pemadam kebakarn
of 63
description
hhjkkkkkkl
Transcript of pemadam kebakarn
ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MIKROKONTROLER
ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS
MIKROKONTROLER
LAPORAN AKHIR
Dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Jurusan Teknik Komputer Program Studi Teknik Komputer
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
ERI ERNAWATI
0605 3070 0987
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2008
ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS
MIKROKONTROLER
LAPORAN AKHIR
Telah disetujui oleh Dosen Pembimbing Laporan Akhir
Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya
Telah Dipertahankan di Hadapan Tim Penguji
Di Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya
Pada Tanggal : 21 24 Juli 2008
Telah Diterima Untuk Jurusan Teknik Komputer
Politeknik Negeri Sriwijaya
Palembang, Juli 2008
Ketua Jurusan Teknik Komputer
Ahyar Supani, S.T.,M.T
NIP 132 003 760
MOTTO:
Jadikan sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya itu
sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu (Al-Baqarah : 45)
Hal kecil membentuk kesempurnaan tetapi kesempurnaan itu bukanlah
hal kecil
Hidup itu harus mencoba, jangan putus asa dan pantang menyerah
Jangan banyak bicara jika sedikit bekerja, karena banyak bicara tidak
akan meneyelesaikan permasalahan
Kupersembahkan Kepada :
Kedua Orang Tua ku tercinta
Saudara-saudraku yang kusayangi
Sahabat-sahabatku
Almamaterku
ABSTRAK
Alat Pendeteksi Kebakaran Berbasis Mikrokontroler
(Eri Ernawati : 2008 : 51 Halaman)
Laporan akhir ini berjudul Alat Pendeteksi Kebakara Berbasis
Mikrokontroler. Tujuan utama dari Laporan Akhir ini adalah merancang suatu
alat yang bisa bekerja secara otomatis dalam mencari titik api yang bisa
menyebabkan kebakaran. Penulis mendapatkan permasalahan dalam membuat
rancangan alat pendeteksi kebakaran ini yaitu bagaimana sensor UV-Tron dapat
mendeteksi api dengan menggunakan mikrokontroler. Metode yang digunakan
dalam penulisan Laporan Akhir ini adalah metode literatur, metode perencanaan
dan perancangan alat, metode try and error, dan metode pengujian. Pada alat ini,
sensor UV-Tron (Api) akan bekerja (mendeteksi) sumber api dalam jarak
maksimal 5 meter dari sensor UV-Tron, lebih dari jarak maksimal tersebut maka
sensor tidak dapat mendeteksi sumber api. Dan hasil input dari sensor UV-Tron
ini akan mengubah tampilan pada LCD dan Buzzer. Diharapkan keefektifitasan
dari sensor UV-Tron ini bisa ditingkatkan lagi sehingga dapat mendeteksi api
dengan jarak yang cukup jauh.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada saya selaku penulis, sehingga
dapat menyelesaikan Laporan Akhir saya yang berjudul Alat Pendeteksi
Kebakaran Berbasis Mikrokontrler.
Adapun maksud penyusunan Laporan Akhir ini adalah untuk memenuhi
salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan
Teknik Komputer di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dengan adanya Laporan Akhir
ini diharapkan dapat mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang telah didapat di
bangku perkuliahan.
Dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini, penulis menyadari masih banyak
kekurangan dan tanpa adanya bimbingan, bantuan, dorongan serta petunjuk dari
semua pihak, tidak mungkin Laporan Akhir ini dapat diselesaikan. Oleh karena itu
pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ahyar Supani, S.T.,M.T. Selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer
Politeknik Negeri Sriwijaya.
2. Bapak Yulian Mirza, S.T, sebagai Pembimbing I sekaligus sekretaris
jurusan Teknik Komputer.
3. Bapak Meiyi Darlies, S.Kom, sebagai Pembimbing II.
4. Orang tua ku yang telah mendokan dan memberikan semangat serta
dana, sehingga selesainya tugas akhir ini.
5. Bapak Mustaziri, S.T, yang telah memberikan pinjaman Lab. Interface
serta bimbingannya dalam penyusunan Laporan Akhir ini.
6. Bapak Ikhthison Mekongga, S.T, yang telah memberikan pinjaman
Bengkel Elektronika serta bimbingannya dalam pembuatan Tugas Akhir
ini.
7. Seluruh Bapak/Ibu dosen pada Jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan bimbingan mengenai Laporan Akhir ini.
8. Seluruh staf Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya
seperti Pak Amier, Pak Rizal, Pak Yatno, Pak Sukri, dan Ibu Ninik yang
telah memberikan semangat serta supportnya.
9. Buat Hengky, ka Tomy, dan ka Usman terima kasih atas bantuannya
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Teman seperjuangan Quw_LA (SeptimBaYu dan EkabOre) terima
kasih atas kerjasamanya dalam pembuatan Tugas Akhir ini.
11. Buat temen2 Quw di 6TCA (bOrE2_mAnIa), Hafiz(UzTadz_Qta),
Bayu(Tonan), Fery(bOrE), Hikma(Org_Aneh TP baek Hati ~_^),
RanGga(mA2d yg Gokil AbEezz), Novian Arief(pEmPek_Qribo),
Bayu(DJ_OX) N cEw na yaitu Destri(Emon), Dyan(Nciem), Klen(KPW),
Nyimas(Nyimeng), Tytha(Lebay), Rezka(BiKa_Ndut), Susi(Suman), N
Suci(yg da merried). Terimakasih telah berbagi pengalaman selama 3 taon
nech, N juga atas keceriaan n kegokilan kalian yang telah mengisi hari-
hari Quw selama kuliah. (You are Gale-gale The Best mY fRiend).
12. Teman-teman se-kostku, Sofie, Eka, Maya, Novie terima kasih atas
supportnya serta keakraban yang terjalin selama Qta jd anak koZt
he...(~_^) _ (yOu are always in mY hEaRt).
13. Serta pihak-pihak lain beserta teman-teman se-almamaterku N adek-adek
tingkatku Quw yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih atas
semuanya.
Tiada lain harapan penulis semoga Allah SWT membalas segala kebaikan
kepada mereka semua.
Akhir kata, penulis menyadari sepenuhnya bahwa Laporan Akhir ini masih
sangat sederhana dan masih banyak kekurangan. Namun demikian, Penulis
berharap kiranya Laporan Akhir ini dapat bermanfaat bagi yang
membutuhkannya. Semoga Allah SWT melimpahkan Rahmat dan berkahnya bagi
kita semua, Amin.
Palembang, Juli 2008
Penulis
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .........................................................................
1.2 Permasalahan ...........................................................................
1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................
1.4 Metodelogi Penelitian ..............................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor....................................................................................
2.1 Sensor UV-Tron FlameDetector.....................................
2.2 LCD (Liquid Crystal Display) .............................................
2.3 Buzzer....................................................................................
2.4 Mikrokontroler ......................................................................
2.4.1 Mikrokontroler ATMega8535......................................
2.4.1.1 Arsitektur ATMega8535 ..................................
2.4.1.2 Fitur ATMega8535 ..........................................
2.4.1.3 Konfigurasi Pin ATMega8535.........................
2.4.1.4 Fungsi Alternatif Port-port ATMega8535.......
2.5 Pengenalan Software (Perangkat Lunak) ..............................
2.5.1 Flowchart .....................................................................
2.6 Bahasa Pemrograman Mikrokontroler ..................................
2.6.1 Basic Compiler (BASKOM-AVR) ..............................
2.6.2 Operasi-Operasi dalam BASCOM...............................
2.6.2.1 OperatorAritmatika ..........................................
2.6.2.2 Operator Relasi ................................................
2.6.2.3 Operator Logika ...............................................
2.6.2.4 Operator Fungsi................................................
2.6.3 Kontrol Program ..........................................................
2.6.3.1 If-Then..............................................................
2.6.3.2 Select...Case .....................................................
2.6.3.3 Do-Loop ...........................................................
2.6.3.4 Gosub ...............................................................
2.6.3.5 Goto..................................................................
BAB III RANCANG BANGUN
3.1 Tujuan Perancangan..............................................................
3.2 Perancangan Sistem ..............................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil ......................................................................................
4.1.1 Pengukuran Rangkaian UV-Tron.................................
4.1.1.2 Hasil Pengukuran .............................................
4.1.2 Pengujian Peralatan......................................................
4.1.3 Simulasi Program Saat Alat Dihidupkan .....................
4.2 Pembahasan...........................................................................
4.2.1 UV-Tron Flame Detector.............................................
4.2.2 Mikrokontroler ATMega8535......................................
4.2.3 Buzzer...........................................................................
4.2.4 LCD..............................................................................
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ...........................................................................
5.2 Saran......................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Gambar 2.1 Sensor Api UV-Tron Flame Detector....................................
Gambar 2.2 Drive Circuit UV-Tron...........................................................
Gambar 2.3 Karakteristik UV-Tron Flame Detector.................................
Gambar 2.4 Rangkaian LCD......................................................................
Gambar 2.5 LCD M1632 ...........................................................................
Gambar 2.6 Buzzer.....................................................................................
Gambar 2.7 Rangkaian Dalam Buzzer .......................................................
Gambar 2.8 Blok Dagram Mikroprosesor..................................................
Gambar 2.9 Pin IC ATMega8535 ..............................................................
Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Pendeteksi Kebakaran.............................
Gambar 3.2 Rancangan Rangkaian Sensor UV-Tron pada ATMega8535
Gambar 3.3 Rancangan Rangkaian LCD dengan ATMega8535...............
Gambar 3.4 Rancangan Rangkaian Buzzer dengan ATMega8535 ............
Gambar 3.5 Rancangan Rangkaian Alat Pendeteksi Kebakaran ...............
Gambar 3.6 Rancangan Layout Rangkaian Alat Pendeteksi Kebakaran ...
Gambar 3.7 Rancangan Tata Letak Komponen Pada Alat Pendeteksi
Kebakaran ..............................................................................
Gambar 3.8 Rancangan Kotak / Cassing Alat Pendeteksi Kebakaran.......
Gambar 3.9 Rancangan Flowchart pada Alat Pendeteksi Kebakaran .......
