BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di zaman modern seperti sekarang ini, selain untuk meringankan kerja

manusia, alat-alat yang digunakan oleh manusia diharapkan mempunyai nilai

lebih dari pada hanya untuk meringankan kerja manusia. Nilai lebih itu antara lain

adalah kemampuan alat tersebut untuk lebih menghemat tenaga dan waktu yang

diperlukan manusia dalam melakukan suatu kegiatan.

Sistem komputer mampu mengendalikan sebuah rangkaian alat elektronika

dengan menggunakan IC yang dapat di program yang disebut teknologi

mikrokontoler. Untuk dapat membangun aplikasi yang berbasis mikrokontroler

dibutuhkan perangkat keras dan perangkat lunak pendukung. Kedua hal tersebut

tidak dapat dipisahkan dalam mewujudkan aplikasi digital yang akan dibangun.

Untuk pembuatan perangkat keras dibutukan proses yang dapat mengontrol dan

mengolah data. Disini digunakan mikrokontroler yang merupakan processor

sederhana yang mempunyai fungsi yang sama dengan mikroprocessor.

Kegiatan yang sering dilakukan didalam kehidupan rumah tangga, dan

biasanya sering lupa menutup tirai pada malam hari, dan membuka gorden pada

siang hari disaat tinggal berpergian dari pagi hingga malam. Untuk mengatasi

masalah tersebut perlu adanya sistem kontrol otomatis untuk membuka dan

menutup tirai/ gorden, dengan cara membuat sistem gorden otomatis. Sistem

kendali otomatis gorden bekerja saat pada pagi hari dan sore hari. Pada pagi hari,

gorden akan membuka, sedangkan pada sore hari gorden akan menutup.

1

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian adalah merancang sebuah program sebagai solusi

alternatif untuk diaplikasikan pada sistem pengendali buka tutup gorden yang

dulunya dikerjakan secara manual. Sistem ini meliputi penggunaan sensor cahaya

atau LDR yang secara otomatis membuka dan menutup gorden.

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian dibatasi pada rancangan dan implementasi

rangkaian mikrokontroler sebagai alat pengontrol motor dc dengan bahasa

pemograman Basic-Compiler.

Adapun software yang digunakan dalam rancangan pengendali gorden

otomatis ini antara lain BASCOM-AVR IDE, Proteus ISIS7 Profesional.

1.4 Manfaat

Diharapkan Sistem Pengendali Buka Tutup Gorden Berbasis

Mikrokontroller memberikan manfaat sebagai berikut :

Memudahkan serta menghemat tenaga dan waktu bagi pengguna di saat

berpergian, apabila terang gorden akan membuka dan menutup disaat gelap atau di

sore hari.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka

2.1.1 Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai

masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus

dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis

data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan

menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan

apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis

hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data

maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan

otomatik menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler

merupakan komputer didalam  chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan

elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa

disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya

banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS

dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh

mikrokontroler ini. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

a. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

b. Tersedianya Input-Output

c. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari

sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi

d. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi

komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi

kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran

(I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah

3

komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang

langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator,

konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya

menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks. (Lamel. 2006,

Pemograman Mikrokontroler AT8535 Dengan C/C++ dan assembler.Yogyakarta).

2.1.2 Motor DC

Gambar 1. MotorDC

Motor DC atau Motor Arus Searah adalah mesin listrik yang mengubah

energi listrik arus searah menjadi energi mekanik. Terdapat 2 (dua) prinsip dasar

yang melatarbelakangi kerja motor DC. Yang pertama yaitu adanya aliran arus

yang melewati sebuah konduktor atau penghantar. Dimana, akan timbul medan

magnet mengelilingi penghantar tersebut. Arah garis gaya magnet (fluks magnet)

ini sesuai kaidah tangan kiri yang ditunjukan pada gambar 2. Ibu jari menan-

dakan arah arus elektron yang mengalir dan jari-jari menunjukan arah dari

garis gaya magnet (fluks) yang mengelilingi penghanta.

Gambar 2. Kaidah tangan kiri

4

Yang kedua adalah gaya pada penghantar bergerak dalam medan

magnet. Besarnya gaya yang didesakkan untuk menggerakkan berubah

sebanding dengan kekuatan medan magnet, besarnya arus yang mengalir pada

penghantar, dan panjang penghantar.gaya tersebut sering disebut gaya Lorentz.

DC itu sendiri. Pada Motor DC biasa, akan berputar dan berputar terus

selama power supply ada. Tidak ada rangkaian cerdas tertentu yang diperlukan

untuk mengendalikan motor tersebut, kecuali hanya memperlambat putaran atau

membalik putaran, dengan menerapkan polaritas balik elemen utama motor DC

adalah:

1. Magnet

2.Armatur ataurotor

3. Commutator

4.Sikat (Brushes)

5.As atau poros (axle)

Cara Pengendalian Motor DC Dengan Mikrokontroler metode O N / O FF.

MetodeON/OFF adalah metode pengendalian motorDC yang paling

sederhana. Dalam metode ini kita tinggal mengalirkan arus kepada kedua terminal

motorDC dengan beda tegangan sesuai spesifikasi tegangan motor DC. Kecepatan

motor DC yang didapatkan akan maksimal (100%).

