LAPORAN SISTEM MIKROPROSESSOR

Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat Sederhana

OLEH: DANI EKA MULYANA(21060112060006) DINDA HAPSARI K (21060112083017)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2013

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan mata kuliah Sistem Mikroprosessor dengan judul Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat Sederhana.Kemudian shalawat serta salam penulis sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni Al-Quran dan sunnah untuk keselamatan umat di dunia.Laporan ini merupakan salah satu tugas mata kuliah Sistem Mikroprosessor di PSD III Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak terkait yang telah membantu penulis dalam menghadapi berbagai tantangan dalam penyusunan laporan ini.Akhirnya penulis menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan laporan ini, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan laporan ini.

Semarang, Desember 2013

Penulis

BAB IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGAcara cerdas cermat atau kuis yang mengadu kecepatan dalam berfikir dan menjawab pertanyaan sering diadakan, namun tempat persewaan tombol kuis jarang ditemukan. Di stasiun televisi, perkembangan acara kian meningkat, terutama diacara cerdas cermat atau kuis. Fasilitas pencatat nilai oleh operator dan penentu grup yang menekan tombol sangat dibutuhkan. Tombol cerdas cermat atau tombol kuis dapat digunakan untuk memfasilitasi acara cerdas cermat atau kuis. Tombol tersebut dapat membantu mengetahui grup yang menekan tombol. Dari kenyataan tersebut, penyusun mempunyai gagasan membuat rangkaian yang berbasis mikrokontroler yang berjudul Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat Sederhana Berbasis Mikrokontroler ATmega16. Sistem minimum yang digunakan adalah modul ATmega 16. ATmega16 memiliki empat port, yang masing-masing port memiliki delapan pin I/O.1.2 RUMUSAN MASALAHBerdasarkan latar belakang di atas, maka terdapat beberapa rumusan masalah yaitu sebagai berikut :1. Bagaimana membuat simulasi rangkaian cerdas cermat sederhana berbasis mikrokontroler ATmega16, Resistor Packs, LED, Push Button dengan menggunakan software Proteus dan CodevisionAVR ?1.3TUJUANTujuan dibuatnya makalah Sistem Mikroprosessor ini diharapkan mampu :a. Mempelajari komponen yang digunakan dalam pembuatan simulasi rangkaian cerdas cermat dengan mikrokontroler ATmega16, LED, dan Resistor Packs, Push Button.b. Mempelajari fungsi dan cara kerja dari Mikrokontroler ATmega16, LED, Resistor Packs, dan Push Button.c. Menjelaskan cara kerja simulasi rangkaian cerdas cermat sederhana.

BAB IIDASAR TEORI

2.1PENGERTIAN PROTEUSProteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi PSpice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak apakah sudah benar atau tidak. Proteus mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat.Software Proteus ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller).Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar-dasar elektronika sampai pada aplikasi pada mikrokontroller.Software Proteus ini menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan pada instalasinya.Sehingga memungkinkan kita bisa belajar dari contoh-contoh yang sudah ada.Fitur-fitur yang terdapat dalam Proteus adalah sebagai berikut :1. Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya.2. Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis.3. Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC 8051 series.4. Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya.5. Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dan lain-lainnya.6. Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dan lain-lainnya.7. Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog.8. Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi.9. Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.ISIS dipergunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan. Beberapa fitur umum dari ISIS adalah sebagai berikut :1 Windows dapat dioperasikan pada Windows 98/Me/2k/XP dan Windows terbaru.2 Routing secara otomatis dan memiliki fasilitas penempatan dan penghapusan dot.3 Sangat powerful untuk pemilihan komponen dan pemberian properties-nya.4 Mendukung untuk perancangan berbagai jenis bus dan komponen-komponen pin, port modul dan jalur.5 Memiliki fasilitas report terhadap kesalahan-kesalahan perancangan dan simulasi elektrik.6 Mendukung fasilitas interkoneksi dengan program pembuat PCB-ARES.7 Memiliki fasilitas untuk menambahkan package dari komponen yang belum didukung.ARES (Advanced Routing and Editing Software) digunakan untuk membuat modul layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut :1 Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi sampai 10 m, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai 10 m.2 ARES mendukung sampai 16 layer.3 Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan untuk menentukan informasi routing pada skematik.4 Visualisasi board 3-Dimensi.5 Penggambaran 2-Dimensi dengan simbol library.

Proteus lebih memiliki kelebihan pada desainnya yang sederhana, sangat mudah dan bagus digunakan untuk perancangan rangkaian mikrokontroller yang akan sangat membantu digunakan oleh mahasiswa yang mengambil mata kuliah berhubungan dengan mikrokontroller. Kelebihannya yang lain adalah sebelum PCB dicetak skematiknya bisa disimulasikan dulu. Desain-desainnya bisa digabungkan dan masih banyak lagi kelebihan yang dimiliki Proteus.

