai dibuat menggunakan plat besi kaku dengan

posisi tertentu sehingga dapat mengenai kutub katoda dan anoda baterai mainan bersuara,

sehingga saat pengujian mainan bersuara penguji hanya perlu mumbuka tutup baterai

maianan bersuara.

Katoda Baterai

PORTA.0

GND

Anoda Baterai

ATMega8535


32

Gambar 3.7. Koneksi Plat Besi pada Baterai

3.8. Perhitungan Nilai ADC Baterai Pengubahan tegangan baterai dari analog ke digital menggunakan fasilitas ADC

mikrokontroler 8 bit dengan V ref internal sebesar 5 V. ADC yang digunakan 8 bit karena

komunikasi serial antara mikrokontroler dengan komputer memiliki 8 bit jalur data. Pada

saat pengujian, obyek yang akan diuji mengunakan baterai tegangan 1,5 V sejumlah 3

buah, sehingga 3 buah baterai memiliki tegangan = 1,5 V x 3 = 4,5 V, jika dikonversi ke

data digital dengan perhitungan nilai konversi ADC pada persamaan 2.2 maka diperoleh

nilai konversi :

V

256

4,55

256 230.4 230 6 11100110

Level tegangan baterai akibat pemakaian akan mengalami penurunan[11], sehingga

nilai ADC yang akan dikirimkan ke komputer selalu diperbaharui, yaitu dengan cara

pengiriman data level tegangan baterai secara berkala ke komputer setiap kali proses

penekanan tombol mainan.


33

3.9. Perancangan Minimum Sistem ATMega8535 Perancangan minimum sistem ATMega8535 dapat dilihat pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem ATMega8535

Berdasarkan gambar 3.8, pada minimum sistem, terdapat kristal sebesar 12 Mhz

yang berfungsi untuk kebutuhan clock eksternal dan clock untuk komunikasi antara

downloader dengan minimum sistem saat penulisan program pada IC ATMega8535. Duah

buah kapasitor yang menghubungkan kristal dengan ground yaitu C2 dan C3 memiliki nilai

sebesar 22 pf, kapasitor tersebut merupakan rekomendasi datasheet ATMega8535[5] untuk

kristal eksternal 12 Mhz. Demikian juga pemasangan komponen C4 dan L1 pada AVCC

yang memiliki nilai kapasitansi 100 nf dan induktasi 10 µH. Tegangan suplai

mikrokontroler adalah 5 V. Untuk indikator ketika mikrokontroler telah mendapatkan

suplai tegangan, terdapat LED yang akan menyala. Besarnya arus yang dibutuhkan LED

sebesar 15 mA dari datasheet LED[14]. Untuk mendapatkan arus LED yang sesuai, maka

diberi resistor dengan perhitungan nilai R2= V/I = 5 V / 15 mA 330 Ω. Untuk kebutuhan

saat terjadi error maka pada perancangan minimum sistem disertakan tombol reset untuk


34

mereset saat terjadi error. Prinsip kerja rangkaian reset adalah pemberian tegangan pada

kaki reset yang tidak bersamaan dengan tegangan catu mikrokontroler (Vcc). Pemberian

tegangan pada reset ekternal dilakukan setelah pemberian tegangan catu mikrokontroler

dengan waktu tunda tertentu (datasheet)[5]. Untuk mendapatkan waktu tunda, pada

rangkaian reset dipasang kapasitor dan resistor secara paralel. Kapasitor akan

menghasilkan waktu tunda tegangan yang masuk ke reset, karena adanya proses pengisian

tegangan pada kapasitor terlebih dahulu. Waktu pengisian kapasitor dihitung dengan

persamaan T = R x C. Kapasitor yang digunakan ditentukan sebesar 10 uf, resistor yang

digunakan menyesuaikan 1 kΩ. Sehingga didapat waktu pengisian kapasitor (waktu reset)

T = 1000 Ω x 10 uf = 10 mS.

Pada minimum sistem juga disertai dengan regulator 5 V menggunakan IC 7805

untuk catu daya lebih dari 5 V pada minimum sistem. Pada masukan dan keluaran IC

regulator terdapat duah buah kapasitor C7 dan C8 yang berfungsi sebagai filter. Nilai

kapasitansi dari C7 sebesar 0,33 µf dan kapasitansi C8 sebesar 0,1 µf, didapat dari

rekomendasi datasheet IC regulator 7805[15]. Pada input VCC regulator terdapat diode

yang dipasang untuk biasa maju, sehingga saat terjadi kesalahan pemasangan sumber

tegangan yang terbalik tidak merusak sistem, karena arus tidak dapat melewati dioda.

3.10. Perancangan Rangkaian Jembatan RS232 Komunikasi data antara mikrokontroler dengan komputer secara serial memerlukan

rangakaian jembatan RS232 agar level tegangan mikrokontroler dapat disesuaikan dengan

level tegangan RS232 pada komputer. Untuk menyesuaikan tegangan tersebut pada

perancangan rangakaian jembatan RS232 digunakan IC MAX232 sebagai pengubah level

tegangan RS232 ke level tegangan TTL dan juga sebaliknya. Gambar perancangan

jembatan RS232 dapat dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Rangkaian Jembatan RS232


35

Pada rangakaian jembatan RS232 terdapat 4 buah kapasitor C1, C2, C3, dan C4

dengan masing-masing nilai 1µf sesuai kapasitor yang dibutuhkan pada datasheet

MAX232[7]. Pada C2 kutub positif kapasitor dihungkan ke ground, sedangkan kutub

negatif kapasitor dihubungkan ke IC, hal ini dikarenakan tegangan pada IC yang terhubung

C2 negatif. Catu daya jembatan RS232 adalah 5 V. LED 1 dan LED 2 berfungsi sebagai

indikator pemasangan TX/RX antara mikrokontroler dan RS232 komputer terhubung

dengan benar. Nilai R1 dan R2 didapat dari perhitungan nilai R = V/I = 5 V / 15 mA 330

Ω, dengan V = pengukuran tegangan pada TX/RX saat mikrokontroler dihubungkan

dengan rangkaian jembatan RS232 dan I = arus yang dibutuhkan LED (datasheet)[14].

3.11. Perancangan Antarmuka Sistem dengan Mikrokontroler Berdasarkan sistem yang ada maka pembagian port pada mikrokontroler dirancang

sebagai berikut :

1. Piranti masukan data level tegangan baterai yang berasal dari konektor baterai

memerlukan sebuah port yang berfungsi sebagai input ADC ditetapkan pada port A0.

2. Piranti masukan interlock kotak perekam yang berfungsi sebagai indikator dalam

keadaan tertutup dan terdapan obyek yang akan di uji pada port C0 dan port C1.

3. Piranti komunikasi serial antara mikrokontroler dengan komputer menggunakan

jembatan RS232 ditetapkan pada port D0 sebagai Rx (receiver) dan port D1 sebagai Tx

(tranciever) sesuai datasheet ATMega8535 port yang digunakan untuk komunikasi

mikrokontroler.

4. Piranti keluaran berupa buzzer ditetapkan pada port D5.

5. Piranti keluaran berupa driver solenoid 1, untuk menggerakan solenoid 1 sebagai

pengunci tutup kotak bagian perekaman ditetapkan pada port D6.

6. Piranti keluaran berupa driver solenoid 2, untuk menggerakan solenoid 2 sebagai

penekan tombol mainan ditetapkan pada port D7.

7. Piranti keluaran penampil status mikrokontroler berupa LCD ditetapkan pada port B0-

B7.

Dari penjelasan di atas, gambar perancangan antarmuka antara sistem dengan

mikrokontoler dapat dilihat pada gambar 3.10.


36

Gambar 3.10. Perancangan Antarmuka Mikrokontoler

3.12. Perancangan Diagram Alir Program

Perancangan diagram alir program merupakan alur program mikrokontroler untuk

sistem otomatisasi perekaman dan pengujian baterai mainan bersuara. Diagram alir

program terdiri dari diagram alir sistem utama (main program) dan sub sistem.

3.12.1. Diagram Alir Main Program Main program merupakan program secara looping untuk menunggu interupsi dari

komputer. Ketika suatu interupsi masuk, maka main program akan berpindah menuju

program sub sistem. Diagram alir dari sistem utama otomatisasi pengujian baterai mainan

berusuara ditunjukan pada gambar 3.11.

L C D


37

Gambar 3.11. Flow Chart Main Program

Ya

Kirim Data interlock

A

Interupsi Kirim ADC?

A

YaYa

Interupsi Tekan

Tombol?

Interupsi Aktifkan Buzzer?

Tidak

A

Tidak

Tekan Tombol

Aktifkan Buzzer

A

Ya

Tidak

Interupsi kirim data interlock?

B

Ya

Tampil LCD “Stand by”

Tidak Input data interupsi dari PC?

Inisialisai PORT Inisialisasi LCD

Mulai

A

Kirim ADC

Tidak

Interupsi stop

pengujian?

Stop Pengujian

A

B

Interupsi lock tutup perekam?

Kunci Tutup Kotak Perekam

A

A

Ya Ya

Tidak Tidak


38

3.12.2. Diagram Alir Program Sub-Sistem Diagram alir sub sistem merupakan diagram alir berdasarkan bagian-bagian yang

terdapat pada main program yang meliputi sistem pengiriman data interlock, interupsi

kunci kotak perekam, pengambilan data level tegangan baterai sebagai input ADC yang

akan dikirimkan ke komputer, pengaktifan solenoid sebagai penekan tombol on mainan,

perintah untuk menghidupkan buzzer, dan interupsi stop pengujian yang terdiri dari

penonaktifan buzzer dan buka kunci tutup kotak bagian perekaman. Status dari

mikrokontoler kemudian ditampilkan pada LCD. Berikut masing-masing diagram alir sub

sistem:

3.12.2.1. Diagram Alir Kirim Data Interlock

Gambar 3.12. Flow Chart Kirim Data Interlock


39

Berdasarkan gambar 3.12, saat input Rx atau D0 menerima data dari komputer

berupa data “I”, mikrokontoler diberi interupsi untuk mengirimkan data interlock ke

komputer. Data interlock yang dikirim ke komputer adalah untuk mengetahui status kotak

perekaman dalam keadaan siap untuk proses perekaman (pintu kotak bagian perekaman

dalam keadaan tertutup dan terdapat obyek yang diuji) dan kotak perekaman dalam

keadaan tidak siap untuk proses perekaman (pintu kotak bagian perekaman dalam keadaan

terbuka atau tidak terdapat obyek yang diuji atau dalam kondisi kedua-duanya). Pada

keadaan kotak perekam siap, maka mikrokontroler akan mengirimkan data 8 bit

“00000001”. Status mikrokontoler yang ditampilkan LCD adalah “Kotak Siap”, sedangkan

pada keadaan kotak perekam tidak siap, mikrokontroler akan mengirimkan data 8 bit

“00000000” dan status mikrokontoler yang ditampilkan LCD adalah “Kotak Tidak Siap”.