Biasanya pada metode ini banyak digunakanrelay sebagai alat bantu bagi

mikrokontroler untuk switch ON/OFF. Relay SPDT ini dikendalikan oleh kaki

mikrokontroler melaluitran sistor penguat, karena arus dari kaki mikrokontroler

biasanya tidak cukup kuat untuk mengendalikanr elay secara langsung.

MotorDC atau dengan istilah lain dikenal sebagai dinamo merupakan motor

yang paling sering digunakan untuk mobile robot motorDC tidak berisik dan dapat

memberikan daya yang memadai untuk tugas-tugas berat. MotorDC standar

berputar secara bebas.

5

Untuk mengetahui berapa banyak putaran, biasanya digunakan mekanisme

feedback menggunakan shaft encoder. Gambar berikut menampilkan skema motor

DC yang dapat memperoleh arus yang memadai dari penguatan dua buah transistor.

Sinyal yang kita berikan keinput transistor akan mengaktifkan transistor, lalu arus

yang memadai dapat menggerakkan motor DC kearah yang kita inginkan.

Gambar 3. MotorDC dengan denganTransistor Penguat

Pada beberapa aplikasi ini kita ingin agar motor dapat Berjalan dengan arah

maju dan mundur atau Memodifikasi kecepatan motor tersebut.

Oleh karena itu, dibutuhkan apa yang disebut sebagai H-B ridge, yang dapat

dipenuhi menggunakantran sistor daya. Namun saat ini sudah banyak IC yang

berfungsi sebagai H-Bridge dengan arus yang cukup besar. PWM (Pulse width

modulation) adalah metode canggih untuk mengatur kecepatan motor dan

menghindarkan rangkaian mengkomsumsi daya yang berlebih.PWM dapat

mengatur kecepatan motor, karena tegangan yang diberikan dalam selang waktu

tertentu saja. PWM ini dapat dibangkitkan dengan memodifikasi pada software.

(http://rohimston.blogspot.com/2010/07/motor-dc.html).

6

2.1.3 Pengertian LDR

R esistor yaitu Light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR akan

berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang

ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam

keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semi konduktor

seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh

menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.

Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

Dengan sifat LDR yang demikian, maka LDR (Light Dependent Resistor)

dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu

taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di siang hari

secara otomatis. Atau bisa juga kita gunakan di kamar kita sendiri.

(http://www.nanangdesign.inc.md/download/LDR_Light_Sensor.pdf).

Dalam aplikasi, dianjurkan untuk mengukur nilai Rmax dan Rmin dari

LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat gelap (‘agak gelap’) dan pengukuran

Rmin dilakukan saat terang. Resistansi LDR sekitar 10 megaohm di tempat gelap

dan turun menjadi 150 ohm di tempat yang terang. Apabila LDR terkena sinar

maka tahanannya turun. Apabila tidak terkena sinar maka tahanannya naik.

(Daryanto, 2004. Hal 79-80).

2.1.3.1 Prinsip Kerja LDR

Light Dependent Resistor (biasa disebut LDR), terdiri dari sebuah cakram

semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat

gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas

dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk

mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi

konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar

pada saat gelap atau cahaya redup.

7

Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom

bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk

mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi

konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil

pada saatcahaya terang.

Gambar 4. sensor cahaya (LDR)

2.1.4 Sistem Control

Sistem kendali atau sistem kontrol (control system) adalah suatu alat

(kumpulan alat) untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari

suatu sistem. Istilah sistem kendali ini dapat dipraktekkan secara manual untuk

mengendalikan stir mobil pada saat mengendarai/menyetir mobil, misalnya dengan

menggunakan prinsip loloh balik. Dalam sistem yang otomatis, alat semacam ini

sering dipakai untuk peluru kendali sehingga peluru akan mencapai sasaran yang

diinginkan. Banyak contoh lain dalam bidang industri / instrumentasi dan dalam

kehidupan kita sehari-hari dimana sistem ini dipakai. Alat pendingin (AC)

merupakan contoh yang banyak kita jumpai yang menggunakan prinsip sistem

kendali, karena suhu ruangan dapat dikendalikan sehingga ruangan berada pada

suhu yang diinginkan.

8

2.1.5 Limit Switch

Limit switch adalah salah satu sensor yang akan bekerja jika pada bagian

actuator nya tertekan suatu benda, baik dari samping kiri ataupun kanan,

mempunyai micro switch dibagian dalamnya yang berfungsi untuk mengontakkan

atau sebagai pengontak, gambar batang yang mempunyai roda itu namanya actuator

lalu diikat dengan sebuah baud, berfungsi untuk menerima tekanan dari luar, roda

berfungsi agar pada saat limit switch menerima tekanan, bisa bergerak bebas,

kemudian mempunyai tiga lubang pada body nya berfungsi untuk tempat dudukan

baud pada saat pemasangan di mesin.

