“PROTOTYPE RUMAH HEMAT LISTRIK OTOMATIS

MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER AVR

ATMEGA8535 BERBASIS HANDPHONE”

LAPORAN TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan

Pendidikan Program Diploma 3

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI

Oleh

ENDANG SIMBOLON

NIM 1305051019

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2016

INTISARI

Kemajuan teknologi dapat membantu masyarakat dalam berbagai aspek kehidupan, hal

ini terlihat banyaknya masyarakat bergantung pada teknologi. Misalnya saja seperti sistem

pengontrolan peralatan listrik dari jarak jauh. Pada tugas akhir ini merancang sebuah sistem

pengujian Prototype Rumah Hemat Listrik menggunakan Mikrokontroler ATmega8535

yang dapat dikendalikan dari jarak jauh melalui handphone dengan memanfaatkan DTMF

ataupun frekuensi telepon. Frekuensi yang dikirimkan oleh handphone diterima DTMF lalu

diubah menjadi data digital 4-biner. Mikrokontroler menerima data tersebut dan

mengolahnya sesuai program yang dimasukkan kedalamnya yang kemudian memberikan

perintah kepada driver relay untuk mengaktifkan/nonaktif peralatan listrik yang terhubung.

Kata kunci : Handphone, DTMF, Mikrokontroler ATmega8535, Program, Relay.

ABSTRACT

Techonological progress can help people in various aspects of life, it is seen from the

number of people rely on the technology. For the example, like the system electrical

controller equipment from a distance.On this final assignment design a testing system

Prototype Home Save Electricity use Microcontroller ATmega8535 can be controlled

remotely handphone by using DTMF or the frequency of the phone.The frequency sent by

handphone accepted DTMF then converted into the data digital 4 binary. Microcontroler

received the data and appropriate the program that included the profundity of it and the

give command to drivers relay to activate/nonactive the electric equipment connected.

Keywords : Handphone, DTMF, Microcontroller Atmega8535, Programe, Relay

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

rahmat dan anugerah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini merupakan bukti pertanggung jawaban atas pendidikan yang telah

dijalani selama 3 tahun di Politeknik Negeri Medan dan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan pendidikan Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Medan. Adapun

judul Tugas Akhir ini adalah “Prototype Rumah Hemat Listrik Otomatis Menggunakan

Mikrokontroller AVR Atmega8535 Berbasis Handphone”.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral

maupun materil dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada :

1. M.Syahruddin, S.T.,M.T, Direktur Politeknik Negeri Medan ;

2. Idham Kamil, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan ;

3. Ir. Abdul Razak ,M.T., Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi ;

4. Ir. Rufinus Nainggolan ,M.T., Kepala Laboratorium Teknik Konversi Energi

Politeknik Negeri Medan ;

5. Aulia Salman, S.T., M.T., dosen yang mengarahkan penulis dalam penyusunan

Tugas Akhir ini yaitu sebagai dosen pembimbing;

6. Marlon Tua Sibarani, S.T., M.T., selaku wali kelas EN-6A ;

7. Seluruh dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan yang telah

memberikan banyak ilmu kepada penulis ;

8. Orang tua tercinta ( Mama dan Bapak ) yang telah memberikan dukungan

dukungan baik secara moril dan material ;

9. Kakak dan adik-adikku (Kak Martha, dek Junjung, dek Noviana,dek Betric) buat

dukungan, perhatian dan kasih sayang yang diberikan ;

10. Teman-teman satu TA ( Angge, Endang, Nurhalimah ) terima kasih buat

kerjasama, semangat dan juga ilmunya ;

11. Teman-teman satu PKL ( Angge, Endang, Nurhalimah, Ariif, Philip, Kcagiva,

Biwanti ) yang masih setia dengan kegilaannya ;

12. KK Serafim ( Kak Bunga, Ima, Heni, Sut) dan KK Talita Kum ( dek Anita, dek

Monika, dek Rika, dek Rini) untuk pengertian, kepedulian, juga dukungan doa serta

semangatnya yang diberikan ;

13. Pengurus UKM KMK Politeknik Negeri Medan 2015-2016 atas doa dan

dukungannya terkhusus untuk adikku di komisi doa(dek Sartika);

14. Teman-teman penulis EN-6A s.d 6D untuk dukungannya, canda tawa,

pengertiannya dan kerja samanya selama tiga tahun bersama dalam menuntut ilmu .