Gambar 3.10 Tampilan awal SPI Flash Programer Version 3.7............
Gambar 3.11 Tampilan SPI Flash Programmer 3.7...............................
Gambar 3.12 Pembacaan Mikrokontroler..................................................
Gambar 3.13 Verifykasi mikrokontroler ....................................................
Gambar 3.14 Signature mikrokontroller....................................................
Gambar 3.15 File berekstensi HEX yang akan didownload ......................
Gambar 3.16 Proses pengisian telah selesai...............................................
Gambar 4.1 Titik Pengujian rangkaian depan Drive Circuit (UV-Tron)...
Gambar 4.2 Titik Pengujian rangkaian dasar Drive Circuit (UV-Tron)....
Gambar 4.3 Alat pendeteksi kebakaran .....................................................
Gambar 4.4 LCD pada alat pendeteksi kebakaran.....................................
Gambar 4.5 Introduce Alarm Kebakaran...................................................
Gambar 4.6 Kondisi ruangan aman............................................................
Gambar 4.7 Kondisi Terdeteksi Adanya Api tanpa Asap..........................
Gambar 4.8 Kondisi Terdeteksi Adanya Asap dan tanpa Api ...................
Gambar 4.9 Kondisi Terdeteksi Adanya Api dan Asap.............................
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Fungsi pin LCD M1632................................................... 6
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port A............................................................. 14
Tabel 2.3 Fungsi Alternatif Port B............................................................. 14
Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port C............................................................. 15
Tabel 2.5 Fungsi Alternatif Port D ............................................................ 15
Tabel 2.6 Simbol-simbol pada flowchart.................................................. 17
Tabel 2.7 Keterangan ikon-ikon pada BASCOM A-VR ........................... 19
Tabel 2.8 Informasi dari show result ......................................................... 19
Tabel 2.9 Operator Relasi .......................................................................... 20
Tabel 3.1 Alat dan bahan untuk pembuatan layout di PCB ....................... 25
Tabel 3.2 Alat dan bahan untuk pemasangan komponen........................... 26
Tabel 3.3 Alat yang digunakan pada pembuatan kotak rangkaian............. 35
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian UV-Tron ..................................... 43
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebakaran merupakan suatu hal yang harus diwaspadai. Kebakaran sangat
merugikan semua orang, dan juga bisa melenyapkan semua yang dimiliki.
Penyebab dari suatu kebakaran tersebut bisa disebabkan karena, kompor meledak,
hubungan arus listrik yang pendek, membuang puntung api sembarangan dan lain
sebagainya. Salah satu faktor penyebab kebekaran tersebut merupakan kesalahan
dari pengoperasian peralatan yang digunakan (Human Error). Selama ini untuk
memadamkan kebakaran tersebut dilakukan secara manual yaitu dengan
menggunakan ember atau selang air, cara tersebut tidak efektif dan tidak efisien
karena membutuhkan waktu yang cukup lama sehingga sulit untuk
memadamkannya. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan sebuah alat yang
dapat mendeteksi sumber api secara otomatis.
Dengan adanya suatu alat yang bisa bekerja secara otomatis, bisa
mendeteksi adanya api yang bisa menyebabkan terjadinya kebakaran. Alat yang
dilengkapi dengan sensor api (UV-Tron). Sensor akan bekerja mencari titik api
dalam jarak sejauh 5 meter, sehingga dengan sensor tersebut bisa mengetahui
bahwa ada api, selanjutnya hasil dari pendeteksian tersebut akan diberitahukan
melalui bunyi buzzer (alarm) dan tampilan LCD yang akan menampilkan tulisan
akan terjadi kebakaran. Alat ini juga didukung oleh mikrokontroler dan
pemrograman sebagai pengendali dari sistem kerja alat tersebut. Dengan alat ini
bisa mengetahui sumber api sehingga kebakaran bisa diantisipasi.
Berdasarkan dari latar belakang tersebut maka penulis beralasan
mengangkat judul Alat Pendeteksi Kebakaran Berbasis Mikrokontroler .
Diharapkan dengan adanya alat ini dapat membantu manusia dalam pencarian
sumber api sehingga bisa mengantisipasi sebelum terjadinya kebakaran.
1.2 Permasalahan
Dalam perancangan dan pembuatan alat ini banyak sekali bahasan-bahasan
yang dapat diambil sebagai bahan pembahasan seperti rangkaian sensor api,
mikrokontroler serta pemrograman. Untuk lebih mempermudah dalam melakukan
perancangan serta analisis data maka penulis membatasi permasalahan yaitu
bagaimana sensor Uv-Tron dapat mendeteksi kebakaran menggunakan
mikrokontroler ATMega8535.
1.3 Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini adalah sebagai berikut:
1. Penerapan ilmu yang didapat dibangku kuliah ke dalam bentuk rancang
bangun suatu alat pendeteksi kebakaran.
2. Dapat mendesain alat pendeteksi kebakaran secara otomatis.
Manfaat yang dapat diambil dari pembuatan alat ini adalah sebagai berikut:
1. Mengatasi timbulnya kebakaran secara dini.
2. Membantu dan mempermudah kerja manusia dalam pencarian sumber api.
1.4 Metodologi Penelitian
1. Metode Literatur
Dalam penyusunan laporan akhir ini penulis mengumpulkan data dan
referensi yang mendukung laporan akhir ini baik dari perpustakaan, internet
maupun tanya jawab.
2. Metode Perencanaan dan Perancangan Alat
Melakukan perencanaan terhadap peralatan-peralatan dan komponen-
komponen lain yang dibutuhkan dalam pembuatan alat ini kemudian baru
dilakukan perancangan alat.
3. Metode Try and Error
Melakukan percobaan yang bertujuan untuk mengecek dan mengetahui
masing-masing sistem kerja per blok dari rangkaian yang digunakan. Jika terjadi
kesalahan, dianalisa dan diperbaiki.
4. Metode Pengujian
Pengujian penulis lakukan setelah semua alat dirancang, pengujian alat
dilakukan per blok baru kemudian baru dilakukan pengujian keseluruhan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor
Sensor merupakan salah satu bentuk perangkat keras yang digunakan untuk
menangkap suatu perubahan lingkungan yang terjadi disekitar sensor seperti
objek/benda, suhu, panas, suara, tekanan, cahaya, dan sebagainya. Sama halnya
panca-indra pada manusia, sensor dapat berperan sebagai indra jika di integrasi-
kan pada suatu rangkaian mesin atau elektronik. Sensor berfungsi sebagai
pengukur suatu keadaan, misalnya pengukur temperatur, kelembaban, jarak,
kualitas udara, dan sebagainya (Widodo, 2006 : 86).
2.1.1 Sensor UV-Tron Flame Detector
UV-Tron Flame Detector merupakan sensor yang dapat mendeteksi nyala
api dari jarak 5 meter. Sensor ini berguna untuk menemukan sumber-sumber
pembakaran, dan nyala api. Sensor ini menghasilkan suatu pulsa, pada keluaran
dalam hal ini input Q atau pada kaki 1 pada output Drive Circuit. Pulsa inilah
yang akan diolah oleh mikrokontroler untuk menentukan adanya api atau tidak.
UV-Tron merupakan komponen paling inti dari alat pendeteksi kebakaran ini. UV-
Tron sendiri lebih mudah dalam pengolahan data dan juga lebih mudah dalam
pemakaiannya. (www.robotindonesia.com/article/bagianrobot3.pdf)
Sumber : www. hamamatsu.com / datasheet. Pdf
Gambar 2.1: Sensor Api UV-Tron Flame Detector
Pada prinsipnya UV-Tron Flame Detector bekerja pada saat sinar
ultraviolet dipancarkan maka katoda akan memancarkan photoelektron dari efek
photoelectrik kemudian dipercepat oleh anoda akibat medan listrik. Hasil kerja
UV-Tron tersebut menghasilkan pulsa-pulsa yang dikeluarkan oleh Drive Circuit.
Sumber : www. hamamatsu.com / datasheet. pdf
Gambar 2.2: Drive Circuit UV-Tron
UV-Tron Flame Detector dapat beroperasi jika disatukan pada Drive
Circuit yang telah disediakan pada paket sensor api ini. Peletakan sensor ini dapat
langsung pada Drive Circuit atau dapat juga kita menambahkan kabel sebagai
penghubung antara UV-Tron dengan Drive Circuit sepanjang 5 cm. Sensor ini
memiliki dua buah kaki yaitu Cathode (katoda/kaki yang lebih pendek) dan Anode
(anoda). Pemasangan sensor ini pada papan Drive Circuit tidak boleh terbalik
karena itu pada Drive Circuit telah terdapat tanda kaki-kaki UV-Tron yaitu simbol
K berarti untuk katoda dan simbol A untuk kaki anoda UV-Tron.
Sumber : www. hamamatsu.com / datasheet. pdf
Gambar 2.3: Karakteristik UV-Tron Flame Detector
Gambar 2.3 menunjukkan respon UV-Tron dibandingan dengan cahaya
matahari, nyala api gas maupun cahaya Tungsten.Agar sensor UV-Tron ini dapat
terhubung pada sistem mikrokontroler maka diperlukan rangkaian peng-kondisi
sinyal yang berfungsi mengubah respon dari UV-Tron menjadi pulsa yang dapat
dikenali oleh sistem mikrokontroler. Dengan Modul C3704 maka respon UV-Tron
akan diproses menjadi pulsa-pulsa selebar 10 mS dan arus maksimum 100mA.
Keluaran modul ini menggunakan konfigurasi open collector.
Input tegangan untuk Drive Circuit sehingga sensor UV-Tron dapat
bekerja secara maksimal yaitu antara 10-30 volt DC. Pada papan Drive Circuit ini
juga terdapat IC 7805 yang merupakan regulator 5V DC karena itu dilarang untuk
mengubah Drive Circuit menjadi tegangan 5V DC. Pada Drive Circuit sensor UV-
Tron Flame Detector memiliki tiga buah output (output 1, 2, dan 3) yang dapat
diolah oleh mikrokontroler, yaitu sebagai berikut:
1. Output 1 adalah sebuah CMOS Compatible Output, yang mana keluarannya
bernilai rendah pada saat kondisi tidak ada api dan bernilai tinggi sekitar 10
ms pada saat mendeteksi adanya api.