Gambar 5. Limit Switch

2.1.5.1 Cara Kerja Limit switch

Ketika actuator dari Limit switch tertekan suatu benda baik dari samping

kiri ataupun kanan sebanyak 45 derajat atau 90 derajat ( tergantung dari jenis dan

type limit switch ) maka, actuator akan bergerak dan diteruskan ke bagian dalam

dari limit switch, sehingga mengenai micro switch dan menghubungkan kontak-

kontaknya, pada micro switch terdapat kontak jenis NO dan NC seperti juga sensor

lainnya, kemudian kontaknya mempunyai beban kerja sekitar 5 A, untuk

dihubungkan ke perangkat listrik lainnya, dan begitulah seterusnya, selain itu limit

switch juga mempunyai head atau kepala tempat dudukan actuator pada bagian atas

dari limit switch dan posisinya bisa dirubah-rubah sesuai dengan kebutuhan.

(Kilian, Christopher T, Modern Control Technology, (West Publishing Co : 1996).

9

2.1.6 IC (integrated circuit)

IC (integrated circuit) adalah komponen semikonduktor ekuivalensi dari

ratusan atau bahkan ribuan komponen lain. Tetapi IC mempunyai komponen

terpisah, rangkaian dibentuk pada sekeping kecil silikon.

Dengan cara ini rangkaian yang sangat rumit dapat dibuat pada ruangan

yang sangat kecil. Ada dua komponen utama rangkaian terpadu yaitu : TTL

(Transistor Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal Oxide

Semiconductor). Kedua komponen rangkaian terpadu ini meliputi IC Digital.

Keluarga CMOS juga meliputi IC-IC analog dari beberapa IC yang memiliki

rangkaian analog dan digital pada chip yang sama.

2.1.6.1 IC TTL (Integrated Circuit Transistor Transistor Logic)

Transistor dalam IC digital dibuat pada keping silikon dengan cara yang

sama dengan IC analog. Kondisi dua keadaan (ON/FF) adalah jantung dari logika

digital dan komputer digital. Dengan mengendalikan kondisi ON/OFF transistor

pada IC digital, dapat dibuat berbagai fungsi logika. Ada tiga fungsi logika dasar

yaitu AND, OR dan NOT seperti yang telah dibahas pada sub judul gerbang logika.

IC ini merupakan tegangan sumber antara 4,75 Volt-5,25 Volt sehingga banyak

digunakan pada rangkaian-rangkaian digital.

2.1.7 Pengenalan Mikrokontroler AT8535

Banyak sekali fitur-fitur yang ada pada mikrokontroler AT8535 sebut saja

pada kecepatantransf er data, mikro ini sangat cepat (high performance) dan low

powernya 8bit. Serta dapat baca tulis sebanyak 100,000 kali. Jadi mikro ini dapat

dif lash sebayak 100 ribu kali, tentu ini akan membuat mikro ini memiliki

kemampuan yang lebih dan fasilitas 32 I/O lines serta jumlah keseluruhan pin yaitu

40 pin. Tegangan yang dibutuhkan mikrokontroler tipe ini yaitu -4,5 – 5,5 Vol.

(Lamel. 2006, Pemograman Mikrokontroler AT8535 Dengan C/C++ dan

assembler.Yogyakarta).

10

2.1.8 Kontruksi Mikrokontroler AT8535

Gambar 6. Pin-Pin IC AT8535

Beberapa fungsi pin AT8535 adalah

1. VCC merupakan pin masukan untuk catu daya

2. GND merupakan pin ground

3. PORTA(PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC

4. PORTB(PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus

(timer/counter, komparator analog dan SPI)

5. PORTC(PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus (TWI,

komparator analog dan timer oscilator)

6. PORTD(PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus (komparator

analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial)

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

(Dins. 2010. Http://WordPress/Depok Instruments, 20 Agustus 2010).

11

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah menggunakan Metode Penelitian

bidang Hardware Programming yang disajikan pada gambar 7:

Gambar 7. Metode Penelitian Bidang Minat Hardware Programming

12

3.1.1 Perencanaan Proyek Penelitian (Proyek Penelitian)

Dalam perencanaan proyek penelitian, hal penting yang harus ditentukan

dan dipertimbangkan diantaranya ;

a. Penentuan topik penelitian

Dalam penelitian ini topik yang diambil “SISTEM PENGENDALI BUKA TUTUP GORDEN BERBASIS

MIKRO KONTROLER”

b. Perkiraan kebutuhan alat dan bahan

Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan

dalam pembuatan alat menggunakan 1 motor agar dapat dikendalikan oleh

mikrokontroler.

3.1.2 Penelitian (Research)

Setelah perencanaan telah matang, dilanjutkan dengan penelitian awal dari

aplikasi yang akan dibuat , mulai dari pemilih dan pengetesan komponen (alat dan

bahan), kemungkinan rancangan awal dan akhir.

3.1.3 Penetesan Komponen (Parts Testing)

Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat terhadap fungsi

kerja komponen berdasarkan kebutuhan dari aplikasi yang akan didesain.

Pengetesan alat ini antara lain hardware dan software penunjang.