2.2CODEVISIONAVR

Gambar 1. Program CodeVisionAVRCode vision AVRmerupakanSoftwareuntuk membuat code programmicrocontroller AVR. kebanyakan programmer memakai software ini karena fasilitas-fasilitas yang disediakanCodeVision AVRsangatlah memudahkan bagi programmer dalam membuat code.HP InfoTech menyajikan versi baru (lebih dari 9500 pengguna terdaftar) yang paling populer C Compiler komersial untuk Atmel AVR.CodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah di sediakan oleh program tersebut. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C.CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan kita gunakan.

2.3MIKROKONTROLER ATmega16

Gambar 2. Mikrokontroler ATmega16AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel,berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampirsemua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan modecompare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmableWatchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yangmengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistemmenggunakan hubungan serial SPI. ATMega16.ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHzmembuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versuskecepatan proses.Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain :1. Advanced RISC Architecture 130 Powerful Instructions Most Single Clock Cycle Execution 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz On-chip 2-cycle Multiplier2. Nonvolatile Program and Data Memories 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits 512 Bytes EEPROM 512 Bytes Internal SRAM Programming Lock for Software Security3. Peripheral Features Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and CompareMode Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and CompareModes One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, CompareMode, and Capture Mode Real Time Counter with Separate Oscillator Four PWM Channels 8-channel, 10-bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Programmable Serial USART4. Special Microcontroller Features Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection Internal Calibrated RC Oscillator External and Internal Interrupt SourcesSix Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,Standby and Extended Standby5. I/O and Package 32 Programmable I/O Lines 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF6. Operating Voltages 2.7 - 5.5V for Atmega16L 4.5 - 5.5V for Atmega16

2.4LED (Light Emitting Diode)

Gambar 3. LED (Light Emitting Diode)LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi. Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Keunggulannya antara lain konsumsi listrik rendah, tersedia dalam berbagai warna, murah dan umur panjang. Keunggulannya ini membuat LED digunakan secara luas sebagai lampu indikator pada peralatan elektronik. Namun LED punya kelemahan, yaitu intensitas cahaya (Lumen) yang dihasilkannya termasuk kecil. Kelemahan ini membatasi LED untuk digunakan sebagai lampu penerangan. Namun beberapa tahun belakangan LED mulai dilirik untuk keperluan penerangan, terutama untuk rumah-rumah di kawasan terpencil yang menggunakan listrik dari energi terbarukan (surya, angin, hidropower, dll). Alasannya sederhana, konsumsi listrik LED yang kecil sesuai dengan kemampuan sistem pembangkit energi terbarukan yang juga kecil.2.5RESISTOR PACKS

Gambar 4. Resistor PacksR-Pack adalah suatu paket resistor yang didalamnya terdapat sejumlah resistor. Resistor jenis ini dibuat dengan maksud mengurangi jumlah elemen dalam suatu rangkaian elektronika, menurunkan kebutuhan tenaga kerja, dan meningkatkan kemampatan integrasi rangkaian. Resistor terpadu dibuat dalam dua jenis, yaitu SIP (Single in-line Package) yaitu resistor dengan kaki 1 baris, dan DIP (Dual in-line Package) yaitu resistor dengan kaki 2 baris. Pada umumnya jenis SIP lebih sering digunakan dibanding dengan jenis DIP. Resistor jenis ini biasanya dibuat dengan nilai resistansi sampai dengan 500KOhm dengan batasan daya mulai dari 125mW hingga 200mW.2.6SWITCH PUSH BUTTON

Gambar 5. Switch Push ButtonSwich Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dn saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).

BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 Langkah Kerja Membuat Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat Sederhana :1. Membuka program proteus, proteus yang saya pakai yaitu tipe Proteus 7 Professional.2. Klik "Pick Devices" pada keyword ketikkan "ATmega16 kemudian klik 2x device ATmega16.3. Kemudian mencari device lainnya yaitu Switch Push Button dengan nama device "BUTTON" kemudian klik 2x device button tersebut.4. Kemudian mencari device resistor lalu klik 2x device resistor tersebut.5. Device terakhir yang digunakan adalah LED-BLUE kemudian klik 2x device led-blue tersebut.6. Membuat rangkaian seperti berikut.

