SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN TEKNOLOGI ...viii INTISARI Berkembangnya bidang elektronika sekarang,...

i

SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN

TEKNOLOGI RS485 BERBASIS

MIKROKONTROLER AVR

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

oleh :

Agustinus Robby Sulistiawan

NIM : 025114045

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

ii

LAMP CONTROLLER SYSTEM USING AVR

MICROCONTROLLER BASED ON RS485

TECHNOLOGY

Presented as Partial Fullfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

By :


Student Number : 025114045

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2007

v

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, 29 November 2007

Penulis


vi

PERSEMBAHAN

Dengan tulus hati penulis mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :

Alm.Papa Ngadiran, Mama samini, kakakku Asmarani,

Joko dan Adikku Ardhina tercinta, yang dengan setia mendoakan, memperhatikan, membimbing, mengasihi

dan menyayangiku.

Yohana Erika Pratama yang dengan setia memberi spirit, perhatian dan kasih sayang.

Sahabat-sahabatku Teknik Elektro 2002 Yang selalu mendukung, memberi semangat serta masukkan

Konco-konco qu kost Patria

yang selalu mendukung dan memberi semangat.

Almamaterku Yang dengan sabar memberi didikan dan tuntunannya.

vii

MOTTO

“Segala perkara dapat ku tanggung didalam DIA yang memberi

kekuatan kepadaku” (Filipi 4:13)

Sukses berasal dari ”AKU BISA” gagal berasal dari ”AKUTIDAK

BISA”

Jangan takut akan tekanan INGAT, tekananlah yang membuat

batubara menjadi berlian

viii

INTISARI

Berkembangnya bidang elektronika sekarang, membuat pengendalian terhadap alat-alat elektronika dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Teknologi RS-485 merupakan salah satu sistem komunikasi yang dapat digunakan dalam sistem pengendalian. Dimana dengan teknologi ini dapat menghubungkan 32 unit peralatan elektronika dengan menggunakan dua kabel saja.

Dengan memanfaatkan teknologi RS-485 maka dibuat suatu alat untuk mengendalikan lampu dari jarak jauh. Pengendalian menggunakan sebuah keypad untuk menentukan kondisi lampu. Masukan data tersebut kemudian diolah oleh control unit. Pada bagian ini terdapat 3 buah mikrokontroler ATMega8535 sebagai pusat pengendali. Sebuah mikrokontroler master berfungsi untuk menampilkan pada LCD lampu ke berapa yang ingin dikendalikan. Dan dua buah mikrokontroler slave berfungsi untuk mengolah data masukan dari keypad. Tranmisi data antara mikrokontroler master dengan mikrokontroler slave menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.

Alat pengendali lampu ini sudah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Keadaan kondisi lampu sudah sesuai dengan masukan dari keypad.

Kata kunci : Pengendali lampu, aplikasi mikrokontroler ATMega8535, sistem komunikasi serial RS-485.

ix

ABSTRACT

Current development in electronic engineering produce lots of method in controlling electronic apparatus. RS-485 technology is one of the communication system used in the control system. This technology can link 32 electronic apparatus with just two cable line.

By using the RS-485 technology we can construct a remote control for lamp. The control is using a keypad to determine the lamp condition. And then the input data is processed by the control unit. The unit consists of 3 ATMega8535 microcontrollers as the control central. A microcontroller master function is to display on the LCD which lamp to control. The other two microcontrollers function as a slave, the unit processed the input data from the keypad. The transmission data between the microcontroller master and the microcontroller slave is using the RS-485 serial communication system.

The lamp remote control has been tested and proved to work effectively. The lamp condition is the same with the input data from the keypad

Key word: The lamp remote control, ATMega8535 microcontroller application, RS-485 serial communication system.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala

kasih karunia, anugerah, dan berkat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan tugas akhir ini dengan baik.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini, penulis

mendapatkan banyak bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,

pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan penuh hormat, penulis

ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Romo Ir. Greg. Heliarko SJ.,SS.,BST.,MA.,MSC Selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

3. Bapak B. DjokoUntoro, S.Si., M.T. selaku pembimbing atas segala

pemikiran, waktu dan tenaganya dalam membimbing dan

mengarahkan penulis dari awal hingga akhir.

4. Seluruh dosen di Fakultas Teknik Elektro yang tidak dapat di sebutkan

satu persatu, yang telah mendidik dan membimbing penulis dalam

memperdalam dunia Teknik Elektronika.

5. Seluruh Staf & Laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma:

Pak Jito, Mas Mardi, Mas Suryono, Mas Hardi, Mas Broto yang sudah

memberikan bantuan selama proses pembuatan karya tugas akhir ini.

xi

6. Orang tua penulis yang telah memberikan doa, dorongan moril

maupun material, kasih dan kesabaran yang tak pernah putus sehingga

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Kakakku Asmarani, Joko dan adikku Ardhina yang telah memberi doa

dan pengharapan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Kekasihku Rika yang memberi dukungan doa, semangat, waktu, cinta

kasihnya dan kesabarannya.

9. My Big Family Padepokan Pomahan : Mas Gede, Mbak Nyoman,

Putu, Mas Alex, Mas Bowo, Kang Ucup dan Kang Jum.

10. Konco-konco qu PATRIA: Andis, Angga, Leo, Yosef, Gompiz, Dadit

n Tata, Ridho, Beni, Broto, Dedek, Kura2, Willy, Seul, Dedi n Anna,

Ido, Summing, Ade, Bintoro, Dimas. Ayo sukseskan tradisi Patria

KONCO.

11. Konco-konco qu teknik Elekro yang sudah membantu : Andis (thx dis

bantuannya), Briatma, Iyok, Lele, Dhani, Deri, Andex, Bhule, Andreas

PK, Tikus, Hari, Clement, Plentonx, Gepeng, Alex, Eric, Spadic,

Koten, Pandu, Dhika, Ari, Rina, Ido, Denny, Sinung. semangat

konco......!!

12. Konco-konco qu : Wisnu, Victor, Edit, Ranti. Mari kita berjuang jadi

orang yang susses.

13. Bapak kostku Pak Jarwo dan Bu Jarwo, dan segenap warga Paingan

yang sudah seperti keluarga sendiri, angkringan Agung. Terima kasih

sudah menerima penulis dan berhubungan baik dengan penulis.

xii

14. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elekro dan semua pihak

yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas setiap bantuannya.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan

dari penulisan tugas akhir ini. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang

bersifat membangun sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi

penulis maupun pembaca semuanya.

Yogyakarta, November 2007

Penulis

xiii

DAFTAR ISI Halaman

JUDUL…………………………………………………………………………I

HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………………..III

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... IV

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……………………….V

HALAMAN PERSEMBAHAN …………………………………………......VI

HALAMAN MOTTO.......................................................................................VII

INTISARI..........................................................................................................VIII

ABSTRACT.......................................................................................................IX

KATA PENGANTAR.......................................................................................X

DAFTAR ISI.....................................................................................................XIII

DAFTAR GAMBAR........................................................................................XVI

DAFTAR TABEL...........................................................................................XIX

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Judul..................................................................................................1

1.2 Latar Belakang..................................................................................1

1.3 Tujuan Penulisan...............................................................................2

1.4 Manfaat Penulisan.............................................................................2

1.5 Perumusan Masalah..........................................................................2

1.6 Batasan Masalah...............................................................................3

1.7 Metologi Penelitian...........................................................................3

1.8 Sistematika Penulisan.......................................................................4

BAB II. DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR........................................................................5

2.2 Mikrokontroler AVR ATMega8535.................................................6

2.2.1 Arsitekture Mikrokontroler AVR ATMega85365.............6

2.2.2 Fitur ATMega8535............................................................7

2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535..........................................8

2.2.4 Peta Memori......................................................................10

2.2.5 Status Register..................................................................11

xiv

2.2.6 Instruksi Mikrokontroler ATMega8535...........................12

2.2.7 Reset dan Osilator.............................................................13

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)..........................................................14

2.4 Sistem RS 485……………………………….…………………….17

2.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal……….………………...19

2.4.2 Pemberian Prasikap Pada Jaringan RS 485.......................20

2.4.3 Pengaman Jaringan RS 485 Terhadap Beda Potensial Listrik.......22

2.5 Relay..................................................................................................26

BAB III. PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok...................................................................................27

3.2 Perancangan perangkat keras...........................................................27

3.2.1 Minimum sistem mikrokontroler AVR............................27

3.2.1.1 Mikrokontroler AVR ATMega8535..............................30

3.2.2 IC Komunikasi Serial RS 485.......................................................31

3.2.2.1 Konfigurasi Jaringan......................................................32

3.2.2.2 Komponen Penyesuai Impedansi...................................33

3.2.2.3 Pemberian Prasikap pada jaringan.................................33

3.2.2.4 Pengamanan Beda Potensial Untuk Jaringan.................36

3.2.3 Rangkaian Driver Lampu..............................................................37

3.2.4 Rangkaian Keypad........................................................................38

3.3 Perancangan perangkat lunak...........................................................39

3.3.1 Program Utama Master..................................................................39

3.3.2 Program Utama Slave....................................................................40

3.3.3 Program aktfkan LCD...................................................................41

3.3.4 Program Periksa Jalur.................................................................. 42

3.3.5 Program Kirim Data.....................................................................43

3.3.6 Program Baca Data Keypad.........................................................44

BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Cara Penggunaan Pengendali Lampu Jarak Jauh............................48

4.2 Pengujian dengan perintah..............................................................49

4.3 Pengujian perangkat keras..............................................................50

xv

4.3.1 Rangkaian Catu daya...................................................................50

4.3.2 Rangkaian Kendali.......................................................................51

4.3.3 Pengujian Keypad........................................................................52

4.3.4 Pengamatan Rangkaian Driver....................................................53

4.3.5 Transmisi Data Serial..................................................................54

4.4 Pengaruh data kabel terhadap sinyal data......................................57

4.5 Koneksi kabel................................................................................58

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN.............................................................................60

5.2 SARAN.........................................................................................60

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tampilan Pin ATMega8535 ........................................................ 8

Gambar 2.2 Memori Data dan Memori Program AVR ATMega8535 .......... 11

Gambar 2.3 Status Register ATMega8535 .................................................... 12

Gambar 2.4 Rangkaian reset eksternal ........................................................... 13

Gambar 2.5 Rangkaian Osilator ..................................................................... 14

Gambar 2.6 Konstruksi dan cara kerja LCD .................................................. 15

Gambar 2.7 Bentuk dan bagian LCD 16 x 2 .................................................. 16

Gambar 2.7 Sinyal keluaran dari pemancar (driver)...................................... 18

Gambar 2.8 Sinyal masukan untuk penerima (receiver). ............................... 18

Gambar 2.9 (a) Rangkaian Parallel Termination ............................................. 20

Gambar 2.9 (b) Rangkaian AC-Coupled Termination ...................................... 20

Gambar 2.10 Transceiver dengan resitor prasikap .......................................... 21

Gambar 2.11 Pemisahan ground dengan isolasi optik .................................... 23

