Download - PEMBUATAN PROTOTIPE SISTEM KONTROL OTOMATISASI · Seven Segment, 74LS47 IC, DC Motor, L293D IC, LCD and DC fan. This library automation prototype have three structure. Structure of

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PEMBUATAN PROTOTIPE SISTEM KONTROL OTOMATISASI

PERPUSTAKAAN BERBASIS MIKROKONTROLER

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program

Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh :

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2011


commit to user

ii

HALAMAN PENGESAHAN



Disusun Oleh

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034

Dibimbing oleh :

Pembimbing Utama

Hartono, S.Si

NIP. 197708 28 20060410 08

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir

Program Diploma III Ilmu Komputer

pada hari __________ tanggal _____ Juli 2011

Dewan Penguji: Tanda Tangan

1. Hartono, S.Si

NIP. 197708 28 20060410 08 (..........................................)

2. Fendi Aji Purnomo, S.Si

NIDN. 0626098402

(..........................................)

3. Muhammad Asri Safi’ie, S.Si

NIDN. 0603118103

(..........................................)

Disahkan Oleh

Dekan

Fakultas MIPA UNS

Ketua

Program DIII Ilmu Komputer UNS

I

Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Hons), Ph.D

NIP. 19610223 198601 1 001

Drs. YS. Palgunadi, M.Sc

NIP. 19560407 198303 1 004


commit to user

iii

ABSTRACT

ARYA PRASTIAN DHANA, 2011. PROTOTYPING OF LIBRARY

AUTOMATION CONTROL SYSTEM BASED ON

MICROCONTROLLER. Final Project report, Surakarta : Faculty of

Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University Surakarta, 2011.

Library is a place which often be visited by customer as reading place.

Library have a lot of reading book and important archives, so needed an

automation device that effective, efficient and energy saving to make easier a job

and storage place in a library. The objective of this final project report is to make

an automation control system prototype of library based on microcontroller.

An automation control system prototype of library based on

microcontroller has been made. Generally this library automation prototype has

designed use photodiode, LM35 sensor, ATMega8535/16/32 microcontroller,

Seven Segment, 74LS47 IC, DC Motor, L293D IC, LCD and DC fan. This library

automation prototype have three structure. Structure of door automation,

microcontroller accepted the input from photodiode, then microcontroller gave the

output to seven segment with 74LS47 decoder and DC motor with L293D driver

to open and close the door. For an automation fan, microcontroller accepted the

input from LM35 sensor, then the microcontroller output is a LCD view and DC

fan. Whereas automation filing cabinet, microcontroller accepted input from

photodiode, and microcontroller gave the output to L293D driver to control the

DC motor. This prototype could give an easy of management and safety of library,

until can save time and energy.

It can be concluded that automation control system prototype of library

based on microcontroller can be used as the basic to make the real an automation

control system of library.

Key word : microcontroller Atmega, photodiode, LCD, LM35, IrLed, seven

segment, DC motor, IC L293D, IC74LS47


commit to user

iv

BAB V

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian terhadap prototipe alat dapat diambil

kesimpulan yaitu :

1. Telah dibuat prototipe sistem kontrol otomatisasai perpustakaan berbasis

mikrokontroler.

2. Konter pengunjung pintu otomatis berlaku saat ada yang masuk ruangan.

3. Pintu dapat terbuka setelah sensor pertama aktif kemudian bisa tertutup

kembali setelah sensor kedua aktif, dan sebaliknya.

4. Kipas berputar saat suhu yang dihitung lebihdari 36oC dan dapat diubah

sesuai kebutuhan.

5. Lemari 1 dan lemari 2 rak memiliki inputan photodioda yang berbeda.

6. Inputan photodioda untuk lemari menggunakan IrLED.

3.2. Saran

Untuk penyempurnaan prototipe lebih lanjut maka beberapa saran perlu

ditambahkan antara lain :

1. Karena masih merupakan prototipe, diharapkan bisa dijadikan bahan

evaluasi untuk diaplikasikan dalam bentuk yang sebenarnya.

2. Untuk pembuatan bentuk yang sebenarnya, mekanik alat dapat disesuaikan

sesuai dengan kebutuhan.

3. Memperbaiki kecepatan respon pada prototipe.


commit to user

v

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, Eko P. 2010. Mudah Menguasai Pemrograman Mikrokontroler

Atmel AVR menggunakan BASCOM-AVR. Yogyakarta : ELINS UGM.

Budiharto, Widodo. 2011. Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta :

Graha Ilmu.

Chandra, Franky & Deni Arifianto. 2010. Jago Elektronika : Rangkaian

Sistem Otomatis. Jakarta : Kawan Pustaka.


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN



Disusun Oleh

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN



Disusun Oleh

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034


commit to user

i



TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program

Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

Disusun oleh :

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2011


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN



Disusun Oleh

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan

di hadapan dewan penguji

pada tanggal ____ Juni 2011

Pembimbing Utama

Hartono, S.Si

NIP. 197708 28 20060410 08


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN



Disusun Oleh

ARYA PRASTIAN DHANA

NIM. M3308034

Dibimbing oleh :

Pembimbing Utama

Hartono, S.Si

NIP. 197708 28 20060410 08

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir

Program Diploma III Ilmu Komputer

pada hari __________ tanggal _____ Juli 2011

Dewan Penguji: Tanda Tangan

1. Hartono, S.Si

NIP. 197708 28 20060410 08 (..........................................)

2. Fendi Aji Purnomo, S.Si

NIDN. 0626098402

(..........................................)

3. Muhammad Asri Safi’ie, S.Si

NIDN. 0603118103

(..........................................)

Disahkan Oleh

Dekan

Fakultas MIPA UNS

Ketua

Program DIII Ilmu Komputer UNS

I

Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Hons), Ph.D

NIP. 19610223 198601 1 001

Drs. YS. Palgunadi, M.Sc

NIP. 19560407 198303 1 004


commit to user

iv

ABSTRACT

ARYA PRASTIAN DHANA, 2011. PROTOTYPING OF LIBRARY

AUTOMATION CONTROL SYSTEM BASED ON

MICROCONTROLLER. Final Project report, Surakarta : Faculty of

Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University Surakarta, 2011.

Library is a place which often be visited by customer as reading place.

Library have a lot of reading book and important archives, so needed an

automation device that effective, efficient and energy saving to make easier a job

and storage place in a library. The objective of this final project report is to make

an automation control system prototype of library based on microcontroller.