2. Output 2 merupakan kebalikan dari Output 1
3. Output 3 merupakan open collector transistor output. Output ini dapat
ditinggikan sampai 50 mA sehingga dapat mengatasi arus listrik yang tinggi.
Lebar pulsa yang dihasilkan oleh seluruh output adalah sama (~10ms). Lebar
pulsa tersebut dapat diperpanjang lagi dengan cara penambahan kapasitor pada
papan Drive Circuit yang ditandai dengan symbol CX. Penambahan kapasitor
ini berguna untuk memperlebar pulsa yang dihasilkan. Sebagai contoh jika kita
menggunakan kapasitor sebesar 1 F maka lebar pulsa diperpanjang satu detik,
jika 10 F maka lebar pulsa diperpanjang 10 detik. Pulsa ini dapat diperpanjang
sampai 100 detik jika diperlukan.
2.2 LCD (Liquid Cristal Display)
LCD (Liquid Cristal Display) adalah satu layar bagian dari modul peraga
yang yang menampilkan karakter yang diinginkan. Layar LCD menggunakan dua
buah lembaran bahan yang dapat mempolarisasikan dan kristal cair diantara kedua
lembaran tersebut . Arus listrik yang melewati cairan menyebabkan kristal merata
sehingga cahaya tidak dapat melalui setiap kristal, seperti pengaturan cahaya,
menentukan apakah cahaya dapat melewati atau tidak. Sehingga dapat mengubah
bentuk Kristal cairnya membentuk tampilan angka atau huruf pada layar.
LCD yang digunakan adalah : M1632 yang terdiri dari 16 baris, 2 kolom
dimulai dari baris1 paling atas dan kolom 0 paling kiri.
Gambar 2.4 Rangkaian LCD
Tabel 2.1: Tabel Fungsi pin LCD M1632
NO PIN NAMA FUNGSI
Berikut ini adalah gambar dari LCD M1632 dengan 2 kolom dan 16 baris.
Gambar 2.5 LCD M1632
M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris
dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler
yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780
buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM
(Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator
Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).
DDRAM (Display Data Random Access Memory)
DDRAM adalah merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan
berada. Contoh, untuk karakter A atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka
karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD.
Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil
pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
CGRAM (Character Generator Random Access Memory)
CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah
karakter di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun
memori ini akan hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan
hilang.
CGROM (Character Generator Read Only Memory)
CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah
karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780
sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun karena ROM bersifat
permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply
tidak aktif. 2.3 Buzzer
Adalah Sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir
sama dengan load speaker, jadi buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada
diagfragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari
arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma
maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-bakik
sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Berikut gambar buzzer yang digunakan dalam alat pendeteksi kebakaran ini:
Gambar 2.6 Buzzer
Gambar 2.7 Rangkaian Dalam Buzzer
Buzzer merupakan komponen yang berisikan lilitan dan 3 batang kawat yang
berbentuk seperti switch. Apabila arus dialirkan, maka kumparan akan
menghasilkan medan magnetik , sehingga menarik kawat (K3) ,dan memutuskan
kawat (K2) dengan kawat (K1), tetapi kalau arus dimatikan, maka kumparan akan
kehilangan medan magnetnya sehingga kawat K3 akan terlepas dari kumparan,
dan kawat K2 berhubungan dengan K1. Buzzer biasa dipakai pada alat-alat ringan
yang membutuhkan daya kecil. ( http ://opi 110mb.com ) Jumat, Juli 10, 2008)
2.4 Mikrokontroller
Mikrokontroler adalah komputer dalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik. Secara harfiahnya bisa disebut pengendali
kecil. Mikrokontroler ini juga merupakan suatu alat elektronika digital yang
mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis
dan dihapus. Dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak
memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL (Transistor-
transistor Logic) dan CMOS yang dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya
terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. (Widodo, 2006 : 3).
Dengan berkembangnya teknologi mikroprosesor 8 bit dan 16 bit, seiring
dengan itu muncul pula kebutuhan agar perangkat elektronika dapat dikemas
sekecil mungkin. Seperti Atari, Nintendo, Sega, dan peralatan hiburan serta
peralatan rumah tangga seperti AC dan Audio/Video. Untuk mendukung hal
tersebut, tidak dapat dilakukan oleh mikroprosesor standar. Hal ini dikarenakan
mikroprosesor membutuhkan komponen eksternal tambahan seperti Memori,
pengolah analog ke digital dan perangkat komunikasi serial misalnya. Oleh
karena itu dikembangkanlah chip yang di dalam kemasan tersebut sudah terdapat
RAM digunakan Untuk menimpan data sementara.
ROM digunakan untuk menyimpan program yang bersifat permanent.
3. Timer
Timer berguna untuk mengatur pewaktuan pada sistem berbasis
mikrokontroler.
Berikut Blok Diagram dari mikroprosesor:
Piranti
Memory I/O
Data Bus
Control Bus, bus kontrol berisi jalur yang memilih memory atau I/O dan
menyebabkan memory atau I/O tersebut melakukan operasi baca (Read)
atau tulis (Write).
Dengan menggunakan mikrokontroler ini maka:
1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.
2. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian
besar sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.
3. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang
kompak.
Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi
komponen IC TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS yang seringkali
masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah
saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, misalnya port paralel, port
serial, komparator , konversi digital ke analog (DAC), konversi analog dan
digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit
atau kompleks.
2.4.1 Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas
menjadi sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O
Pendukung, Memori bahkan ADC yang mempunyai satu atau beberapa tugas
yang spesifik, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses
data (Widodo, 2006 : 20).
Mikrokontroler dapat disebut sebagai one chip solution karena terdiri dari:
CPU (Central Processing Unit)
RAM (Random Access Memory)
EPROM/PROM/ROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
I/O (Input/Output) - serial dan parallel
Timer
Interupt Controller
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegards Risc processor) memiliki
arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word)
dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock atau dikenal
dengan teknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), berbeda dengan
instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock atau dikenal dengan
teknologi CISC (Complex Instruction Set Computing).
Secara umum, AVR dapat dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga
AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Dari segi arsitektur dan perintah
yang digunakan adalah sama, yang membedakannya adalah kelas memori,
perypheral dan fungsinya.
Gambar 2.9: Pin IC ATMega8535
2.4.1.1 Arsitektur ATMega8535
Mikrokontroller ATMega8535 memiliki bagian-bagian sebagai berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.
2. ADC 8 channel 10 bit.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog timer dengan osilator internal.
6. SRAM (Status Random Access Memory) sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write.
8. Interrupt internal dan eksternal
9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Port USART untuk komunikasi serial.
2.4.1.2 Fitur ATMega8535
Fitur-fitur dari ATMega8535 adalah sebagai berikut :
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB.
3. SRAM sebesar 512 byte.
4. EEPROM (Electrically EPROM) sebesar 512 byte.
5. 32 general purpose I/O.
6. 32 general purpose register.
7. ADC internal 10 bit sebanyak 8 channel.
2.4.1.3 Konfigurasi Pin ATMega8535
Secara fungsional konfigurasi pin-pin ATMega8535 dapat dijelaskan
sebagai berikut :
1. VCC
merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya 5V.
2. GND
merupakan pin ground yang berfungsi untuk menetralkan arus.
3. Port A (PA.0...PA.7)
merupakan pin I/O 8 bit bidirectional dan pin input analog ke ADC. Pin
pada port A dapat menyediakan resistor pull-up internal (dipilih untuk
setiap bit).
4. Port B (PB.0...PB.7)
merupakan pin I/O 8 bit bidirectional dengan resistor pull-up internal
(dipilih untuk setiap bit) dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter,
komparator analog dan SPI (Serial Peripheral Interface).
5. Port C (PC.0...PC.7)
merupakan pin I/O 8 bit bidirectional dengan resistor pull-up internal
(dipilih untuk setiap bit) dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog dan
Timer Oscilator.
6. Port D (PD.0...PD.7)
merupakan pin I/O 8 bit bidirectional dengan resistor pull-up internal
(dipilih untuk setiap bit) dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog,
interrupt eksternal dan komunikasi serial.
7. RESET
merupakan pin yang digunakan untuk meng-clear / mengembalikan semua
register I/O ke nilai awalnya.
8. XTAL1 (penguat osilator input)
merupakan pin input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian
operasi clock internal.
9. XTAL2 (penguat osilator output)
merupakan pin output dari penguat osilator inverting.
10. AVCC
merupakan pin masukan untuk tegangan ADC.
11. AREF
merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.4.1.4 Fungsi Alternatif Port-Port ATMega8535
Selain berfungsi sebagai port I/O bidirectional 8-bit, masing-masing port
ATMega8535 memiliki fungsi lain, yaitu sebagai berikut :
1. Fungsi Alternatif Port A
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port A
Pin Keterangan
PA.7 ADC7 (ADC Input Channel 7)
PA.6 ADC6 (ADC Input Channel 6)
PA.5 ADC5 (ADC Input Channel 5)
PA.4 ADC4 (ADC Input Channel 4)
PA.3 ADC3 (ADC Input Channel 3)
PA.2 ADC2 (ADC Input Channel 2)
PA.1 ADC1 (ADC Input Channel 1)
PA.0 ADC0 (ADC Input Channel 0)
2. Fungsi Alternatif Port B
Tabel 2.3 Fungsi Alternatif Port B
Pin Keterangan
PB.7 SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB.6 VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
Fungsi Alternatif Port C
Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port C
Pin Keterangan
PC.7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)
PC.6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)
PC.1 SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line)
PC.0 SCL (Two-Wire Serial Bus Clock Line)
Fungsi Alternatif Port D
Tabel 2.5 Fungsi Alternatif Port D
Pin Keterangan
PD.7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)
PD.6 ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD.5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)
PD.4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD.3 INT1 (External Interrupt1 Input)
PD.2 INT0 (External Interrupt0 Input)
PD.1 TXD (USART Output Pin)
PD.0 RXD (USART Input Pin)
2.5 Pengenalan Software ( Perangkat Lunak)
Dalam perancangan program alat pendeteksi kebakaran ini penulis
menggunakan bahasa pemrograman Basic untuk mengatur semua aktivitas yang
akan dilakukan oleh alat tersebut dengan menggunakan software BASCOM-AVR
dan software SpiPGM versi 3.7 untuk men-download program ke mikrokontroller
ATMega8535.