Gambar 2.12 Penyambungan ground data dan ground local dengan koneksi

Resistor ...................................................................................... 24

Gambar 2.13 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan dioda

zener ........................................................................................... 25

Gambar 2.14 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan dioda

zener dan fuse seri ...................................................................... 25

Gambar 2.15 Relay ........................................................................................... 26

Gambar 3.1 Diagram blok rancangan sistem pengendali lampu dengan

xvii

teknologi RS 485 berbasis mikrokontroler AVR ....................... 27

Gambar 3.2 Rangkaian reset eksternal .......................................................... 28

Gambar 3.3 Osilator kristal yang dihubung ke mikrokontroler AVR........... 30

Gambar 3.4 ATMega8535 ............................................................................. 31

Gambar 3.5 IC SN75176 ................................................................................ 31

Gambar 3.6 Rangkaian RS-485 dengan konfigurasi multidrop 2 kabel ........ 32

Gambar 3.7 Komponen penyesuai impedansi ............................................... 33

Gambar 3.8 Rangkaian sistem komunikasi RS 485 ....................................... 36

Gambar 3.9 Rangkaian pengaman dengan metode shunting device .............. 37

Gambar 3.10 Rangkaian Driver Lampu ........................................................... 38

Gambar 3.11 Rangkaian keypad 3X4 .............................................................. 39

Gambar 3.12 Diagram alir program utama master .......................................... 40

Gambar 3.13 Diagram alir program utama slave ............................................. 41

Gambar 3.14 Diagram alir aktifkan LCD ........................................................ 42

Gambar 3.15 Diagram alir program periksa jalur ............................................ 43

Gambar 3.16 Diagram alir program pengiriman data ...................................... 44

Gambar 3.17 Diagram alir baca data keypad ................................................... 45

Gambar 4.1 Alat pengendali lampu jarak jauh dengan teknologi RS-485..... 46

Gambar 4.2 Rangkaian Master ...................................................................... 47

Gambar 4.3 Rangkaian Slave ......................................................................... 48

Gambar 4.4 Hasil pengamatan sinyal pada line B serial RS-485 .................. 55

Gambar 4.5 Hasil pengamatan sinyal pada line A serial RS-485 .................. 56

Gambar 4.6 Sinyal masukan untuk RXD Mikrokontroler ATMega8535 ..... 56

xviii

Gambar 4.7 Sinyal data line A format RS-485 pada jarak 10 meter ............. 57

Gambar 4.8 Sinyal data line A format RS-485 pada jarak 20 meter ............. 58

Gambar 4.9 konektor RJ 45 dan kabel Twisted pair ...................................... 58

Gambar 4.10 Koneksi kabel ............................................................................. 59

xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin tampilan LCD ........................................................................... 16

Tabel 4.1 Kondisi lampu dengan perintah ...................................................... 50

Tabel 4.2 Hasil pengukuran catu daya ............................................................ 51

Tabel 4.3 Level tegangan pada rangkaian driver ............................................ 54

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Sistem Pengendali Lampu dengan teknologi RS 485 berbasis

mikrokontroler AVR.

1.2 Latar Belakang

Sistem Penerangan bukanlah hal yang aneh lagi buat

masyarakat kita. Bahkan banyak yang bergantung pada penerangan. Untuk

penerangan sekarang kebanyakan orang menggunakan lampu. Tetapi

terdapat sebuah permasalahan saat semakin banyak tempat yang ingin

diterangi sehingga terdapat banyak pula lampu yang digunakan.

Penggunaan lampu dalam jumlah banyak menjadi kendala

untuk mengendalikan kondisi lampu. Ditambah juga dengan semakin

banyaknya penggunaan lampu maka secara otomatis penggunaan kabel

bertambah. Dengan begitu maka kerumitan dalam instalasi listrik akan

bertambah. Dengan latar belakang seperti ini maka penulis mencoba

membuat suatu alat yang berfungsi untuk mengendalikan lampu dari jarak

jauh dengan menggunakan dua buah kabel Twisted Pair. Hal ini akan

mengurangi penggunaan kebel, serta mempermudah pegendalian kondisi

lampu dari jarak jauh tanpa harus datang ketempat lampu berada.

2

1.3 Tujuan penelitian

Tujuan penelitian ini adalah terwujudnya suatu alat yang dapat

mengendalikan kondisi lampu dari jarak jauh melalui sistem komunikasi

RS-485.

1.4 Manfaat penelitian

Manfaat dari penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah :

1. Dapat dipergunakan di dalam rumah tangga, ataupun di perhotelan

untuk mengendalikan lampu dengan penggunaan kabel yang minimal.

2. Dapat menambah literatur(pustaka) tentang teknologi RS-485

menggunakan mikrokontroler seri ATMega8535 sebagai pengendali

jarak jauh.

1.5 Perumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini

adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana mengendalikan lampu dari jauh menggunakan

mikrokontroler dan komunikasi RS 485?

2. Apakah sistem yang dirancang dapat bekerja dengan baik?

3. Sistem dapat dikembangkan untuk jumlah lampu yang lebih banyak

maksimal 32 lampu.

3

1.6 Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas,

maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1. Pengendalian lampu menggunakan 2 buah lampu.

2. Lampu yang digunakan ialah AC, 220V/5W

3. Unit masukan menggunakan tombol keypad.

4. Unit keluaran dinyatakan dengan kondisi lampu.

5. Unit komunikasi menggunakan RS 485.

6. Unit kendali menggunakan AVR dengan bahasa pemrograman

assembly

1.7 Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan

permasalahan dalam pembuatan alat yaitu:

1. Mengumpulkan referensi dan literatur dari perpustakaan dan internet.

2. Menyusun referensi dan literatur yang ada dengan berkonsultasi

dengan dosen pembimbing.

3. Perancangan alat yang terkonsep meliputi perancangan perangkat

lunak dan perangkat keras.

4. Pembuatan alat berdasarkan pada hasil perancangan.

5. Pengujian alat dan pengambilan data.

6. Penarikan kesimpulan berdasarkan pengujian alat dan pengambilan

data.

4

7. Penyusunan laporan.

1.8 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Berisi judul, latar belakang, tujuan penulisan, manfaat

penulisan, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi

penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Berisi dasar teori mengenai mikrokontroler AVR, LCD(Liquid

Cristal Display), dan sistem RS 485.

BAB III PERANCANGAN

Beris perancangan perangkat keras (hardware) dan

perancangan perangkat lunak (software) sebelum alat dibuat.

BAB IV PEMBAHASAN

Berisi bahasan tentang hasil pengujian alat dan analisa dari data

hasil pengujian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dari penelitian yang dilakukan dan saran

saran penulis.

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

Bagian ini akan menjabarkan Mikrokontroler AVR yang

merupakan inti rangkaian yang dibangun. Beberapa bagian yang akan

dibahas diantaranya yaitu mengenai arsitektur mikrokontroler, instruksi,

mode pengalamatan memory dan program, serta periferal-periferal

pendukung yang terdapat dalam mikrokontroler AVR .

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu

sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari

suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler

dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana,

komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan input yang

diterima dan program yang dikerjakan.

Selain itu mikrokontroler merupakan alat yang mengerjakan

instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting

dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri

yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan

komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana

untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh

programmer. Dengan perkembangan terakhir, generasi AVR (Alf and

6

Vegard’s Risc processor), mikrokontroler ini telah memiliki kapabilitas

yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal.

2.2 Mikrokontroler AVR ATmega8535

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega8535

Mikrokontroler AVR ATmega8535 merupakan

mikrokontroler CMOS dengan daya rendah yang memiliki arsitektur AVR

RISC (Reduced Instruction Set Computer) 8 bit, di mana semua instruksi

dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi

dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang

membutuhkan 12 siklus clock. Ini karena dalam MCS51 menggunakan

CISC (Complex Instruction Set Computing). Arsitektur ini mendukung

kemampuan untuk melaksanakan eksekusi dalam satu siklus clock

osilator. AVR memiliki fitur untuk menghemat konsumsi daya yaitu

dengan mode sleep. Mode sleep dalam mikrokontroler AVR ada dua

macam yaitu mode idle dan mode power-down .

Mikrokontroler AVR memiliki model arsitektur Harvard di

mana memori dan bus untuk program dan data dipisahkan. Dalam

arsitektur AVR ini, 32 register umum terhubung langsung ke ALU

processor. Hal ini yang membuat AVR memiliki kecepatan tinggi dalam

mengeksekusi instruksi.

Dalam satu siklus clock terdapat dua register independen yang

dapat diakses oleh satu instruksi. Teknik yang digunakan adalah fetch

7

during execution atau memegang sambil mengerjakan. Hal ini berarti, dua

operan dibaca dari dua register, dilakukan eksekusi operasi dan hasilnya

disimpan kembali dalam satu register. Proses ini dilakukan dalam satu

siklus clock.

Mikrokontroler ATmega8535 ini merupakan mikrokontroler 8

bit keluarga AVR yang memiliki beberapa fasilitas seperti :

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

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write.

8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial.

2.2.2 Fitur ATmega8535

Kapabilitas detail ATmega8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal

16 MHz.

2

2. K

E

se

3. A

4. P

M

5. E

2.2.3 Kon

Gam

ATm

Dari

a. V

b. A

Kapabilitas

EEPROM (E

ebesar 512 b

ADC interna

Portal komun

Mbps.

Enam pilihan

figurasi Pin

mbar 2.1 ber

mega8535

Gam

tampilan pin

VCC : M

AVCC : M

memori fla

Electrically

byte.

l dengan fid

nikasi seria

n mode sleep

n ATMega85

rikut ini me

mbar 2.1 Ta

n seperti dia

Merupakan p

Merupakan p

ash I8 KB,

Erasable P

delitas 10 bit

al (USART)

p menghema

536

enunjukkan

ampilan Pin

atas dapat dij

pin masukan

pin masukan

, SRAM se

Programable

sebanyak 8

dengan kec

at penggunaa

tampilan p

ATmega853

jelaskan seba

n tegangan se

n tegangan A

ebesar 512

Read Only

channel.

cepatan mak

an daya listri

pin-pin mikr

35

agai berikut

ebesar 5 volt

ADC

8

byte dan

y Memory)

ksimal 2.5

ik.

rokontroler

.

t

9

c. AREF : Merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

d. Reset : Merupakan pin reset, mikrokontroler akan merset program

jika pin ini berlogika low selama 50ns.

e. GND : Merupakan pin ground

f. Port A : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

I/O Port (PA0 – PA7). Pada port ini juga berfungsi

sebagai 8 bit channel ADC (ADC0 – ADC7).

g. Port B : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

I/O Port (PB0 – PB7). Port B memiliki beberapa fungsi

khusus yaitu T0 untuk input Timer dan T1 untuk input

counter, AIN0 dan AIN1 untuk input analog comparator.