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih belum sempurna karena

keterbatasan penulis, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk

kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, 03 Agustus 2016

Penulis

Endang Simbolon

NIM . 1305051019

DAFTAR ISI

Spesifikasi Tugas Akhir ……………………………………………………. ii

Lembar Persetujuan………………………………………………………… iii

Lembar Pengesahan………………………………………………………… iv

Lembar Keasliaan TA ................................................................................... v

Intisari ............................................................................................................. vi

Abstrac……………………………………………………………………… vii

Kata Pengantar ............................................................................................... viii

Daftar Isi ......................................................................................................... x

Daftar Gambar .............................................................................................. xiv

Daftar Tabel ................................................................................................... xv

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

A. Latar Belakang ............................................................................................ 1

B. Batasan Masalah .......................................................................................... 2

C.Tujuan Penulisan Laporan TA ...................................................................... 2

D.Manfaat Penulisan Laporan TA .................................................................... 2

E.Metode Pengumpulan Data .......................................................................... 3

F.Sistematika Penulisan ................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5

A. Telepon Genggam ...................................................................................... 5

B. Mikrokontroller .......................................................................................... 9

1. Mikrokontroller AVR ATMega 8535 ..................................................... 9

a. Arsitektur AVR ATMega 8535 ............................................................ 11

1) Konfigurasi Pin ATMega 8535 ............... ........................................ 14

2) Operasi Port I/O ............................................................................... 23

3) Interupsi ............................................................................................ 29

4) Timer/Counter .................................................................................. 31

5) Pulse width modulation. ................................................................... 33

6) EEPROM ......................................................................................... 35

7) ADC dan Pembanding Analog ...................................................... 36

8) Komunikasi Serial dan USART ...................……………………… 39

C. DTMF (Dual Tone Modulation ) ............................................................... 42

D. IC MT8870 ................................................................................................ 44

E. Relay ........................................................................................................... 44

F. Lampu Pijar ................................................................................................ 45

G. Kipas/Fan ................................................................................................... 46

H. Pompa . ....................................................................................................... 47

I. Keypad ........................................................................................................ 47

J. Alarm Pengaman/Buzzer .............................................................................. 47

K. Sensor Magnetic Contact ........................................................................... 48

L. LCD ............................................................................................................. 48

M. Motor Servo .............................................................................................. 48

BAB III PERANCANGAN ALAT ................................................................ 50

A. Diagram Blok .............................................................................................. 50

1. Handphone ............................................................................................... 50

2. Decoder DTMF ....................................................................................... 50

3. Keypad .................................................................................................... 51

4. Sensor Magnetic Contact ........................................................................ 52

5. Relay Driver Call Handphone ............................................................... 52

6. Mikrokontroller ATMega 8535 ............................................................... 52

7. Relay ........................................................................................................ 52

8. Alarm ........................................................................................................ 52

9. LCD .......................................................................................................... 53

10. Motor Servo ............................................................................................. 53

B. Diagram Rangkaian .................................................................................... 53

1. Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535 .................................... 53

2. Rangkaian Decoder DTMF ...................................................................... 54

3. Rangkaian LCD ........................................................................................ 55

4. Rangkaian Alarm ...................................................................................... 55

5. Rangkaian Driver Lampu ......................................................................... 56

6. Rangkaian Driver Fan .............................................................................. 57

7. Rangkaian Driver Pump ........................................................................... 58

8. Rangkaian Pengunci Pintu ........................................................................ 59

9. Rangkaian Driver Call Handphone .......................................................... 60

10. Rangkaian Keypad .................................................................................... 60

C. Pemogramanan ............................................................................................ 61

BAB IV PENGUJIAN ALAT ........................................................................ 66

A. DTMF .......................................................................................... 66

B. Lampu .......................................................................................... 67

C. Pompa ............................................................................................ 67

D. Fan ................................................................................................ 67

E. Sensor Magnetic Contact ............................................................. 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……………………………………. 72