Seperti diketahui dalam melakukan perancangan program harus
diperhatikan aturan logika yang benar. Jika logika suatu pemrograman tidak
benar, tentu akam menyebabkan adanya kesalahan dari hasil keluaran program
tersebut dan tidak sesuai dengan hasil keluaran yang diinginkan. Sehingga dalam
merancang program penulis memerlukan alat bantu yang disebut dengan
Flowchart.
2.5.1 Flowchart
Flowchart ( Bagan Alir ) merupakan suatu bagan yang menggambarkan
arus logika dari data yang akan diproses dari awal sampai akhir.
Tujuan utama dari penggunaan Flowchart adalah untuk menggambarkan
suatu tahapan penyelesaian masalah secara sederhana, terurut, rapi dan jelas
dengan menggunakan simbol-simbol yang standar. Tahap masalah yang disajikan
harus jelas, sederhana, efektif dan tepat. Dalam penulisan flowchart dikenal dua
metode, yaitu sistem flowchart dan program flowchart.
1. Sistem Flowchart
Sistem flowchart merupakan diagram alir yang mengggambarkan suatu
sistem peralatan komputer yang digunakan dalam proses pengolahan data serta
hubungan antar peralatan tersebut. Sistem flowchart ini tidak digunakan untuk
menggambarkan urutan langkah untuk memecahkan masalah, tetapi hanya untuk
menggambarkan prosedur dalam sistem yang dibentuk.
Dalam menggambar flowchart biasanya digunakan simbol-simbol yang
standar, tetapi pemrograman juga dapat membuat simbol-simbol yang telah
tersedia dirasa masih kurang. Dalam kasus ini pemrograman harus melengkapi
gambar flowchart tersebut dengan kamus simbol untuk menjelaskan arti dari
masing-masing simbol yang digunakan agar pemrogram lain dapat mengetahui
maksud dari simbol-simbol tersebut.
2. Simbol Flowchart
Program Flowchart merupakan diagram alir yang mengggambarkan urutan
logika dari suatu prosedur pemecahan masalah. Dalam menggambarkan simbol
flowchart, telah tersedia simbol-simbol standar, tetapi seperti pada sistem
flowchart, pemrograman dapat menambah khasanah simbol-simbol tersebut,
tetapi pemrogram harus melengkapi penggambaran simbol flowchart dengan
kamus simbol.
Berikut ini adalah tabel dari simbol-simbol yang standar yang digunakan
pada flowchart.
Tabel 2.6 Simbol-simbol pada flowchart
Terminal
2.6 Bahasa Pemrograman Mikrokontroler
Secara umum bahasa pemrograman mikrokontroller adalah bahasa tingkat
rendah yaitu bahasa assembler, dimana setiap mikrokontroller memiliki bahasa
pemrograman yang berbeda-beda. Karena banyaknya hambatan dalam
penggunaan bahasa assembler, maka mulai dikembangkan compiler atau
penerjemah untuk bahasa tingkat tinggi.
Untuk keluarga ATMega atau mikrokontroller AVR bahasa tingkat tinggi
yang banyak dikembangkan antara lain Basic, Pascal dan Bahasa C. Dalam
melakukan pemrograman banyak software yang dapat digunakan seperti AVR
Studio-4 dan BASCOM-AVR.
Dalam perancangan alat ini penulis menggunakan bahasa pemrograman
Basic dengan menggunakan software BASCOM-AVR.
2.6.1 Basic Compiler AVR (BASCOM-AVR)
BASCOM-AVR ( Basic Compiler-AVR ) merupakan software compiler
dengan menggunakan bahasa basic yang dibuat untuk melakukan pemrograman
chip-chip mikrokontroller tertentu, salah satunya ATMega8535. Keterangan
lengkap ikon-ikon dari program BASCOM-AVR dapat dilihat di tabel 2.6.
Tabel 2.7: Keterangan ikon-ikon pada BASCOM-AVR
Icon Nama Fungsi Shorcut
2.6.2 Operasi-Operasi dalam BASCOM
2.6.2.1 Operator Aritmatika
Digunakan dalam perhitungan, yang termasuk operator aritmatika ialah +
(Tambah), - (Kurang), / (Bagi) dan * (Kali).
2.6.2.2 Operator Relasi
Digunakan untuk membandingkan nilai sebuah angka, hasilnya dapat
digunakan untk menbuat sebuah keputusan sesuai dengan program yang
dibuat. Yang termasuk operator relasi adalah :
Tabel 2.9: Operator Relasi
Operator Relasi Pernyataan
= Sama Dengan X = Y
Tidak Sama Dengan X Y
2.6.3 Kontrol Program
2.6.3.1 If-Then
Dengan pernyataan ini kita dapat mengetes sebuah kondisi tertentu dan
kemudian menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang
diinginkan. Sintak penulisannya adalah sebagai berikut :
IF THEN
Sintak diatas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya
melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan maka
sintaknya adalah :
IF THEN
.
.
Jika ada 2 kondisi atau lebih yang akan diuji maka sintaknya menjadi :
IF THEN
ELSEIF THEN
.
.
ELSEIF THEN
ELSE
2.6.3.2 Select...Case
Perintah ini akan mengeksekusi beberapa blok penyataan tergantung dari
nilai variabelnya. Perintah ini mirip dengan perintah IF..Then namun
perintah ini memiliki kelebihan yaitu kemudahan pada penulisannya.
Sintaknya sebagai berikut :
2.6.3.3 Do-Loop
Perintah ini digunakan untuk mengulangi sebuah blok pernyataan terus
menerus. Untuk membatasi perulangannya dapat ditambahkan sebuah
syarat kondisi agar perulangan berhenti dan perintahnya menjadi Do..loop
until. Sintaknya sebagai berikut :
Do
loop
Yang menggunakan perintah Do..Loop Until
Do
loop Until
2.6.3.4 Gosub
Gosub merupakan pernyataan untuk melompat ke sebuah label dan akan
menjalankan program yang ada dalam sub-rutin tersebut sampai menemui
perintah Return. Perintah Return akan mengembalikan program ke titik
setelah perintah Gosub.
2.6.3.5 Goto
Perintah ini digunakan untuk melakukan percabangan, perbedaannya
dengan gosub ialah perintah goto tidak memerlukan perintah return
sehingga programnya tidak akan kembali lagi ke titik dimana perintah goto
itu berada. Berikut ini sintak perintah GOTO :
GOTO label
BAB III
RANCANG BANGUN
3.1 Tujuan Perancangan
Rancang bangun alat merupakan suatu perencanaan yang dilakukan oleh
perancang untuk mengerjakan suatu proyek yang akan dijalankan dan
diimplementasikan dalam suatu bentuk sketsa rangkaian elektronika. Perencanaan
merupakan suatu hal yang dilakukan untuk mempermudah proses pembuatan alat.
Sebelum melakukan pembuatan alat maka langkah awal adalah membuat suatu
rancangan dimana pada perancangan dilakukan pembuatan diagram blok dan
sketsa rangkaian dengan fungsi tertentu sesuai dengan spesifikasi alat yang
diharapkan.
3.2 Perancangan Sistem
Pada perancangan alat pendeteksi kebakaran ini terdiri atas tiga bagian yaitu
piranti masukan, piranti proses, dan piranti keluaran. Pada piranti masukan
terdapat beberapa jenis sensor yang digunakan yang merupakan sumber perintah
bagi mikrokontroler tersebut. Jenis sensor yang digunakan tersebut yaitu sensor
UV-Tron, sensor asap(AF30), dan sensor suhu(LM35). Sedangkan pada piranti
proses menggunakan mikrokontroler ATMega8535 yang berfungsi untuk
mengatur semua proses pengolahan data (pusat pemrosesan) yang masuk dari
piranti masukan kemudian akan diteruskan ke piranti keluaran. Dan pada piranti
keluaran yaitu terdapat dua buah keluaran yaitu LCD dan buzzer yang berfungsi
sebagai pemberitahu akan adanya bahaya kebakaran.
Berikut adalah blok diagram alat pendeteksi kebakaran :
Gambar 3.1 Blok Diagram alat pendeteksi kebakaran
Pada gambar 3.1 diatas memperlihatkan blok diagram dari alat yang
dirancang. Sensor api (UV-Tron) merupakan komponen utama dari alat ini.
Sensor ini berfungsi sebagai input yang dapat mendeteksi keberadaan api. Input
berikutnya yaitu sensor asap dan suhu yang berfungsi untuk mendeteksi adanya
asap dan suhu dalam suatu ruangan yang berkisar antara 25C suhu normal suatu
ruangan. Sensor suhu ini akan mendeteksi sesuai dengan keadaan ruangan pada
saat pendeteksian. Sedangkan sensor api pada alat pendeteksi kebakaran ini
merupakan OTAK dari sistem kerja alat ini, karena sensor ini dapat mendeteksi
keberadaan api yang bisa menyebabkan kebakaran. Selanjutnya akan dibantu oleh
mikrokontroler sebagai pemroses pengolah data dan pengontrol keseluruhan
sistem. Mikro ini akan memperoses input yang masuk dari sensor tersebut, dan
kemudian mikro akan menjalankan instruksi sesuai dengan program yang telah
kita buat dengan menggunakan Basic Compiler. Sedangkan hasil keluaran dari
alat ini adalah LCD dan Buzzer. LCD digunakan unuk menampilkan teks / tulisan
yang telah dirancang dalam program yang telah dibuat. Keluaran berikutnya
adalah buzzer yang berfungsi untuk mengeluarkan suara / bunyi alarm sebagai
pemberitahuan adanya api.