SS, MOSI, MISO, SCK untuk komunikasi serial SPI

h. Port C : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

I/O Port (PC0 – PC7). Port C memiliki beberapa fungsi

khusus yaitu TOSC1,TOSC2, OC2 untuk input Timer

Oscilator dan input komunikasi serial I2C yaitu SDA dan

SCL.

i. Port D : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

I/O Port (PD0 – PD7). Port D memiliki beberapa fungsi

khusus yaitu input interupsi eksternal (INTO dan INT1),

komunikasi serial USART (TXD dan RXD) dan OC1B,

OC1A, ICP1.

j. X-TAL1 : Merupakan input dari inverting osilator

10

k. X-TAL2 : Merupakan output dari inverting osilator

2.4.1 Peta Memori

AVR ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data

dan memori program yang terpisah. Memori data yang terbagi menjadi 3

bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte

SRAM Internal.

Register keperluan umum menempati space data pada

alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus

untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64

alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut

merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi

terhadap berbagai periferal mikrokontroler, seperti kontrol register,

timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat memori

digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan

$25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada gambar 2.2

11

Gambar 2.2 Memori Data dan Memori Program AVR ATmega8535

Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun

dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau

32-bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KbyteX16-bit Flash PEROM

dengan alamat muai dari $000 sampai $FFF tersebut memiliki 12-bit

Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati Flash.

Selain itu AVR ATmega8535 juga memiliki memori data

berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dumulai dari

$000 sampai $1FF.

2.4.2 Status Register (SREG)

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan

pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi di eksekusi.

SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Status Register

ditunjukkan pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Status Register ATmega8535

2.4.3 Instruksi Mikrokontroler ATmega8535

12

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 130 macam instruksi.

Instruksi-instruksi mikrokontroler AVR dapat dibagi sebagai berikut :

a. Instruksi transfer data, instruksi ini berfungsi untuk transfer data antara

register ke register, memori ke memori, register ke memori, antarmuka

ke register, dan antarmuka ke memori.

b. Instruksi aritmatika dan logic, instruksi aritmatika meliputi

penjumlahan, pengurangan, penambahan satu (increament), dan

pengurangan satu (decreament). Instruksi logika dan manipulasi bit,

yang melaksanakan operasi AND, OR, XOR, perbandingan,

penggeseran, dan komplemen data.

c. Instruksi Bit dan Bit-Test, yaitu instruksi untuk setting kondisi tiap bit,

baik set maupun clear, bahkan ada beberapa variasi, seperti instruksi

putar, hingga watchdog reset.

d. Instruksi percabangan, yang berfungsi mengubah urutan normal

pelaksanaan suatu program menjadi sesuai yang dikehendaki. Dengan

instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akan mencabang ke

suatu alamat tertentu. Instruksi percabangan dibedakan atas

percabangan bersyarat dan percabangan tanpa syarat.

e. Instruksi stack, I/O dan kontrol, yang digunakan untuk mengatur

penggunaan stack, membaca/menulis port I/O serta pengontrolan-

pengontrolan.

2.4.4 Reset dan Osilator

13

a. Reset Eksternal

Keadaan reset terjadi apabila pin reset mendapat logika 0

selama lebih dari 50ns. Pin reset dihubungkan dengan resistor yang

terhubung ke VCC, kapasitor, dan ground. Rangkaian reset eksternal

ditunjukkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Rangkaian reset eksternal.

Penentuan reset eksternal dapat dilakukan dengan mengatur

nilai resistor dan kapasitornya. Untuk membuat keadaan reset tegangan

maksimal yang harus diberikan pada pin ini Vc = 0,85 Vcc (datasheet

AVR ATmega8535 ). Karena )1( RCt

eVccVc−

−= maka dapat dicari nilai C1

dengan :

)1( RCt

eVccVc−

−=

Setelah ditentukan resistor yang digunakan, maka kapasitornya dapat

dicari dengan : 3105271,0 −×=RC b. Osilator

Salah satu kelebihan mikrokontroler AVR ATmega8535

adalah kecepatannya dalam melakukan eksekusi program dibandingkan

14

dengan keluarga mikrokontroler MCS-51. AVR ATmega8535

membutuhkan waktu satu siklus clock untuk melakukan eksekusi terhadap

suatu instruksi. rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Rangkaian Osilator

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD adalah suatu piranti keluaran yang dapat menampilkan

karakter huruf atau gambar. LCD tersusun dari 2 buah kaca dengan

penghantar (electroda) transparan yang diantaranya disisipkan kristal cair

(liquid crystal), seperti yang terlihat pada Gambar 2.6.

15

Gambar 2.6 Konstruksi dan cara kerja LCD

Kaca bagian belakang mempolarisasi cahaya secara vertikal,

sedang kaca bagian depan mempolarisasi cahaya secara horisontal. Ketika

tidak terdapat medan listrik di antara kedua elektroda, kristal cair

membentuk pola-pola yang acak, sehingga cahaya yang sudah

terpolarisasi vertikal dapat berputar dan menembus kaca bagian depan

yang terpolarisasi horisontal. Namun ketika suatu medan listrik diberikan

di antara kedua elektroda, kristal cair akan membentuk pola yang seragam

dan tidak ada cahaya yang diputar, sehingga tidak ada cahaya yang

menembus kaca bagian depan. Dengan susunan dan bentuk pola elektroda

tertentu dapat dihasilkan huruf atau gambar yang akan ditampilkan.

Elektroda-elektroda yang tersusun pembentuk karakter atau

gambar dihubungkan pada suatu pengendali. Untuk mengurangi

banyaknya koneksi, pengendali menggerakkan elektroda-elektroda secara

multipeks. Namun dengan sistem multipleks mudah terjadi crosstalk.

Level-level tegangan digunakan untuk membagi tegangan catu ke

elektroda dan membentuk waveform tegangan yang dapat mengurangi

terjadinya crosstalk. Selain itu level-level tegangan ini membangkitkan

tegangan AC murni yang dapat menghindari rusaknya layar LCD akibat

electrophoresis.

Display LCD 2 × 16 karakter,. yang artinya LCD ini memiliki

2 baris dan 16 kolom karakter. Sehingga jumlah total karakter yang dapat

ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32 karakter. Masing-masing

16

karakter tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris dan 5

kolom dot. Gambar 2.7 merupakan bentuk dan bagian LCD 16x2.

Sedangkan Pin pada LCD terdapat pada tabel 2.7.

Tabel 2. 1 Pin tampilan LCD

Nomor Simbol Nomor Simbol1 VEE (0V) 9 DB2 2 VCC 10 DB3 3 GND 11 DB4 4 RS 12 DB5 5 R/W 13 DB6 6 E 14 DB7 7 DB0 15 A 8 DB1 16 K

2.4 SISTEM RS 485

Sistem RS 485 merupakan standar komunikasi multidrop

dengan menggunakan transmisi berimbang yang terhubung dalam satu

jaringan. Dengan kata lain, RS 485 merupakan sistem komunikasi data

secara serial yang dipakai untuk komunikasi multipoint seperti jaringan

internet yang menggunakan kabel coaxial. Sebagian besar sistem RS 485

17

memakai arsitektur slave dengan setiap slave mempunyai keunikan alamat

dan hanya merespon paket-paket yang ditujukan kepada unit ini.

RS 485 tersedia dalam dua versi yaitu satu atau dua twisted

pair. RS 485 yang menggunakan satu twisted pair disini semua alat

dihubungkan ke twisted pair, jadi semua harus mempunyai driver dengan

tri_state. komunikasi berlangsung satu jalur di kedua arah. Sangat penting

mencegah lebih banyak alat dalam satu pengiriman. RS 485 yang

menggunakan dua twisted pair disini master harus mempunyai tri-state

output karena alat slave mengirimkan melewati twisted pair yang kedua,

yang dimaksudkan untuk mengirim data dari slave ke master. Cara ini

memungkinkan untuk melaksanakan komunikasi multipoint dalam sistem.

Sistem pentransmisian data secara serial dengan standar komunikasi serial

RS-485 dikembangkan sejak tahun 1983 dan mampu mentransmisikan

data yang cukup jauh yaitu 1,2 km.

Standar komunikasi serial RS-485 dapat diterapkan pada suatu

jaringan telepon tunggal (party line) atau pada jaringan multidrop

(jaringan yang menggunakan topologi bus). Ada sebanyak 32 pasang

pemancar (transmitter) / penerima (receiver) yang dapat disatukan pada

jaringan multidrop. Pada sisi pemancar (transmitter), akan menghasilkan

tegangan sebesar 2 sampai 6 Volt yang saling berbeda polaritasnya pada

terminal A-B dengan acuan titik tengah ground seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.8a. Pada penerima (receiver) mampu menerima data dengan

nilai amplitudo sinyal minimal +200mV sampai –200mV hingga +6 V

18

sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih dapat diterima antara terminal

A-B seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8b.

Gambar 2.8a Sinyal keluaran dari pemancar (driver)

Gambar 2.8b Sinyal masukan untuk penerima (receiver).

2.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal

Pengaturan impedansi terminal dimaksudkan agar sinyal dapat

terserap secara penuh oleh penerima dan tidak berbalik ke saluran

transmisi kembali. Pengaturan impedansi terminal ini beracuan pada

panjang kabel penghantar dan kecepatan laju data yang digunakan sistem.

19

Pengaturan impedansi terminal dapat diabaikan bila delay propagasi

saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.

Sebagai contoh sebuah sistem yang menggunakan kabel

dengan panjang 600 meter, maka delay propagasi saluran dapat dihitung

dengan mengalikan panjang kabel dengan kecepatan laju propagasi yang

biasanya sebesar 66% sampai 75 % dari kecepatan cahaya (= 3 x108 m/s).

Dengan panjang kabel 600 meter maka perjalanan bolak-balik data 1200

meter dengan laju propagasi 0,66 kecepatan cahaya sehingga delay

propagasi sebesar 6,06μs. Bila perjalanan data sebanyak tiga kali bolak-

balik, pemantulan akan melemah maka sinyal akan stabil pada 18,18μs.

Padahal lebar satu bit data untuk 9600 baud adalah 104μs sehingga pada

kasus ini pengaturan impedansi terminal dapat diabaikan. Ada dua macam

pengaturan impedansi terminal, yaitu:

1. Dengan parallel termination.

Yaitu dengan menambahkan resistor yang dipasang paralel

sebagai penyesuai impedansi. Nilai resistor ini pada umumnya

sebesar 100 Ω. Nilai ini didapatkan dari nilai impedansi intrinsik

kabel penghantar transmisi seperti yang terlihat pada Gambar 2.9a

2. Dengan AC-couple termination.

Yaitu dengan menambahkan resistor yang dipasang paralel

sebagai penyesuai impedansi yang dirangkai seri dengan kapasitor

20

kecil yang berfungsi untuk menghilangkan efek pembebanan DC

seperti yang terlihat pada Gambar 2.9b.