An automation control system prototype of library based on

microcontroller has been made. Generally this library automation prototype has

designed use photodiode, LM35 sensor, ATMega8535/16/32 microcontroller,

Seven Segment, 74LS47 IC, DC Motor, L293D IC, LCD and DC fan. This library

automation prototype have three structure. Structure of door automation,

microcontroller accepted the input from photodiode, then microcontroller gave the

output to seven segment with 74LS47 decoder and DC motor with L293D driver

to open and close the door. For an automation fan, microcontroller accepted the

input from LM35 sensor, then the microcontroller output is a LCD view and DC

fan. Whereas automation filing cabinet, microcontroller accepted input from

photodiode, and microcontroller gave the output to L293D driver to control the

DC motor. This prototype could give an easy of management and safety of library,

until can save time and energy.

It can be concluded that automation control system prototype of library

based on microcontroller can be used as the basic to make the real an automation

control system of library.

Key word : microcontroller Atmega, photodiode, LCD, LM35, IrLed, seven

segment, DC motor, IC L293D, IC74LS47


commit to user

v

ABSTRAK

ARYA PRASTIAN DHANA, 2011. PEMBUATAN PROTOTIPE SISTEM

KONTROL OTOMATISASI PERPUSTAKAAN BERBASIS

MIKROKONTROLER. Tugas Akhir, 2011 : Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2011.

Perpustakaan merupakan tempat yang sering dikunjungi sebagai taman

bacaan yang lengkap. Perpustakaan memiliki banyak buku bacaan dan arsip yang

penting sehingga dibutuhkan suatu alat otomatisasi yang efektif, efisien dan hemat

energi untuk mempermudah suatu pekerjaan dan penyimpanan di perpustakaan.

Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat sebuah prototipe otomatisasi

perpustakaan berbasis mikrokontroler.

Sebuah prototipe otomatisasi perpustakaan telah dibuat. Secara umum

prototipe otomatisasi perpustakaan dirancang menggunakan Photodioda, Sensor

LM35, Mikrokontroler ATMega8535/16/32, Seven Segmen, IC 74LS47, Motor

DC, IC L293D, LCD dan Kipas DC. Pada prototipe otomatisasi perpustakaan

terdiri dari tiga rangkaian. Rangkaian pintu otomatis, mikrokontroler menerima

input dari Photodioda, kemudian mikrokontroler memberikan output berupa

tampilan seven segmen dengan decoder 74LS47 dan motor DC dengan sebuah

driver L293Duntuk membuka dan menutup pintu. Untuk kipas otomatis,

mikrokontroler menerima input dari sensor LM35, kemudian output

mikrokontroler berupa tampilan LCD dan kipas DC. Sedangkan pada otomatisasi

lemari dan meja, mikrokontroler menerima input dari photodioda, dan

mikrokontroler memberikan output pada driver L293D untuk mengontrol motor

DC. Prototipe ini memberikan kemudahan dalam pengelolaan dan keamanan

perpustakaan, sehingga dapat menghemat waktu dan energi.

Dapat disimpulkan bahwa prototipe sistem kontrol otomatisasi

perpustakaan berbasis mikrokontroler dapat digunakan sebagai dasar pembuatan

otomatisasi perpustakaan yang sebenarnya.

Kata kunci : mikrokontroler Atmega, photodioda, LCD, LM35, IrLed, seven

segment, motor DC, IC L293D, IC74LS47


commit to user

vi

MOTTO

Saat kekecewaan menghampiri, tak ada yang lebih berguna

kecuali ikhlas, sabar dan terus bangkit.

Biarkan oranglain berkata apapun tentang kita,

tapi kita adalah kita dan

hanya kita yang mengerti diri kita sendiri.

Tak ada yang lebih indah dan bermanfaat

selain menghargai semua yang kita miliki.

Saat ada orang yang menghancurkan hidup kita,

yakinlah bahwa Allah Maha Mengetahui segalanya.


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

ALLAH dan Rasul-Nya yang telah mengajarkan

untuk menjadi insan yang mulia.

Bapak dan Ibu tercinta, terimakasih atas semua dukungan

yang bapak dan ibu berikan.

Seorang sahabat spesial-ku tercinta yang selalu memberi

pelajaran hidup, inspirasi, inovasi, motivasi

dan ilmu yang sangat tak ternilai harganya.

Bapak dosen yang sudah memberikan arahan dalam menyelsaikan

tugas-tugas perkuliahan sampai Tugas Akhir.

Teman – teman Teknik Komputer UNS 2008,

kehidupan yang sebenarnya baru akan kita mulai.

Pembaca yang budiman.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayah-Nya kepada kita semua. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurah

limpahkan kepada junjungan kita Rasulullah SAW, beserta keluarga, para sahabat

dan pengikutnya yang senantiasa beristiqomah hingga yaumul akhir.

Berkat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, alhamdulillah akhirnya

penulisan laporan tugas akhir yang berjudul “PEMBUATAN PROTOTIPE SISTEM

KONTROL OTOMATISASI PERPUSTAKAAN BERBASIS MIKROKONTROLER“ dapat

terselesaikan dengan baik. Sehingga disini penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kesempatan, sehingga

penulis bisa menyelesaikan pembuatan laporan ini.

2. Drs. YS. Palgunadi, M.Sc selaku ketua Program Diploma III Ilmu

Komputer FMIPA UNS yang telah memberikan motivasi selama

pembuatan program hingga pembuatan laporan.

3. Bpk Hartono, S.Si. selaku pembimbing tugas akhir di fakultas MIPA UNS

yang telah membantu pembuatan produk hingga pembuatan laporan.

4. Ibu, dan Bapak yang telah memberikan dukungan semangat, materi dan

doa setiap saat.

5. Sahabat tercinta yang telah memberi banyak motivasi dan doa.

6. Teman-teman DIII Teknik Komputer FMIPA UNS angkatan 2008.

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini diharapkan dapat berguna dan

bermanfaat bagi para pembaca.

Surakarta, Juni 2011

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iii

HALAMAN ABSTRACT ............................................................................iv

HALAMAN ABSTRAK ............................................................................... v

HALAMAN MOTTO ..................................................................................vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ix

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiii

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

1.1. Latar Belakang Masalah ..................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ................................................................................ 2

1.4. Tujuan dan Manfaat ........................................................................... 2

1.4.1. Tujuan ............................................................................................ 2

1.4.2. Manfaat .......................................................................................... 2

1.5. Metodologi Penelitian ........................................................................ 2

1.6. Sistematika Penulisan ......................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 4

2.1.Unit Masukan (Input) .......................................................................... 4

2.1.1. Photodioda ................................................................................. 4

2.1.2. Sakelar Push Button ................................................................... 5

2.1.3. Sensor Suhu LM35 ..................................................................... 5

2.1.4. Keypad ....................................................................................... 6

2.2.Unit Pemroses ..................................................................................... 6