4.1 Kesimpulan ....................................................................................... 72

4.2 Saran .................................................................................................. 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan Handphone Pengendali dan Penerima ........................ 9

Gambar 2.2 Mikrokontroller ATMega8535. .................................................... 10

Gambar 2.3 Diagram Blok Arsitektur Mikrokontroler AVR Atmega8535...... 14

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Atmega8535 ........................................................... 15

Gambar 2.5 Peta Memori AVR ........................................................................ 19

Gambar 2.6 Peta Memori Data AVR Atmega8535 ......................................... 20

Gambar 2.7 Status register AVR Atmega8535 ............................................. 22

Gambar 2.8. Skematik ekivalen pin I/O ........................................................... 28

Gambar 2.9. Bentuk gelombang PWM ............................................................ 33

Gambar 2.10. Pulsa Phase Correct PWM timer.counter0 ................................ 34

Gambar 2.11. Kombinasi nada DTMF ................................................................ 42

Gambar 3.1 Blok Diagram................................................................................ 50

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8535 ............................................. 54

Gambar 3.3 Rangkaian Decoder DTMF ............................................................. 54

Gambar 3.4 Rangkaian LCD .............................................................................. 55

Gambar 3.5 Rangkaian Alarm............................................................................. 57

Gambar 3.6 Rangkaian Driver Lampu ................................................................ 57

Gambar 3.7 Stat Rangkaian Driver Fan ............................................................. 58

Gambar 3.8. Rangkaian Driver Pump ................................................................. 59

Gambar 3.9. Rangkaian Pengunci Pintu .................................................................. 59

Gambar 3.10 Rangkaian Driver call hp ............................................................... 60

Gambar 3.11 Rangkaian Keypad 4x4 ................................................................. 61

Foto 4.1 ....................................................................................................... 70

Foto 4.2 ....................................................................................................... 70

Foto 4.3 ....................................................................................................... 71

Foto 4.4 ....................................................................................................... 71

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Atmega8535 .............................................................. 15

Tabel 2.2. Status register AVR Atmega8535 ................................................... 22

Tabel 2.3 Fungsi Port pin B .............................................................................. 25

Tabel 2.4. Fungsi Port pin D ......................................................................... 26

Tabel 2.5. Konfigurasi port............................................................................... 29

Tabel 2.6. Vektor Interupsi ............................................................................... 30

Tabel 2.7. Frekuensi pada tombol-tombol DTMF ........................................ 43

Tabel 4.1. Tegangan DTMF................................................................................ 66

Tabel 4.2 Pengukuran Lampu ............................................................................. 67

Tabel 4.3 Pengukuran Pompa ............................................................................ 68

Tabel 4.4 Pengukuran Fan ................................................................................. 68

Tabel 4.5 Pengukuran Sensor Magnetic Contact.................................................. 69

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di era globaliasi sekarang ini banyak perkembangan dikehidupan bermasyarakat

yang dituntut, baik itu kebutuhan dari dalam maupun dari luar. Kehidupan yang dinamis

memaksa manusia untuk bergerak cepat dan menghasilkan ide-ide yang kreatif. Adanya

tuntutan yang mendesak mengakibatkan pengorbanan yang besar pula, ditambah dengan

kebutuhan sandang-pangan dan kebutuhan primer lainnya. Didalam pemenuhan

kebutuhan tersebut manusia disibukkan dengan aktivitas pekerjaan, dimana aktivitas

tersebut dapat terjadi didalam rumah ataupun diluar rumah, sehingga terkadang manusia

lalai dalam hal penggunaan energi terutama energi listrik. Dimana listrik saat ini merupakan

suatu kebutuhan primer bagi manusia mengingat hampir seluruh aktivitas manusia memanfaatkan

tenaga listrik.