2.4.2 Pemberian Prasikap Pada Jaringan RS-485

Ketika suatu jaringan RS-485 berada dalam keadaan idle

(menunggu), semua driver RS-485 menjadi penerima. Pada keadaan ini

tidak ada driver yang aktif pada jaringan dan semua dalam keadaan

tristate. Tanpa ada yang mengendalikan jaringan, maka sistem dalam

keadaan tidak menentu. Untuk menjaga status idle dalam keadaan jaringan

kosong, perlu dipasangkan resistor yang dirangkai pullup dengan saluran

data B terhadap VCC (umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor pulldown

pada saluran data A terhadap ground. Gambar 2.10 memperlihatkan

rangkaian transceiver dengan resistor prasikap.

Gambar 2.9a Rangkaian Parallel Termination

Gambar 2.9b Rangkaian AC-Coupled Termination

21

Gambar 2.10 Transceiver dengan resitor prasikap

Untuk memperoleh nilai resistor prasikap adalah sebagai berikut :

1. Masing-masing nilai impedansi untuk driver RS-485 adalah 12KΩ (RS-

422 And RS-485 Application Note) dan dirangkai secara paralel,

sehingga jumlah beban (Rbeban) adalah

nbeban RRRRR1...1111

321

++++= ………………….(1)

dengan n maksimal = 32

2. Jumlah beban dirangkai paralel dengan 1 resistor penyesuai impedansi,

sehingga jumlah beban total (Rtotal) adalah

pipibebantotal RRRR1111

++= …………………….(2)

3. Nilai amplitudo sinyal minimal adalah 200mV, sehingga arus ( I )yang

dihasilkan

totalRI

310200 −×= ………………………(3)

22

4. Untuk menciptakan arus prasikap sebesar I dengan tegangan catu 5V,

sehingga resistor ( R )yang dibutuhkan sebesar

IR 5

= ………………………..(4)

5. Resistor prasikap yang dipasangkan pada dua sisi yaitu antara VCC

dengan line B dan line A dengan ground sehingga nilai resistansi

prasikap (Rprasikap) adalah

2RRprasikap = ……………………….(5)

2.4.3 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik

Pada sistem komunikasi dengan standar RS-485 yang

menggunakan dasar sistem perbedaan potensial sinyal, perbedaan sinyal

maksimal 6 Volt, maka untuk sistem dengan jarak yang jauh besar nilai

amplitudo sinyal dapat berbeda, karena setiap sistem menggunakan acuan

ground lokal yang berbeda. Untuk itu perlu kiranya dibedakan antara

ground sinyal dengan referensi sinyal komunikasi. Ground sinyal adalah

grounding lokal yang dapat juga mempunyai beda potensial terhadap

ground referensi.

Untuk menanggulangi perbedaan ground yang dapat berakibat

berbedanya amplitudo sinyal, dapat ditempuh dua cara pencegahan:

23

1. Dengan memisahkan antara ground data dengan ground lokal /

casing / ground power. Caranya dengan menggunakan koneksi

optik (dapat berupa optocoupler atau komponen optik yang lain).

Gambar 2.11 memperlihatkan pemisahan ground dengan isolasi

optik.

2. Menyambungkan ground data dan ground lokal / ground power

dengan menggunakan konektor dengan impedansi rendah / dapat

berupa resistor dengan nilai resistansi kecil. Gambar 2.12

memperlihatkan gambar penyambungan ground data dan ground

lokal dengan koneksi resistor.

Gambar 2.11 Pemisahan ground dengan isolasi optik

24

Gambar 2.12 Penyambungan ground data dan ground local

dengan koneksi resistor.

Ada pula cara pengamanan yang lain yaitu dengan metode

shunting device. Metode ini memiliki dua cara yang memiliki kelebihan

masing-masing:

1. Cara pertama dengan memasangkan dioda zener bolak-balik

secara shunt terhadap ground ataupun terhadap masing-masing

penghantar jaringan. Kelebihan cara ini yaitu dapat memberi

proteksi terhadap yang tinggi tetapi kelemahannya memiliki batas

ambang tegangan yang tinggi dan tingkat pengamanannya lambat.

Gambar 2.13 memperlihatkan gambar sistem proteksi shunting

device dengan menggunakan dioda zener.

2 Cara kedua dengan memasangkan dioda zener bolak-balik secara

shunt dan merangkaikan fuse secara seri. Gambar 2.14

memperlihatkan sistem proteksi shunting device dengan

menggunakan dioda zener dan fuse seri.

25

(a)

(b)

Gambar 2.13 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan

dioda zener

Gambar 2.14 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan

dioda zener dan fuse seri.

26

2.5 Relay

Relay merupakan suatu saklar meka elektronis, karena relay

bekerja secara mekanis dengan membutuhkan tegangan untuk

elektronisnya. Relay mempunyai kontaktor seperti pada saklar manual

tetapi dikendalikan dengan tegangan dari luar seperti pada Gambar 2.14.

Relay mempunyai dua keadaan yaitu NC (Normally Close) dan NO

(Normally Open). Saat tidak ada tegangan yang masuk maka kondisi

untuk kaki 5 adalah NC dan kondisi untuk kaki 4 adalah NO.

Gambar 2.15 Relay

LAMPU

AC

VCC

K1

35

412

VE

27

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok

Sistem pengendali lampu dengan teknologi RS 485 berbasis

mikrokontroler AVR adalah suatu alat pengendali untuk menyalakan

ataupun mematikan lampu dari jarak jauh. Diagram blok dari sistem kerja

alat ini terdapat pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram blok rancangan sistem pengendali lampu dengan teknologi RS 485 berbasis mikrokontroler AVR

3.2 Perancangan perangkat keras

3.2.5 Minimum sistem mikrokontroler AVR

a. Reset Eksternal

Reset terjadi apabila pin reset mendapat logika 0 selama lebih

dari 50ns. Pin reset dihubungkan dengan resistor (R1) yang terhubung ke

VCC dan kapasitor (C1) yang terhubung ke ground. Rangkaian reset

eksternal ditunjukkan pada Gambar 3.2.

28

Gambar 3.2. Rangkaian reset eksternal.

Pada perancangan ini digunakan waktu 1ms untuk mereset

mikrokontroler. Penentuan reset eksternal dapat dilakukan dengan

mengatur nilai resistor dan kapasitornya. Untuk membuat keadaan reset,

tegangan maksimal yang harus diberikan pada pin ini Vc = 0,85 Vcc

(datasheet AVR ATmega8535 ). Karena )1( RCt

eVccVc−

−= maka dapat

dicari nilai C1 dengan :

)1( RCt

eVccVc−

−=

VcceVcc RCt

85,0)1( ≤−−

; t = 1ms

85,0)1(1

≤−−RC

ms

e

185,01

−≤−−RC

ms

e

15,01

−≤−−

RCms

e

C1

56nF

VCC

R1

10k

RESET

SW1

12

AVR ATMega8535

29

15,0ln1≤

−RC

ms

RCms ×≤− 15,0ln1

15,0ln1msRC −≤

3105271,0 −×=RC

Resistor yang digunakan sebesar 10kΩ, sehingga kapasitornya

dapat dicari dengan:

3105271,0 −×=RC

3105271,010 −×=×Ω Ck

Ω×

=−

kC

10105271,0 3

9107114,52 −×=C

Jadi kapasitor minimum yang dapat digunakan adalah

9107114,52 −× . Pada perancangan ini digunakan kapasitor 56 nF.

b. Osilator

Salah satu kelebihan mikrokontroler AVR adalah kecepatannya

dalam melakukan eksekusi program. AVR membutuhkan waktu satu

siklus clock untuk melakukan eksekusi terhadap suatu instruksi.

30

Pada perancangan ini digunakan kristal osilator 4 MHz sebagai

input clock dengan dua kapasitor C2 dan C3 sebesar 22pF (datasheet AVR

Hardware Design Consideration). Rangkaian osilator yang digunakan

pada perancangan ini ditunjukan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Osilator kristal yang dihubung ke mikrokontroler AVR

3.2.1.1 Mikrokontroler AVR ATmega8535

ATmega8535 berfungsi sebagai master yang mengirimkan

keadaan kondisi lampu, serta menampilkan perintah di LCD. Gambar 3.4

menunjukkan mikrokontroler AVR ATmega8535 .

Gambar 3.4 ATmega8535

AVR ATMega8535

XTAL2

C2

22pF

4 MHz

XTAL1

C3

22pF

R SN 75176D SN 75176

KOL 2 KEYPAD

DE

BRS 1 KEYPAD

RS LCD

KOL 3 KEYPAD DB1 LCDDB0 LCD

RESET

RE

E LCD

DB6 LCDBRS 3 KEYPADBRS 4 KEYPAD

DB3 LCD

DB7 LCDBRS 2 KEYPAD

DB4 LCDKOL 1 KEYPAD

XTAL

U1

ATmega8535

9

12

13

11

32

30

31

10

12345678

2223242526272829

1415161718192021

4039383736353433

RST

XTAL2

XTAL1

GN

D

AREF

AVCC

GND

VC

C

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)

PB2 (INT2/AIN0)PB3 (OC0/AIN1)

PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5PC6 (TOSC1)PC7 (TOSC2)

PD0 (RXD)PD1 (TXD)PD2 (INT0)PD3 (INT1)PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (ICP1)PD7 (OC2)

PA0 (ADC0)PA1 (ADC1)PA2 (ADC2)PA3 (ADC3)PA4 (ADC4)PA5 (ADC5)PA6 (ADC6)PA7 (ADC7)

DB2 LCD

XTAL

DB5 LCD

31

3.2.5 IC Komunikasi Serial RS-485.

Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial

standar RS-485 pada perancangan ini adalah SN75176 yang merupakan

seri 7517x buatan Texas Instrument. Data yang ditransmisikan oleh IC ini

dikirim dalam bentuk perbedaan tegangan yang ada pada pin A dan B.

Gambar 3.5 menunjukkan IC SN75176

Gambar 3.5 IC SN75176

SN75176 berfungsi sebagai pengirim data atau penerima data

tergantung dari kondisi kaki-kaki kontrolnya yaitu DE dan RE. Apabila

DE dan RE berlogika ‘0’, maka SN75176 berfungsi sebagai penerima

data, sedangkan bila kaki DE dan RE berlogika ‘1’, maka SN75176

berfungsi sebagai pengirim data.

3.2.2.1 Konfigurasi Jaringan

Komunikasi RS-485 memiliki kemampuan tiga keadaan

(tristate). Yaitu mengeluarkan sinyal, menerima sinyal dan keadaan

terbuka (high impedance) maka dapat dikonfigurasikan untuk komunikasi

half-duplex. Jadi setiap mikrokontroler dari masing-masing rangkaian

U2

SN75176

43

12

6

7

DDE

RRE

A

B

32

slave dapat mengirimkan data serial secara bergantian. Gambar 3.6

menunjukkan konfigurasi multidrop 2 kabel.

Gambar 3.6 Rangkaian RS-485 dengan konfigurasi multidrop 2 kabel

3.2.2.2 Komponen Penyesuai Impedansi

Penyesuai impedansi pada jaringan diperlukan agar sinyal data

yang dikeluarkan dari masing-masing mikrokontroler slave dapat diterima

dengan sempurna oleh mikrokontroler master dan menghidari terjadinya

feedback. Penyesuai impedansi yang digunakan pada rangkaian ini adalah

sistem parallel termination. Parallel termination yaitu memasangkan

resistor secara paralel pada kabel jaringan. Nilai resistansi dari resistor ini

disesuaikan dengan impedansi nominal kabel jaringan yang digunakan

yaitu 120Ω (RS-422 and RS-485 Application Note). Gambar 3.7

menunjukkan komponen penyesuai impedansi.