3.1.4 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design)

Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal

penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap

desain mekanik antara lain :

a. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Borrad)

Ukuran PCB akan dibuat seuai dengan jumlah komponen dan

sekuat mungkin sesuai dengan tempat rangkaian.

b. Dimensi dan massa keseluruhan sistem

Untuk dimensi dan massa keseluruhan sistem dibuat seminimal

13

mungkin agar dapat memberikan kenyamanan pada pengguna.

c. Ketahanan dan fleksibilitas terhadap linkungan

Alat ini didesain secara terbuka tetapi dibuat sekokoh mungkin

sehingga dapat mudah buntuk dipindahkan.

d. Penempatan modul-modul elektronik

Dalam perancangan desain alat ini penempatan modul-modul elektronik

secara terpisah .

3.1.5 Desain Sistem Listrik (Electrical Design)

Dalam desain sistem listrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan,

antara lain :

a. Sumber catu daya

Alat ini menggunakn catu daya 12 Volt (power supply) untuk

seluruh modul mikro dan motor dc tersebut.

b. Desain driver untuk pendukung aplikasi

Dalam desain driver sistem , menggunakan bahasa pemograman Basic

yang akan di tanamkan ke dalam IC mikrokontroler, dimana bahasa Basic

ini harus di compiler ke dalam bentuk hex.

3.1.6 Desain Software (Software Design)

Desain perangkat lunak pada aplikasi ini menggunakan software

BASCOM-AVR IDE dan Proteus ISIS Profesional. BASCOM-AVR IDE

merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk pembuatan program dengan

bahasa pemograman Basic denag type. bas yang kemudian di konversikan ke

dalam bentuk .hex untuk melakukan downloadernya menggunakan

USB_AVR_Downloader.

14

3.1.7 Tes Fungsional (Functional Test)

Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik dan software

yang telah didesain. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari

perangkat lunak untuk pengontrolan desain listrik dan meminimalisasi terjadinya

error (Bug) dari sofware tersebut.

3.1.8 Integrasi Atau Perakitan (Integration)

Modul yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontollernya,

diintegrasi dalam struktur mekanik yang telah dirancang . Lalu dilakukan tes

fungsional keseluruhan sistem.

3.1.9 Tes Fungsionalkeseluruhan Sistem (Overall Testing)

Pada tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem dari

semua alat yang telah didesain apakah alat tersebut telah valid dengan program

dan ketentuan yang diharapkan.

3.1.10 Optimasi Sistem (Optimization)

Optimasi dilakukan untuk meningkatkan performa dari aplikasi yang

dirancang dengan melakukan uji coba ulang dengan beberapa kali ketentuan

sehingga menghasilkan hasil yang maksimal.

BAB IV

15

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Dalam bab ini akan membahas perancangan pengendali buka tutup gorden

berdasarkan metode penelitian yang digunakan, mulai dari perencanaan proyek

penelitian sampai dengan integrasi sistem.

4.1 Perencanaan Proyek Penelitian (Project Planning)

Dalam perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal penting yang

harus ditentukan dan dipertimbangkan, antara lain :

1. Penentuan topik penelitian

Dalam penelitian ini topik yang diambil adalah ”SISTEM PENGENDALI BUKA TUTUP GORDEN BERBASIS MIKROKONTROLER”

2. Estimasi kebutuhan alat dan bahan Pada tahap ini dilakukan estimasi kebutuhan alat dan bahan yang akan

digunakan dalam penelitian. Spesifikasi kebutuhan alat dan bahan yang

digunakan antara lain :

a. Komputer

Processor Intel Pentium IV 2,5 GHz , RAM DDR2 1GB, Hardisk

80GB, monitor, keyboard dan mouse sebagai inputan.

b. Komponen yang dibutuhkan

1. Motor Dc

2. Resistor

3. Kapasitor

4. LDR

5. Modul IC ATmega 8535 AVR

6. PCB

7. Micro Switch

8. Kabel Serial to USB Downloader

c. Komponen software

16

1. Windows XP (Sistem Operasi)

2. Bascom_AVR (Compiler)

3. Proteus ISIS profesional (Simulasi rangkaian)

4.2 Penelitian (Research)

Setelah perencanaan telah matang, dilanjutkan dengan penelitian awal dari

aplikasi yang akan dibuat. Pada tahap penelitian dilakukan perancangan awal

rangkaian buka tutup tirai/gorden untuk memastikan bahwa rangkaian ini dapat

diintegrasikan dengan sistem yang telah dijalankan sebelumnya .

4.2.1 Gambaran Umum Sistem

Alat yang akan dirancang dan di implementasikan ini dapat membaca

program dari sensor ke mikro. pada dasarnya alat ini terdiri dari dari beberapa

bagian, diantaranya :

1. Catu daya yaitu untuk memberi tegangan atau masukkan arus yang akan

disalurkan pada rangkaian tersebut.

2. Rangkaian LDR sebagai pengontrol buka tutup gorden

3. Rangkaian modul mikrokontroler AVR sebagai sistem akusisi data analog

menjadi digital dengan menggunakan IC ATmega 8535.