Data interlock kotak perekam dalam keadaan siap yang dikirim akan digunakan komputer

sebagai syarat proses perekaman dapat dimulai.

3.12.2.2. Diagram Alir Kunci Tutup Kotak Perekam (Aktifkan

Solenoid 1)

Gambar 3.13. Flow Chart Kunci Tutup Kotak Perekam


40

Berdasarkan gambar 3.13, saat input Rx atau D0 menerima data dari komputer

berupa data “L”, maka komputer menginterupsikan mikrokontroler untuk mengaktifkan

solenoid 1. Pengaktifan solenoid 1 yaitu dengan cara mikrokontroler memberi logika tinggi

(logika 1) pada driver solenoid 1. Pemberian logika 1 pada driver solenoid 1 akan

mengaktifkan solenoid 1 untuk mengunci tutup kotak bagian perekaman, sedangkan

pemberian logika 0 pada driver solenoid 1 akan menonaktifkan solenoid 1 untuk membuka

kunci tutup kotak bagian perekaman. Pemberian logika 0 driver solenoid 1 diberikan saat

pegujian selesai (stop pengujian).

3.12.2.3. Diagram Alir ADC dan Pengiriman Data ADC

Gambar 3.14. Flow Chart Interupsi Kirim ADC

Berdasarkan gambar 3.14, dan pengiriman data ADC, masukan tegangan yang

diterima mikrokontoler diolah menggunakan ADC, dan saat input Rx atau D0 menerima

data dari komputer berupa data “A” maka data ADC tersebut dikirimkan langsung ke

komputer sebagai data level tegangan baterai yang ditampilkan dalam bentuk grafik oleh


41

komputer. Pada keadaan ini status mikrokontoler yang ditampilkan LCD adalah “Kirim

ADC” berserta nilai ADC yang dikirim yang diubah dalam satuan Volt.

3.12.2.4. Diagram Alir Tekan Tombol (Solenoid 2)

Gambar 3.15. Flow Chart Tekan Tombol

Berdasarkan gambar 3.15, perintah untuk mengaktifkan solenoid 2 terjadi saat input

Rx atau D0 menerima data dari komputer berupa data “S”. Pengaktifkan solenoid 2 yaitu

dengan cara mikrokontroler memberi logika tinggi (logika 1) pada diver solenoid 2.

Pemberian logika 1 dilakukan mikrokontroler hanya sesaat ketika ada interupsi penekanan

tombol on mainan dari komputer, setelah itu solenoid 2 menjadi tidak aktif lagi karena

fungsi dari solenoid 2 hanya sebagai penekan tombol on mainan. Perintah ini bertujuan

untuk menghidupkan solenoid 2 yang berfungsi sebagai penekan tombol on mainan

bersuara guna proses perekaman. Pada keadaan ini status mikrokontoler yang ditampilkan

LCD adalah “Penekanan Tombol”.


42

3.12.2.5. Diagram Alir Alarm berupa Buzzer

Gambar 3.16. Flow Chart Alarm Aktifkan Buzzer

Berdasarkan gambar 3.16, perintah untuk menghidupkan buzzer terjadi saat input

Rx atau D0 menerima data dari komputer berupa data “B”. Pengaktifkan buzzer yaitu

dengan cara mikrokontroler memberika logika 1 (tegangan 5 V) pada buzzer. Buzzer yang

digunakan memiliki tegangan catu daya 5 V. Penghidupan buzzer dilakukan saat kualitas

suara yang dihasilkan mainan bersuara sudah tidak baik lagi, dengan pengertian lain baterai

sudah tidak mampu lagi memberi suplai yang cukup pada mainan bersuara. Pengujian

kualitas baterai dinyatakan selesai. Pada keadaan ini status mikrokontoler yang ditampilkan

LCD adalah “Pengujian Selesai”.

3.12.2.6. Diagram Alir Stop Pengujian Berdasarkan gambar 3.17, perintah untuk menghentikan proses pengujian terjadi

saat input Rx atau D0 menerima data dari komputer berupa data “Z”. Mikrokontroler

menerima interupsi dari komputer untuk mematikan buzzer dan membuka kunci tutup

kotak bagian perekaman yaitu dengan cara memberi logika 0 pada buzzer dan driver

solenoid 1. Proses ini dilakukan secara manual oleh komputer pada saat pengujian selesai.


43

Stop pengujian dilakukan dengan cara menekan tombol pada message box stop pengujian

pada tampilan komputer. Pada keadaan ini status mikrokontoler yang ditampilkan LCD

adalah “Stop Pengujian”. Setelah proses pengujian selesai, user mengganti baterai pada

mainan yang diuji untuk proses pengujian baterai berikutnya.

Gambar 3.17. Flow Chart Stop Pengujian

Semua perintah dilakukan oleh interuksi dari komputer. Komunikasi antara

mikrokontroler dengan komputer berupa pegiriman dan penerimaan 10 bit data digital

melalui komunikasi serial RS232. 10 bit data tersebut meliputi 1-bit start, 8-bit data, dan

1-bit stop. Delapan bit data interupsi dari komputer ke mikrokontroler yang akan dipakai

dalam komunikasi mikrokontroler dengan komputer ditunjukan pada tabel 3.1. Sedangkan

data yang dikirim ke komputer adalah data ADC baterai untuk ditampilan pada komputer

dalam bentuk grafik, dan data status interlock mikrokontroler yang berfungsi sebagai syarat

proses pengujian ketahanan baterai mainan bersuara dapat dimulai. Delapan bit data

interlock yang dikirimkan mikrokontroler dapat dilihat pada tabel 3.2.


44

Tabel 3.1. Delapan Bit Data Interupsi Komputer ke Mikrokontroler

Data

bit data ke- Interupsi Mikrokontroler

7 6 5 4 3 2 1 0

A 0 0 1 1 0 0 0 0 Kirim ADC ke komputer

B 0 0 0 0 1 1 0 0 Aktifkan Buzzer

S 0 0 0 0 0 0 1 1 Tekan Tombol Mainan

I 0 0 1 1 1 1 0 0 Kirim data interlock

L 1 1 0 0 0 0 1 1 Kunci tutup perekam

Z 1 1 1 1 1 1 1 1 Stop Pengujian

Tabel 3.2. Delapan Bit Data Interlock

Data Status interlock mikrontroler

0 0 0 0 0 0 0 0 Kotak Tidak Siap

0 0 0 0 0 0 0 1 Kotak Siap

3.13. Perancangan Tampilan LCD Pada perancangan otomatisai pengujian ketahanan baterai mainan bersuara terdapat

LCD yang digunakan sebagai penampil status mikrokontroler. Perancangan tampilan LCD

dapat dilihan pada tabel 3.3.

Tabel 3.3. Tampilan LCD Status Mikrokontroler

Status Mikrokontroler Tampilan LCD

Tidak ada aktifitas Standby

Kirim data interlock Kotak Tidak Siap / Kotak Siap

Aktifkan Solenoid 1 Kotak Terkunci

Aktifkan Solenoid 2 Penekanan Tombol

Kirim ADC ke komputer Kirim Data ADC serta Nilainya (V)

Aktifkan Buzzer Pengujian Selesai

Stop Pengujian Stop Pengujian

Data Yang Diterima Tidak Ada Dalam Protokol Komunikasi

Input Salah


4.1

pereka

terdap

peneka

interlo

tegang

Pada

jembat

penguj

menya

sistem

Model KBerdasarka

aman dan b

pat microph

anan tombo

ock pada bag

gan baterai m

bagian hard

tan RS232,

jian, bater

ambungkan

m dapat diliha

HASI

Kotak Perean perancan

agian hardw

hone untuk

l on mainan

gian tutup k

mainan, pad

dware terda

catu daya si

ai tetap t

konektor b

at pada gamb

Ga

B

IL DAN

ekam ngan, kotak

ware (rangk

pengambil

n dan pengu

kotak dan du

da dudukan b

apat rangkai

istem serta r

terhubung

aterai ke si

bar 4.1, 4.2,

ambar 4.1. M

45

AB IV

N PEMB

perekam dib

aian elektro

an data sua

unci tutup ko

udukan main

bagian belak

ian minimum

rangkaian dr

ke sistem,

istem ditam

dan 4.3.

Model Kotak

BAHASA

bagi menjad

onis sistem).

ara mainan,

otak bagian

nan bersuara

kang mainan

m sistem m

river solenoi

, sehingga

mbahkan seb

k Perekam

AN

di 2 bagian,

Pada bagia

2 buah so

perekaman,

a. Untuk me

n diberi kon

mikrokontrol

id 1 dan 2. S

untuk m

buah relay.

, yaitu bagia

an perekama

olenoid untu

, serta 2 bua

engambil da

nektor batera

ler, rangkaia

Saat tidak ad

memutus da

Gambar fis

an

an

uk

ah

ata

ai.

an

da

an

sik


46

Gambar 4.2. Kotak Perekam Bagian Depan

Gambar 4.3. Kotak Perekam Bagian Belakang

Gambar 4.1 merupakan tampilan model sistem kotak perekam. Kotak perekam

memiliki 2 bagian yang terpisah. Bagian pertama adalah bagian hardware untuk peletakan

rangkaian elektronis sistem, sedangkan bagian kedua adalah bagian perekaman yang

digunakan untuk proses pengambilan data suara mainan. Gambar 4.2 merupakan tampilan

depan kotak perekam. Pada bagian depan kotak perekam terdapat LCD sebagai penampilan

status mikrokontroler dan lampu LED sebagai indikator power on sistem. Gambar 4.3

merupakan tampilan belakang kotak perekam. Pada bagian belakang kotak perekam

terdapat buzzer, tombol reset, tombol power sistem, port RS232 serta jalur kabel catu daya

sistem dan kabel microphone.

Pada bagian dalam dan bagian luar kotak perekam, permukaan kotak dilapisi

dengan karpet peredam, hal ini bertujuan untuk menghasilkan ruang kedap suara sehingga

suara mainan dapat diterima microphone dengan baik serta untuk meminimalkan gangguan

suara dari luar saat proses perekaman. Pada kotak perekam, penekanan tombol on mainan

menggunakan solenoid menimbulkan hentakan, sehingga dapat menggeser posisi mainan

yang diuji. Untuk mecegah bergesernya posisi mainan, maka pada dudukan mainan yang

diuji diberi 2 buah pengikat.