3.3 Tahap Perancangan
Hal pertama yang harus dilakukan dalam perancangan alat pendeteksi
kebakaran ini yaitu perancangan hardware, berupa perancangan tempat untuk
meletakkan komponen-komponen yang akan dirancang. Setelah itu dilakukan
perancangan rangkaian sistem berupa rangkaian mikrokontroler ATMega8535
yang terhubung dengan Drive Circuit pada sensor UV-Tron, sensor asap (AF30),
sensor suhu (LM35), mikrokontroler, power supply, LCD dan Buzzer. Berikutnya
setelah perancangan hardware selesai, langkah selanjutnya adalah
mengkonfigurasikan antara hardware dengan software.
3.3.1 Perancangan pada Papan PCB
Langkah perancangan merupakan mendesain rangkaian, merancang atau
membuat rangkaian kedalam bentuk skema rangkaian elektronik dalam bentuk
PCB.
Dalam pembuatan dan pencetakan PCB (Print Circuit Board) dilakukan
secara manual. Alat dan bahan yang diperlukan dalam pembuatan dan pencetakan
PCB (Print Circuit Board) ini antara lain:
Tabel 3.1 Alat dan bahan untuk pembuatan layout di PCB
Alat dan bahan yang Digunakan Jumlah
3. Setelah layout telah tercetak di atas PCB (Print Circuit Board) maka periksa
terlebih dahulu jika terdapat jalur-jalur yang saling bertabrakan atau
terpotong, jika telah diperiksa dan tidak terdapat kesalahan yang
menyebabkan rangkaian tidak jalan atau terjadi short (hubungan singkat)
maka dapat diteruskan pada proses selanjutnya.
4. Berikutnya yaitu merendam PCB (Print Circuit Board) yang telah ada
layoutnya ke dalam larutan yang telah bercampur antara air dan bubuk pelarut
tembaga (ferro chloride) hingga semua tembaga pada PCB (Print Circuit
Board) hilang dan tersisa hanya layout yang telah dibuat.
5. PCB (Print Circuit Board) yang telah direndam kemudian dibilas dengan air
bersih lalu dikeringkan.
6. Tahap berikutnya yaitu melubangi PCB (Print Circuit Board) sesuai dengan
ukuran komponen-komponen yang dibutuhkan dengan menggunakan bor
listrik.
7. Setelah PCB (Print Circuit Board) dilubangi maka baru dapat memasangkan
komponen-komponen pada PCB (Print Circuit Board) tersebut kemudian
untuk merekatkannya komponen tersebut harus disolder.
8. Setelah PCB (Print Circuit Board) dilubangi maka baru dapat memasangkan
komponen-komponen pada PCB (Print Circuit Board) tersebut kemudian
untuk merekatkannya komponen tersebut harus disolder.
3.3.2 Pemasangan Komponen dan bahan yang digunakan
Pada tahap ini proses harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak merusak
jalur komponen lain dan tidak menyentuh jalur komponen lainnya. Adapun alat
dan bahan yang perlu dipersiapkan dalam proses pemasangan dan penyolderan
alat ini antara lain:
Tabel 3.2 Alat dan bahan untuk pemasangan komponen
Alat dan Bahan yang Digunakan Jumlah
Solder 1 buah
Timah 1 meter
Tang potong 1 buah
Pinset 1 buah
Soket IC (40 pin)
IC Atmega8535
IC 7805
Sensor UV-Tron
Sensor Suhu LM 35
Sensor Asap AF 30
Relay
Resistor 220
Resistor 10k
Kapasitor 100nF
Kapasitor 220nF
Buzzer
Konektor famele, male
3.4 Cara Kerja Rangkaian
3.4.1 Sensor UV-Tron pada Mikrokontroler
Gambar 3.2 Rancangan rangkaian sensor UV-Tron pada ATMega8535
Pada Sensor UV-Tron ini terdapat Drive Circuit yang berfungsi sebagai
pemroses atau pengolah input apabila sensor UV-Tron mendeteksi adanya api.
Diver Circuit akan memperoses masukan yg berupa cahaya dari api tersebut
kemudian pemrosesan akan diteruskan ke mikrokontroler untuk proses menjadi
suatu keluaran. Pada saat sensor UV-Tron Flame Detector mendeteksi adanya api
maka Drive Circuit akan mengolah masukkan menjadi keluaran 0, 1. Masukan
tersebut akan diolah oleh mikrokontroler untuk menjalankan instruksi program
sebagai pemberitahuan adanya api yang merupakan hasil pendeteksian dari sensor
UV-Tron. Sensor ini dapat mendeteksi titik api dalam jarak sejauh 5 meter.
Pin 1 pada Drive Circuit UV-Tron ini dihubungkan ke mikrokontoler
melalui pin 1 (PB.0), yang akan memperoses masukan dari sensor UV-Tron
tersebut. Apabila masukan tersebut selesai diproses lalu mikrokontroler akan
menginstruksikan atau mengirim data masukan tersebut ke LCD melalui pin PA.2
PA.7 kemudian LCD akan menampilkan karakter berupa tulisan. Selanjutnya
mikrokontroler akan mengirim lagi data masukan ke Buzzer yang dihubungkan
pada pin PD.0 yang akan membuat Buzzer berbunyi yang menandakan bahwa ada
api.
3.4.2 LCD pada Mikrokontroler
LCD yang digunakan pada alat pendeteksi kebakaran ini adalah M1632
yang terdiri dari 16 baris, 2 kolom dimulai dari baris 1 paling atas dan kolom 0
paling akhir. Sebelum menampilkan karakter di LCD maka terlebih dahulu
melakukan inisialisasi, pemesanan tempat, dan penulisan data. LCD jenis ini
mempunyai 16 pin, yang terdiri dari pin untuk data 8 pin, ground ada 2 pin, Vcc
ada 2 pin, dan kontras ada 1 pin, input data, dan output data. LCD yang dipakai
mempunyai tegangan 5V.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar rangkaian dibawah ini:
Gambar 3.3 Rancangan rangkaian LCD dengan ATMega 8535
Pada rangkaian LCD ini, pin pada LCD terhubung ke pin PC.2 PC.7
pada mikrokontroler ATMega8535. Data yang diterima oleh LCD dikirim dari
mikrokontroler ATMega8535 melalui pin-pin tersebut. Setelah menerima data
LCD akan mengeluarkan karakter berupa tulisan huruf atau angka. Pada LCD
jenis ini dapat diatur kontrasnya melalui data Vee yang dihubungkan ke trimpot
sehingga kontras dapat diatur dengan memutar trimpot tersebut. Untuk inisialisasi
jenis ini dapat diatur melalui display clear, cursor home, entry mode set, display
on/off kontrol, cursor / display shift, dan functin set, setelah semuanya diatur
maka penggunaan LCD tidak akan mengalami kendala, sehingga LCD dapat
mengeluarkan karakter sesuai dengan instruksi dari program.
3.4.3 Buzzer pada Mikrokontroler
Buzzer ini mempunyai 2 kabel yaitu Vcc dan ground. Jadi jika keduanya
terhubung maka buzzer akan aktif. Pada rangkaian buzzer ini menggunakan
tegangan 12V. Sedangkan mikrokontroler menggunakan tegangan 5V. Maka dari
itu pada rangkaian buzzer ini menggunakan relay sehingga arus yang dibutuhkan
buzzer dapat terpenuhi, dan buzzer dapat berbunyi. Pada rangkaian buzzer dari
mikrokontroler pin PD.0 terhubung ke rangkain relay kemudian baru ke rangkaian
buzzer.
Buzzer akan mengeluarkan suara jika mendapat masukan data dari sensor
UV-Tron yang berupa cahaya ultraviolet dari api. Rangkaian Buzzer ini terhubung
dengan mikrokontroler melalui pin PD.0. Buzzer ini berfungsi memberikan bunyi
atau suara sebagai isyarat menandakan terjadi kebakaran.
Jika sensor mendeteksi adanya api maka sensor akan mengirim data ke
mikrokontroler ATMega8535 lalu mikrokontroler akan memproses data tersebut
dan mengirimkan data ke LCD dan buzzer yang akan mengeluarkan tulisan dan
suara / bunyi alarm yang menandakan adanya api.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar rangkaian dibawah ini:
Gambar 3.4 Rancangan rangkaian Buzzer dengan ATMega8535
3.5 Rangkaian Alat Pendeteksi Kebakaran
Untuk lebih jelas mengenai sistem alat kebakaran berbasis mikrokontroler
AVR ATMega8535 dapat dilihat dari rangkaian keseluruhan, seperti gambar
dibawah ini:
Gambar 3.5 Rancangan rangkaian alat pendeteksi kebakaran
Pada rangkaian keseluruhan dari alat pendeteksi kebakaran ini terdapat 3
buah sensor sebagai inputnya, yaitu sensor UV-Tron, sensor suhu, dan sensor
asap. Sedangkan outputnya yaitu LCD dan Buzzer. Mikrokontroler disini sebagai
pemroses dari semua input tersebut. Alat pendeteksi kebakaran ini akan bekerja
saat posisi switch On/Off dalam kondisi ON ( hidup). Setelah switch dalam
kondisi hidup / ON maka sistem kerja alat ini akan mulai bekerja. Proses
pendeteksian pada tiap-tiap sensor sudah bisa dilakukan. Semua input tersebut
akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghasilkan suatu keluaran sesuai
dengan hasil pendeteksian pada tiap-tia sensor.
Berikut ini adalah Layout dari rangkaian alat pendeteksi kebakaran seperti
terlihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 3.6 Rancangan layout rangkaian alat pendeteksi kebakaran
Sedangkan rancangan tata letak komponen pada rangkaian alat pendeteksi
kebakaran ini dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.7 Rancangan tata letak komponen pada alat pendeteksi
kebakaran
3.6 Pembuatan Cassing pada Alat
Setelah selesai tahap diatas, maka kita dapat merencanakan pembuatan
box tempat rangkaian tersebut diletakkan. Untuk mempermudah pembuatan box
yang perlu diperhatikan alah sebagai berikut berat komponen , ukuran komponen,
ukuran papan PCB, konidisi kerja rangkaian, perancangan panel depan.