17

Gambar 8. Skema rangkaian LDR yang dihubungkan dengan modul

mikrokontroler ATmega 8535 AVR

4.2.2 Prinsip Kerja Sistem

Rangkaian ini mempunyai prinsip kerja sebagai berikut : Ketika sinyal

cahaya (LDR) datang atau dihubungkan maka tombol dalam menutup dan tombol

luar akan membuka gorden/tirai atau sebaliknya ketiak gorden di buka maka

tombol dalam akan menutup kembali gorden/tirai yang telah disetting dengan

program yang telah ditanamkan pada mikrokontroler tersebut.

4.3 Penetesan Komponen (Part Testing)

Pada tahap ini dilakukan pengetesan komponen- komponen yang akan

digunakan berfungsi dengan baik atau sebaliknya. Pengetesan komponen dilakukan

menggunakan multimeter.

a. Pengetesan menggunakan program :

Mikrokontroler ATmega 8535

pengetesan pada modul mikro ATmega32 dilakukan dengan

merangkai skematik sistem minimum mikrokontroler. Kemudian

dilakukan proses pembacaan dan penulisan program pada

mikrokontroler dengan menggunakan kabel serial to USB juga

berfungsi sebagai modul downloader.

18

Gambar 9. Pengetesan modul Serial to USB dengan BASCOM AVR dengan

mengecek ATMega 8535

b. Pengetesan menggunakan multimeter :

1. Motor Dc

2. Resistor

3. Kapasitor

4. Modul IC ATmega 8535 AVR

5. Micro Switch

6. PCB

4.4 Desain Sistem Mekanik (Mechanical Design)

Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting

yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain

mekanik antara lain :

a. Bentuk dan ukuran PCB (Printed Circuit Board)

Untuk rangkaian mikrokontroler dan ukuran PCB yang digunakan sesuai

dengan jumlah rangkaian yang dibutuhkan.

b. Dimensi dan massa keseluruhan sistem

Untuk dimensi dan massa keseluruhan sistem dibuat seminimal mungkin,

agar dapat mengefisienkan dan meminimalisasi dana yang digunakan serta

memberikan kenyamanan pada pengguna.

c. Ketahanan dan fleksibilitas terhadap lingkungan

Alat ini di didesain fleksibel sehingga dapat di tempatkan diberbagai

ruangan karena alat ini digunakan dalam ruangan yang tidak terpenuhi

dengan cuaca ekstrim.

d. Penempatan modul dan motor

Dalam perancangan desain alat ini, penerapan modul-modul elektronik

tidak memakan banyak tempat, dibuat dan didesain seminimalis mungkin

agar tidak memakan tempat pada alat yang menggunakan motor dc.

19

4.4.1 Perancangan Hardware (Alat)

Perancangan hardware secara umum digambarkan pada blok diagram

seperti gambar yang terlihat pada gambar berikut ini :

Gambar 10. Blok Diagram rangkaian gorden

Keterangan blok diagram tersebut adalah saat cahaya terdeteksi oleh LDR

atau sensor cahaya program akan terbaca oleh mikro dan micro switch sebagai

output kemudian mikro akan membaca perintah yang nantinya motor berputar dan

motor bergerak membuka atau menutup gorden.

4.5 Desain Sistem Listrik ( Electrical Design)

Dalam desain sistem listrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara

lain :

a. Sumber catur daya (seperti baterai atau power suplly)

Catur daya yang akan digunakan pada rangkaian ini sebesar 12V. dimana

pemakaian modul mikrokontroler ATMega 8535 bekerja pada 12V untuk port

ADC mengakusisi data masukan dari motor dc.

b. Kontroler yang akan digunakan

Kontroler yang akan digunakan dalam penelitian ini, mengunakan salah satu

produk ATMEL yaitu ATMega 8535 yang mempunyai 40 pin dengan 4 port

20

yaitu PORTA, PORTB, PORTC dan PORTD.

c. Desain driver untuk pendukung aplikasi ini menggunakan beberapa software,

diantaranya :

1. Mengunakan Basic Compiler AVR untuk mengkonpresikan listing program

dalam bentuk pemograman basic ke dalam bentuk hex. Hasil konfrensi

bahasa pemograman basic kemudian di downloadkan kedalam IC

mikrokontroler.

2. Menggunakan Proteus ISIS Profesional untuk merancang rangkaian layout

elektronik ke dalam PCB.

d. Desain sistem control yang akan diterapkan

Sistem control menggunakan pemograman bahasa basic untuk mengakusisi data

analog dari motor dc. Modul mikrokontroler AVR lah yang berfungsi sebagai

akusisi data yang masuk dari output berupa tegangan hingga diakusisi menjadi

bilangan heksa desimal.

21

Gambar 11. Flowchart sistem

Keterangan flowchart di atas adalah ketika memulai tahap awal inisialisasi

22

merupakan proses membaca sensor yang nantinya akan bekerja pada sensor cahaya

apakah cahaya ada atau tidak, jika cahaya tertangkap oleh sensor gorden akan

membuka secara otomatis dan bila tidak sensor akan menutup gorden. Kemudian

bila terdapat kesalahan maka program akan kembali ke sensor dan sensor akan

membaca lagi perintah bila program terbaca dengan benar maka program tersebut

telah selesai dan siap digunakan.