Rangkaian elektronis sistem menggunakan catu daya DC. Catu daya DC untuk

rangkaian elektronis sistem tidak dibahas dalam perancangan, tetapi dibutuhkan untuk

memberikan supply tegangan DC ke sistem. Untuk itu, penulis menggunakan rangkaian

yang sudah ada. Penulis menggukan trafo step down 2 A dan rangkaian penyearah

tegangan keluaran 12 V. Gambar rangkaian penyearah dapat dilihat pada gambar 4.4.


47

Gambar 4.4. Rangkaian Penyearah

4.2. Pengujian Hardware Pengujian hardware adalah pengujian rangkaian sistem yang diuji pada masing-

masing blok. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian masing-masing

blok dapat berfungsi sesuai perancangan. Pengujian ini tidak ada dalam variabel penelitian,

tetapi pengujian masing-masing blok hardware diperlukan. Apabila terjadi error pada

sistem, penulis dapat menelusuri penyebab error tersebut dari masing-masing blok

hardware.

4.2.1. Pengujian Minimum Sistem ATMega8535 Minimum sistem mikrokontroler ATMega8538 yang disertai IC regulator 7805

untuk memenuhi kebutuhan tegangan 5 V hasil perancangan ditunjukkan pada gambar 4.5.

Gambar 4.5. Minimum Sistem ATMega8535

Pengujian minimum sistem bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian ini dapat

berfungsi sesuai perancangan. Pengujian dilakukan dengan membuat program untuk

memberikan nilai logika 0 dan logika 1 pada output mikrokontroler, yaitu pada port A, port

B, port C, dan port D. Dari masing-masing port kemudian dihubungkan dengan modul

LED aktif rendah sebagai penampil output mikrokontroler. Pada saat pemberian logika 0

lampu LED pada modul menyala dan saat pemberian logika 1, lampu LED pada modul


48

padam. Gambar hasil pengujian minimum sistem dapat dilihat pada gambar 4.6, sedangkan

program yang ditulis mikrokontroler adalah sebagai berikut:

#include <mega8535.h> //mikrokontroler yang digunakan ATmega8535 void main(void) PORTA=0xff; //port yang digunakan = port A

//nilai 0xff = mula-mula nilai port A.7– A.0 logika 1 DDRA=0xff; //fungsi port sebagai fungsi output while(1) //pengulangan PORTA=0x0f; //output port A.0 – A.3 pada logika 1 (LED terhubung A.0 – A.3 padam )

//ouput port A.4 – A.7 pada logika 0 (LED terhubung A.4– A.7 menyala)

; Program di atas juga diuji pada port B, port C, dan port D minimum sistem yaitu

dengan cara mengganti listing program pada output port B, port C, dan port D. Dari hasil

percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa minimum sistem ATMega8535 telah berhasil

dan sesuai dengan yang dirancangkan.

Gambar 4.6. Hasil Pengujian Minimum Sistem dengan Modul LED

4.2.2. Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 Driver solenoid 1 dan 2 hasil perancangan ditunjukan pada gambar 4.7.

Gambar 4.7. Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2

Pengujian rangakaian driver solenoid 1 dan 2 dilakukan dengan cara memberikan

input tegangan pada kaki basis transistor atau input driver solenoid sebesar 5 V (sesuai


49

perancangan) dan memberi catu daya Vcc untuk solenoid sebesar 12 V. Data hasil

pengujian rangkaian driver solenoid 1 dan 2 dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Data Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2

Keterangan Perancangan Pengukuran 1 Pengukuran 2

Tegangan output driver solenoid (V) 12 12 9,5

Arus IC atau arus solenoid (A) 0,6 0 0,46

Data pengujian dirver solenoid 1 dan dirver solenoid 2 memiliki nilai yang sama, karena

pada perancangan, solenoid yang digunakan adalah solenoid dengan tipe yang sama. Data

pengukuran 1 merupakan pengukuran tegangan output driver solenoid sebelum driver

solenoid dihubungkan dengan solenoid, sedangkan data pengukuran 2 merupakan

pengukuran tegangan output driver solenoid dan arus pada solenoid setelah driver solenoid

dihubungkan dengan solenoid. Berdasarkan tabel 4.1, nilai tegangan output driver solenoid

mengalami drop tegangan sebesar 2,5 V setelah driver solenoid dihubungkan dengan

solenoid. Penurunan tegangan pada transistor disebabkan ketidakmampuan transistor

sebagai saklar dengan beban RC yang kecil yaitu beban hambatan dalam solenoid sebesar

20 Ω. Beban RC yang kecil menyebabkan arus IC pada transistor menjadi besar. Transistor

BD 139 memiliki IC maksimal 1,5 A (datasheet), tetapi pada kenyataan nilai tersebut tidak

mampu terpenuhi oleh transistor BD 139, sehingga menyebabkan drop tegangan.

Dari hasil pengujian, ketika driver solenoid diberi tegangan masukan 5 V, output

driver solenoid yang telah dihubungkan solenoid menghasilkan tegangan 9,5 V dan arus

sebesar 0,46 A. Tegangan dan arus tersebut sudah mampu menggerakan solenoid, maka

dapat disimpulkan bahwa perancangan driver solenoid 1 dan 2 telah berhasil dan dapat

berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan.

Pada pengujian driver solenoid untuk menggerakkan solenoid 1, solenoid terasa

panas (suhu 78°C pengukuruan menggunakan termometer digital), karena solenoid berada

pada kondisi aktif yang lama sebagai penguci kotak perekam. Panas diakibatkan karena

daya yang diserap solenoid 1. Untuk menghindari kerusakan solenoid 1 akibat panas,

maka daya yang masuk solenoid 1 perlu dikurangi. Pengurangan daya dapat dilakukan

dengan mengurangi arus atau tegangan yang masuk ke solenoid 1. Untuk mengurangi daya

masuk solenoid dapat dilakukan dengan 2 cara, yang pertama mengubah nilai RB pada


50

driver solenoid dengan nilai yang lebih besar dan yang kedua menambah hambatan RC.

Penambahan nilai RB yang lebih besar akan mengurangi arus IC yaitu arus yang masuk

solenoid (persamaan 2.3 dan 2.5). Nilai RB pada perancangan awal adalah 2000 Ω.

Penambahan nilai hambatan RC juga akan mengurangi arus IC (persamaan 2.7).

Penambahan nilai RC dilakukan dengan cara menseri solenoid dengan resistor. Nilai RC

pada perancangan awal adalah 20 Ω (hambatan dalam solenoid). Penulis mencoba

membadingkan perbedaan dari keduanya. Data tabel 4.2 dan 4.3 merupakan data hasil

pengukuran perubahan RB dan penambahan RC pada hardware.

Tabel 4.2. Pengaruh Perubahan Nilai RB terhadap Panas Solenoid

Nilai RB Tegangan Solenoid

Arus Solenoid

Daya Solenoid

Suhu Solenoid Status Solenoid

3000 Ω 8,45 V 390 mA 3,30 W 68°C Aktif

4500 Ω 7,26 V 295 mA 2,14 W 62°C Aktif

7200 Ω 4,62 V 228 mA 1,05 W 43°C Aktif

7700 Ω 4,25 V 202 mA 0,86 W 42°C Tidak Aktif

(Arus dan tegangan tidak mencukupi)

Tabel 4.3. Pengaruh Penambahan Nilai RC terhadap Panas Solenoid

Penambahan Nilai RC

Tegangan Solenoid

Arus Solenoid

Daya Solenoid

Suhu Solenoid Status Solenoid

10 Ω 7,60 V 343 mA 2,61 W 60°C Aktif

22 Ω 5,60 V 265 mA 1,48 W 45°C Aktif

33 Ω 4,38 V 221 mA 0,97 W 35°C Aktif

39 Ω 3,95 V 192 mA 0,76 W 35°C Tidak Aktif

(Arus dan tegangan tidak mencukupi)

Berdasarkan data tabel 4.2 dan 4.3, untuk menurunkan panas pada solenoid, kedua-duanya

dapat digunakan yaitu perubahan nilai RB atau penambahan nilai RC. Akan tetapi pada

pengujian, penulis juga mengamati kerja transistor. Penambahan nilai RB tidak

berpengaruh besar terdahap kerja transistor, sedangkan perubahan nilai RC mempengaruhi

kerja transistor (diamati dari panas yang dihasilkan transistor sebagai saklar). Panas


51

transistor diatas 100°C pada pengujian setiap perubahan nilai hambatan RB, sedangkan

pada pengujian penambahan nilai RC, semakin besar nilai RC panas pada transistor semakin

menurun. Hal ini dikarenakan jika transistor BD 139 memiliki batasan arus IC, semakin

besar RC maka arus IC yang melewati transistor semakin kecil (persamaan 2.7). Dari hasil

percobaan tersebut, maka untuk menurunkan panas pada solenoid dan panas pada

transistor, penulis menambahkan RC pada driver solenoid 1 sebesar 33 Ω yang dipasang

secara seri dengan solenoid 1, sedangkan RB yang digunakan sama dengan perancangan

yaitu 2 kΩ. Berikut gambar rangkaian penambahan RC pada driver solenoid 1.

Gambar 4.8. Penambahan RC pada Driver Solenoid 1

Penambahan RC sebesar 33 Ω menghasilkan penurunan panas pada solenoid 1

menjadi 35°C dan panas pada transistor menjadi 36°C. Penambahan nilai RC 33 Ω

merupakan hambatan resistor maksimal yang ada dipasaran dengan kondisi solenoid masih

bisa bekerja (sesuai tabel 4.3). Daya RC pada driver solenoid 1 dirumuskan dengan W= I2R

= 2212 mA x 33 Ω = 1,61 Watt, I adalah arus yang mengalir pada RC (hasil pengukuran).

Pada pengujian driver solenoid 1, penggunaan resistor dengan daya yang mendekati daya

RC menghasilkan panas yang tinggi (diatas 50°C). Untuk itu penulis mencoba

menggunakan daya resistor yang lebih besar dengan nilai daya resistor yang ada dipasaran.

Data tabel 4.4 merupakan hasil pengujian daya resistor yang digunakan terhadap panas

yang dihasilkan resistor.