2.2.1. Mikrokontroler AVR .................................................................. 6


commit to user

x

a. Mikrokontroller ATMEGA 8535/16/32 .................................. 6

b. Konfigurasi Pin ATMEGA 8535/16/32 .................................. 7

c. Sistem Minimum ................................................................... 8

d. ADC (Analog to Digital Converter) AVR ATMEGA ............. 9

e. Interupsi pada AVR ATMEGA ............................................ 10

2.3.Unit Keluaran (Output) ...................................................................... 11

2.3.1. LCD 16x2 ................................................................................ 11

2.3.2. Motor DC ................................................................................. 12

2.3.3. IC Driver Motor DC L293D ..................................................... 12

2.3.4. Seven Segmen .......................................................................... 13

2.3.5. IC Decoder 74LS47 .................................................................. 13

2.4.Perangkat Lunak ................................................................................ 14

2.4.1. Bascom (Basic Compiler) ......................................................... 14

2.4.2. AvrOSP II ................................................................................ 15

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN ................................................ 16

3.1 Analisis Kebutuhan Rangkaian .......................................................... 16

3.1.1. Perangkat Keras (Hardware) ..................................................... 16

A. Perangkat Masukan .............................................................. 16

1. Rangkaian Sensor Photodioda ....................................... 16

2. Rangkaian Keypad 4x4 ................................................. 16

3. Rangkaian Sensor Suhu LM35 ...................................... 17

B. Perangan Pemroses Mikrokontroler ...................................... 17

C. Perangkat Keluaran .............................................................. 18

1. Rangkaian Antarmuka LCD 16x2 mode 4-bit ................ 18

2. Rangkaian Motor DC dengan driver L293D .................. 18

3. Rangkaian Seven Segmen dengan Decoder 74LS47 ...... 19

D. Chasing atau Kerangka ........................................................ 19

3.1.2. Perangkat Lunak (Software) ..................................................... 19

A. BASCOM AVR ................................................................... 19

B. Proteus 7 Professional .......................................................... 20

C. AVR OSP II ......................................................................... 20


commit to user

xi

3.2 Perancangan Prototipe ....................................................................... 20

3.2.1. Perancangan Prototipe Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung 20

3.2.2. Perancangan Prototipe Kipas Otomatis ..................................... 23

3.2.3. Perancangan Prototipe Lemari Otomatis ................................... 25

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA ............................................. 29

4.1 Diagram Blok .................................................................................... 29

4.1.1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung ................... 29

4.1.2. Rangkaian Kipas Otomatis ........................................................ 30

4.1.3. Rangkaian Lemari Otomatis ..................................................... 31

4.2 Pengujian Rangkaian ......................................................................... 31

4.2.1. Rangkaian Photodioda dengan Input IrLED .............................. 32

4.2.2. Rangkaian Sensor Suhu LM35 ................................................. 32

4.2.3. Rangkaian Keypad 4x4 ............................................................. 33

4.2.4. Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega ................................ 35

4.2.5. Rangkaian Driver Motor DC L293D ......................................... 36

4.2.6. Rangkaian Decoder Seven Segmen 74LS47 .............................. 37

4.2.7. Rangkaian LCD 16x2 ............................................................... 38

4.3 Pemrograman Mikrokontroler ........................................................... 39

4.4 Pengujian Keseluruhan ...................................................................... 41

4.4.1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung ................... 41

4.4.2. Rangkaian Kipas Otomatis ........................................................ 43

4.4.3. Rangkaian Lemari Otomatis ..................................................... 44

BAB V PENUTUP ....................................................................................... 46

5.1.Kesimpulan ....................................................................................... 46

5.2.Saran ................................................................................................. 46

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 47

LAMPIRAN


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATMega 8535/16/32 8

Tabel 2.2 Daftar Sumber Interupsi Mikrokontroler AVR 11

Tabel 4.1 Pengujian Photodioda 32

Tabel 4.2 Pengujian Sensor LM35 33

Tabel 4.3 Pengujian Input-Output Mikrokontroler 36

Tabel 4.4 Pengujian Rangkaian Motor DC dengan Driver L293D 37

Tabel 4.5 Pengujian Rangkaian Decoder 74LS47 38


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bentuk dan Simbol Photodioda 4

Gambar 2.2 Salah satu bentuk sakelar push button 5

Gambar 2.3 Konfigurasi IC LM35 5

Gambar 2.4 Keypad 4x4 6

Gambar 2.5 Konfigurasi pin ATMega 8535/16/32 8

Gambar 2.6 Skema sistem minimum ATMega 8535/16/32 9

Gambar 2.7 Tampilan sebuah LCD 16x2 12

Gambar 2.8 Tampilan IC L293D 13

Gambar 2.9 Konfigurasi pin IC L293D 13

Gambar 2.10 Konfigurasi pin IC 74LS47 14

Gambar 2.11 Tampilan BASCOM-AVR 14

Gambar 2.12 Tampilasn Avr-Osp II 15

Gambar 3.1 Rangkaian Photodioda 16

Gambar 3.2 Rangkaian Keypad 4x4 17

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor LM35 17

Gambar 3.4 Rangkaian Minimum ATMega8535/16/32 18

Gambar 3.5 Rangkaian antarmuka LCD 18

Gambar 3.6 Rangkaian Motor DC dengan driver L293D 19

Gambar 3.7 Rangkaian Decoder 74LS47 dan Seven Segmen 19

Gambar 3.8 Flowchart Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung 21

Gambar 3.9 Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung 22

Gambar 3.10 Flowchart Kipas Otomatis 23

Gambar 3.11 Rangkaian Kipas Otomatis 24

Gambar 3.12 Flowchart Lemari Otomatis 26

Gambar 3.13 Rangkaian Lemari Otomatis 27

Gambar 4.1 Blok Diagram Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter

Pengunjung

29

Gambar 4.2 Blok Diagram Rangkaian Kipas Otomatis 30


commit to user

xiv

Gambar 4.3 Blok Diagram Rangkaian Lemari Otomatis 31

Gambar 4.4 Rangkaian Pengujian Photodioda 32

Gambar 4.5 Rangkaian Sensor LM35 33

Gambar 4.6 Rangkaian Keypad 4x4 34

Gambar 4.7 Rangkaian Minimum ATMega8535/16/32 35

Gambar 4.8 Rangkaian Motor DC dengan Driver L293D 37

Gambar 4.9 Rangkaian Decoder 74LS47 dan Seven Segmen 38

Gambar 4.10 Rangkaian Pengujian LCD 4-bit dengan

Mikrokontroler AVR

39

Gambar 4.11 Tampilasn AvrOsp II 40

Gambar 4.12 Browse file yang akan di-download-ka ke

mikrokontroler

40

Gambar 4.13 Tampilan AvrOspII saat proses download 41

Gambar 4.14 Tampilan Pintu Otomatis saat terbuka 42

Gambar 4.15 Tampilan pintu otomatis saat tertutup 43

Gambar 4.16 Tampilan Konter pengunjung dengan seven segmen 43

Gambar 4.17 Tampilan nilai suhu yang terukur pada LCD 44

Gambar 4.18 Tampilan kipas berputar saat suhu yang terukur 55oC 44

Gambar 4.19 Tampilan Lemari 2 Rak Otomatis 45

Gambar 4.20 Tampilan Lemari Keamanan Otomatis 45


commit to user

xv


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin pesat, kebutuhan akan

efektifitas dan efisiensi sangat diutamakan dalam berbagi bidang. Hal

tersebut telah mendorong manusia untuk berkreasi dan berinovasi dalam bidang

teknologi untuk menciptakan suatu alat otomatisasi yang lebih efektif dan efisien.