4.6 Desain Hardware Melalui Software ( Software Design)

Perangkat lunak yang ada umumnya dibutuhkan dalam perancanagn

perangkat keras yaitu software untuk merancang rangkain motor dc yang

dibutuhkan dengan modul mikro.

Pada proses ini digambarkan software untuk merancang rangkaian sensor

LDR.

Gambar 12. Tampilan Proteus ISIS Profesional dengan gambar rancangan

23

MotorDC

Keterangan dari gambar diatas yaitu proteus yang merupakan sebuah

software untuk mendesain PCB (Printed Circuit Board) yang juga dilengkapi

dengan simulasi pspice pada lever skematik sebelum PCBnya dicetak kita akan

tahu apakah PCB yang aka kita cetak sudah benar atau tidak, sedangkan ISIS itu

sendiri digunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan yang

mengkombinasikan program membuat skematik desain rangkaian dengan program

ARES (Advanced Routing and Editing Software) untuk membuat layout PCB dari

skematik yang dibuat.

Pada bagian input driver motor L298 terdapat EnA dan EnB berfungsi

untuk mengaktifkan motor A dan motor B. EnA dan EnB harus berlogika 1 pada

program untuk mengaktifkan driver motor, sedangkan input 1 dan 2 digunakan

untuk mengkontrol polaritas motor A.

Pada bagian micro switch bagian PB4 berfungsi sebagai tombol

arah kanan dan PB6 sebagai tombol arah kiri.

4.6.1 Minimum System ATMEGA8535

Rangkaian minimum sistem ATMEGA 8535 berfungsi sebagai pengendali

utama dari sistem pengendalian buku tutup gorden otomatis.

Gambar 13. Rangkaian minimum sistem ATMega8535

24

4.6.2 Rangkain Sensor LDR

Rangakaian Sensor LDR berfungsi untuk pengatur arah putaran pada motor

dc. Pada perakitan sensor ldr tersbut dihubungkan pina 0, sebagai pin ADC pada

mikrokontroler tersebut.

Gambar 14. Rangkaian Sensor LDR

4.6.3 Rangkain Motor DC

Rangakaian Motor DC berfungsi untuk menggerakan motor yang nantinya

menggerakan karet sebgai penarik pada alat tersebut. Pada perakitan motor dc

tersebut menggunakan driver motor yang dihubungkan pada pind 0, pind 1, dan

pind 2 pada portd mikrokontroler atmega8535.

25

Gambar 15. Rangkaian Motor DC

4.6.4. Rangkain Micro Switch

Rangakaian Micro Swicth berfungsi sebagai sistem otomatis atau untuk

menghentikan putaran motor ketika alat sedang berjalan dan akan menyentuh dan

akan berhenti. Micro Switch tersebut akan dihubungkan pada pinb 4, dan pinb 6

pada pord mikrokontroler AtMega8535.

Gambar 16. Rangkain Micro Switch

4.7 Tes Fungsional (Functional Test)

Tes funsional dilakukan terhadap integrasi dan software yang telah didesain.

Tes ini dilakukan untuk meningkatkan performa dari perangkat lunak untuk

pengontrolan desain listrik dan mengeliminasi error (Bug) dari software tersebut.

Bila semua sistem telah selesai maka dapat dilakukan proses perakitan.

4.8 Integrasi atau Perakitan (Integration)

Pada proses integrasi ini dilakukan proses perakitan berdasarkan dari proses

26

desain, baik desain mekanis, elektronik maupun desain software. Terdapat dua

tahap yang dilakukan pada integrasi yaitu material collecting dan assembling.

4.8.1 Material Collecting

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan

untuk pembuatan modul mikro berupa hardware yang meliputi Motor Dc, Resistor,

LDR, Modul IC ATmega 8535 AVR, Push button, PCB. Dilakukan juga

pengumpulan software-software penunjangnya.

4.8.1.1 Material Colleting Hardware

1. pengumpulan komponen dasar :

a. Motor dc

Gambar 17. Motor dc

b. Sensor LDR (sensor cahaya)

27

Gambar 18. Sensor LDR (sensor cahaya)

c. Micro Switch

Gambar 19. Micro Switch

d. Modul Mikrokontroler ATMega 8535

Gambar 20. Modul Mikrokontroler ATMega 8535

4.8.1.2 Material Colleting Software

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan software-software penunjang yang

akan digunakan untuk mengimplementasikan pengendali buka tutup gorden.

Software - software tersebut adalah BASCOM AVR sebagai compiler listing

program bahasa basic menjadi Intel Hex dan USB_AVR_Downloader sebagai

software downloader.

4.8.2 Assembling

Tahap assembling (pembuatan) merupakan dimana seluruh obyek dibuat,

28

baik secara hardware (miniatur dan rangkaian driver) serta secara software yang

merupakan compiler.

4.8.2.1 Assembling Software

1. BASCOM AVR sebagai compiler

Untuk compiler listing sistem control otomatis derajat digunakan BASCOM

AVR untuk membuat file intel hex yang akan didownload ke mikrokontroler.