52

Tabel 4.4. Penggunaan Daya Resistor terhahap Panas Resistor

Daya Resistor Panas pada Resistor

5 Watt 68°C

10 Watt 61°C

15 Watt 55°C

20 Watt 45°C

Berdasarkan tabel 4.4, daya resistor yang digunakan untuk penambahan nilai RC

pada rangkaian diver solenoid 1 adalah 20 Watt. Hal ini dikarenakan dengan penggunaan

daya resistor 20 Watt, panas yang dihasilkan resistor lebih rendah yaitu 45°C. Panas yang

lebih rendah pada resistor akan membuat umur resistor bertahan lebih lama. Daya resistor

20 Watt adalah daya maksimal resistor yang ada dipasaran.

4.2.3. Pengujian Rangkaian Jembatan RS232 Rangkaian jembatan RS232 hasil perancangan ditunjukan pada gambar 4.8.

Gambar 4.9. Rangkaian Jembatan RS232

Pengujian rangkaian jembatan RS232 dilakukan dengan cara mengukur tegangan

pada IC MAX232 saat rangkaian diberi catu daya 5 V. Pengukuran dilakukan pada pin ke 2

untuk tegangan V+ dan pada pin ke 6 untuk mengukur tegangan V-, dalam keadaan

rangkaian tanpa beban (rangkaian tidak terhubung dengan komputer dan mikrokontroler).

Kemudian nilai tegangan tersebut dibandingkan dengan kebutuhan level tagangan RS232.

Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian dapat mengubah level tegangan TTL

menjadi level tegangan RS232. Data hasil pengukuran tegangan pada rangkaian jembatan

RS232 dapat dilihat pada tabel 4.5.


53

Tabel 4.5. Data Pengujian Rangkaian Jembatan RS232

Titik Pengukuran Data Pengukuran Tegangan RS232

Pin 2 + 9 V 3 V s.d. 25 V

Pin 6 - 8,8 V -3 V s.d. -25 V

Berdasarkan tabel 4.5, tegangan di pin 2 bernilai 9 V, sedangkan tegangan di pin 6 bernilai

-8,8 V. Level tegangan RS232 memiliki range tegangan dari 3 V s.d. 25 V dan -3 V s.d. -

25 V. Berdasarkan data tersebut, maka tegangan pada rangkaian jembatan RS232 dapat

digunakan untuk kebutuhan level tegangan RS232. Dari hasil pengujian tersebut dapat

disimpulkan rangakaian jembatan RS232 dapat berfungsi sesuai dengan yang

dirancangkan.

Pengujian rangkaian jembatan RS232 juga dilakukan dengan mengkomunikasi

antara mikrokontroler dengan komputer. Komputer dicoba mengirim dan menerima data.

Mikrokontroler diprogram untuk menerima data dari komputer, kemudian mengirimkan

kembali data tersebut ke komputer. Untuk mengetahui apakah data tersebut diterima

mikrokontroler, maka output port A mikrokontroler dihubungkan modul LED aktif rendah

sebagai indikator. Berikut listing program mikrokontroler untuk pengujian rangkaian

jembatan RS232: #include <mega8535.h> //mikrokontroler yang digunakan ATmega8535 #include <stdio.h> //library komunikasi serial const long int osilator=12000000; //set frekuensi osilator unsigned char terima; //inisialisasi tipe data terima unsigned long int UBRR; //inisialisasi tipe data UBRR void inialisasiUART(unsigned long int baud_rate) UBRR=(osilator/(16*baud_rate))-1; UBRRL=UBRR; UCSRA=0x00; insialisai komunikasi serial UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=UBRR>>8; void test1() //fungsi test1 putchar(terima); //mengirimkan kembali data yg diterima PORTA=0x00; //logika pada PORTA logika 0, lampu pada modul led menyala. void test2() //fungsi test1 putchar(terima); //mengirimkan kembali data yg diterima PORTA=0x00; //logika pada PORTA logika 0, lampu pada modul led menyala. void main(void)


54

PORTA=0xff; //logika awal PORTA logika 1 DDRA=0xff; // Port A sebagai output inialisasiUART(9600); //inisialisasi baudrate 9600 while (1) //pengulangan terima=getchar(); //data diterma disimpan dalam variabel terima if(terima=='a') //data yang diterima berupa data a test1(); //panggil fungsi test2 else test2(); //panggil fungsi test2 ; Program inisialisai komunikasil serial (UART) menggunakan fitur Codewizard

AVR pada software Codevision yang dapat menginisialisasi secara otomatis fitur-fitur yang

ada dalam mikrokontroler ATmega8535. Untuk memasukkan data input dan menampilkan

data yang dikirim dan diterima komputer, digunakan tools terminal pada software

Codevision AVR. Tools terminal diatur port dan baudrate sesuai kebutuhan komunikasi

antara mikrokontroler dengan komputer. Tampilan tools terminal dapat dilihat pada

gambar 4.10. Hasil pengujian komunikasi rangkaian jembatan RS232 pengiriman dan

penerimaan data dapat dilihat pada tabel 4.6.

Gambar 4.10. Tampilan Tools Terminal Codevision

Tabel 4.6. Data Pengujian Komunikasi Rangkaian Jembatan RS232

Data yang dikirim Komputer (Data karakter)

Data yang diterima Komputer (Data karakter)

Indikator Modul LED

a a Menyala

b b Menyala

c c Menyala


55

Berdasarkan tabel 4.6, ketika komputer mengirimkan data ke mikrokontroler berupa data

karakter, maka data karakter tersebut dikirimkan kembali oleh mikrokontroler ke

komputer. Indikator modul LED menyala, menandakan data yang dikirim komputer

diterima mikrokontroler. Dari hasil kedua data pengujian rangkaian jembatan RS232, dapat

disimpulkan bahwa perancangan rangkaian jembatan RS232 telah berhasil dan dapat

berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan.

4.2.4. Pengujian LCD 16 x 2 Pengujian LCD bertujuan untuk mengetahui apakah LCD dapat menampilkan

status mikrokontroler. Modul rangkaian LCD ditambahkan untuk menghubungkan LCD

dengan mikrokontroler sesuai urutan port yang digunakan. Gambar modul rangkaian LCD

dapat dilihat pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Rangkaian Modul LCD

Pengujian dilakukan dengan membuat program mikrokontroler untuk menampilkan

karakter angka atau huruf pada LCD. Setelah membuat program untuk tampilan karakter,

LCD dipasang pada rangkaian modul LCD kemudian dihubungkan dengan mikrokontroler.

Gambar tampilan LCD hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.12 dan berikut listing

program mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada LCD. #include <mega8535.h> //mikrokontroler yang digunakan ATmega8535 #asm .equ __lcd_port=0x18 ; //LCD pada portB #endasm inisialisasi lcd #include <lcd.h> //library LCD void main(void) lcd_init(16); //memanggil fungsi internal LCD 16 kolom while (1)


56

lcd_gotoxy(0,0); //menampilkan pada baris pertama lcd_putsf(" ==LCD TEST== "); //tulis LCD lcd_gotoxy(0,1); //menampilkan pada baris kedua lcd_putsf(" 075114022 "); //tulis LCD ;

Gambar 4.12. Hasil Pengujian LCD

Berdasarkan gambar 4.12, LCD dapat menampilkan status program yang ditulis pada

mikrokontroler. Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa LCD dan

rangkaian modul LCD telah berhasil dan berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan.

4.3. Analisa Software Analisa software adalah analisa program pada mikrokontroler sebagai penggerak

perekaman dan pengecekan tegangan baterai. Program yang telah dibuat sudah dapat

bekerja dan sesuai dengan perancangan. Berdasarkan perancangan diagram alir gambar

3.11 sampai dengan gambar 3.17, maka uraian program dapat dijelaskan sebagai berikut:

4.3.1. Inisialisasi Blok ini berisi tentang pendefinisian fungsi, variabel, dan nilai awal yang

diperlukan dalam proses. Uraian program inisialisasi adalah sebagai berikut: #include <mega8535.h> //mikrokontroler yang digunakan ATmega8535 #include <stdio.h> //memasukan library komunikasi serial mikrokontroler #include<delay.h> //memasukan library fungsi delay #asm .equ __lcd_port=0x18 ;PORTB inisialisasi LCD #endasm #include <lcd.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x60 //inisialisasi ADC V ref internal const long int osilator=12000000; //set frekuensi osilator unsigned long int UBRR; //inisialisasi tipe data UBRR void inialisasiUART(unsigned long int baud_rate); //deklarasi UART unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) //deklarasi ADC ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); delay_us(10); ADCSRA|=0x40; inisialisasi ADC while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCH;


57

float tegangan; //inisialisasi tipe data variabel tegangan char baris[16]; //inisialisasi LCD 16 karaktek LCD unsigned char kirim; //inisialisasi variabel kirim unsigned char terima; //inisialisasi variabel terima void inialisasiUART(unsigned long int baud_rate) UBRR=(osilator/(16*baud_rate))-1; UBRRL=UBRR; UCSRA=0x00; inisialisasi UART komunikasi serial UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=UBRR>>8; inialisasiUART(9600); //set boudrate 9600

PORTC=0xff; //insialisasi nilai awal Port C logika 1 DDRC=0x00; //inisialisasi port C sebagai input PORTD=0x00; //insialisasi nilai awal Port D logika 0 DDRD=0xFF; //insialisasi port D sebagai output

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x87; inisialisasi ADC SFIOR&=0xEF; SFIOR|=0x10; lcd_init(16); //memanggil fungsi internal LCD 16 kolom lcd_gotoxy(0,0); //menampilkan pada baris pertama lcd_putsf(" == KOTAK == "); //tulis LCD lcd_gotoxy(0,1); //menampilkan pada baris kedua lcd_putsf(" ==PEREKAM== "); tulis LCD delay_ms(2000); //tunda 2 detik lcd_clear(); //hapus LCD lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" STAND BY ");

Program inisialisasi ADC, komunikasil serial (UART), dan LCD menggunakan

fitur Codewizard AVR pada software Codevision yang dapat menginisialisasi secara

otomatis fitur-fitur yang ada dalam mikrokontroler ATMega8535. Pengguna hanya

mengatur fitur mikrokontroler yang dibutuhkan.

4.3.2. Program Utama Sistem (Main Program) Blok ini berisi program utama sistem. Mikrokontroler sebagai penggerak

perekaman mengulang program utama untuk menunggu data interupsi dari komputer. Data

yang diterima merupakan data yang digunakan untuk memanggil fungsi sub sistem. Ketika

data menyebabkan kondisi pada if dan else if benar, program akan memanggil fungsi sub

sistem yang sesuai. Data yang digunakan sesuai data perancangan pada tabel 3.1. Uraian

program utama sistem adalah sebagai berikut: while (1) //pengulangan


58

PINC=0xff; //inisialisasi pin C kondisi awal logika 1 terima=getchar(); //simpan data yang diterima komunikasi serial ke variabel terima if(terima==0b00110000) //jika terima data 8 bit 00110000 kirim_ADC(); //panggil fungsi kirim ADC else if(terima==0b00000011) //jika terima data 8 bit 00000011 tekan_tombol(); //panggil fungsi tekan tombol else if(terima==0b00001100) //jika terima data 8 bit 00001100 pengujian_selesai(); //panggil fungsi pengjuan selesai else if(terima==0b11111111) //jika terima data 8 bit 11111111 stop_pengujian(); //panggil fungsi stop pengujian else if(terima==0b00111100) //jika terima data 8 bit 00111100 kirim_interlock(); //panggil fungsi kirim data interlock else if(terima==0b11000011) //jika terima data 8 bit 11000011 kunci_tutup_perekam(); //panggil fungsi kunci tutup perekam else //jika terima data 8 bit selain data yang digunakan lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Input Salah "); delay_ms(1000); ;

4.3.3. Program Sub Sistem Blok ini merupakan fungsi-fungsi program yang akan dilaksanakan sesuai data

yang diterima program utama. Fungsi-fungsi program tersebut berfungsi secara langsung

untuk mengatur data masukan dan keluaran port mikrokontroler sebagai penggerak proses

perekaman dan pengecekan tegangan baterai sesuai perancangan antarmuka mikrokontroler

pada gambar 3.10.