Untuk membuat rancangan box terdiri dari beberapa tahap yaitu :
1. Pengukuran
Bahan yang dibuat pertama tama diukur sesuai dengan ukuran yang dibuat
dan kemudian dipotong sesuai dengan ukuran yang ada pada ukuran perancangan
2. Perakitan
Setelah bahan dipotong sesuai dengan ukuran selanjutnya perakitan yaitu
dengan menyambungkan bagian bagian sesuai dengan ukuran dan bentukyang
diinginkan
3. Membuat Lubang panel
Selanjutnya setelah perakitan, penandaan dengan garis garis untuk lubang
scrub, kemudian siap untuk dibor sesuai dengan ukuran bor yang digunakan.
Untuk lebih jelas mengenai box rangkaian pengukur jarak yang akan dibuat
dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 3.8 Rancangan kotak / Cassing alat pendeteksi kebakaran
Dalam proses perancangan konstruksi mekanik alat pendeteksi kebakaran
ini memerlukan beberapa peralatan dan bahan antara lain :
Berdasarkan dari blok diagram dan cara kerja dari rangkaian alat pendeteksi
kebakaran ini maka dibuatlah rancangan program. Dalam merancang program
penulis terlebih dahulu membuat Flowchart sebagai panduan untuk pembuatan
program.
Seperti diketahui, dalam merancang program harus diperhatikan aturan
logika yang benar. Jika logika dalam suatu program tidak benar, tentu akan
menyebabkan adanya kesalahan dari hasil keluaran program tersebut dan tidak
sesuai dengan hasil keluaran yang diinginkan. Untuk membantu melacak
kebenaran logika sebuah program dan juga dapat membantu memahahami sebuah
persoalan seringkali diperlukan suatu alat bantu yang disebut dengan Flowchart.
Berikut ini adalah flowchart dari alat pendeteksi kebakaran berbasis
mikrokontroler.
Gambar 3.9 Rancangan flowchart pada alat pendeteksi kebakaran
Berdasarkan flowchart tersebut dapat dijelaskan secara sederhana, Sensor
UV-Tron akan bekerja pada saat sensor UV-Tron Flame Detector diaktifkan oleh
mikrokontroler untuk melakukan pencarian titik api. Pada saat sensor UV-Tron
Flame Detector mendeteksi adanya api maka akan diteruskan ke drive circuit
untuk diolah menjadi keluaran pulsa 0 dan 1. Keluaran tersebut akan diolah oleh
mikrokontroler dan menghasilkan keluaran LCD yang akan menampilkan tulisan
bahaya ada kebakaran lalu Buzzer akan berbunyi.
3.8 Cara Pengisian Program ke Mikrokontroler
ISP-Programmer merupakan program untuk memprogram mikrokontroller
MCS-51 versi Atmel seperti AT89S51, AT89s52 dan mikrokontroler jenis AVR
seperti ATMEGA. ISP programmer dibuat oleh M.Asim Khan dan rangkaian
downloadernya disederhanakan oleh Wichit Sirichote.
3.8.1 Proses Download Program :
Untuk pengisian program yang telah dibuat ke dalam mikrokontroler atau
untuk men-download ke chip mikro menggunakan SPI-Flash Programmer
Version 3.7 AVR Microcontroller. Software ini hanya bisa digunakan oleh
keluarga mikrokontroler AVR mulai dari AT90xxx sampai dengan ATMega.
Software ini digunakan untuk menuliskan program ke dalam
mikrokontroler ATMEGA8535. Software ini merupakan software freeware yang
dibuat dan dikembangkan oleh Muhammad Asim Khan dari Pakistan. Berikut
adalah tampilan saat proses Download program pada mikrokontroler
ATMega8535.
Berikut ini adalah tampilan awal SPI Flash Programmer 3.7.
Gambar 3.10 Tampilan awal SPI Flash Programmer Version 3.7
Jalankan program SPI Flash Programmer kemudian pilih jenis IC
mikrokontroler yang digunakan pada tempat yang telah disediakan yaitu
untuk IC ATMega8535 pilih namamya MEGA8535.
Gambar 3.11 Tampilan SPI Flash Programmer 3.7
Lakukan pembacaan IC mikrokontroler dengan menekan tombol Read,
kemudian akan ditampilkan kotak dialog Read bahwa Reading Completed.
Gambar 3.12 Pembacaan mikrokontroler
Kemudian lakukan verifykasi mikrokontroler dengan menekan tombol
Verify, jika tidak berhasil artinya rangkaian atau kabel downloader belum
terkoneksi dengan benar. Jika berhasil akan ditampilkan kotak dialog Verify
bahwa Verifycation OK.
Gambar 3.13 Verifykasi mikrokontroler
Lakukan signature dengan menekan tombol Signature untuk mengkalibrasi
IC mikrokontroler yang digunakan ditandai dengan ditampilkannnya kotak
dialog signature yang memberitahukan jenis IC yang digunakan serta Device
Signature-nya.
Gambar 3.14 Signature mikrokontroller
Buka program yang akan di download ke mikrokontroler dengan menekan
tombol Open File, kemudian pilih file berekstensi HEX dengan nama
API_ASAP_SUHU.HEX lalu tekan Open.
Gambar 3.15 File berekstensi HEX yang akan didownload
Kemudian lakukan proses download program dengan menekan tombol
Program sehingga akan terjadi proses programming the microcontroller
kemudian akan tampil kotak dialog Write memberitahukan bahwa Program,
Verify OK.
Gambar 3.16 Proses pengisian telah selesai
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Pengukuran Rangkaian UV-Tron
Rangkaian Drive Circuit merupakan rangkaian pengatur hasil masukan
yang dihasilkan oleh sensor UV-Tron flame detector. Pada rangkaian Drive
Circuit ini terdiri dari beberapa komponen-komponen elektronika yang membantu
kerja sensor UV-Tron flame detector tersebut. Pengukuran pada rangkaian UV-
Tron dilakukan pada beberapa titik uji antara lain yaitu pada tegangan masukan
DC dan pada keluaran drive circuit (output 1) seperti terlihat pada gambar skema
dibawah ini.
Dalam pengukuran dan pengujian pada rangkaian UV-Tron ini
menggunakan multimeter digital.
TP 1
Gambar 4.1 Titik Pengujian pada rangkaian depan Drive Circuit (UV-Tron)
Gambar 4.2 Titik Pengujian pada rangkaian dasar Drive Circuit (UV-Tron)
4.1.1.2 Hasil Pengukuran
Pada pengukuran dan pengujian rangkaian UV-Tron yang dilakukan pada
Titik Pengujian (TP I) pada rangkaian Drive Circuit Uv-Tron dan (TP 2) pada IC
7805 (Regulator). Saat api didekatkan pada sensor UV-Tron dalam jarak 1 meter
sampai dengan 10 meter maka pada saat ada api dan tidak ada api didapatkan
tegangan sebagai berikut:
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian UV-Tron
Jarak Ada Api Tidak Ada Api
1 m 4,89 V 0
2 m 4,89 V 0
3 m 4,89 V 0
4 m 4,89 V 0
5 m 4,89 V 0
6 m 0 V 0
7 m 0 V 0
8 m 0 V 0
9 m 0 V 0
10 m 0 V 0
Dari hasil pengukuran tersebut terlihat bahwa tegangan yang dihasilkan saat
sensor UV-Tron mendeteksi adanya api (logic 1) dalam jarak antara 110 m. Pada
saat pengukuran dalam jarak 15 menghasilkan tegangan yang sama yaitu 4,89 V.
Sedangkan pada jarak 6-10 m tidak ada tegangan yang dihasilkan yaitu 0 V.
Sedangkan saat tidak ada api (logic 0) maka tidak ada tegangan yang dihasilkan
karena sumber tegangannya tidak ada (tidak ada api). Hal tersebut membuktikan
bahwa sensor UV-Tron mampu mendeteksi api dalam jarak sejauh maksimal 5 m.
Sedangkan jauh dekat nya api saat pendeteksian tidak mempengaruhi tegangan
yang dihasilkan. Sensor hanya akan mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh api
sehingga menghasilkan tegangan.
4.1.2 Pengujian Peralatan
Pada tahap ini dilakukan pada saat semua rangkaian pendeteksi kebakaran
telah selesai semua baik dari segi hardware maupun software. Sebelum dilakukan
pengujian peralatan secara keseluruhan terlebih dahulu dilakukan pengujian
secara bertahap demi terselesainya secara keseluruhan perancangan alat ini
sendiri.
Langkah-langkah pengujian:
1. Hubungkan semua rangkaian alat pendeteksi kebakaran secara
keseluruhan.
2. Hubungkan sumber tegangan yang telah disiapkan.
3. Pastikan semua rangkaian telah terhubung secara benar.
4. Jika semua telah terhubung dengan benar maka geser switch ke posisi ON.
5. Sensor pada alat pendeteksi kebakaran akan aktif dan akan mendeteksi jika
terdapat api (Uv-Tron) dan asap (AF 30) sehingga buzzer akan berbunyi.
6. Setelah alarm dari buzzer berbunyi LCD akan menampilkan karakter
berupa tulisan ADA KEBAKARAN.
Sensor
UV-Tron
Gambar 4.3 Alat pendeteksi kebakaran
Gambar 4.4 LCD pada alat pendeteksi kebakaran
4.1.3 Simulasi Program saat Alat Dihidupkan
Pada saat program dijalankan maka pertama kali akan ditampilkan introduce
sistem alarm kebakaran dimana pada display LCD bertuliskan ALARM
KEBAKARAN pada baris pertama dan API-ASAP-SUHU pada baris
kedua. Tampilan ini akan berlangsung selama 3 detik
.
Gambar 4.5 Introduce Alarm Kebakaran
Pada saat ini program sudah memasuki proses eksekusi program
selanjutnya, yaitu pembacaan kondisi lingkungan sekitar oleh sensor api,
asap dan suhu. Dimana sensor api dan asap belum mendeteksi keberadaan
adanya api maupun asap. Sehingga pada display LCD ditampilkan kondisi
RUANGAN AMAN pada baris pertama.
Sensor suhu sedang melakukan proses pendeteksian suhu lingkungan
sekitar, dimana pada simulasi program ditunjukan besarnya nilai ADC 1 (pin
A.1) yaitu 68 dan ditunjukkan nilai suhu yang sebenarnya pada display LCD
sebesar 34,4 OC atau Suhu = 34,4 OC.