Langkah-langkah intel hex pada program ini secara garis besar dapat dilihat

sebagai berikut :

a. Klik tombol start pada taskbar sistem operasi Windows :

Gambar 21. Star menu untuk BASCOM AVR

b. Pilih Bascom AVR File New kemudian akan muncul tampilan seprti di bawah

ini :

29

Gambar 22. Tampilan awal untuk Bascom AVR

c. Kemudian ketik listing program seperti tampilan dibawah ini :

Gambar 23. Tampilan BASCOM untuk pembuatan listing program

Pada awal utama, pada bagian. Pada bagian $regfile = "m8535.dat" ditulis

program awal utama sebagai registrasi file pada pin-pin mikrokontroller. Contoh

penggalan di bawah ini merupakan listing utama awal program.

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 1000000

Config Pinb.4 = Input

Config Pinb.5 = Input

Config Pinb.6 = Input

Set Portb.4

Set Portb.5

Set Portb.6

Config Portd.0 = Output

Set Portd.0

30

Config Portd.1 = Output

Set Portd.1

Config Portd.2 = Output

Set Portd.2

Config Portd.3 = Output

Set Portd.3

Pada listing diatas menujukan bahwa registrasi program tersebut ditunjukan

untuk mikrokontrollet ATmega8535, dan pinb.4, pinb.5, dan pinb.6 pada portb

mikrokontroller tersebut dijadikan sebagai inputan. Sedangkan pind.0, pind.1,

pind.2 , dan pind.3 pada portd mikrokontroller tersebut dijadikan sebagai output.

Setelah proses penulisan listing program telah selesai maka listing program

tersebut dicompile menggunakan BASCOM AVR. Jika sudah tidak ada lagi error

pada listing program maka hasil compile dikonversikan kebentuk Hex

Gambar 24. Tampilan Compiler pada BASCOM AVR.

Hasil dari compile ini akan menghasilkan file Intel Hex yang nantinya akan

di downloadkan ke dalam chip mikrokontroler.

31

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam tahap ini dibahas mengenai keseluruhan alat, pembahasan dan

pengujian sistem sebagai hasil implementasi sistem yang terbagi menjadi tiga

bagian, yaitu :

5.1 Keterangan Alat

Alat yang dibuat untuk sistem pengendali buka tutup gorden memiliki

ukuran 6 cm x 8 cm.

Gambar 25. Rangkaian Seluruh Alat

Rangkaian tersebut dibuat seminimalisir mungkin, karena memanfaatkan

besarnya ruang tempat pada alat tersebut dan khususnya pada buka tutup gorden.

Dalam percobaannya, rangkaian modul Atmega 8535 terdiri dai beberapa

komponen dan sinyal kondisioning, salah satunya adalah sinyal kondisioning yang

terdapat pada motor dc tersebut. Sehingga setiap gerak motor yang ditentukan maka

motor akan secara otomatis mengeksekusi tepat pada posisi yang ditentukan.

5.2 Pembahasan

Pada tahap ini akan dibahas mengenai bagaimana sistem bekerja mulai dari

32

tahap awal pemberian catu daya sebesar 12 volt dari power suplly yang telah

dihubungkan dengan modul mikrokontroler tersebut. Kemudian dari modul mikro

tersebut dihubungkan motor dc sebagai output, micro switch dan sensor LDR

(cahaya) sebagai input kemudian mikro akan membaca perintah dari micro switch

yang nantinya motor berputar dan motor bergerak membuka atau menutup gorden.

Gambar 26. Rangkaian keseluruhan alat

Setelah inisialissasi awal sistem telah dilalui, selanjutnya sensor LDR

(cahaya) akan membaca insentitas cahaya kemudian dikirimkan ke data ADC dari

mikrokontroller untuk mengendalikan putaran gerak motor Dc.

5.3 Tes Fungsional Keseluruhan Sistem (Overall Testing)

Pada tahap ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. Apakah

dapat berfungsi sesuai konsep atau tidak. Bila ada sistem yang tidak dapat berfungsi

dengan baik atau terjadi error maka harus dilakukan proses perakitan ulang setiap

bagian sistemnya. Uji coba ini meliputi uji coba struktural, uji coba fungsional dan

uji coba validasi.

5.3.1 Pengujian Struktural

Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah sistem yang

33

sudah dibuat sesuai dengan rancangan yang sudah ada. Pada pengujian ini alat yang

digunakan ialah AVOmeter.

Pengujian rangkaian motor dc, ldr dan push botton ini apakah sudah

terhubung dengan modul mikrokontroler ATMega 8535.

Pengujian dilakukan dengan cara :

1. Port AVCC dan AREF pada modul mikrokontroler ATMega 8535

yang merupakan Vcc +5V

2. Port AGND pada modul mikrokontroler ATMega 8535 yang

merupakan Gnd atau Ground.

3. PortA pin 0 modul mikrokontroler ATMega 8535 merupakan

output data ADC yang akan dihubungkan pada sinyal kondisioning

pada motor yang akan mengatur pergerakan motor membuka dan

menutup gorden.

5.3.2 Pengujian Fungsional

Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui

apakah ujicoba yang dilakukan sudah berjalan dengan baik dan sesuia dengan

sistem yang ada. Untuk pengujian perangkat keras alat yang digunakan adalah

AVOmeter dengan satuan daya DC volt, dimana pena positif pada AVOmeter

dihubungkan dengan VCC pada rangkaian atau alat-alat yang akan digunakan dan

pena negtif diletakan pada GROUND.