1. Fungsi kirim ADC. Uraian program adalah sebagai berikut: void kirim_ADC() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" == STATUS == "); ⇒ tulis LCD kirim=read_adc(0); //simpan data ADC pin A.0 ke variabel kirim


59

putchar(kirim); //kirim data variabel kirim (data ADC) melalui komunikasi serial tegangan=((float)kirim*0.01953125); //mengkonversi nilai ADC ke tegangan //tegangan=data ADC x (5/256) lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("KirimADC"); ⇒ tulis LCD lcd_gotoxy(9,1); sprintf(baris,"V=%1.2fv",tegangan); //tulis LCD data tegangan , 2 angka dibelakang koma lcd_puts(baris); //variabel baris untuk LCD 16 karakter (inisialisasi program) delay_ms(1000);

Fungsi kirim ADC adalah fungsi untuk menampilkan data tegangan baterai pada

LCD dan pengriman data tegangan baterai ke komputer. Data tegangan baterai yang masuk

ke mikrokontroler diubah menjadi data digital. Untuk menampilkan tegangan pada LCD,

data ADC baterai dikonversi menggunakan perhitungan ADC untuk diubah kembali

menjadi data tegangan. Data tegangan baterai yang dikirim komputer juga akan dikonversi

kembali oleh komputer untuk dijadikan data tegangan baterai. Status mikrokontroler pada

LCD adalah “Kirim ADC” dan tegangan dalam satuan Volt.

2. Fungsi tekan tombol. Uraian program adalah sebagai berikut: void tekan_tombol() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.7=1; //aktifkan solenoid 2 (solenoid penekanan tombol) lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Penekanan Tombol"); delay_ms(200); //delay 0.2 detik. PORTD.7=0; //nonaktifkan solenoid 2 (solenoid penekanan tombol) delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" STAND BY ");

Fungsi tekan tombol adalah fungsi untuk menjalankan solenoid 2 sebagai penekan

tombol on mainan. Solenoid 2 dijalankan hanya sesaat untuk penekanan tombol on mainan,

setelah tombol mainan on mainan tertekan maka solenoid 2 menjadi tidak aktif. Untuk

menjalankan solenoid 2 sesaat, maka pemberian logika 1 pada port 7 hanya sesaat,

kemudian diubah ke logika 0 dengan diberi tunda waktu. Status mikrokontroler pada LCD

adalah “Penekanan Tombol”.


60

3. Fungsi stop_pengujian. Uraian program adalah sebagai berikut: void stop_pengujian() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.5=0; //nonaktifkan buzzer PORTD.6=0;//nonaktifkan solenoid 1 (buka kunci tutup kotak bagian perekam) lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Stop Pengujian "); delay_ms(1000);

Fungsi stop pengujian adalah fungsi untuk menghentikan proses pengujian dengan

menekan tombol massage box stop pengujian pada tampilan komputer. Fungsi ini akan

mematikan buzzer dan menonaktifkan solenoid 1 untuk membuka kunci tutup kotak bagian

perekaman. Status mikrokontroler pada LCD adalah “Stop Pengujian”.

4. Fungsi stop pengujian. Uraian program adalah sebagai berikut: void pengujian_selesai() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.5=1; //akftifkan buzzer lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("PengujianSelesai"); delay_ms(1000);

Fungsi pengujian selesai adalah fungsi untuk menghidupkan buzzer. Saat pengujian

selesai, komputer memberi interupsi untuk mengaktifkan buzzer. Status mikrokontroler

pada LCD adalah “Pengujian Selesai”.

5. Fungsi kirim data interlock. Uraian program adalah sebagai berikut : void kirim_interlock() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); if(PINC.1==0&&PINC.2==0) //interlock 1 dan 2 aktif putchar(0b00000001); //kirim data 8 bit 00000001 melalui komunikasi serial lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Kotak Siap "); delay_ms(1000); else //interlock 1 tidak aktif, atau interlock 2 tidak aktif, atau kedua-duanya.


61

putchar(0b00000000); //kirim data 8 bit 00000000 melalui komunikasi serial lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Kotak Tidak Siap"); delay_ms(1000);

Fungsi kirim data interlock adalah fungsi untuk mengirimkan status kotak perekam

ke komputer. Status kotak perekam ditentukan oleh limit switch interlock yang ada pada

tutup kotak perekam dan dudukan mainan bersuara. Saat kondisi kedua limit switch

interlock aktif (kotak tertutup dan ada mainan yang diuji), maka mikrokontroler akan

mengirimkan data 8 bit ‘00000001’, status mikrokontroler pada LCD “Kotak Siap”. Untuk

kondisi salah satu limit switch interlock tidak aktif atau kedua-duanya tidak aktif,

mikrokontroler akan mengirimkan data 8 bit ‘00000000’, status mikrokontroler pada LCD

“Kotak Tidak Siap”.

6. Fungsi kunci tutup perekam. Uraian program adalah sebagai berikut : void kunci_tutup_perekam() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.6=1; //akftifkan solenoid 1 (solenoid pengunci tutup kotak bagian perekaman) lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Kotak Terkunci "); delay_ms(1000);

Fungsi kunci tutup perekam adalah fungsi untuk menjalankan solenoid 1 yang

berfungsi sebagai pengunci tutup kotak bagian perekaman. Solenoid 1 akan aktif selama

proses pengujian, karena saat proses pengujian kondisi tutup kotak tidak boleh terbuka.

4.4. Pengujian Sistem Pengujian sistem dibagi menjadi 2 bagian. Bagian pertama, pengujian sub sistem,

yaitu pengujian sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai. Pengujian

sub sistem juga untuk melihat keberhasilan masing-masing blok hardware setelah

digabungkan menjadi satu sistem. Bagian kedua, pengujian sistem keseluruhan, yaitu

pengujian sistem gabungan dengan kelompok lain. Kelompok lain membuat program

pengatur perekaman dan pemrosesan suara. Pengujian sub sistem dan sistem keseluruhan

adalah untuk memperoleh data dari masing-masing sistem.


62

4.4.1. Pengujian Sub Sistem Pengujian sub sistem (penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai)

dilakukan dengan mengkomunikasikan antara sistem dengan komputer. Data perintah

pengatur perekaman dikirimkan dari komputer ke sistem, kemudian dilihat tanggapan

sistem saat menerima data tersebut. Untuk memasukkan data input dan menampilkan data

yang dikirim dan diterima komputer, penulis menggunakan fitur tools terminal pada

software Codevision AVR. Data yang dikirimkan adalah data hexa dari data protokol

komunikasi mikrokontroler dengan komputer tabel 3.1. Pengiriman menggunakan data

hexa karena pada tools terminal tipe pengiriman data yang ada adalah data hexa. Data hasil

pengujian sub sistem pengatur perekaman dapat dilihat pada tabel 4.7 dan tabel 4.8.

Tabel 4.7. Data Sub Sistem Pengatur Perekaman

Data yang dikirim Komputer

Data binner protokol komunikasi mikrokontroler dengan komputer

Tanggapan Sistem

30 0 0 1 1 0 0 0 0 Kirim data ADC

0C 0 0 0 0 1 1 0 0 Aktifkan Buzzer

03 0 0 0 0 0 0 1 1 Tekan Tombol Mainan

3C 0 0 1 1 1 1 0 0 Kirim data interlock

C3 1 1 0 0 0 0 1 1 Kunci tutup perekam

FF 1 1 1 1 1 1 1 1 Buzzer off dan buka kunci tutup kotak

Tabel 4.8. Data Interlock yang Diterima Komputer

Status Mikrokontroler Data Interlock yang

dikirimkan (Perancangan (hexa))

Data Interlock yang Diterima Komputer

Hasil Pengujian (hexa) Kondisi Kotak Tidak Siap 00 00

Kondisi Kotak Siap 01 01

Berdasarkan tabel 4.7 dan tabel 4.8, data perintah yang dikirimkan komputer melalui tools

terminal dapat diterima sistem penggerak perekaman dengan baik. Hal tersebut dilihat dari

kesesuaian data tanggapan sistem terhadap data perintah yang dikirimkan komputer dan

kesesuain data interlock yang dikirimkan ke komputer. Tanggapan sistem dilihat secara

visual pada hardware dan status pada LCD. Data interlock yang dikirimkan mikrokontroler

ke komputer dilihat dari tampilan tools terminal.


63

Selain data tanggapan sistem penggerak perekaman, data yang diambil dalam sub

sistem ini adalah data tegangan yang ditampilan penampil LCD dibandingkan dengan data

pengukuran tegangan menggunakan multimeter. Data ini digunakan untuk mengetahui

hasil perancangan ADC mikrokontroler. Multimeter yang digunakan untuk pengukururan

adalah multimeter PC Link tipe 510, dengan akurasi 2 angka dibelakang koma. Input data

tegangan menggunakan power supply variabel. Data tegangan pada multimeter dan

tampilan LCD dapat dilihat pada tabel 4.9.