Gambar 4.6 Kondisi ruangan aman
Pada saat ini simulasi program telah mendeteksi adanya api yaitu ditandai
dengan input untuk sensor api pada pin B.0 dimana ditampilkan pada
display LCD yaitu BAHAYA ADA API pada baris pertama. Tetapi untuk
sensor asap belum ditandai adanya asap atau nilai ADC 0 (pin A.0) sebesar
512 belum melampaui nilai ADC yang ditentukan yaitu sebesar 700.
Sedangkan pada baris kedua display LCD ditunjukkan bahwa Suhu = 34,4
nilai ADC-nya 72.
Gambar 4.8 Kondisi Terdeteksi Adanya Asap tanpa Api
Pada kondisi ini keadaan semakin berubah dimana sensor api dan asap sudah
mendeteksi adanya api maupun asap pada lingkungan sekitar. Yang ditandai
dengan adanya perubahan nilai ADC 0 (pin A.0) untuk sensor asap sebesar
706 sedangkan untuk sensor api ditandai dengan aktifnya pin B.0. Sehingga
ditampilkan pada display LCD yaitu ADA KEBAKARAN pada baris
pertama.
Pada baris kedua display LCD ditampilkan Suhu = 41,1 OC. Sensor suhu
mendeteksi adanya perubahan suhu pada lingkungan sekitar yang ditandai
dengan perubahan nilai ADC-nya menjadi 82.
Gambar 4.9 Kondisi Terdeteksi Adanya Api dan Asap
4.2 Pembahasan
4.2.1 UV-Tron Flame Detector
UV-Tron dalam alat pendeteksi kebakaran merupakan inti dari semua
kerja alat pendeteksi kebakaran ini. UV-Tron sendiri terdiri dari dua buah
komponen yaitu sensor UV-Tron flame detector dan drive circuit. Karena didalam
rangkaian drive circuit sendiri terdiri dari komponen-komponen yang kompleks
yang dapat menghasilkan nilai-nilai output yang telah ditetapkan oleh drive
circuit. Drive circuit sendiri merupakan tempat pemrosesan signal yang
dihasilkan oleh sensor UV-Tron yang berupa sinar ultraviolet.
Kerja dari sensor ini adalah sensor akan aktif pada saat tabung sensor UV-
Tron Flame Detector di dekatkan api (logic 1) dalam jarak maksimal sejauh 5
meter. Pada prinsipnya UV-Tron Flame Detector bekerja pada saat sinar
ultraviolet dari api dipancarkan ke tabung UV-Tron Flame Detector maka katoda
akan memancarkan photoelektron dari efek photoelectrik kemudian dipercepat
oleh anoda akibat medan listrik. Hasil kerja UV-Tron tersebut menghasilkan besar
4.2.2 Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 pada alat pendeteksi kebakaran ini
merupakan pemroses semua masukan hardware dan software. Mikrokontroler
akan memproses semua data yang masuk melalui port-port yang telah
didefinisikan sebelumnya dalam sebuah program yang telah dibuat.
Dalam proses pendeteksian api, kerja mikrokontroler ATmega8535
berlangsung pada saat sensor UV-Tron dihubungkan ke mikrokontroler melalui
port PB.0. Saat mikrokontroler ATmega8535 menerima input dari sensor UV-
Tron, mikrokontroler akan memproses masukan tersebut dan selanjutnya
mikrokontroler akan mengirim hasil pemrosesan ke LCD dan buzzer sehingga
menghasilkan keluaran berupa tampilan tulisan pada LCD dan bunyi pada buzzer.
4.2.3 Buzzer
Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa buzzer merupakan keluaran dari alat
pendeteksi kebakaran ini, sebagai pemberitahuan bahwa ada api yang akan
menyebabkan kebakaran, maka buzzer ini akan mengeluarkan bunyi.
Buzzer ini bekerja pada saat sensor UV-Tron mendeteksi adanya api maka
mikrokontroler akan memberikan logic 1 pada PD0 kemudian diteruskan ke basis
transistor yang mana pada kaki emitor dihubungkan ke ground dan colector
dihubungkan ke kaki induksi relay.
Pada saat transistor aktif maka ground akan mengalir ke induksi sehingga
relay akan aktif maka switch relay akan bergerak ke arah Normally Close (NC)
yang sebelumnya telah dihubungkan ke sumber 5 VDC sehingga buzzer akan
mengeluarkan bunyi.
.
4.2.4 LCD
`
LCD merupakan keluaran kedua setelah setelah buzzer, LCD akan
menampilkan tulisan apabila semua input telah selesai diproses. LCD akan
menampilkan tulisan sesuai dengan hasil pendeteksian pada masing-masing
sensor dan instruksi program yang telah dibuat sebelumnya. Apabila semua input
telah selesai diproses maka mikrokontroler akan menghasilkan keluaran berupa
karakter tulisan yang akan ditampilkan pada layar LCD sebagai pemberitahuan
bahwa adap api, asap dan suhu.
LCD ini bekerja pada saat mendapat masukan data dari mikrokontroler
pada pin PC2-PC7. Pada rangkaian LCD juga digunakan trimpot yang berfungsi
sebagai pengatur kontras (kecerahan LCD). Tegangan yang digunakan pada
rangkaian LCD yaitu 5V. Jenis LCD yang digunakan adalah M1632, yaitu terdiri
dari 16 baris dan 2 kolom.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan uraian-uraian yang telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya,
maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Sensor UV-Tron dapat mendeteksi sinar ultraviolet yang dipancarkan oleh
api dalam jarak pendeteksian tertentu, kemudian mengubah menjadi
keluaran berupa tegangan (logika tertentu) pada Drive Circuit UV-Tron.
2. Logika tertentu pada mikrokontroler, sebagai input pengubah tampilan LCD
dan alarm.
5.2 Saran
1. Diharapkan keefektifitasan dari sensor UV-Tron ini bisa ditingkatkan lagi
sehingga dapat mendeteksi api dengan jarak yang cukup jauh.
2. Adanya pengembangan lebih lanjut mengenai alat ini baik dari segi
pemanfaatan sensor UV-Tron maupun komponen-komponen lainnya.
3. Diharapkan adanya pengembangan lagi dari alat sebelumnya seperti dapat
dikontrol melalui jaringan ataupun telepon seluler.
DAFTAR PUSTAKA
Budiharto, Widodo. 1999. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. Jakarta : PT
Elex Media Komputindo
Budiharto, Widodo. 2006. Belajar Sendiri Membuat Robot Cerdas. Jakarta: PT
Elex Media Komputindo
Didin. 2006. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega8535 Dengan Bascom
AVR. Palembang: Mutiara Azzam
www.datasheetarchive.com
www.kelas-mikrokontroler.com
http://www.google.com/search?hl=id&q=datasheetsensoruvtronG=Telusuri&lr=la
ng_idPalembang, Juli 2008
Disetujui oleh,
Pembimbing II
NIP 132 317 359
Pembimbing I
Yulian Mirza, S.T Meiyi Darlies, S.Kom
NIP 131 884 130
1
2
2
2
3
3
6
8
9
11
12
13
13
14
16
16
18
19
20
20
20
20
20
21
21
21
22
22
22
23
23
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................. ii
ABSTRAK ................................................................................................ v
KATA PENGANTAR.............................................................................. vi
DAFTAR ISI............................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR................................................................................ x
DAFTAR TABEL .................................................................................... xi
42
42
43
44
45
48
48
49
49
49
51
51
3.3 Tahap Perancangan ............................................................... 25
3.3.1 Perancangan pada Papan PCB ..................................... 25
3.3.2 Pemasangan Komponen dan Bahan yang Digunakan.. 26
3.4 Cara Kerja Rangkaian ........................................................... 27
3.4.1 Sensor UV-Tron padaMikrokontroler.......................... 27
3.4.2 LCD pada Mikrokontroler ........................................... 29
3.4.3 Buzzer pada Mikrokontroler......................................... 30
3.5 Rangkaian Alat Pendeteksi Kebakaran ................................. 31
3.6 Pembuatan Cassing pada pada Alat ...................................... 33
3.7 Perancangan Program ........................................................... 35
3.7.1 Program Pendeteksian Api, Suhu, dan Asap................ 37
3.8 Cara Pengisian Program ke Mikrokontroler ......................... 37
3.8.1 Proses Download Program........................................... 37
3
4
4
6
7
8
8
10
12
24
28
29
30
31
32
32
34
36
38
38
39
40
40
40
41
42
43
45
45
45
46
46
47
47
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
2
3
4
5
6
7
Vss GND
Vcc
Vee
RS
R/W
E
+5V
LCDContrast
1 = Input data,
0 = Input Instruksi
1 = Read,
0 = Write
Enable
D0 Data 0
8
9
10
11
12
13
14
15
16
D1 Data 1
D2 Data 2
D3 Data 3
D4 Data 4
D5 Data 5
D6 Data 6
D7 Data 7
VBL+ 4 4.2 volt
VBL- GND
mikroprosesor,
mikrokontroler.
I/O Pendukung, Memori, bahkan ADC sudah ada dalam
Mikrokontroler dapat disebut sebagai one chip solution karena terdiri dari:
1. CPU (central processing unit)
CPU ialah bagian yang paling penting dari suatu mikroprosesor.
Fungsi dari CPU adalah memproses data.
2. RAM (Random Access Memory)
Control Bus
Address Bus
Gambar 2.8 Blok diagram mikroprosesor
CPU
Ketiga komponen utama tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
CPU (mikroprosesor), yang dapat dianggap sebagai OTAK sebuah sistem
1.
2.
3.
komputer,
komputer.
mengorganisasikan semua operasi yang terjadi di dalam
Memory, digunakan untuk menyimpan data maupun instruksi-instruksi
program. Ada 2 jenis memory yang digunakan yaitu RAM (Random Access
Memory) dan ROM (Read Only Memory). RAM berfungsi untuk
menyimpan data dan instruksi program yang sedang dijalankan oleh
komputer. RAM ini bersifat sementara (Temporary), yang berarti isinya
akan hilang begitu catu daya nya dimatikan (Turned Off). Berbeda dengan
ROM, ROM bersifat permanen (tidak mudah hilang). Data-data pada ROM
tidak akan hilang meskipun catu daya komputer dimatikan.