Pengembangan alat otomatisasi saat ini ditandai dengan semakin banyaknya alat-

alat yang diciptakan dengan teknologi digital berbasis mikrokontroler untuk

mengganti kerja dari peralatan manual. Otomatisasi yang ada saat ini terdapat

pada beberapa penggunaan alat yang sudah biasa dilihat dalam kehidupan, seperti

pada pintu otomatis.

Dengan otomatisasi dapat meningkatkan efektifitas, efisiensi, dan bahkan

apabila dapat memanfaatkan peluang yang ada, otomatisasi dapat dimanfaatkan

untuk penghematan energi. Pintu otomatis saat ini masih terbatas pada waktu

pintu terbuka, bukan saat terdapat orang yang masuk. Selain itu, penggunaan

kipas yang tiap waktu menyala secara terus-menerus dapat menghabiskan energi

yang ada saat ini. Kemudian kurang efisiennya penggunaan lemari dengan rak

yang tinggi yang membutuhkan tangga untuk menjangkaunya, serta penggunaan

lemari dalam hal keamanan yang kurang optimal.

Maka dibuatlah sistem kontrol otomatisasi perpustakaan berbasis

mikrokontroler untuk menunjang efektifitas, efisiensi, keamanan serta hemat

energi. Dengan otomatisasi pintu dua arah serta penambahan konter pengunjung,

dapat menunjang efisiensi waktu serta keamanan ruangan karena adanya konter

tersebut. Otomatisasi kipas dengan bantuan sensor suhu dapat menunjang

penghematan energi dengan menyalakan kipas sesuai suhu minimal yang sudah

diatur sebelumnya. Selanjutnya otomatisasi lemari untuk mempermudah dalam

menjangkau rak yang tinggi dengan menurunkan rak tersebut secara otomatis,

serta lemari yang berfungsi untuk tempat keamanan dokumen dengan

menyembunyikan lemari saat tidak digunakan.


commit to user

2

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang ada maka agar penelitian ini lebih terarah

maka dapat dituliskan rumusan masalah yaitu bagaimana membuat sebuah

prototipe sistem kontrol otomatisasi perpustakaan menggunakan mikrokontroler.

1.3 Batasan Masalah

Pengajuan TA ini dibatasi pada hal-hal berikut ini :

1. Prototipe sistem kontrol otomatisasi perpustakaan berbasis mikrokontroler.

2. Menggunakan logika TTL disemua komponen hardware.

3. Fitur yang diberika pada prototipe berupa pintu otomatis untuk kemudahan

saat masuk ruangan, konter pengunjung, kipas otomatis sebagai pengontrol

suhu ruangan dan lemari otomatis untuk tempat menyimpan.

1.4 Tujuan dan Manfaat

1.4.1. Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah membuat prototipe sistem

kontrol otomatisasi perpustakaan berbasis mikrokontroler.

1.4.2. Manfaat

Manfaat dari tugas akhir pembuatan prototipe sistem kontrol otomatisasi

perpustakaan berbasis mikrokontroler yang penulis dapatkan yaitu, mampu

membuat prototipe alat untuk melakukan simulasi tentang sistem kontrol

otomatisasi perpustakaan berbasis mikrokontroler, dan diharapkan dengan adanya

prototipe sistem kontrol otomatisasi tersebut bisa menjadi bahan evaluasi dalam

pembuatan sistem kontrol yang sebenarnya.

1.5 Metodologi Penelitian

Dalam penelitian, penulis memperoleh data dengan metode sebagai berikut:

1. Metode Observasi

Observasi adalah tahap mengumpulkan data dan informasi yang diperlukan

untuk pembuatan prototype.


commit to user

3

2. Studi Pustaka

Studi pustaka adalah suatu metode pengumpulan data dengan menggunakan

buku-buku sebagai bahan referensi dalam penulisan laporan dan pembuatan tugas

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah melihat dan mengetahui pembahasan yang ada pada

tugas akhir ini secara menyeluruh, maka perlu dikemukakan sistematika yang

merupakan kerangka dan pedoman penulisan tugas akhir. Adapun sistematika

penulisannya adalah sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penelitian, dan sistematika

penulisan.

2. Bab II Landasan Teori

Bab ini berisi landasan teori dasar yang terkait dengan tema yang dibahas

pada laporan tugas akhir ini. Dalam hal ini adalah perangkat yang digunakan yaitu

Mikrokontroler Atmega 8535/16/32, sensor cahaya, LCD, Motor Dc, dan

komponen pendukung lainnya.

3. Bab III Analisa Dan Perancangan

Pada bab ini berisi mengenai analisa dan perancangan perangkat yang dibuat.

4. Bab IV Hasil Dan Pembahasan

Bab ini membahas mengenai pengujian dari perangkat yang dibuat beserta

pembahasannya.

5. Bab V Penutup

Bab ini memaparkan kesimpulan dari seluruh implementasi aplikasi yang

dibuat dan saran untuk pengembangan aplikasi ke depan.


commit to user

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Unit Masukan (Input)

2.1.1. Photodioda

Photodioda merupakan salah satu jenis sensor optic yang digunakan dalam

rangkaian elektronika untuk mengukur intensitas cahaya. Photodioda disusun

menggunakan 2 buah pin. Bagian yang panjang berkutub positif (+) dan bagian

yang pendek berkutub negative (-).

Keluaran photodioda adalah arus listrik yang berubah sesuai intensitas

cahaya yang masuk. Semakin terang atau semakin banyak intensitas cahaya yang

masuk, arus keluaran photodioda semakin besar. Semakin gelap atau semakin

sedikit intensitas cahaya yang masuk, keluaran photodioda semakin kecil. Cara

pemasangan photodioda pada rangkaian elektronika berkebalikan dengan

pemasangan LED (Chandra, 2010).