Tabel 4.9. Data Tegangan Multimeter dan Tampilan LCD

Tegangan pada Multimeter Tegangan pada tampilan LCD Error

4,50 V 4,51 V 0,22 %

4,40 V 4,41 V 0,23 %

4,30 V 4,32 V 0,47 %

4,20 V 4,22 V 0,48 %

4,10 V 4,12 V 0,49 %

4,00 V 4,02 V 0,50 %

3,90 V 3,91 V 0,26 %

3,80 V 3,81 V 0,26 %

3,70 V 3,71 V 0,27 %

3,60 V 3,61 V 0,28 %

3,50 V 3,52 V 0,57 %

Perhitungan nilai Error :

100%

Data tegangan yang diambil pada sub sistem adalah 4,50 V sampai 3,50 V, karena sistem

akan mengecek tegangan baterai mainan dalam kondisi baterai penuh yaitu 4,50 V sampai

baterai tidak mampu memberikan supply yang cukup pada mainan bersuara yaitu pada

tegangan 3,50 V (sesuai hasil survey). Berdasarkan tabel 4.9, dapat dilihat bahwa tegangan

pengukururan dengan multimeter dan tegangan konversi ADC yang ditampilkan LCD

memiliki perbedaan yaitu tegangan 0,01 V - 0,02 V. Error maksimal perbedaan tegangan

multimeter dengan tegangan pada tampilan LCD adalah 0,57 %. Perbedaan tersebut


64

disebabkan karena tingkat ketelitian ADC. Tingkat ketelitian ADC pada program

menggunakan ADC 8 bit karena menyesuaikan pengiriman data serial. Berdasarkan faktor

tersebut, perbedaan nilai tegangan pada multimeter dan tampilan LCD sebesar 0,01 V -

0,02 V dengan error maksimal 0,57 % masih bisa ditoleransi.

Berdasarkan keberhasilan sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan

baterai, dapat disimpulkan bahwa masing-masing blok hardware setelah digabungkan

menjadi satu sistem dapat berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan. Perancangan

hardware secara keseluruhan telah berhasil.

4.4.2. Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian sistem keseluruhan dilakukan dengan cara mengkomunikasikan antara

sistem dengan program pengatur perekaman dan pemrosesan suara pada komputer.

Pengambilan data pada pengujian sistem keseluruhan antara lain, data tegangan ADC

baterai, data tanggapan sistem pengujian hasil komunikasi antara sistem dengan program

pengatur perekaman dan pemrosesan suara, data kekedapan kotak perekam serta data hasil

pengujian ketahanan baterai pada mainan bersuara.

4.4.2.1. Data Tegangan Baterai Pengambilan data tegangan baterai dilakukan dengan mengamati pengukuran

tegangan baterai menggunakan multimeter, tegangan baterai yang ditampilkan LCD dan

tegangan baterai yang ditampilkan program pengatur perekaman dan pemrosesan suara

pada komputer. Pengambilan data tegangan baterai dilakukan sebanyak 5 kali untuk

masing-masing merk baterai. Dari kelima data hasil pengukuran, didapatkan data yang

sama atau tidak ada perubahan. Untuk mendapatkan pengukuran tegangan yang berbeda,

maka digunakan baterai dengan pemakaian yang berbeda. Data hasil pegamatan tegangan

baterai dapat dilihat pada tabel 4.10.

Berdasarkan data tegangan baterai tabel 4.10, dapat dilihat bahwa tegangan

pengukuran multimeter dengan tampilan LCD memiliki perbedaan 0,01 V - 0,02 V.

Perbedaan tegangan 0,01 V - 0,02 V pada tabel 4.9 sesuai dengan pengujian tegangan tabel

4.8. Error maksimal perbedaan tegangan multimeter dengan tegangan pada tampilan LCD

dan komputer adalah 0,57 %. Tegangan baterai tampilan LCD dan tampilan komputer

sama. Pengiriman data tegangan ADC ke komputer telah berhasil. Dari data-data tersebut,


65

dapat disimpulkan bahwa pengecekan tegangan baterai mainan bersuara hasil perancangan

ADC berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan. Tegangan baterai pada pengukuran

multimeter dengan tegangan yang ditampilkan LCD dan komputer memiliki error

maksimal 0,57 %.

Tabel 4.10. Data Pengamatan Tegangan Baterai pada Tampilan LCD dan Komputer

Tegagangan Multimeter

Tegangan Tampilan

LCD

Tegangan Tampilan Komputer

Error Multi dengan LCD dan

Komputer 4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,39 V 4, 41 V 4, 41 V 0,45 %

4,28 V 4,30 V 4,30 V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %

3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,68 V 3, 69 V 3, 69 V 0,27 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %

4.4.2.2. Data Tanggapan Sistem Data ini peroleh dengan cara program pengatur perekaman dan pemrosesan suara

secara berulang kali mengirimkan data ke sistem penggerak perekaman dan pengecekan

tegangan baterai. Data dikirimkan secara berurutan ke sistem untuk melihat tanggapan

sistem. Pengujian dilakukan dengan mengirimkan data secara berurutan sebanyak 50 kali.

Selain melihat tanggapan sistem, komunikasi ini dilakukan untuk mengetahui microphone

sebagai penerima suara yang digunakan untuk data pemrosesan suara dapat berfungsi

menerima suara atau tidak. Data yang dikirimkan adalah data yang telah ditentukan pada

perancangan untuk komunikasi antara sistem dengan program pengatur perekaman dan

pemrosesan suara. Data komunikasi dapat dilihat pada tabel 3.1, sedangkan data hasil

pengujian komunikasi sistem dengan program pengatur perekaman dapat dilihat pada tabel

4.11.


66

Tabel 4.11. Data Hasil Komunikasi Sistem dengan Program Pengatur Perekaman dan Pemrosesan Suara

Urutan

Data

Data Yang Dikirimkan

Komputer Tanggapan Sistem

1 Minta data interlock Kirim data interlock

2 Kunci tutup perekaman Mengunci tutup kotak

3 Minta data ADC Kirim Data ADC

4 Tekan tombol Mainan Penekanan Tombol Mainan

5 Pengujian selasai Aktifkan buzzer

6 Stop Pengujian Buzzer off dan buka kunci tutup kotak

Berdasarkan data hasil pengujian tabel 4.11, data tangapan sistem sesuai dengan interupsi

perintah yang dikirimkan komputer. Pengujian 50 kali pengulangan, tanpa terjadi error.

Tanggapan sistem dilihat secara visual pada hardware penggerak perekaman, sedangkan

data interlock dan data ADC dilihat dari program pengatur perekaman. Saat program

pengatur perekaman menerima data interlock kondisi kotak siap, pengujian dapat dimulai,

tetapi saat menerima data interlock kondisi kotak tidak siap, pengujian tidak dapat

dilakukan. Data ADC telah diuji dari data pengamatan tegangan baterai tampilan komputer

tabel 4.10. Pada perintah penekanan tombol, solenoid penekan tombol dapat mengaktifkan

tombol on mainan. Suara mainan dapat diambil oleh program pemrosesan suara yaitu

dengan adanya data akumulasi yang diterima oleh program pemrosesan suara.

Pengambilan suara melalui microphone yang terdapat pada kotak perekam. Dari data-data

tersebut, dapat disimpulkan bahwa komunikasi antara sistem dengan program pengatur

perekaman dan pemrosesan suara telah berhasil dan dapat berfungsi sesuai yang

dirancangkan. Keberhasilan sistem penggerak perekaman berdasarkan data di atas adalah

100 %.

4.4.2.3. Data Kekedapan Kotak Perekam

Kotak perekam dirancang kedap suara agar microphone dapat menerima suara

dengan baik dan meminimalisasi gangguan suara dari luar kotak perekam yaitu dengan

cara menambah karpet peredam pada permukaan bagian dalam dan bagian luar kotak

perekam. Pengujian pertama yaitu mengukur tingkat kekedapan suara kotak perekam yang

dilakukan dengan cara memberikan sumber bunyi berupa klakson motor yang diatur

tingkat kekerasannya dari luar kotak perekam kemudian pada kotak perekam ditaruh alat


67

pengukur level kekuatan suara menggunakan Sound Level Meter. Sumber bunyi diatur

tingkat kekerasannya dengan mengubah tegangan catu daya klakson menggunakan power

supply variabel. Sumber bunyi diberikan pada keadaan kotak tertutup dan kotak terbuka.

Tabel 4.12. Data Kekedapan Kotak Perekam

No Keadaan Kotak Tertutup Keadaan Kotak Terbuka Kekedapan

1 70,4 db 80,2 db 9,8 db

2 74,2 db 84,5 db 10,3 db

3 80 db 90,1 db 10,1 db

Rata-rata kekedapan kotak perekam 10,0 db

Berdasarkan tabel 4.12, kotak perekam dapat meredam level suara gangguan sebesar 10 db.

Pengujian kedua kekedapan kotak perekam dilakukan dengan cara memberikan gangguan

suara dari luar saat proses pengambilan data suara mainan dalam keadaan kotak perekam

tertutup dan kotak terbuka. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh nilai error

program pemrosesan suara terhadap gangguan suara dari luar saat keadaan kotak perekam

tertutup dan kotak terbuka. Gangguan suara dari luar menggunakan klakson motor

kemudian diukur menggunakan Sound Level Meter untuk mengetahui besarnya level suara

gangguan tersebut. Data tabel pengujian kekedapan kotak perekam berdasarkan gangguan

suara dari luar dapat dilihat pada tabel 4.13 dan 4.14.

Tabel 4.13. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak Tertutup

Keterangan

Tidak Ada Gangunan

Suara (48db)

Suara Gangguan

80 db 85 db 88 db 90db 95db

Data Akumulasi 130541878 131489725 143539361 149037455 159656369 170724434

Error - 0,727 % 9,96 % 14.17 % 22,30 % 30,78 %

Tabel 4.14. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak Terbuka

Keterangan

Tidak Ada Gangunan

Suara (48db)

Suara Gangguan

80 db 85 db 88 db 90db 95db

Data Akumulasi 110366158 484316982 514556129 684273715 858150299 1032640647

Error - 338,83 % 366,23 % 520,00 % 677,55 % 835,65 %


68

Perhitungan nilai error data Akumulasi tabel :

Akumulasi dengan gangguan Akumulasi tanpa gangguan Akumulasi tanpa gangguan x 100 %

Data akumulasi suara pada tabel 4.13 dan tabel 4.14 merupakan data yang didapat dari

program pemrosesan suara. Nilai error menunjukan besarnya pengaruh setiap level suara

gangguan. Berdasarkan tabel 4.13 dan tabel 4.14, besarnya nilai error data akumulasi kotak

perekam saat keadaan terbuka lebih besar dibandingkan dengan nilai error data akumulasi

kotak perekam saat keadaan tertutup, dengan level suara gangguan yang sama. Level suara

gangguan yang sama antara tabel 4.13 dan 4.14 adalah 90 db pada kotak keadaan tertutup

dan 80 db pada kotak keadaan terbuka. Nilai 90 db pada kotak keadaan tertutup setara

dengan 80 db pada kotak keadaan terbuka karena kekedapan kotak perekam adalah 10 db.