33

Gambar 3.7 Komponen penyesuai impedansi

3.2.2.3 Pemberian Prasikap pada Jaringan

Pemberian prasikap tegangan pada jaringan baik prasikap

positif maupun prasikap negatif dimaksudkan untuk menghindari keadaan

sinyal yang tidak menentu saat tidak ada data (keadaan menunggu / idle).

Pemberian prasikap ini dengan cara memasangkan resistor prasikap antara

line B dengan ground dan resistor antara line A dengan VCC (+5V).

Rancangan sistem komunikasi adalah sebagai berikut:

1. Memiliki 2 resistor penyesuai impedansi 120Ω, yang akan

dipasangkan paralel dengan rangkaian RS-485.

2. Impedansi tiap rangkaian komunikasi RS-485 sebesar 12KΩ ( RS-422

and RS-485 Application Note) baik untuk pengirim maupun penerima.

3. Direncanakan ada 3 rangkaian komunikasi serial RS-485 (1 buah

pengirim dan 2 buah penerima).

4. Suplai tegangan 5V dengan amplitudo sinyal minimal +200mV.

5. Besar nilai nilai resistansi prasikap dihitung sebagai berikut:

34

- Jumlah beban keseluruhan 3 rangkaian, masing-masing nilai

impedansinya 12KΩ dan dirangkai secara paralel sehingga jumlah

beban adalah

321

1111RRRRbeban

++=

333 10121

10121

101211

×+

×+

×=

bebanR

3101231

×=

bebanR

Ω= KRbeban 4

- Jumlah beban dirangkai paralel dengan 2 resistor penyesuai

impedansi 120Ω, hasilnya adalah :

pibebantotal RRR211

+=

1202

10411

3 +×

=totalR

310122031×

=totalR

2031012 3×

=totalR

Ω= 11,59totalR

- Nilai amplitudo sinyal minimal 200mV (perhitungan nilai minimal

positif) dibagi dengan nilai beban 59,11Ω menghasilkan arus

11,5910200 3−×

=I

35

mAI 38,3=

- Untuk menciptakan arus prasikap sebesar 3,38mA dengan

tegangan catu 5V, resistor yang dibutuhkan sebesar

31038,35

−×=R

Ω= 2,1479R

- Resistor prasikap yang dipasangkan pada dua sisi yaitu antara VCC

dengan line B dan line A dengan ground maka nilai resistor

prasikap adalah

22,1479

=prasikapR

6,739=prasikapR Ω

Karena nilai resistor 739,6 Ω tidak terdapat di pasaran, maka

dipilih nilai yang mendekati 739,6 Ω yaitu 560Ω diseri dengan 220Ω.

Atau harga untuk total resistor adalah 780 Ω. Gambar 3.8 menunjukkan

Rangkaian Sistem Komunikasi RS-485

Gambar 3.8 Rangkaian sistem komunikasi RS 485

D1

D4

R2

220 ohm

D2

U2

SN75176

43

12

6

7

DDE

RRE

A

B

J1

CON2

12

R5

120 ohmRDXPB3

D3

R3

560 ohm

VCC

R1

560 ohm

R4

220 ohm

PB2TDX

36

3.2.2.4 Pengamanan Beda Potensial Untuk Jaringan

Pada jaringan komunikasi yang menyambungkan antar

rangkaian yang masing-masing memiliki catu daya sendiri dibutuhkan

suatu pengaman jaringan terhadap beda potensial listrik. Metode yang

digunakan pada rangkaian ini yaitu metode shunting device. Metode

shunting device dilakukan dengan memasangkan dioda zener yang

dipasang bolak-balik antara line jaringan dan ground.

Nilai dioda zener yang digunakan merupakan nilai maksimal

tegangan untuk tiap line jaringan. Dalam hal ini nilai maksimal tegangan

tiap line jaringan adalah 6 Volt. Gambar 3.9 menunjukkan rangkaian

pengaman dengan metode shunting device.

Gambar 3.9 Rangkaian pengaman dengan metode shunting device.

3.2.5 Rangkaian Driver Lampu

Rangkaian driver lampu berguna untuk menghidupkan lampu.

Pada rangkaian ini terdapat resistor, transistor NPN, infra merah,

phototransistor dan relay. Transistor NPN berfungsi sebagai saklar yang

mengalirkan tegangan untuk mengaktifkan infra merah. Pada saat keadaan

37

terang, sinar infra merah dari LED dapat dipancarkan ke phototransistor.

Hal ini membuat phototransistor mendapat suplai arus pada basis dan

membuat phototransistor aktif. Keluarannya bernilai besar, dan dianggap

short. Pada keadaan tersebut, maka relay akan terpicu.

Pada saat keadaan gelap, LED infra merah tidak dapat

memancarkan cahaya ke phototransistor. Hal ini membuat phototransistor

tidak mendapat suplai arus ke basis yang mengakibatkan phototransistor

tidak aktif. Keluarannya bernilai kecil, pada keadaan itu terjadi threshold.

Relay tidak akan terpicu untuk menghidupkan lampu. Gambar 3.10

menunjukkan rangkaian driver lampu

Gambar 3.10 Rangkaian Driver Lampu

Dari rangkaian driver dapat diketahui besar tegangan di kaki

colector (VC) dan besar tegangan di kaki colector emitter (VCE) pada saat

lampu menyala atau transistor cut Off.

-Tegangan pada kaki colector (VC) , diketahui VLed adalah 1,4 Volt (data

sheet PC817)

3

- T

3.2.4 Kon

kabe

kone

dan k

peng

untu

VC = VC

= VC

= 5V

= 3 V

Tegangan pa

VCE = V

= 3

= 3

eksi kabel

Kabe

el Twisted pa

ektornya dig

kabel Twiste

Gambar

Dari

giriman data

uk level tegan

CC - VR3 - V

CC – I3R3 - V

V - 6mA .100

Volt

ada kaki cole

VC – VE

V – 0V

Volt

el yang digu

air (TP) yan

gunakan RJ 4

ed pair.

3.11 konekt

8 kabel ma

a, dua kabel

ngan +12 Vd

VLed

VLed

0Ω - 1,4V

ector emiter

unakan untu

g didalamny

45. gambar 3

tor RJ 45 dan

asing-masing

untuk level

dc. Gambar

(VCE)

uk pengirim

ya terdapat 8

3.11 menunj

n kabel Twis

g terbagi me

l tegangan +

3.12 menunj

man data me

8 buah kabel,

jukkan kone

sted pair

enjadi dua k

+ 5Vdc dan

jukkan kone

38

nggunakan

, dan untuk

ektor RJ 45

kabel untuk

n dua kabel

eksi kabel.

39

Gambar 3.12 Koneksi kabel

3.2.5 Rangkaian Keypad

Pada perancangan ini, keypad yang digunakan adalah keypad

3X4. Sistem kerjanya adalah dengan scanning process, yaitu dengan

melakukan pemeriksaan terus menerus yang dilakukan oleh

mikrokontroler.

Tahap pertama mikrokontroler menentukan kolom yang akan

diperiksa dengan cara mengirim data ke satu baris. Dengan demikian

hanya tedapat satu baris yang aktif. Kemudian mikrokontroler akan

membaca kolom yang ditekan secara satu persatu untuk mengetahui

tombol yang ditekan. Begitu seterusnya hingga semua kolom diperiksa.

Dengan demikian dapat dipastikan posisi tombol yang ditekan. Gambar

3.13 menunjukkan rangkaian keypad 3x4.

40

Gambar 3.13 Rangkaian keypad 3X4

3.3 Perancangan Perangkat lunak

3.3.1 Program Utama Master

Pada perancangan ini, master menggunakan mikrokontroler

ATmega8535. Yang mempunyai fungsi memberi perintah kepada slave

ATmega8535 untuk menghidupkan lampu dan memberi tampilan di LCD.

Sebelum menggunakan sistem komunikasi RS 485, jalur pada sistem

komunikasi tersebut akan diperiksa sibuk atau tidak.. Jika jalur sibuk,

mikrokontroler akan menunggu sampai jalur tidak sibuk, baru pengiriman

data dapat dilakukan. Gambar 3.14 merupakan diagram alir dari program

utama master.

PC0

1 2

1 2

R2

1K

R6 1K1 2

PC1

1 2

PC31 2

PC4

1 2

R1

1K

PC5

R3

1K

R8 1K

1 2

1 21 2

1 2

R5 1K

1 2

PC2R7 1K

1 2

PC6

41

Gambar 3.14 Diagram alir program utama master

3.3.2 Program Utama Slave

Pada perancangan ini, slave mengunakan mikrokontroler

ATmega8535 , berfungsi untuk menerima perintah dari master, untuk

mengendalikan kondisi lampu. Pada slave (ATmega8535 ), semua lampu

telah mempunyai alamat masing-masing, jadi slave (ATmega8535 ) akan

42

melihat alamat yang dikirimkan oleh master kemudian melakukan

eksekusi. Pada Gambar 3.15 merupakan diagram alir dari program utama

slave.

Gambar 3.15 Diagram alir program utama slave

3.3.3 Program Aktifkan LCD

Untuk mengaktifkan LCD, harus ada inisisalisasi, yang

berfungsi untuk mengetahui bit apa yang akan dipakai. Ada terdapat dua

pilihan 8 bit atau 4 bit. Kemudian kursor dinyalakan atau tidak, serta

bentuk tulisan yang akan digunakan, terdapat dua pilihan juga 8x10 dot

43

atau 8x7 dot. Gambar 3.16 merupakan diagram alir program untuk

mengaktifkan LCD

Gambar 3.16 Diagram alir aktifkan LCD

3.3.4 Program Periksa Jalur

Untuk melakukan komunikasi menggunakan RS 485, hal

pertama yang harus dilakukan adalah memeriksa jalur yang akan

digunakan, apakah sedang sibuk atau tidak. Jika jalur sibuk, maka akan

ditunggu dengan cara mereset timer penungguan terus menerus. Gambar

3.17 merupakan diagram alir program periksa jalur.

44

START

AKTIFKANTIMER

CEK BIT RXD

JIKA RXD=1

JALUR TIDAKSIBUK

TUNGGU SAMPAITIMER OVER FLOW

END

RESETTIMER

YA

TDK

Gambar 3.17 Diagram alir program periksa jalur

3.3.5 Program kirim data

Pengiriman data menggunakan RS 485 berlangsung secara half

duplex. Master berfungsi sebagai pengirim,. Begitu juga dengan slave

berfungsi sebagai penerima. Pada mikrokontroler ATmega8535

pengiriman data secara 8 bit. Mis: pada keypad ditekan angka 1, maka

pengiriman datanya adalah 01 dengan biner ’00000001’ . Gambar 3.18

merupakan diagram alir pengiriman data.