Gambar 2.1 Bentuk dan Simbol Photodioda

(Ikhwanpcr, 2009)


commit to user

5

2.1.2. Sakelar Push Button

Sakelar push button digunakan untuk menyalakan alat elektronik sesaat

ketika tombol sakelar ditekan. Ketika tombol dilepas, alat elektronik akan mati.

Contoh penggunaan sakelar push button yaitu pada bel pintu (Chandra, 2010).

Gambar 2.2 Salah satu bentuk Sakelar Push Button

(Adamsun, 2011 )

2.1.3. Sensor Suhu LM35

IC LM35 merupakan salah satu jenis sensor suhu yang sering digunakan

dalam rangkaian elektronika karena sifatnya yang mudah digunakan. IC LM35

disusun menggunakan 3 buah pin, yaitu Vcc, Vout, dan ground. IC LM35

berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan listrik.

Keluaran IC LM35 seperti pada thermocouple yaitu tegangan listrik yang

berubah sesuai suhu yang masuk secara linier. Semakin panas atau semakin tinggi

suhu yang masuk, tegangan keluaran IC LM35 semakin besar. Semakin dingin

atau semakin rendah suhu yang masuk, tegangan keluaran IC LM35 semakin kecil

(Chandra, 2010).


commit to user

6

Gambar 2.3 Konfigurasi IC LM35

(National, 1999)

2.1.4. Keypad

Perangkat yang tersusun dari push button yang berbentuk matrik. Baris x

kolom. Cara kerja yaitu scanning pembacaan pin baris/kolom dengan

mengendalikan output pin kolom / baris secara bergantian (Ardi,2010)

Gambar 2.4 Keypad 4x4


commit to user

7

2.2 Unit Pemroses

2.2.1. Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) standart memiliki

arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian

besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC

(Reduced Instruction Set Computer), sedangkan MCS51 berteknologi CISC

(Complex Instruction Set Computer). AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas,

yaitu keluarga Attiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx.

Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,

peripheral, dan fungsinya (Widodo, 2011).

a. Mikrokontroler ATMEGA 8535/16/32

Di dalam mikrokontroler ATMega8535/16/32, sudah terdiri dari :

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

2. ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 channel.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. 131 instruksi handal yang umumnya hanya membutuhkan 1 siklus clock.

6. Watchdog Timer dengan osilator internal untuk reset otomatis mikro.

7. 2 buah timer/counter 8 bit.

8. 1 buah timer/counter 16 bit.

9. Tegangan operasi 2,7V-5.5V pada ATMega16L

10. Internal SRAM sebesar 1KB

11. Memori Flash sebesar 8KB (8192 byte) untuk ATMega8535, 16KB (16384

byte) untuk ATMega16 dan 32KB (32768 byte ) untuk ATMega32, dengan

kemampuan Read While Write.

12. Unit interupsi internal dan eksternal.

13. Port antarmuka SPI

14. EEPROM sebesar 512 byte untuk ATMega8535 dan ATMega16, 1024 byte

untuk ATMega32, yang dapat diprogram saat operasi.


commit to user

8

15. Antarmuka komparator analog.

16. 4 channel PWM.

17. 32x8 general purpose register.

18. Hampir mencapai 16 MIPS pada Kristal 16 MHz.

19. Port USART programmable untuk komunikasi serial.

(Widodo, 2011).

b. Konfigurasi Pin Atmega 8535/16/32

Gambar 2.4 berikut ini merupakan susunan kaki standar 40 pin DIP

mikrokontroler AVR ATMega8535/16/32.

Gambar 2.5 Konfigurasi pin ATMega 8535/16/32

(Atmel, 2003)

Tabel 2.1 Konfigurasi pin ATMega 8535/16/32

Nomor Pin Nama Fungsi

10 VCC Catu daya positif

11,31 GND Catu daya negatif / ground


commit to user

9

30 AVCC Catu daya positif untuk ADC

internal

32 AREF Pin untuk tegangan referensi ADC

1-8 PB7...PB0 Pin masukan dan keluaran Port B

33-40 PA7...PA0 Pin masukan dan keluaran Port A

14-21 PD7...PA0 Pin masukan dan keluaran Port D

22-29 PC7...PA0 Pin masukan dan keluaran Port C

9 RESET Pin masukan untuk reset

12,13 XTAL 1 dan 2 Pin masukan osilator eksternal

c. Sistem minimum

Gambar 2.5 Berikut merupakan skema minimun dari mikrokontroler

ATMega8535/16/32.

Gambar 2.6 Skema sistem minimum ATMega8535/16/32


commit to user

10

d. ADC (Analog to Digital Converter) AVR ATMega

Fitur ADC pada mikrokontroler AVR merupakan kemajuan yang pesat pada

dunia mikrokontroler. Hal ini menyebabkan rancangan yang kompleks menjadi

lebih sederhana dan efisien.

Keunggulan mikrokontroler AVR ATMega16 dibandingkan pendahulunya

ialah :

1. Sudah terintegrasinya ADC 10bit sebanyak 8 saluran.

2. 13-260µS conversion time.

3. Mencapai 15kS/s pada resolusi maksimum.

4. Optional left adjustment untuk ADC result readout.

5. Interupsi pada ADC Conversion Complete.

6. Sleep mode noise canceler.

Input ADC pada mikrokontroler dihubungkan ke sebuah 8 channel Analog

multiplexer yang digunakan untuk single ended input channels. Jika sinyal input

dihubungkan ke masukan ADC dan 1 jalur lagi terhubung ke ground, disebut

single ended input. Jika input ADC terhubung ke 2 buah input ADC disebut

sebagai differential input, yang dapat dikombinasikan sebanyak 16 kombinasi

(Widodo, 2011).

e. Interupsi pada AVR ATMega

Anda bisa membayangkan sebuah sistem elektronik yang selalu

mengirimkan atau menampilkan data suhu per detik dan pada saat yang

bersamaan melakukan kontrol pengadukan sebuah tangki, artinya proses atau

kontrol utama pada sistem tersebut hanya melakukan pengadukan isi tangki

dengan kecepatan yang bergantung pada data-data suhu. Setiap detik dilakukan

pembacaan data suhu, kemudian ditampilkan pada layar LCD, misalnya, dan

dijadikan acuan untuk menetapkan kecepatan pengadukan.

Skenario tersebut membutuhkan mekanisme interupsi. Saat proses

dilakukan secara normal, kemudian terjadi interupsi, program normal ditinggalkan


commit to user

11

terlebih dulu, mengerjakan rutin interupsi, kemudian kembali lagi mengerjakan

program secara normal. Inilah konsep interupsi...!