Pengukuran level suara menggunakan Sound Level Meter saat keadaan kotak terbuka dan

kotak tertutup pada titik yang sama yaitu diluar kotak perekam. Berdasarkan hasil

pengujian, data akumulasi keadaan kotak tertutup dan kotak terbuka saat tidak ada suara

gangguan berbeda. Pada keadaan kotak tertutup data akumulasi sebesar 130541878,

sedangkan pada keadaan kotak terbuka data akumulasi sebesar 110366158. Nilai data

akumulasi kotak tertutup lebih besar dari data akumulasi kotak terbuka. Perbedaan data

akumulasi ini menunjukan bahwa adanya karpet peredam pada permukaan kotak perekam

membuat suara yang diterima microphone lebih maksimal, karena suara mainan teredam di

dalam kotak perekam.

Pada tabel 4.13, menunjukkan bahwa level suara gangguan dari luar kurang dari 80

db tidak mempengaruhi data akumulasi program pemrosesan suara, karena nilai error yang

dihasilkan semakin kecil. Dari data-data tersebut dapat disimpulkan bahwa kekedapan

kotak perekam adalah 10 db. Proses pengambilan suara yang baik adalah pada saat kotak

perekam dalam keadaan tertutup dan kondisi tenang, yaitu 58 db (level suara tenang 48 db

ditambah kekedapan kotak perekam 10 db ) sampai level gangguan suara kurang dari 80

db. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa kekedapan kotak perekam memiliki batasan

level suara gangguan dari luar.

4.4.2.4. Data Pengujian Ketahanan Baterai Komunikasi sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai dengan

program pengatur perekaman dan pemrosesan suara telah berhasil dan kedua sistem


69

bekerja sesuai yang dirancangkan, sehingga pengujian ketahanan baterai dapat dilakukan.

Pengujian ketahanan baterai menggunakan 3 merk yang berbeda dengan sampel mainan

bersuara yang sama. Sampel mainan yang digunakan pengujian ketahanan baterai berbeda

dengan sampel mainan pada peracangan, karena sampel mainan pada perancangan

mengalami kerusakan. Penulis tidak menemukan sampel mainan yang sejenis, akhirnya

penulis menggantinya dengan sampel suara mainan yang berbeda. Sampel mainan yang

digunakan untuk pengujian ketahanan baterai memiliki perbedaan pada penekan tombol on

mainan dan posisi dudukan tempat baterai dengan sampel mainan pada perancangan,

sedangkan untuk tipe dan jumlah baterai yang digunakan mainan adalah sama. Pada

perancangan, penekanan tombol on mainan berupa tombol push botton berada pada

boneka, sedangkan mainan yang digunakan pada saat pengujian tombol on mainan tidak

berada pada boneka, tombol on push botton diluar boneka dihubungkan menggunakan dua

buah kabel. Karena dudukan penekanan tombol berbeda, maka penulis mengganti

penekanan tombol solenoid menggunakan relay. Saat relay aktif, maka relay akan

menghubungkan dua buah kabel push botton, sedangkan untuk konektor baterai, penulis

menghubungkan baterai boneka dengan konektor baterai menggunakan kabel. Penggatian

penekanan tombol on mainan menggunakan relay tidak mempengaruhi perancangan driver

solenoid, karena driver solenoid juga dapat digunakan sebagai driver untuk menggerakan

relay. Hal ini dilakukan agar tidak merubah perancangan yang sudah ada.

Pengujian ketahanan baterai menggunakan 3 merk baterai yang berbeda, masing-

masing merk baterai diambil sebanyak 5 sampel. Baterai yang diuji adalah baterai jenis

alkaline tipe LR 44. Satu sampel baterai yang diuji terdiri dari tiga buah baterai, satu buah

baterai memiliki tegangan 1,5 V untuk merk A dan merk B, sedangkan untuk merk C satu

buah baterai tegangannya 1,55 V. Pengujian 5 sampel baterai dibagi menjadi 2 bagian,

yaitu 3 sampel untuk pengujian ketahanan baterai sampai menghasilkan kualitas suara

mainan yang tidak baik lagi, sedangkan 2 sampel untuk pengujian ketahanan baterai

dengan target penekanan tombol on yang ditentukan. Berdasarkan program pemrosesan

suara, kualitas suara yang tidak baik lagi adalah jika suara mainan mempunyai error 25 %

atau lebih dari 25 % dari suara acuan, sedangkan target penekanan ditentukan oleh penulis

yaitu dengan memasukkan target penekanan pada program pemrosesan suara. Berikut data

hasil pengujian ketahanan baterai pengujian sampai kuliatas suara tidak baik lagi (error 25

% atau lebih dari 25 %):


70

Tabel 4.15. Data Pengujian Baterai Sampai Kualitas Suara Tidak Baik Lagi

Merk A

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 1364 4,63 78199404 3,93 58644810 25,0061

2 1593 4,61 125476889 3,91 94082181 25,0203

3 1759 4,59 74681488 3,87 56003610 25,01

Merk B

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 1516 4,71 70158673 3,87 52585479 25,0478

2 1055 4,69 123098891 3,95 92280824 25,0352

3 1438 4,47 66561421 3,81 49795637 25,1884

Merk C

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 1172 4,63 66421073 3,95 49743000 25,1096

2 1594 4,59 117931426 3,85 88381432 25,0569

3 1088 4,45 120847474 3,79 90634973 25,0005

Data tabel 4.15 merupakan data hasil pengujian ketahanan baterai ketika error sudah

mencapai 25 % atau lebih. Sistem menghidupkan buzzer sebagai indikator pengujian

selesai. Waktu pengujian ketahanan baterai sampai suara mainan tidak lagi sekitar 2-3 jam

untuk 1 sampel. Berdasarkan tabel 4.15, dapat dilihat bahwa baterai dengan merk yang

sama menghasilkan jumlah penekanan tombol on mainan yang berbeda-beda. Berdasarkan

data tegangan baterai, pada kondisi baterai penuh total tegangan 3 buah baterai untuk

masing-masing sampel baterai dengan merk yang sama total tegangannya berbeda.

Perbedaan total tegangan baterai disebabkan tegangan masing-masing baterai yang tidak

sama. Pengujian ketahanan baterai dilakukan sampai kualitas suara mainan tidak baik lagi

yaitu dengan error 25 % atau lebih dari 25 %, maka perbedaan tegangan total pada masing-

masing sampel baterai tidak mempengaruhi banyaknya jumlah penekanan tombol mainan.


71

Tetapi jika dilihat dari tabel 4.16, yang merupakan potongan data hasil pengujian

ketahanan baterai merk C yang dilihat dari tegangannya, perbedaan jumlah penekanan

disebabkan karena penurunan nilai tegangan yang berbeda untuk masing-masing sampel

baterai.

Tabel 4.16. Potongan Pengujian Ketahanan Baterai Merk C dilihat dari Tegangannya

Penekanan

ke-

Pengujian Pertama Merk C

Tegangan Baterai (V)

Penekanan

ke-

Pengujian Kedua Merk C

Tegangan Baterai (V)

15 4,45 36 4,45

16 4,45 37 4,45

17 4,45 38 4,45

18 4,45 39 4,45

19 4,45 40 4,45

20 4,43 41 4,45

21 4,43 42 4,45

22 4,43 43 4,45

23 4,43 44 4,45

24 4,43 45 4,43

Berdasarkan tabel 4.16, pada pengujian pertama menunjukan tegangan 4,45 V sebelum

mengalami penurunan ke tegangan 4,43 V mampu melakukan sebanyak 5 kali penekanan,

sedangkan pada pengujian kedua menunjukan tegangan 4,45 V sebelum mengalami

penurunan ke tegangan 4,43 V mampu melakukan sebanyak 9 kali penekanan. Ini

menunjukan bahwa penurunan tegangan baterai pada pengujian pertama lebih cepat

dibandingkan pengujian kedua. Penurunan tegangan baterai yang berbeda, dapat diartikan

sebagai ketahanan baterai yang tidak sama untuk masing-masing sampel. Perbedaaan

banyaknya penekanan terhadap penurunan nilai tegangan yang berbeda untuk setiap

sampel juga terjadi pada baterai merk A dan merk B. Berdasarkan data-data tersebut dapat

disimpulkan bahwa dengan baterai merk yang sama, mainan bersuara memiliki jumlah

penekanan tombol on yang berbeda. Perbedaan penekanan tombol diakibatkan karena

ketahanan baterai untuk masing-masing sampel berbeda.

Pengujian berikutnya adalah pengujian 2 sampel baterai dengan yang merk yang

sama untuk target penekanan tombol yang ditentukan. Pengujian ini dilakukan untuk


72

mengetahui ketahanan baterai pada mainan bersuara dengan target penekanan yang

ditentukan oleh user. Dalam hal ini user tentu memiliki pertimbangan untuk menentukan

target penekanan. Pada pengujian kali ini, penulis mencoba memasukan target

penekanakan tombol sebanyak 300 penekanan. Data hasil pengujian ketahanan baterai

dengan target penekanan dapat dilihat pada tabel 4.17.

Tabel 4.17. Data Pengujian Ketahanan Baterai dengan Target Penekanan

Merk A

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 300 4,55 126838002 4,14 110198925 13,1184

2 300 4,53 146132556 4,14 126607494 13,3612

Merk B

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 300 4,73 125091120 4,12 102364530 18,168

2 300 4,71 127827173 4,12 106433837 16,7361

Merk C

Pengujian Jumlah

Penekanan

Tegangan

Awal (V)

Data

Akumulasi

Acuan

Tegangan

Akhir (V)

Data

Akumulasi

Akhir

Error

1 300 4,57 126965266 4,00 104072807 18,0305

2 300 4,59 62562811 4,06 51895935 17,0499

Berdasarkan tabel 4.17, pada pengujian ketahanan baterai dengan target penekanan 300

kali, semua sampel baterai memenuhi target penekanan tersebut, dengan kualitas suara

mainan yang masih baik atau error dibawah 25 %. Sistem menghidupkan buzzer sebagai

indikator pengujian selesai saat target telah mencapai 300 kali penekanan. Pengujian

selesai dengan error kurang dari 25 % pada penekanan ke 300 kali menandakan kualitas

suara yang dihasilkan suara mainan masih baik. Dari data tersebut dapat disimpulkan

bahwa semua sampel baterai dengan merk yang berbeda memenuhi target penekanan yang


73

dimasukkan penulis, yaitu 300 penekanan. Oleh karena itu, semua merk baterai yang diuji

dapat memenuhi spesifikasi ketahanan baterai berdasarkan target penekanan tombol.

Sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai pada pengujian

ketahanan baterai telah dilakukan hingga lebih dari 1000 kali penekanan dan dapat berjalan

sesuai yang dirancangkan dengan tingkat keberhasilan 100%.