45

Gambar 3.18 Diagram alir program pengiriman data

3.3.6 Program Baca Data Keypad

Tahap pertama mikrokontroler menentukan kolom yang akan

diperiksa dengan cara mengirim data ke satu baris. Dengan demikian

hanya tedapat satu baris yang aktif. Kemudian mikrokontroler akan

membaca kolom yang ditekan secara satu persatu untuk mengetahui

tombol yang ditekan.

Cara ini diulang untuk baris-baris berikutnya sehingga semua

kolom diperiksa, setelah semua kolom diperiksa maka akan diulangi dari

baris pertama. Dengan demikian dapat dipastikan posisi tombol yang

ditekan. Gambar 3.19 merupakan diagram alir program baca data.

46

Gambar 3.19 Diagram alir baca data keypad

m

s

d

j

H

B

menyatakan

sesuai denga

dapat meng

jarak jauh. A

Gamba

HASIL PE

Bab ini akan

bahwa alat

an perancan

endalikan k

Alat pengend

ar 4.1 Alat p

ENGAMA

n membahas

yang telah d

ngannya. Fun

keadaaan lam

dali lampu ja

pengendali la

BAB IV

ATAN DAN

data yang te

dirancang da

ngsi utama

mpu menya

arak jauh ini

ampu jarak j

N PEMBA

elah diambil

apat bekerja

dari alat ya

ala (ON) at

ditunjukkan

auh dengan

AHASAN

l dan pembah

dengan baik

ang dibuat a

tau padam (

n pada gamb

teknologi R

47

hasan yang

k dan sudah

adalah agar

(OFF) dari

bar 4.1

RS-485

d

R

B

R

A

dua (2) slave

Rangkaian m

• Mik

• LCD

• Keyp

• Ran

• Catu

Bentuk fisik

Rangkaian s

•

•

Alat pengen

e.

master terdir

krokontroler

D berfungsi s

pad 3x4 ber

ngkaian komu

u daya denga

k rangkaian m

slave terdiri d

Mikrokontr

Rangkaian

data.

ndali lampu j

ri dari:

ATmega 85

sebagai tamp

fungsi sebag

unikasi RS-4

an level tega

master dapat

Gambar 4

dari :

roler ATmeg

komunikas

jarak jauh in

35 berfungs

pilan

gai input per

485 berfung

angan 5 Vdc

t dilihat pada

4.2 Rangkaia

ga 8535 berf

si RS-485 b

ni terdiri ata

i sebagai un

rintah ke mik

si sebagai si

dan 12Vdc

a gambar 4.2

an master

fungsi sebag

berfungsi seb

as satu (1) m

nit kontrol

krokontroler

istem transm

2.

gai unit kontr

bagai sistem

48

master dan

misi data.

rol

m transmisi

B

3

•

Bentuk fisik

3.2.4 Cara

adala

peng

deng

lamp

“Lam

Deng

tamp

deng

Rangkaian

menyala (O

k rangkaian s

a Pengguna

Dala

ah menghidu

gendalian da

gan kondisi a

Nom

pu ke satu. S

mpu 1”. Pe

gan meneka

pilan ON yan

Untu

gan meneka

driver be

ON) atau pad

slave dapat d

Gamba

aan Pengend

am menjalan

upkan powe

apat dilakuk

awal lampu a

mor satu (1)

Setelah nom

erintah selan

an tanda bin

ng menyatak

uk membuat

an kembali

erfungsi seb

dam (OFF)

dilihat pada g

ar 4.3 Rangk

dali Lampu

nkan alat ini

er supply. Se

an dengan c

adalah padam

pada keypad

mor 1 ditekan

njutnya ada

ntang (*) pad

kan bahwa la

t kondisi lam

keypad nom

bagai pengko

gambar 4.3

kaian slave

Jarak Jauh

, langkah pe

etelah tampi

cara meneka

m (OFF).

d digunakan

n, pada LCD

alah memasu

da keypad, p

ampu nomor

mpu nomor

mor satu

ondisi kead

h

ertama yang

ilan pada LC

an tombol ke

n untuk men

D akan kelua

ukkan kond

pada LCD a

r satu (1) me

r satu (1) O

(1). Setelah

49

daan lampu

g dilakukan

CD keluar,

eypad 3x4,

ngendalikan

ar tampilan

disi lampu.

akan keluar

enyala.

OFF adalah

h nomor 1

50

ditekan, pada LCD akan keluar tampilan “ Lampu 1”. Perintah selanjutnya

adalah memasukkan kondisi lampu. Dengan menekan tanda pagar (#)

pada keypad, pada LCD akan keluar tampilan OFF yang menyatakan

bahwa lampu nomor satu (1) padam.

Nomor dua (2) pada keypad digunakan untuk mengendalikan

lampu ke dua. Begitu seterusnya hingga keypad nomor sembilan (9)

digunakan untuk mengendalikan lampu ke 9. Tanda bintang (*) pada

keypad digunakan untuk menghidupkan lampu. Sedangkan untuk

memadamkan lampu menggunakan tanda pagar (#) pada keypad.

3.2.4 Pengujian dengan perintah

Sesuai perancangan pada pengendali lampu ini, terdapat dua

rangkaian slave yang dihubungkan pada rangkaian master. Pengujian ini

bertujuan untuk mengetahui bagaimana kinerja dari sistem, jika ada

rangkaian slave yang tidak dihubungkan dengan rangkaian master.

4.2.1 Pengujian dengan perintah pada satu

rangkaian slave

Pada kondisi ini menggunakan satu rangkaian master dan satu

rangkaian slave. Perintah dari keypad hanya berfungsi untuk lampu ke

satu atau untuk lampu ke dua saja. Berdasarkan hasil pengamatan dapat

dilihat pada tabel 4.1 ternyata perintah dengan menggunakan satu slave

dapat bekerja dengan baik.

51

Tabel 4.1 Kondisi lampu dengan perintah pada satu slave

Slave ke satu Tombol yang ditekan Lampu ke 1

1 * ON 1 # OFF 2 2 x 1 1 x

Slave ke dua

Tombol yang ditekan Lampu ke 2 2 * ON 2 # OFF 2 2 x 1 1 x

4.2.2 Pengujian dengan perintah pada dua rangkaian slave

Pada kondisi ini menggunakan satu rangkaian master dan dua

rangkaian slave. Perintah dari keypad berfungsi untuk lampu ke satu dan

lampu ke dua. Berdasarkan hasil pengamatan dapat dilihat pada tabel 4.2

ternyata perintah dengan menggunakan dua slave dapat bekerja dengan

baik. Hal ini membuktikan bahwa alat dapat bekerja tanpa bergantung

pada jumlah slave

Tabel 4.2 Kondisi lampu dengan perintah pada dua slave

Tombol yang ditekan Lampu ke

I Lampu ke

II 1 * ON 2 * ON 1 # OFF 2 # OFF1 1 x x * * x x

Keterangan: x: tidak ada perubahan

Keterangan: x: tidak ada perubahan

52

3.2.4 Pengujian perangkat keras

Pengujian perangkat keras ini meliputi bagian catu daya,

bagian kendali (ATMega 8535), bagian komunikasi (RS-485), bagian

keypad, dan bagian driver.

4.3.1 Rangkaian Catu Daya

Sesuai dalam perancangan, perangkat keras menggunakan satu

buah catu yang mempunyai dua level tegangan. Untuk tegangan +5Vdc

digunakan LM 7805 yang secara konsisten menyediakan suplai tegangan

+5Vdc. Level tegangan +5Vdc digunakan sebagai Vcc bagi

mikrokontroler. Sedangkan tegangan +12Vdc digunakan untuk

mengaktifkan relay pada driver.

Keluaran LM 7812 adalah 11Vdc. Dengan error sebesar E=

1211 x 100% = 8,3% tetap dapat untuk mengaktifkan relay sebesar 6Vdc.

Pada data sheet, tegangann Vcc untuk LCD sebesar 5Vdc. Tegangan dari

catu sudah memenuhi tegangan referensi LCD. Tabel 4.3 menunjukkan

hasil dari pengukuran tegangan catu daya pada tiap rangkaian. Untuk

rangkaian slave berjarak 50 cm dari master.

Tabel 4.3 Hasil pengukuran catu daya

Catu daya 5V (regulator LM7805) Hasil pengukuran

Rangkaian master 5V

Rangkaian slave 1 4,9V

Rangkaian slave 2 4,8V

53

LCD 5V

Pada tabel, pengamatan dengan mengukur keluaran dari LM

7805 tidak semuanya bernilai 5Vdc. Hal tersebut terjadi dikarenakan

pengaruh dari panjangnya kabel yang digunakan. Tabel 4.4 merupakan

hasil pengamatan jarak panjang kabel dari master ke slave.

Tabel 4.4 Pengamatan panjang kabel

Jarak Tegangan pada slave

10 Meter 4,1 Volt

20 Meter 3,5 Volt

30 Meter 3,2 Volt

40 Meter 2,9 Volt

Pada pengamatan panjang kabel, terdapat perubahan level

tegangan dengan jarak yang berbeda-beda. Semakin panjang kabel,

tegangan yang diterima oleh slave akan semakin kecil. Pada jarak 40

meter tegangan yang diterima oleh slave adalah 2,9 volt. Keadaan ini tetap

membuat slave masih bekerja, karena tegangan minimum yang dapat

diterima oleh mikrokontroler 2,7 volt. Untuk tegangan maksimum yang

dapat diterima oleh mikrokontroler 5,5 volt (data sheet microcontroller

ATmega8535).

4.3.2 Rangkaian Kendali (Mikrokontroler ATmega 8535)

Sesuai dengan perancangan, pada alat pengendali lampu jarak

jauh ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu rangkaian master dan rangkaian

54

slave. Setiap rangkaian terdapat mikrokontroler yang menjadi

pengendalinya. Mikrokontroler pada master berfungsi sebagai control unit

dengan input masukan berupa Keypad, display unit yang berupa LCD dan

sistem komunikasi RS-485. Sedangkan mikrokontroler pada slave

berfungsi sebagai penerima data dan menjadi sumber input bagi rangkaian

driver.

4.3.3 Pengujian Keypad

Keypad merupakan sumber input bagi mikrokontroler. Data

yang masuk harus bisa dibaca oleh mikrokontroler. Dengan sistem

scanning process pemeriksaan dilakukan terus menerus oleh

mikrokontroler. Pin pada PC3 yang merupakan baris pertama, diaktifkan

dengan memberi logika high, kemudian mikrokontroler akan memberi

logika low pada pin PC0 yang merupakan kolom pertama. Jika terdapat

perubahan logika pada baris pertama, dari logika high menjadi logika low,

hal itu menunjukkan angka pada keypad yang ditekan adalah satu (1).

Mikrokontroler akan memberi logika low pada pin PC1 yang

merupakan kolom kedua jika tidak ada perubahan pada kolom pertama.