Gambar 6. Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat Sederhana7. Membuat program yang akan dimasukkan pada ATMEGA16, disini penulis menggunakan software CodeVisionAVR.Berikut Program bahasa C, dengan menggunakan software Codevision

#include #define regu_a PIND.5#define regu_b PIND.6#define regu_c PIND.7#define lampu_a PORTB.0#define lampu_b PORTB.1#define lampu_c PORTB.2

void main(void){DDRB=0xFF; //port B berfungsi sebagai outputDDRD=0x00; //port D berfungsi sebagai input

while(1){while(regu_a==1){lampu_a=1;lampu_b=0;lampu_c=0;}while(regu_b==1){lampu_a=0;lampu_b=1;lampu_c=0;}while(regu_c==1){lampu_a=0;lampu_b=0;lampu_c=1;}} }3.2Cara Kerja Simulasi Rangkaian Cerdas Cermat SederhanaCara Kerja :Jika tombol-A ditekan lebih dulu maka lampu regu A akan menyala, dan selama regu A masih menekan tombolnya, meskipun regu B dan C menekan tombol, Lampu pada regu B dan C tidak akan menyala, demikian juga jika Regu B lebih dulu menekan tombol, maka lampu regu B akan menyala dan selama regu B masih menekan tombolnya, meskipun regu A dan C menekan tombol, maka lampu pada regu A dan C tidak akan menyala. Begitu juga sebaliknya yang terjadi pada regu C. Jadi siapa yang lebih dulu menekan tombol, maka lampunya yang akan menyala. Lampu akan mati semua apabila Juri menekan tombol reset.

3.3Hasil PengamatanREGULOGIKA

A100

B010

C001

Penjelasan : Apabila pada regu A menekan bel terlebih dahulu, maka otomatis regu A akan menyala lampunya dan bernilai logika 1, sedangkan regu B dan C tidak akan bisa menyala selama regu A masih menekan bel sehingga bernilai logika 0. Apabila pada regu B menekan bel terlebih dahulu, maka otomatis regu B akan menyala lampunya dan bernilai logika 1, sedangkan regu A dan C tidak akan bisa menyala selama regu B masih menekan bel sehingga bernilai logika 0. Apabila pada regu C menekan bel terlebih dahulu, maka otomatis regu C akan menyala lampunya dan bernilai logika 1, sedangkan regu A dan B tidak akan bisa menyala selama regu C masih menekan bel sehingga bernilai logika 0.

BAB IVPENUTUP4.1KESIMPULAN1. Simulasi rangkaian cerdas cermat sederhana ini dapat berjalan dengan baik menggunakan program Proteus dan CodeVisionAVR.2.Bel bisa menyala karena menggunakan device LED. LED mendapat aliran listrik yang mengalir dari anoda ke katoda sehingga menyebabkan LED bisa menyala.3.Ketika salah satu bel sudah dipencet dan menyala, maka bel yang lain tidak akan bisa menyala, hal ini dikarenakan pada program bahasa C, ketika bel pada salah satu regu bernilai logika 1 (menyala terlebih dahulu), maka pada 2 regu yang lain bernilai logika 0 (tidak akan bisa menyala ketika ada salah satu regu yang masih memencet bel).4.2SARAN Demikianlah makalah yang kami buat, dengan bekal pengetahuan dasar tentang hal-hal yang kami sampaikan, diharapkan pembaca dapat mengerti secara intens pada pembahasan yang dibicarakan. Namun kami sebagai penyusun makalah ini menyadari masih banyak kekurangan dalam makalah ini, maka kami harapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca guna untuk perbaikan makalah yang akan datang. Kami juga berharap semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca.

DAFTAR PUSTAKAAbdul Haris Heryani. 2012. Mengenal Mikrokontroler AVR ATmega16. http://generasincuri.blogspot.com/2011/01/mengenal-mikrokontroler-avr atmega16.html diakses pada 1 Desember 2013.Arif Verero. 2012. Tentang Resistor. http://mekatronikasekayu.blogspot.com/2012/08/resistor.html diakses pada 1 Desember 2013.Gestiyawati. 2011. Pengertian Push Button dan Relay http://sugestiku.blogspot.com/2013/01/push-button-limit-switch-relay.html diakses pada 1 Desember 2013.Pratama Indrawan. 2013. Code Vision AVR. http://pratama-22.blogspot.com/2012/07/codevisionavr.html diakses pada 1 Desember 2013.Puguh Asmani. 2011. LED (Light Emitting Diode). http://rasapas.wordpress.com/2011/03/04/8/ diakses pada 1 Desember 2013.Rizky Riyadi. 2013. Proteus. http://rizkydoank13.blogspot.com/2013/04/pengertian-proteus.html diakses pada 1 Desember 2013.Rokhmad Astika. 2012. Rangkaian Cerdas Cermat dengan Mikrokontroler. http://rokhmad.blogspot.com/2012/08/rangkaian-cerdas-cermat-dengan.html diakses pada 1 Desember 2013.Yoyok Sandi. 2013. Bel Cerdas Cermat Berbasis Mikrokontroler. http://spenix-ei.blogspot.com/2013/07/bel-cerdas-cermat-berbasis.html diakses pada 1 Desember 2013.