74

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN Berdasarkan analisis data percobaan sistem penggerak perekaman dan pengecekan

tegangan baterai serta sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai dapat disimpulkan

bahwa :

1. Otomatisasi pengujian ketahanan baterai dapat berfungsi sesuai dengan yang

dirancangkan, dengan tingkat keberhasilan 100 %.

2. Sistem penggerak perekaman dapat berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan.

Tanggapan sistem penggerak perekaman sesuai dengan perintah dari komputer.

Keberhasilan sistem penggerak perekaman adalah 100 %.

3. Sistem pengecekan tegangan baterai mainan bersuara hasil perancangan ADC dapat

berfungsi sesuai dengan yang dirancangkan. Tegangan baterai hasil pengukuran

multimeter dengan tegangan baterai yang ditampilkan LCD memiliki error

maksimal 0,57 % karena tingkat ketelitian ADC 8 bit.

4. Perancangan driver solenoid 1 diubah dengan penambahan nilai RC sebesar 32 Ω

untuk mengurangi panas pada solenoid 1 sebagai pengunci tutup kotak perekam.

5. Baterai dengan merk yang sama memiliki ketahanan yang berbeda-beda.

5.2 SARAN Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai mainan bersuara masih memiliki

kekurangan, sehingga penulis mencoba memberikan saran-saran agar lebih baik, yaitu

kekedapan kotak perekam terhadap gangguan suara dari luar perlu ditambah, sehingga

kotak perekam mampu mengatasi level suara gangguan lebih dari 80 db.


75

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abbas Ras, S., 2009, Standarisasi Industri, Teknik Industri, Universitas Indonusa Esa Unggul, Jakarta.

[2] Bejo Agus. 2007. Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535.

Yogyakarta; Graha Ilmu. [3] Andrianto Heri. 2008. Pemrogrman Mikrokontroler AVR ATMEGA16 Mengunakan

bahasa C.Bandung; Informatika. [4] Ardi Winito. 2008 . Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemrogramannya

dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung; Informatika. [5] --------, 2003, Data sheet MicrocontrolerATMega8535, Atmel. [6] --------, 2008, Komunikasi Serial RS232, http://www.ittelkom.ac.id diakses tanggal 2 Oktober 2010. [7] --------, 2003, Data sheet IC MAX232, MAXIM. [8] Soedarmadi, 2007, Transistor sebagai saklar, http://id.shvoong.com/exact-sciences/1618349-transistor-sebagai-saklar/ diakses

tanggal 21 Oktober 2010. [9] Boylested, Robert., Nashelsky, Louis. 1996. Electronic Devices and Circuit Theory.

New Jersey; Prentice Hall. [10] Nalwan Paulus Andi, 2004, Penggunaan dan Antarmuka Modul LCD M1632, Elex

Media Kompetindo, Jakarta. [11] Rochman Fathur, 2008, Cara Kerja Baterai, http://kimiaunsps2.wordpress.com/2008/12/15/terapan/ diakses tanggal 17 November

2010. [12] --------, 2005, Battery and Energy Technologies, http://www.mpoweruk.com/performance.htm diakses tanggal 26 nomveber 2010 [13] --------, 1999, Data sheet Transistor BD139, ST Microelectronics. [14] --------, 2001, Data sheet LED, OSRAM Opto Semiconductors. [15] --------, 2001, Data sheet IC Regulator7805, Fairchild Semiconductors.


76

LAMPIRAN


Suara Tegangan (V)

Responden 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1 4,5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 102 4,3 10 10 10 10 10 10 10 10 9 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 103 4,1 10 10 10 10 10 10 10 10 9 9 10 10 10 10 10 10 9 10 10 104 3,9 10 10 10 10 10 10 10 10 9 9 9 10 10 10 10 10 9 10 10 105 3,7 9 10 10 10 10 10 10 10 9 9 9 9 10 10 10 10 9 10 10 106 3,5 9 10 10 10 10 10 10 10 9 9 8 9 10 10 10 10 9 10 10 97 3,3 8 10 10 10 10 10 10 10 9 9 8 8 10 10 10 9 8 9 10 98 3,1 8 10 10 9 9 9 10 10 9 9 7 7 10 10 9 9 8 9 9 99 2,9 8 9 9 9 9 9 10 10 9 8 7 7 9 10 9 9 8 9 9 8

10 2,7 7 9 9 9 9 9 9 10 9 8 6 6 9 9 9 8 7 8 9 811 2,6 7 9 9 9 8 8 9 10 8 7 6 6 8 9 9 8 7 8 8 712 2,5 6 9 8 9 8 8 9 10 8 7 6 6 7 9 9 7 7 7 8 713 2,4 6 8 8 8 8 8 9 9 8 7 6 6 6 8 8 7 7 7 7 714 2,3 5 8 7 7 7 7 8 9 8 7 5 5 6 8 7 6 6 7 6 615 2,2 4 6 7 7 7 7 8 9 7 7 5 5 5 7 7 6 6 6 5 616 2,1 4 5 6 7 6 6 7 8 7 6 5 4 5 6 6 5 5 6 5 517 2,0 3 5 6 5 5 5 7 8 7 6 5 4 4 5 5 5 5 6 4 518 1,9 2 5 5 5 4 4 6 7 6 5 4 3 4 4 5 5 5 5 3 419 1,8 1 4 4 4 3 2 5 5 5 4 4 3 3 3 4 4 4 5 2 320 1,7 0 4 2 2 2 2 4 4 4 3 3 2 2 2 3 3 3 4 2 221 1,6 0 4 1 1 1 1 3 2 2 2 3 1 1 1 2 3 2 4 1 122 1,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Jumlah nilai 10 4 8 8 7 7 7 9 12 1 2 3 4 8 9 7 6 2 6 7 5Rata-rata nilai 10 6.1

Lampiran 1. Hasil Survei Kualitas Suara Berdasarkan Penurunan Level Tegangan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Lampiran 2a. Rangkaian Minimum sistem ATmega8535 dengan

Regulator Tegangan 5 V

Lampiran 2b. Rangkaian Modul LCD


Lampiran 2c. Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2

Lampiran 2d. Rangkaian Jembatan RS232


Lampiran 3. Listing Program Mikrokontroler #include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include<delay.h> #asm .equ __lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x60 const long int osilator=12000000; unsigned long int UBRR; void inialisasiUART(unsigned long int baud_rate); unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); delay_us(10); ADCSRA|=0x40; while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCH; float tegangan; char baris[16]; unsigned char kirim; unsigned char terima; void inialisasiUART(unsigned long int baud_rate) UBRR=(osilator/(16*baud_rate))-1; UBRRL=UBRR; UCSRA=0x00; UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=UBRR>>8; void kirim_ADC() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); kirim=read_adc(1); putchar(kirim); tegangan=((float)kirim*0.01953125); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("KirimADC"); lcd_gotoxy(9,1); sprintf(baris,"V=%1.2fv",tegangan); lcd_puts(baris); delay_ms(1000); void tekan_tombol() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.7=1; lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Penekanan Tombol"); delay_ms(200); PORTD.7=0;


delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" STAND BY "); void stop_pengujian() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.5=0; //matikan buzzer PORTD.6=0; // matikan solenoid 2(buka kunci) lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Stop Pengujian "); delay_ms(1000); void pengujian_selesai() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.5=1; //akftifkan buzzer lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("PengujianSelesai"); delay_ms(1000); void kirim_interlock() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); if(PINC.1==0&&PINC.2==0) putchar(0b00000001); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Kotak Siap "); delay_ms(1000); else putchar(0b00000000); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Kotak Tidak Siap"); delay_ms(1000); void kunci_tutup_perekam() lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); PORTD.6=1; lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Kotak Terkunci "); delay_ms(1000); void main(void)


inialisasiUART(9600); PORTC=0xff; DDRC=0x00; PORTD=0x00; DDRD=0xFF; ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x87; SFIOR&=0xEF; SFIOR|=0x10; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == KOTAK == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" ==PEREKAMAN== "); delay_ms(2000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" STAND BY "); while (1) PINC=0xff; terima=getchar(); if(terima==0b00110000) kirim_ADC(); else if(terima==0b00000011) tekan_tombol(); else if(terima==0b00001100) pengujian_selesai(); else if(terima==0b11111111) stop_pengujian(); else if(terima==0b00111100) kirim_interlock(); else if(terima==0b11000011) kunci_tutup_perekam(); else lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" Input Salah "); delay_ms(1000); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(" == STATUS == "); lcd_gotoxy(0,1);


lcd_putsf(" STAND BY "); ;


Lampiran 4. Data Tegangan Baterai Hasil Pengujian ADC


Tegangan Tampilan

LCD



Komputer 4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,51 V 4,53 V 4,53 V 0,44 %

4,39 V 4,41 V 4,41V 0,45 %

4,39 V 4,41 V 4,41V 0,45 %

4,39 V 4,41 V 4,41V 0,45 %

4,39 V 4,41 V 4,41V 0,45 %

4,39 V 4,41 V 4,41V 0,45 %

4,28 V 4,30 V 4,30V 0,47 %

4,28 V 4,30 V 4,30V 0,47 %

4,28 V 4,30 V 4,30V 0,47 %

4,28 V 4,30 V 4,30V 0,47 %

4,28 V 4,30 V 4,30V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,26 V 4,28 V 4,28 V 0,47 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %

4,18 V 4,20 V 4,20 V 0,48 %


Lanjutan Lampiran 4. Data Tegangan Baterai Hasil Pengujian ADC


Tegangan Tampilan

LCD



Komputer 3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,87 V 3,89 V 3,89 V 0,52 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,82 V 3,83 V 3,83 V 0,26 %

3,68 V 3,69 V 3,69 V 0,27 %

3,68 V 3,69 V 3,69 V 0,27 %

3,68 V 3,69 V 3,69 V 0,27 %

3,68 V 3,69 V 3,69 V 0,27 %

3,68 V 3,69 V 3,69 V 0,27 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,58 V 3,59 V 3,59 V 0,28 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %

3,50 V 3,52 V 3,52 V 0,57 %


Lampiran 5. Proses Discharge Masing-Masing Merk Baterai Berdasarkan Data Pengujian Ketahanan Baterai

3.80

4.00

4.20

4.40

4.60

4.80

0 500 1000 1500

Tegangan

Baterai (v)

Penekanan ke‐

Discharge Baterai Merk A

3.50

4.00

4.50

5.00

0 500 1000 1500 2000

Tegangan

Baterai (V

)

Penekanan ke‐

Discharge Baterai Merk B

3.80

4.00

4.20

4.40

4.60

4.80

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Tegangan

Baterai (V

)

Penekanan ke‐

Discharge Baterai Merk C


Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar ... · 3. Bapak Martanto, ST., MT. dan...

Documents

Transcript of Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar ... · 3. Bapak Martanto, ST., MT. dan...