Jika terdapat perubahan logika pada baris pertama, maka angka yang

ditekan pada keypad adalah dua (2). Bila tidak terjadi perubahan juga,

maka mikrokontroler akan memberi logika low pada pin PC2 yang

merupakan kolom ketiga. Jika terdapat perubahan logika pada baris

pertama, maka angka yang ditekan pada keypad adalah tiga (3). Begitu

55

juga yang terjadi pada baris kedua, ketiga dan keempat, yang terletak pada

pin PC4, pin PC5, dan pin PC6.

• Untuk level tegangan low memiliki batas minimum dan maksimum

yaitu:

Batas minimum = 0,5V

Batas maksimum = 25,02,0 −Vcc

= 25,052,0 −×

= 0,75 Vdc

Untuk level tegangan high memiliki batas minimum dan maksimum

yaitu:

Batas minimum = 12,0 +Vcc

= 152,0 +×

= 2 Vdc

Batas maksimum = 5,0+Vcc

= 5,05 +

= 5,5 Vdc

Pada pengujian keypad didapat data level tegangan low sebesar

0Vdc sedangkan level tegangan high sebesar 4Vdc. Data level tegangan

yang didapat dari pengamatan atau pengujian dapat dibaca dengan baik

oleh mikrokontroler karena tidak melebihi batas minimum dan

maksimumnya.

4.3.4 Pengamatan Rangkaian Driver

56

Rangkaian driver berfungsi untuk memberi kondisi keadaan

lampu menyala (ON) atau padam (OFF). Masukan pada rangkaian driver

terhubung pada mikrokontroler ATmega8535 di pin PD4. Pengamatan

keluaran tegangan pada rangkaian driver dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Data tegangan pada rangkaian driver

Tegangan Keadaan Nyala (ON) Keadaan Padam (OFF)

Vi 0,4 Volt 4,8 Volt

VCE 2,4 Volt 0,5 Volt

VC 2,8 Volt 0,5 Volt

VCE phototransistor 0,1 Vdc 10 Vdc

Sesuai dengan perancangan telah diketahui keluaran tegangan

di kaki colector (VC) dan di kaki colector emitter (VCE). Pada tabel 4.6

dapat dilihat keluaran tegangan dengan perhitungan

Tabel 4.6 Perhitungan tegangan pada rangkaian driver


Vi 0 Volt 5 Volt

VCE 3 Volt 0 Volt

VC 3 Volt 0 Volt

VCE phototransistor 0 Volt 12 Volt

57

Pada tabel 4.5 dan tabel 4.6 terdapat perbedaan tegangan

antara teori dengan perhitungan data. Tabel 4.7 merupakan hasil dari

perhitungan galat antara data teori dengan data praktek. Nilai galat yang

didapat masih masuk dalam batas toleransi. Hal itu terbukti rangkaian

driver bekerja sesuai dengan input yang diberikan untuk menghasilkan

kondisi lampu.

%100Pr% ×−

=Teori

aktekTeoriGalat

Tabel 4.7 Perhitungan galat


Vi ~ 4%

VCE 20% ~

VC 6,6% ~

VCE phototransistor ~ 16%

4.3.5 Transmisi data serial

Transmisi data serial pada alat ini adalah transmisi data antara

rangkaian master dan rangkaian slave yang menggunakan sistem

komunikasi RS-485. Dalam mentransmisikan data dihubungkan dengan

kabel twisted pair.

Pada pengamatan ini dilakukan saat rangkaian master

mengirimkan data dengan isyarat informasi 01h ke tiap-tiap rangkaian

slave. Informasi 01h oleh slave akan diterima kemudian dicocokkan

sama atau tidak dengan data yang ada pada masing-masing slave. Jika

58

sama maka pada slave akan melanjutkan proses yang berakhir dengan

keadaan kondisi lampu. Tetapi jika tidak sama akan diabaikan oleh

slave.

Dengan menggunakan osiloskop digital dapat dilihat

bentuk sinyal yang dikirimkan. Sinyal yang tampak pada gambar 4.4

merupakan sinyal pada line B atau sinyal pada saluran transmisi yang

terhubung dengan pin 7 IC SN75176 (Output inverting).

Gambar 4.4 Hasil pengamatan sinyal pada line B serial RS-485

Sinyal yang tampak pada gambar 4.5 adalah sinyal pada line A

atau sinyal pada saluran transmisi yang terhubung dengan pin 6 IC

SN75176 (Output Noninverting). Polaritas sinyal data pada saluran ini

sama dengan polaritas sinyal data dari mikrokontroler.

Gam

TTL

(RX

kelu

tiap

amp

Gamba

mbar 4.5 H

IC S

L yang berfu

D) mikroko

aran dari pe

bitnya tidak

litudonya be

ar 4.6 Siny

Hasil pengam

SN75176 ber

ungsi sebaga

ontroler AT

enerima RS-4

k berbeda de

erubah menja

yal masukan

matan sinyal

rguna untuk

ai sinyal ma

Tmega8535.

485 berupa

engan sinyal

adi 4,4V.

untuk RXD

pada line A

k mengubah

asukan untu

Dari gamb

sinyal digita

digital form

Mikrokontr

A serial RS-4

sinyal deng

uk port seria

bar 4.6 terli

al format TT

mat RS-485

roler ATmeg

59

85

gan format

al pin PD0

ihat sinyal

TL, periode

akan tetapi

ga8535

60

3.2.4 Pengaruh panjang kabel terhadap sinyal data

Pada sistem ini, dilakukan pengujian koneksi dari rangkaian

master ke rangkaian slave dengan menggunakan kabel penghantar. RS-

485 mampu mentransmisi sinyal data pada medium kabel sejauh 1,2 Km.

Pengamatan dilakukan dengan menggunakan kabel sejauh 10 meter, 20

meter, 30 meter dan 40 meter.

• Pengamatan sinyal data pada line A format RS-485 saat koneksi sejauh

10 meter, dapat dilihat pada gambar 4.7.

Gambar 4.7 Sinyal data line A format RS-485 pada jarak 10 meter




61







Dapat dilihat dari hasil pengamatan, semakin panjang kabel

yang digunakan terdapat nilai amplitudo yang semakin kecil juga.

Pelemahan amplitudo sinyal terjadi setiap penambahan kabel sepanjang 10

meter dengan besar 0.3 volt. Dari pengamatan pada jarak 10 meter, 20

meter, 30 meter dan 40 meter dan dengan asumsi bahwa perubahan yang

62

terjadi linier, dapat dibuat suatu grafik panjang kabel dimana dapat

diketahui maksimal panjang kabel yang dapat digunakan. Gambar 4.11

merupakan gambar grafik panjang kabel.

Gambar 4.11 Grafik panjang kabel terhadap tegangan yang dikirim

Dari grafik dapat dilihat, dengan penurunan sebesar 0.3 volt

tiap 10 meternya. Pada jarak 100 meter didapat besar amplitudo 400 mV.

Dalam hal ini sistem komunikasi serial RS-485 masih mampu untuk

menerima sinyal data. Hal itu terjadi dikarenakan pada penerima

(reciever) RS-485 secara teoritis mampu menerima data dengan nilai

amplitudo sinyal minimal +200mV sampai -200mv (data sheet SN75176).

Jarak 100 meter dapat digunakan jika tegangan minimum dan maksimum

pada slave adalah 2,7 volt dan 5,5 volt (data sheet microcontroller

ATmega8535).

Grafik panjang kabel

3.12.8

2.52.2

1.91.6

1.31

0.70.4

0.100.5

11.5

22.5

33.5

10 30 50 70 90 110

meter

volt

63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Dari pembahasan dan pengujian dari alat yang telah dibuat

berdasarkan hasil rancangan, maka pada bab ini dapat diambil kesimpulan dan

beberapa saran yang berguna untuk pengembangan alat.

5.1 KESIMPULAN

1. Alat pengendali lampu jarak jauh ini dapat bekerja dengan baik. Hal

ini terbukti dari perintah yang diberikan oleh keypad dapat

menyalakan (ON) ataupun mematikan (OFF) lampu yang

diinginkan.

2. Alat tetap bekerja dengan baik, walaupun hanya terdapat satu

rangkain slave yang terhubung pada rangkaian master.

3. Sistem komunikasi serial RS-485 pada alat ini mampu

mengendalikan sampai 9 lampu dengan kabel penghantar sejauh 40

meter.

5.2 SARAN

Alat ini dapat dikembangkan untuk mengendalikan lebih

bayak lagi lampu Untuk satu slave dapat mengendalikan 1 lampu, dengan

referensi bahwa sistem komunikasi RS-485 dapat digunakan pada 32

peralatan dengan referensi ground yang berbeda. Maka pada alat ini dapat

dikembangkan pula menjadi 32 lampu.

64

DAFTAR PUSTAKA

__________,2007, AVR Microcontroller ATmega8535 Datasheet,

http://www.atmel.com, Atmel Semiconductor.

___________, 2007, SN75176 RS 485 Datasheet,

http://www.datasheet4u.com

Wardhana Lingga,2006, Mikrokontroler AVR seri ATMega8535,

ANDI OFFSET, Yogyakarta

__________,1996, Device Specification For PHOTOCOUPLER Model No.

PC817 Datasheet,

http://www.datasheetcatalog.com

__________,1992, RS-422 and RS-485 Application Note

Robert Boylestad,1996, Electronic Device And Circuit Theory,

PRENTICE HALL Englewood Cliffs, New Jersey

___________, 1999, BC 546; BC 547 NPN general purpose transistorDatasheet,

http://www.datasheet4u.com

___________, 1999, The concise LCD data sheet,

http://www.senet.com

_________,2007, Komunikasi Data Dengan Menggunakan Teknik RS485

http://www.Delta-electronic.com

1

LAMPIRAN

1

R4

120 ohm

1 2R6

220 ohm

D3

12V

1 2

C2

22pF

SW12

SW TACT-SPST

12

1 21 2

C3

22pF

1 2

R1

10K

5 V

5V

R5

560 ohm

D4

12V

D1

12V

1 2

C1

56nF

D2

12V

1 2

4MHz

R3

560 ohm

1 2

J1

123456

5V

1 21 2

U3

SN75176

43

12

6

7

DDE

RRE

A

B

RANGKAIAN MASTER

5V

1 2

12V

1 2

R2

220 ohm

U1

ATmega8535

9

12

13

11

32

30

31

10

12345678

2223242526272829

1415161718192021

4039383736353433

RST

XTAL2

XTAL1

GN

D

AREF

AVCC

GND

VCC

PB0 (XCK/T0)PB1 (T1)

PB2 (INT2/AIN0)PB3 (OC0/AIN1)

PB4 (SS)PB5 (MOSI)PB6 (MISO)PB7 (SCK)

PC0 (SCL)PC1 (SDA)PC2PC3PC4PC5PC6 (TOSC1)PC7 (TOSC2)

PD0 (RXD)PD1 (TXD)PD2 (INT0)PD3 (INT1)PD4 (OC1B)PD5 (OC1A)PD6 (ICP1)PD7 (OC2)

PA0 (ADC0)PA1 (ADC1)PA2 (ADC2)PA3 (ADC3)PA4 (ADC4)PA5 (ADC5)PA6 (ADC6)PA7 (ADC7)