5.3.3. Pengujian Validasi

5.3.3.1. Validasi Alat

Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat

sudah bekerja dengan benar atau tidak. Dimana pengujiannya dilakukan dengan

cara melihat apakah output pada AVOmeter sesuai dengan rage rangkaian motor dc

(9-12 volt). Yang dibutuhkan adalah sekitar 12 volt yang merupakan nilai

34

maksimumnya, diharapkan dengan rage tersebut bisa mendapatkan nilai yang bisa

dibaca dalam perubahan data tersebut.

5.3.3.2 Validasi dengan perhitungan manual

Nilai tegangan maksimal Motor dc = 12 volt, Analog Digital Converter

ATMega 8535 = 10 bit, Nilai data Analog Digital Converter pada saat terang = 514

LSB, 2,56 volt sedangkan pada saat gelap = 625 LSB, 3,28 volt.

5.3.3.3 Hasil pengujian

Setelah melakukan pengujin dengan mengambil beberapa sempel, maka

akan didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 1. Hasil Pengujian

Pin Tegangan Pada Saat Terang Tegangan Pada Saat Gelap

Analog Digital

Converter

2,56 volt 3,28 volt

Data ADC 514 LSB 625 LSB

Tabel 2.Tingkat Referensi Kecerahan R- ref1 dan R- ref2

R – ref1

(K Ohm)

R – ref2

(K Ohm)

Vref

(Volt)

COMP Aktif

(Data COMP = 0)

HI-Z 1,8 0,66 Terang - Gelap

HI-Z 5,1 1,26 Cukup Terang – Gelap

HI-Z 15 1,88 Sedikit Terang – Gelap

HI-Z HI-Z 2,50 Sedikit Gelap (Redup)

15 HI-Z 3,12 Cukup Gelap

5,1 HI-Z 3,74 Gelap

1,8 HI-Z 4,34 Sangat Gelap

Hubungan PIN VCC ke tegangan sumber positif (3,5 – 5,5 VCC) dan PIN

35

GND ke tegangan sumber negatif atau nol. Hubungan PIN ANA ke input ADC atau

input PIN mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, jika data terukur adalah

tingkat kecerahan di sekitar sensor. Semakin gelap, semangkin besar tegangan

analog keluaran sensor.

5.4 Optimasi (Opimization)

Pada sistem ini sudah tidak ditemukannya kendala dalam perakitan dan

pada keseluruhan sistem maka dapat dilakukan optimasi untuk meningkatkan

performa dari aplikasi yang telah dirancang. Optimasi dilihat dari hasil nilai

pengujian antara ukuran secara langsung maupun pengukuran serta perhitungan

manual serta membandingkan antara pengukuran tersebut.

36

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Simulasi sistem pengendali bukan tutup gorden berbasis Mikrontroller

ATMega8535, sensor LDR dan Motor DC dirancang untuk mengerakan motor

membuka dan menutup gorden secara otomatis, alat ini dapat membaca ketika ada

cahaya maka sensor akan mendeteksi cahaya tersbut kemudian motor akan berputar

membuka dan menutup gorden. Serta menggunakan bahasa program basic yang di

compile menggunakan software Bascom AVR Compiler

Pada sistem yang dibuat, gorden akan terbuka jika mendapatkan cahaya

yang cukup terang. Dalam penelitian ini intensitas cahaya yang diterima

dikonversikan dalam bentuk nilai digital, yang berguna untuk memberikan

penerangan pada ruangan dan setelah sinar matahari sudah mulai tenggelam maka

gorden akan menutup dan digantikan oleh cahaya lamapu sebagia penerangan

ruangan. Penelitian ini bertujuan memhemat tenaga dan energi manusia atau

memanfaatkan sumber alam.

Pada prinsipnya program pada mikrokontroler dijalankan secara bertahap

atau berurutan. Makdsudnya, pada program itu sendiri ada beberapa set intruksi yang

pada tiap intruksi itu dijalankan secara bertahap karena bahasa pemograman Basic

Compiler merupakan bahasa pemograman yang terstruktur. Pada rangkaian

mikrokontroller tersebut menggunakan sensor LDR (cahaya) yang akan membaca

insentitas cahaya kemudian dikirimkan ke data ADC dari mikrokontroller untuk

mengendalikan putaran gerak motor Dc.

Hal ini dapat berguna pada pembacaan data ADC yang di dapat pada

Mikrokontroler yang telah dikirim melalui sensor LDR (sensor cahaya) yang dibaca

oleh mikrokontroller tersebut yang terdapat pada rangkain motor dc sangat

37

berpengaruh untuk pengaturan gerak motor dc pada rangkaian penjemur gorden

otomatis.

6.2 Saran

Saran untuk Simulasi bukan tutup gorde ini menggunakan Mikrontroller

ATMega8535, pengembangan sistem ini dapat diterapkan pada alat yang

memerlukan sensor dalam perubahan arah putaran motor, bukan hanya dalam

bidang Akademik. Seperti halnya mikrokontroller yang banyak berkembang seperti

sekarang ini.

38