Saat aktivitas ataupun kesibukan diluar rumah ada, terkadang manusia lupa untuk

mematikan/meng-off-kan peralatan listrik yang sebelumnya digunakan. Selain itu

permasalahan lainnya yang sering timbul adalah ketika melakukan pekerjaan diluar kota

sering kali rumah ditinggalkan dalam keadaan kosong yang dapat memicu terjadinya

pencurian karena kita tidak bisa mengontrolnya dari jauh.

Untuk mengatasi masalah tersebut perlu adanya pengembangan sistem kontrol

otomatis yang bisa digunakan saat dirumah maupun diluar rumah. Terlebih didalam

perkembangan dunia elektronika yang semakin pesat dan menawarkan kemudahan untuk

membantu aktivitas manusia. Salah satunya adalah pengontrolan dan pengendalian suatu

sistem sehingga membantu memudahkan pekerjaan manusia. Dengan cara membuat

pengembangan sistem rumah hemat listrik otomatis menggunakan handphone. Dalam

perancangan sistem rumah hemat listrik otomatis masalah-masalah yang dipecahkan

adalah meliputi sistem pengendali peralatan listrik.

Berdasarkan latar belakang diatas maka diperoleh sebuah judul yaitu “Prototype

Rumah Hemat Listrik Otomatis Menggunakan Mikrokontroler AVR ATmega8535

Berbasis Handphone”

B. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah di dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini adalah :

1. Tidak membahas rangkaian dalam Handphone.

2. Tidak membahas penggunaan daya (baterai) Handphone.

C. Tujuan Penulisan Laporan TA

Adapun tujuan penulis dalam pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui komponen-komponen yang diperlukan dalam pembuatan

Prototype Rumah Hemat Listrik Otomatis;

2. Untuk mengetahui cara mikrokontroler AVR dapat berinteraksi dengan

Handphone;

3. Untuk mengetahui cara pengotrollan peralatan listrik dengan mikrokontroler

AVR.

D. Manfaat Penulisan Laporan TA

Adapun manfaat dari penulisan dan pembuatan laporan Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut :

1. Bermanfaat terhadap penulis untuk menambah pengetahuan, pengalaman, dan

wawasan baik teori maupun praktek, sehingga menjadi bekal untuk memasuki

dunia kerja;

2. Dapat digunakan sebagai sarana praktikum mahasiswa Teknik Konversi Energi;

3. Membantu para pembaca yang ingin menambah pengetahuan rekayasa dan

berniat memodifikasi alat ini dengan efisien serta praktis.

E. Metode Pengumpulan Data

Untuk melakukan penulisan laporan Tugas Akhir ini maka metode pengumpulan

data-data dan bahan-bahan yang berhubungan adalah sebagai berikut :

1. Studi literatur dengan mencari buku-buku yang ada di perpustakaan Politenik

Negeri Medan, buku pegangan, akses internet dan sumber-sumber buku lain;

2. Mengamati pembuatan Rumah Hemat Listrik di tempat pembuatan;

3. Melakukan konsultasi dengan Dosen pembimbing maupun Dosen-Dosen pengajar

Jurusan Teknik Mesin yang mengerti dan memahami mengenai perancangan alat

tersebut;

4. Diskusi dengan sesama mahasiswa.

F. Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Latar Belakang, Batasan Masalah, Tujuan Penulisan laporan TA,

Manfaat Penulisan laporan TA, Metode Pengumpulan Data dan

Sistematika Penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Telepon genggam (handphone), Mikrokontroler AVR

Atmega8535, DTMF, IC MT8870, Relay, Lampu Pijar, Kipas/Fan,

Pompa, Keypad, Alarm Pengaman, Sensor Magnetic Contact,

LCD, Motor Servo.

BAB III : PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok, Diagram rangkaian, Pemograman dan

Flowchart

BAB IV : PENGUJIAN ALAT

DTMF, Lampu, Pompa, Fan, Sensor Magnetic Contact

BAB V : SIMPULAN DAN SARAN