LCD 16 X 2

U2LCD

123

456789

1011121314

+VC

CG

ND

VEERS

R/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7

1

; MASTER

.nolist ;Suppress listing of include file

.include"m8535def.inc" ;Define chip particulars

.list

;

.equ fclock =4000000

.equ baud_rate =9600

.equ ubbr_value =(fclock/(16*baud_rate))-1

.def digit4 =R07

.def digit3 =R08

.def digit2 =R09

.def digit1 =R10

.def timeout =R11

.def delay1 =R12

.def delay2 =R13

.def delay3 =R14

.def temp =R16

.def frek1 =R17

.def frek2 =R18

.def data8bit =R19

.def data6bit =R20

.def temp1 =R25

;

2

.cseg

.org 0x000

rjmp RESET

;

RESET:

ldi temp,high(RAMEND)

out SPH,temp

ldi r16,low(RAMEND)

out SPL,temp

ldi temp,0xFF

out DDRA,temp

ldi temp,0b11111000

out DDRC,temp

ldi temp,0b11111111

out PORTC,temp

ldi temp,0xFF

out DDRD,temp

ldi temp,0b00000011

out DDRB,temp

sbi PortC,3

sbi PortC,4

sbi PortC,5

sbi PortC,6

3

sbi PortB,2

sbi PortB,3

rcall initlcd

rcall initUSART

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi zl,low(Awal*2)

ldi zh,high(Awal*2)

rcall tulis

ldi temp,0b11000000

rcall write_inst

ldi zl,low(Awal1*2)

ldi zh,high(Awal1*2)

rcall tulis

rcall Ldelay

lagi:

cbi PortC,3

sbi PortC,4

sbi PortC,5

sbi PortC,6

rcall delay

sbis PinC,0

rcall satu

4

rcall delay

sbis PinC,1

rcall dua

rcall delay

sbis PinC,2

rcall tiga

sbi PortC,3

cbi PortC,4

sbi PortC,5

sbi PortC,6

rcall delay

sbis PinC,0

rcall empat

rcall delay

sbis PinC,1

rcall lima

rcall delay

sbis PinC,2

rcall enam

sbi PortC,3

sbi PortC,4

cbi PortC,5

sbi PortC,6

5

rcall delay

sbis PinC,0

rcall tujuh

rcall delay

sbis PinC,1

rcall delapan

rcall delay

sbis PinC,2

rcall sembilan

sbi PortC,3

sbi PortC,4

sbi PortC,5

cbi PortC,6

rcall delay

sbis PinC,0

rcall bintang

rcall delay

sbis PinC,1

rcall nol

rcall delay

sbis PinC,2

rcall kres

rjmp lagi

6

;

satu:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'1'

rcall write_data

ldi temp,1

rcall kirimSlave

ret

dua:

ldi temp,0b00000001

7

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'2'

rcall write_data

ldi temp,2

rcall kirimSlave

ret

tiga:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

8

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'3'

rcall write_data

ldi temp,3

rcall kirimSlave

ret

empat:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

9

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'4'

rcall write_data

ldi temp,4

rcall kirimSlave

ret

lima:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

10

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'5'

rcall write_data

ldi temp,5

rcall kirimSlave

ret

enam:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

11

rcall write_data

ldi temp,'6'

rcall write_data

ldi temp,6

rcall kirimSlave

ret

tujuh:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'7'

rcall write_data

12

ldi temp,7

rcall kirimSlave

ret

delapan:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'8'

rcall write_data

ldi temp,8

rcall kirimSlave

ret

13

sembilan:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'9'

rcall write_data

ldi temp,9

rcall kirimSlave

ret

nol:

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

14

ldi temp,'L'

rcall write_data

ldi temp,'a'

rcall write_data

ldi temp,'m'

rcall write_data

ldi temp,'p'

rcall write_data

ldi temp,'u'

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'0'

rcall write_data

ldi temp,0

rcall kirimSlave

ret

bintang:

ldi temp,0b10001000

rcall write_inst

ldi temp,'O'

rcall write_data

ldi temp,'N'

15

rcall write_data

ldi temp,' '

rcall write_data

ldi temp,'B'

rcall kirimSlave

ret

kres:

ldi temp,0b10001000

rcall write_inst

ldi temp,'O'

rcall write_data

ldi temp,'F'

rcall write_data

ldi temp,'F'

rcall write_data

ldi temp,'A'

rcall kirimSlave

ret

;

kirimSlave:

sbi PortB,2

sbi PortB,3

rcall usart_tx

16

rcall tunda

ret

initLCD:

ldi temp,255

mov timeout,temp

rcall delay

ldi temp,0x30

rcall write_inst

ldi temp,65

mov timeout,temp

rcall delay

ldi temp,0x30

rcall write_inst

ldi temp,2

mov timeout,temp

rcall delay

ldi temp,0b00000001

rcall write_inst

ldi temp,0b00000010

rcall write_inst

ldi temp,0b00000110 ;set mode untuk menaikan alamat

rcall write_inst

17

ldi temp,0b00001100 ;mengaktifkan kursor

rcall write_inst

ldi temp,0b00111000 ;inisialisasi LCD untuk 8 bit

rcall write_inst ;operasi dan dua line

ret

;

initUSART:

ldi temp,high(ubbr_value)

out UBRRH,temp

ldi temp,low(ubbr_value)

out UBRRL,temp

ldi temp,(1<<RXEN)|(1<<TXEN)

out UCSRB,temp

ldi temp,(1<<URSEL)|(3<<UCSZ0)

out UCSRC,temp

ret

;

tulis:

lpm

adiw zl,1

tst r0

breq rampung

mov temp,r0

18

rcall write_data

rjmp tulis

rampung:

ret

;

write_inst:

cbi portB,1

out portA,temp

sbi portB,0

cbi portB,0

rcall delay

ret

;

write_data:

sbi portB,1

out portA,temp

sbi portB,0

cbi portB,0

rcall delay

ret

;

usart_tx:

sbis UCSRA,UDRE

19

rjmp usart_tx

out UDR,temp

ret

;

usart_rx:

sbis UCSRA,RXC

rjmp usart_rx

in temp,UDR

ret

;

delay:

ldi temp,64

mov delay1,temp

wait:

dec delay1

brne wait

dec timeout

brne delay

ret

;

Ldelay:

ldi temp,40

mov delay3,temp

20

waitmore2:

rcall tunda

dec delay3

brne waitmore2

ret

tunda:

ldi temp,0xff

mov delay2,temp

waitsome:

ldi temp,0xff

mov delay1,temp

waitmore:

dec delay1

brne waitmore

dec delay2

brne waitsome

ret

;

Awal: .db "Pengendali Lampu",0

Awal1: .db " Robi/02-45 ",0

pesan: .db "Lampu ",0

21

; slave 1



.list

;




.def timeout =R11

.def delay1 =R12

.def delay2 =R13

.def delay3 =R14

.def temp =R16 ;temporary storage register

.def temp1 =R17

;

.cseg

.org 0x0000

;

RESET:


out SPH,temp

ldi r16,low(RAMEND)

out SPL,temp

22

ldi temp,0xFF

out DDRA,temp

ldi temp,0b11111000

out DDRC,temp

ldi temp,0b11111111

out PORTC,temp

ldi temp,0b11111110

out DDRD,temp

ldi temp,0xFF

out DDRB,temp

sbi PortC,3

sbi PortC,4

sbi PortC,5

sbi PortC,6

cbi PortB,2

cbi PortB,3

sbi PortD,4

;-------------------------------------------------------

; UART Initialisation

;-------------------------------------------------------


out UBRRH,temp


23

out UBRRL,temp


out UCSRB,temp


out UCSRC,temp

;========================================================

Mulai:

rcall usart_rx

cpi temp,1

brne Mulai

lain1:

rcall usart_rx

cpi temp,'A'

brne lain

rjmp lampuMati

lain:

cpi temp,'B'

brne lain1

rjmp lampuNyala

;

lampuMati:

sbi PORTD,4

rjmp Mulai

24

;

lampuNyala:

cbi PORTD,4

rjmp Mulai

;

delay:

ldi temp,64

mov delay1,temp

wait:

dec delay1

brne wait

dec timeout

brne delay

ret

;

Ldelay:

ldi temp,40

mov delay3,temp

waitmore2:

rcall tunda

dec delay3

brne waitmore2

ret

25

tunda:

ldi temp,0xff

mov delay2,temp

waitsome:

ldi temp,0xff

mov delay1,temp

waitmore:

dec delay1

brne waitmore

dec delay2

brne waitsome

ret

;

usart_tx:

sbis UCSRA,UDRE

rjmp usart_tx

out UDR,temp

ret

;

usart_rx:

sbis UCSRA,RXC

rjmp usart_rx

26

in temp,UDR

ret

27

;slave2



.list

;




.def timeout =R11

.def delay1 =R12

.def delay2 =R13

.def delay3 =R14

.def temp =R16 ;temporary storage register

.def temp1 =R17

;

.cseg

.org 0x0000

;

RESET:


out SPH,temp

ldi r16,low(RAMEND)

out SPL,temp

28

ldi temp,0xFF

out DDRA,temp

ldi temp,0b11111000

out DDRC,temp

ldi temp,0b11111111

out PORTC,temp

ldi temp,0b11111110

out DDRD,temp

ldi temp,0xFF

out DDRB,temp

sbi PortC,3

sbi PortC,4

sbi PortC,5

sbi PortC,6

cbi PortB,2

cbi PortB,3

sbi PortD,4

;-------------------------------------------------------

; UART Initialisation

;-------------------------------------------------------


out UBRRH,temp


29

out UBRRL,temp


out UCSRB,temp


out UCSRC,temp

;========================================================

Mulai:

rcall usart_rx

cpi temp,2

brne Mulai

lain1:

rcall usart_rx

cpi temp,'A'

brne lain

rjmp lampuMati

lain:

cpi temp,'B'

brne lain1

rjmp lampuNyala

;

lampuMati:

sbi PORTD,4

rjmp Mulai

30

;

lampuNyala:

cbi PORTD,4

rjmp Mulai

;

delay:

ldi temp,64

mov delay1,temp

wait:

dec delay1

brne wait

dec timeout

brne delay

ret

;

Ldelay:

ldi temp,40

mov delay3,temp

waitmore2:

rcall tunda

dec delay3

brne waitmore2

ret

31

tunda:

ldi temp,0xff

mov delay2,temp

waitsome:

ldi temp,0xff

mov delay1,temp

waitmore:

dec delay1

brne waitmore

dec delay2

brne waitsome

ret

;

usart_tx:

sbis UCSRA,UDRE

rjmp usart_tx

out UDR,temp

ret

;

usart_rx:

sbis UCSRA,RXC

rjmp usart_rx

32

in temp,UDR

ret

SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN TEKNOLOGI ...viii INTISARI Berkembangnya bidang elektronika sekarang,...

Documents

Transcript of SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN TEKNOLOGI ...viii INTISARI Berkembangnya bidang elektronika sekarang,...