Mikrokontroler AVR memiliki 21 macam sumber interupsi yang terdiri dari

3 interupsi eksternal dan 18 interupsin internal, sebagaimana ditunjukkan pada

Tabel 2.2 berikut.


commit to user

12

Tabel 2.2 Daftar Sumber Interupsi Mikrookontroler AVR

(Atmel, 2003)

2.3 Unit Keluaran (Output)

2.3.1. LCD 2x16

Alat display yang dibuat pabrik yang sudah standar yang dapat

menampilkan karakter dua baris, dengan tiap baris 16 karakter. Cara kerja yaitu

karena LCD sudah dilengkapi perangkat pengontrol sendiri yang menyatu dengan

LCD, maka kita ikuti aturan standar yang telah disimpan dalam pengontrolan

tersebut (Ardi, 2010).


commit to user

13

Gambar 2.7 Tampilan sebuah LCD 2x16

(Agfianto, 2010)

2.3.2. Motor DC

Motor DC sering digunakan dalam rangkaian elektronika untuk

menggerakan roda. Motor DC aktif jika pin-pinnya dihubungkan ke kabel positif

dan kabel negatif tegangan DC. Jika pin-pin motor DC dihubungkan ke baterai,

motor DC akan berputar searah. Jika ingin motor DC berputar berbalik arah,

pemasangan motor DC dibalik (Chandra, 2010).

2.3.3. IC Driver Motor DC L293D

Driver motor digunakan untuk menggerakkan motor DC menggunakan

mikrokontroler. Arus yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh

mikrokontroler sangat kecil (dalam satuan miliampere) sehingga agar

mikrokontroler dapat menggerakkan motor DC diperlukan suatu rangkaian driver

motor yang mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa ampere.

Rangkaian driver motor DC dapat berupa rangkaian transistor, relay, atau IC

(Integrated Circuit). Rangkaian driver yang umum digunakan adalah dengan IC

L293D. IC L293D berisi 4 channel driver dengan kemampuan mengalirkan arus

sebesar 600mA per channel. Tegangan kerja IC L293D dari 6 volt sampai dengan

36 volt dan arus impuls tak berulang maksimum sebesar 1,2 ampere. Konfigurasi

pin IC L293D ditunjukkan pada Gambar 2.7. (Wiyono, 2007).


commit to user

14

Gambar 2.8 Tampilan IC L293D

(Thomson, 1996)

Gambar 2.9 Konfigurasi pin IC L293D

(Thomson, 1996)

2.3.4. Seven Segment

Komponen display yang terdiri dari 7 segmen led yang membentuk angka 8,

plus satu led untuk titik. Cara kerja yaitu seven segmen akan on jika common

katode low dan anoda segmen high, dan seven segmen akan on jika common

anode high dan anoda segmen low (Ardi, 2010).

2.3.5. IC Decoder 74LS47


commit to user

15

Decoder 74LS47 merupakan sebuah IC yang berfungsi mendecode inputan

4-bit menjadi sebuah output 8-bit pada Seven Segment. Dengan demikian, pada

mikrokontroler tidak memerlukan output 8 pin melainkan hanya 4 pin untuk

sebuah seven segment, sehingga 1 port mikrokontroler dapat digunakan untuk 2

digit seven segment.

Gambar 2.10 Konfigurasi pin IC 74LS47

(Fairchild, 2000)

2.4 Perangkat Lunak

2.4.1. Bascom ( Basic Compiler )

Merupakan kompiler yang cukup populer di kalangan hobis mikrokontroler

AVR di Indonesia. Berikut beberapa fitur dari BASCOM AVR :

a. Basic terstruktur dilengkapi dengan label-label.

b. Pemrogaman terstruktur dengan dukungan perintah-perintah : IF-THEN-

ELSE-ENDIF, DO-LOOP, WHILE-WEND, SELECT-CASE.

c. Menyediakan tipe-tipe variabel Bit, Byte, Integer, Word, Long, Single,

Double, dan String.

d. Perintah-perintah khusus untuk tampilan LCD, Keypad, dan lain-lain.

e. Mendukung variabel lokal.

f. Simulator terintegrasi untuk pengujian.


commit to user

16

Gambar 2.11 Tampilan BASCOM-AVR

2.4.2. Avr OSP II

AVR OSP II adalah salah satu software yang digunakan untuk mendowload

program ke dalam IC Mikrokontroler. Persiapan pertama sebelum men-download

adalah menghubungkan downloader ATMega16/32 dengan PC melalui USB port

atau serial port, kemudian pilih Auto Detect untuk melihat IC mikrokontroler apa

yang digunakan. Langkah berikutnya adalah memasukkan listing program yang

akan didownload ke IC, bisa menggunakan Flash rom atau EEPROM. Pilih

browse untuk memilih listing program yang akan di-download-kan nantinya

dengan Avr OSP II. Setelah menentukan listing program yang akan digunakan,

pilih program.


commit to user

17

Gambar 2.12 Tampilan Avr-Osp II


commit to user

18

BAB III

DESAIN DAN PERANCANGAN

3.1. Analisis Kebutuhan Rangkaian

Dalam Pembuatan Prototipe Sistem Kontrol Otomatisasi Perpustakaan ini,

penulis membutuhkan beberapa perangkat (hardware) serta perangkat lunak

(software) untuk simulasi dan pemrograman. Berikut merupakan alat yang

diperlukan antara lain :

3.1.1. Perangkat Keras (Hardware)

A. Perangkat Masukan

1. Rangkaian Sensor Photodioda

Sensor photodioda digunakan untuk memberikan input yang nantinya

akan dibaca oleh mikrokontroler. Photodioda memanfaatkan cahaya Led

Inframerah untuk memberikan inputan pada mikrokontroler portA.

Gambar 3.1 Rangkaian Photodioda

2. Rangkaian Keypad 4x4

Sebuah inputan button yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom yang disusun

menjadi sebuah masukan untuk mikrokontroler sejumlah 8 pin, yaitu 4 pin untuk

bari san 4 pin untuk kolom. Sebagai input dari rangkaian perangkat kipas otomatis

pada mikrokontroler untuk pengubah suhu minimal saat kipas nyala.

Input ke mikro


commit to user

19

Gambar 3.2 Rangkaian Keypad 4x4

3. Rangkaian Sensor Suhu LM35

Sebuah sensor suhu LM35 disusun menggunakan 3 buah pin, yaitu Vcc,

Vout, dan ground. Sebagai input dari rangkaian perangkat kipas otomatis pada

mikrokontroler.

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor LM35

B. Perangkat Pemroses Mikrokontroler

Rangkaian ini merupakan sistem minimum yang digunakan untuk sebuah

mikrokontroler ATMega8535/16/32 untuk dapat menjalankan sebuah perintah

yang diprogram. Rangkaian minimum ini secara keseluruhan sudah dapat

digunakan untuk pengolah data input maupun output.