I/O (Piranti Masukan dan Keluaran) merupakan piranti-piranti external yang
dibutuhkan oleh komputer untuk berhubungan dengan dunia luar (termasuk
dengan manusia sebagai pengguna komputer).
Data Bus, untuk mentransfer informasi antara mikroprosesor dan I/O.
Address Bus, bus alamat yang meminta lokasi memory dari memory atau
lokasi I/O dari piranti I/O.
VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
SS (SPI Slave Select Input)
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OCC (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt2 Input)
T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)
XCK (JSART External Clock Input/Output)
PB.5
PB.4
PB.3
PB.2
PB.1
PB.0
3.
4.
Menyatakan dimana program dimulai, dan
mungkin juga berhenti.
Menyatakan beberapa manipulasi data.
Menyatakan beberapa operasi masukan/
keluaran data.
Menunjukkan perbandingan dua nilai.
Menyatakan beberapa manipulasi yang
ditunjukkan dalam program sari dalam
data.
Menyatakan untuk proses yang detilnya
Proses
Masukan / Keluaran
Keputusan
Persiapan
Proses Terdefinisi
Penghubung
Garis Alur
Annotasi
Penghubung
dijelaskan terpisah.
Menyatakan sambungan ke atau dari bagian
lain program yang terputus masih dalam
halaman yang sama.
Menyatakan urutan operasi.
Menyatakan suatu cara untuk
menambahkan keterangan yang
menjelaskan langkah pemrosesan.
Menyatakan untuk menunjukkan hubungan
arus proses yang terputus tetapi tidak pada
halaman yang sama.
Membuat file baru
Untuk membuka File
Untuk menutup program yang dibuka
Untuk menyimpan file
Menyimpan dengan nama yang lain
Untuk melihat tampilan sebelum
dicetak
Untuk mencetak dokumen
Untuk keluar dari program
Untuk mengkompile program yang
dibuat, output-nya bisa berupa *.hex,
*.bin dll.
Untuk memeriksa kesalahan bahasa
Untuk menampilkan hasil kompilasi
program.
Ctrl+N
Ctrl+O
-
Ctrl+S
-
-
Ctrl+P
-
F7
Ctrl+F7
Ctrl+W
File New
Open File
File Close
File Save
Save as
Print Preview
Exit
Program
Compile
Syntax Check
Show Result
Untuk menu show result informasi yang akan ditampilkan berupa :
Tabel 2.8: Informasi dari show result
Informasi Keterangan
Versi dari compiler yang digunakan.
Menampilkan target prosesor yang dipilih.
Tanggal dan waktu kompilasi.
Compiler
Processor
Date and time
Baud rate dan Xtal Baud rate yang dipilih dan kristal yang digunakan uP.
Error
Flash Used
Stack Start
RAM Start
LCD Mode
Error nilai baud yang di set dengan nilai baud yang
sebenarnya.
Persentase Flash ROM yang terisi program.
Lokasi awal stack pointer memori.
Lokasi awal eksternal RAM.
Mode LCD yang digunakan, 4 bit atau 8 bit.
=
2.6.2.3 Operator Logika
Lebih Kecil Dari X < Y
Lebih Besar Dari X > Y
Lebih Kecil atau sama dengan X = Y
Digunakan untuk menguji sebuah kondisi atau memanipulasi bit dan
operasi boolean. Dalam BASCOM ada empat buah operator logika yaitu
AND, OR, NOT dan XOR.
2.6.2.4 Operator Fungsi
Digunakan untuk melengkapi operator yang sederhana.
SELECT CASE
variabel
CASE test1 : statements
CASE test2 : statements
CASE ELSE : statements
END SELECT
Pena Permanen
Bubuk pelarut
Chloride FeCl3)
Bor listrik
1 buah
tembaga (Ferro 1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
PCB (Print Circuit Board) polos
Cutter
Proses pembuatan dan pencetakan layout PCB (Print Circuit Board) sebagai
berikut:
1. Pertama kita membuat sket atau pola layout rangkaian yang kita inginkan
menggunakan software pembuat layout dalam hal ini penulis menggunakan
software Pa2d.
2. Kemudian layout yang telah kita buat pada Pa2d tersebut kita salin ke PCB
polos dengan menggunakan pena permanent.
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
Pada Drive Circuit UV-Ttron terdapat 5 kaki yaitu +VS yang digunakan
sebagai Vcc, pin ground digunakan sebagai tegangan negatif, pin 1 digunakan
sebagai jalur data yang akan dihubungkan ke mikrokontroler. Sedangkan pin 2
dan 3 diabaikan karena pada alat pendeteksi kebakaran ini hanya membutuhkan
satu input. Sedangkan pada sensor UV-Tron terdapat 2 kaki yaitu Anoda dan
Katoda. Berikut adalah gambar rancangan rangkaian sensor UV-Tron yang
terhubung ke mikrokontroler.
ATmega8535
PB.0 (ADC0) PA.0
PB.1 (ADC1) PA.1
PB.2 (ADC2) PA.2
PB.3 PA.3
PB.4 PA.4
PB.5 (ADC5) PA.5
PB.6 (ADC6) PA.6
PB.7 (ADC7) PA.7
(XCK/T0) 1
(T1) 2
(INT2/AIN0) 3
(OC0/AIN1) 4
(SS) 5
( MOSI) 6
( MISO) 7
(SCK) 8
9
10
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29 (TOSC2)
28 (TOSC1)
27
26
25
24
23 (SDA)
22 (SCL)
21 (OC2)
K A
Drive
Circuit
UV- Tron
3 2 1 -
+12V
Vcc
100nF
Vcc
10 uF
Vcc
RESET
VCC
GND
XTAL2
XTAL1
PD.0
PD.1
PD.2
PD.3
PD.4
PD.5
PD.6
AREF
GND
AVCC
PC.7
PC.6
PC.5
PC.4
PC.3
PC.2
PC.1
PC.0
PD.7
(ADC3)
(ADC4)
+
220nF
11
12
13
(RXD) 14
(TXD) 15
(INT0) 16
(INT1) 17
(OC1B) 18
(OC1A) 19
(ICP1) 20
Tabel 3.3 Alat yang digunakan pada pembuatan kotak rangkaian
Alat yang Digunakan Jumlah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
16 buah
1 buah
1 buah
1 buah
Fiber
Gergaji kecil
Mistar
Pensil
Mur
Sekrup
Lem
Bor Kecil
3.7 Perancangan Program
IF tidak ada api dan ada asap
Matikan alarm
Tampilkan ke display lcd pesan BAHAYA ADA ASAP
Tampilkan ke display lcd pesan SUHU = C
Deklarasi variable
Konfigurasi ADC dan Channel
DO
Baca data tiap channel
(I/O port)
IF tidak ada api dan tidak ada asap
Matikan alarm
Tampilkan ke display lcd pesan RUANGAN AMAN
Tampilkan ke display lcd pesan SUHU = C
END IF
LOOP
Selesai
IF ada api dan tidak ada asap
Matikan alarm
Tampilkan ke display lcd pesan BAHAYA ADA API
Tampilkan ke display lcd pesan SUHU = C
END IF
3.7.1 Program Pendeteksian Api, Suhu, dan Asap
Semua rangkaian alat pendeteksi kebakaran ini digerakan oleh program
yang diatur dan diolah oleh mikrokontroler dengan menggunakan software
pemrogram mikrokontroler. Adapun software yang digunakan pada alat ini
menggunakan bahasa pemrograman Basic Compiler AVR (Bascom AVR).
Berikut algoritma pemrograman dari alat pendeteksi kebakaran ini.
Mulai
END IF
O
O
O
IF ada api dan ada asap
Tampilkan ke display lcd pesan ADA KEBAKARAN
Tampilkan ke display lcd pesan SUHU = C
Hidupkan alarm
END IF
O
nilai ADC-nya masih 68.
Gambar 4.7 Kondisi Terdeteksi Adanya Api tanpa Asap
O
C. Artinya suhu lingkungan sekitar belum mengalami perubahan yaitu
Pada saat ini simulasi program telah mendeteksi adanya asap yaitu ditandai
dengan adanya perubahan nilai ADC 0 (pin A.0) sebesar 788, artinya sudah
melampaui batas yang ditentukan dalam program yaitu 700. Kemudian pada
display LCD ditampilkan BAHAYA ADA ASAP pada baris pertama.
Tetapi pada kondisi ini tidak terdeteksi adanya api.
Sedangkan pada baris kedua display LCD ditunjukkan bahwa Suhu = 36,6
O
C. Artinya suhu lingkungan sekitar sudah mengalami perubahan yaitu
tegangan yang dikeluarkan oleh Drive
pengukuran pada tabel 4.1.
Circuit seperti terlihat pada data
Berdasarkan hasil pengukuran yang telah dilakukan pada sensor UV-Tron
saat ada api (logic 1), dan tidak ada api (logic 0) dalam jarak pengukuran antara 1-
10 m. Maka mendapatkan tegangan dari cahaya yang dipancarkan api tersebut
saat api didekatkan pada sensor UV-Tron dalam jarak pendeteksian antara 1-5 m,
tegangan yang dihasilkan yaitu sebesar 4,89 V. Sedangkan pada saat
pendeteksian dalam jarak antara 6-10 m tidak ada tegangan yang dihasilkan yaitu
0 V. Sama hal nya saat tidak ada api maka tidak ada tegangan yang dihasilkan
karena sumber tegangannya tidak ada (tidak ada api). Berdasarkan hasil
pengukuran tersebut membuktikan bahwa sensor UV-Tron hanya mampu
mendeteksi sumber api dalam jarak maksimal 5 m, lebih dari 5 m maka sensor
tidak dapat mendeteksi api. Sedangkan jauh dekatnya sumber api pada saat
pendeteksian tidak berpengaruh pada hasil tegangan yang dihasilkan. Sehingga
jauh dekat nya sumber api pada saat pendeteksian menghasilkan tegangan yang
sama yaitu sebesar 4,89 V. Sedangkan saat tidak ada api berarti tidak ada cahaya
yang masuk maka tidak ada tegangan yang dihasilkan.