Input ke mikro


commit to user

20

Gambar 3.4 Rangkaian Minimum ATMega8535/16/32

C. Perangkat Keluaran

1. Rangkaian Antarmuka LCD 16 x 2 mode 4-bit

Rangkaian ini menggunakan LCD 16x2 yang digunakan sebagai output

dari mikrokontroler dengan menggunakan mode 4-bit, yaitu untuk efisiensi

penggunaan pin yang hanya memerlukan 6 pin (4 pin untuk jalur data 4-bit, 2 pin

yang lain untuk pengontrolan Register Select dan Enable.

Gambar 3.5 Rangkaian antarmuka LCD

2. Rangkaian Motor DC dengan driver L293D

Rangkaian berikut digunakan untuk penggerak pintu, serta perangkat

dengan output motor dc. Gerakan motor DC ini dapat diatur dengan pemberian

data pada IC L293D sebagai driver.


commit to user

21

Gambar 3.6 Rangkaian Motor DC dengan Driver L293D

3. Rangkaian Seven Segment Anoda dengan Decoder 74LS47

Berikut ini merupakan rangkaian dari sebuah Seven Segment Anoda sebagai

output dari mikrokontroler. Decoder 74LS47 mendecodekan input 4-bit dari

mikrokontroler menjadi sebuah output 8-bit untuk Seven Segment. Gambar 3.3

merupakan rangkaian Seven Segment 2 digit menggunakan 2 decoder 74LS47.

Gambar 3.7 Rangkaian Decoder 74LS47 dan Seven Segment

D. Chasing atau kerangka

Kerangka serta bahan pendukung hardware dibuat dengan menggunakan

bahan dari akrilik dan alumunium.

3.1.2. Perangkat Lunak (Software)

A. BASCOM AVR (Basic Compiler AVR)

Merupakan software yang digunakan untuk menuliskan program yang akan

dibuat yang akan disimpan dalam ekstensi *.bas. Kemudian dapat dicompile

menjadi ekstensi *.hex yang kemudian di-download-kan ke mikrokontroler

dengan software downloader.

Port Mikrokontroller


commit to user

22

B. Proteus 7 Professional

Aplikasi ini digunakan untuk menggambar rangkaian. Dalam aplikasi

ini, terdapat beberapa gambar komponen elektronika sehingga memudahkan

dalam pembuatan gambar rangkaian.

C. AVR OSP II

Merupakan salah satu software downloader yang digunakan untuk men-

download-kan program ke dalam Mikrokontroler .

3.2. Perancangan Prototipe

Prototipe sistem kontrol otomatisasi perpustakaan berbasis Mikrokontroler

ini mempunyai beberapa bagian yaitu :

1. Perancangan Prototipe Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

2. Perancangan Prototipe Kipas Otomatis

3. Perancangan Prototipe Lemari Otomatis

3.2.1. Perancangan Prototipe Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

a. Perancangan Flow Chart

Perancangan awal dari Prototipe Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

yaitu dengan menggambarkan rencana proses data berjalan dari input, proses

sampai ke output. Dengan inputan awal dari photodioda, kemudian di proses oleh

mikrokontroler sehingga menghasilkan output ke driver motor dan menggerakkan

motor.


commit to user

23

Mulai

PD_1 = 0 ? PD_2 = 0 ?

Buka Pintu

PD_2 = 0 ?

Tutup Pintu

Ya

Tidak

Ya

PD_1 = 0 ?Tidak

Ya

Selesai

Tidak

Tidak

Konter + 1

Ya

Inisiasi

Program

Gambar 3.8 Flowchart Pintu Otomatis dan

Konter Pengunjung

b. Perancangan Rangkaian

Setelah flowchart selesai, selanjutnya membuat rancangan rangkaian

hardware keseluruhan dari pintu otomatis dan konter pengunjung, dengan

menggunakan software Proteus 7, sehingga didapatkan rangkaian seperti Gambar

3.8.

Reset Konter


commit to user

24

Gambar 3.9 Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

c. Deklarasi Program

Berikut merupakan perintah yang digunakan pada mikrokontroler dengan

menggunakan bahasa pemrograman basic.

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc ke kanan untuk

membuka pintu :

Out_1 = 1

Out_2 = 0

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc ke kiri untuk

menutup pintu :

Out_1 = 0

Out_2 = 1

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan konter saat membuka

pintu :

A = A + 1


commit to user

25

3.2.2. Perancangan Prototipe Kipas Otomatis


Flowchart yang akan digunakan untuk rancangan hardware kipas otomatis

menggunakan sensor suhu LM35.

Mulai

Selesai

Inisiasi Program

Baca Suhu

LM35

> X oC ?

Kipas Aktif

Ya

Tidak

Masukkan Suhu

Minimum = X

Selesai ?

Ya

Tidak

Gambar 3.10 Flowchart Kipas Otomatis


Bentuk rangkaian yang digunakan untuk kipas otomatis dengan output

sensor suhu LM35 yang terhubung dengan mikrokontroler porta yang merupakan

port ADC pada AVR ATMega.


commit to user

26

Gambar 3.11 Rangkaian Kipas Otomatis




Perintah pada mikrokontroler untuk mengkonversi nilai didapatkan

mikrokontroler port ADC sehingga dapat menampilkan nilai dalam satuan

oCelcius :

Data_adc = Getadc(0)

Adc_convert = Data_adc

Adc_convert = Adc_convert / 1024

Adc_convert = Adc_convert * 500

Adc_string = Fusing(adc_convert , "#.#")

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan kipas saat suhu >39oC :

If Data_adc >= 80 Then

Portc.0 = 1

Else

Portc = 0


commit to user

27

End If

Perintah pada mikrokontroler untuk menampilkan nilai suhu ruangan pada

LCD 16x2 :

Cls

Locate 1 , 1

Lcd "Suhu Ruangan :"

Locate 2 , 2

Lcd Adc_string ; " Celcius"

3.2.3. Perancangan Prototipe Lemari Otomatis


Flowchart yang dibuat berdasarkan rancangan cara kerja dari lemari

otomatis dengan menggunakan sensor cahaya photodioda. Sebagai inputan untuk

photodioda yaitu dengan menggunakan led inframerah yang dapat ditangkap

photodioda dengan baik.


commit to user

28

Mulai

Selesai

Inisiasi

Program

PD_1 = 1 ? PD_2 = 1 ?

Lemari 1 Keluar

PD_1 = 1 ?

Lemari 1 Masuk

Ya

Ya

Lemari 2 Rak

Turun

Ya

Lemari 2 Rak Naik

PD_2 = 1 ?

Ya

Tidak

Tidak

TidakTidak

Gambar 3.12 Flowchart Lemari Otomatis


Rancangan rangkaian disesuaikan dengan fungsi awal dan flowchart yaitu

dengan menggunakan photodioda sebagai inputan mikrokontroler dan driver

L293D yang diteruskan ke motor dc untuk outputan dari mikrokontroler.


commit to user

29

Gambar 3.13 Rangkaian Lemari Otomatis




Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc sehingga rak

lemari akan turun :

Sub Turun_1

Out_1 = 0

Out_2 = 1

Waitms 150

Porta = 0

Portb = 255

Return

End Sub

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc sehingga rak

lemari akan naik :

Sub Naik_1

IN_Lemari 2 rak

IN_Lemari 1


commit to user

30

Out_1 = 1

Out_2 = 0

Waitms 150

Porta = 0

Portb = 255

Return

End Sub

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc untuk lemari

otomatis keluar :

Sub Keluar

Out_3 = 0

Out_4 = 1

Waitms 150

Porta = 0

Portb = 255

Return

End Sub

Perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan motor dc yang membuat

lemari otomatis masuk :

Sub Masuk

Out_3 = 1

Out_4 = 0

Waitms 150

Porta = 0

Portb = 255

Return

End Sub


commit to user

31

BAB IV

IMPLEMENTASI DAN ANALISA

Perancangan Tugas Akhir ini menghasilkan dua bagian, yaitu bagian

pertama adalah perancangan perangkat keras (hardware) yang berupa penyusunan

komponen-komponen elektronika menjadi sebuah sirkuit yang dapat bekerja

sesuai dengan fungsinya. Bagian kedua adalah perancangan perangkat lunak

(software) yang menghasilkan program yang dapat menjalankan modul-modul

sesuai yang diinginkan.

3.3. Diagram Blok

Prototipe yang penulis buat terdiri dari 3 rangkaian, yaitu :

1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

2. Rangkaian Kipas Otomatis

3. Rangkaian Lemari Otomatis

4.1.1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

Gambar 4.1 Blok Diagram Rangkaian Pintu Otomatis dan

Konter Pengunjung

Pada blok pertama rangkaian pintu otomatis dan konter pengunjung terdapat

blok masukan. Dimana pada blok ini terdapat sensor photodioda. Sensor ini

IrLED

Mikrokontroler

ATMega8535

Unit Masukan

Display

2 digit 7segmen

Driver Motor

L293D

Motor DC

5 Volt

Unit Keluaran Unit Pemroses

Photodioda 1

Photodioda 2

Button Reset Konter


commit to user

32

dipilih karena memiliki sensitivitas yang bagus terhadap perubahan cahaya pada

pemancar led inframerah. Sehingga apabila ada perbedaan intensitas cahaya yang

diterima photodioda, maka nilai masukan pada mikrokontroler akan berubah.

Sedangkan mikrokontroller yang berfungsi sebagai otak dari sistem pemroses ini

menggunakan ATMega8535.

Pada blok yang terakhir terdapat blok keluaran. Pada blok ini terdapat

display 2 digit seven segmen dan Driver L293D. Seven segment berfungsi sebagai

display dari konter atau penghitungan pengunjung yang masuk. Sedangkan Driver

L293D berfungsi untuk menjalankan Motor DC ke kanan atau ke kiri sesuai

inputan yang diberikan dari output Mikrokontroler.

4.1.2. Rangkaian Kipas Otomatis

Gambar 4.2 Blok Diagram Rangkaian Kipas Otomatis

Pada blok pertama rangkaian terdapat blok masukan. Dimana pada blok ini

terdapat sensor suhu LM35. Sensor ini memberikan inputan analog pada

mikrokontroler, sehingga pada unit pemroses yaitu ATMega16 dengan

menggunakan port ADC. Kemudian pada mikrokontroler dilakukan konversi nilai

analog menjadi sebuah nilai digital yang dapat diukur.

Pada blok keluaran, terdapat display LCD 16x2 dan Kipas. Display LCD

16x2 berfungsi sebagai display dari suhu ruangan yang diukur pada sensor suhu

LM35 dan diproses menggunakan ATMega16, sehingga didapat keluaran

tampilan berupa suhu yang terhitung dalam satuan derajat Celcius. Sedangkan

Kipas berfungsi saat suhu ruangan melebihi batas minimal yang sudah ditentukan

sebelumnya pada mikrokontroler untuk mengatur kapan kipas berputar dan

berhenti.

Keypad 4x4

Sensor Suhu

LM35

Unit Masukan

Mikrokontroler

ATMega16

Display

LCD 16x2

Kipas DC

Unit Keluaran

Unit Pemroses


commit to user

33

4.1.3. Rangkaian Lemari Otomatis

Gambar 4.3 Blok Diagram Rangkaian Lemari Otomatis

Pada blok masukan pada rangkaian terdapat masukan dari 2 buah

photodioda dan satu button. Dimana photodioda sebagai sensor untuk pendeteksi

inputan dari led inframerah yang akan mengbah nilai masukan pada

mikrokontroler yang selanjutnya diproses oleh mikrokontroler ATMega16.

Pada blok keluaran, terdapat Driver L293D yang mempunyai 4 pin input

dan 4pin output. Selanjutnya output dari mikrokontroler memberikan masukan

pada driver L293D untuk menjalankan Motor DC Lemari otomatis yang membuat

lemari keluar atau masuk dan Motor DC Lemari 2 rak yang membuat rak naik

atau turun sesuai inputan yang diberikan dari output Mikrokontroler.

3.4. Pengujian Rangkaian

Dalam tahap ini, rangkaian yang diujikan yaitu :

1. Rangkaian Photodioda dengan Input IrLED

2. Rangkaian Sensor Suhu LM35

3. Rangkaian Keypad 4x4

4. Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega

5. Rangkaian Driver Motor DC L293D

6. Rangkaian Decoder Seven Segment 74LS47

7. Rangkaian LCD 16x2

IrLED

Motor DC

L_2

Driver Motor

L293D

Motor DC

L_1

Mikrokontroler

ATMega16

Unit Pemroses Unit Keluaran

Photodioda 1

Photodioda 2

Unit Masukan


commit to user

34

3.1.3. Rangkaian Photodioda dengan Input IrLED

Rangkaian sensor photodioda digunakan untuk memberikan input yang

selanjutnya dibaca oleh mikrokontroler. Dalam pengujian ini, photodioda

memanfaatkan cahaya IrLED (led Inframerah) untuk memberikan sebuah output.

IrLED akan memberikan cahaya inframerah yang tidak terlihat secara biasa oleh

mata, kemudian photodioda menerima intensitas cahaya yang berbeda sesuai

pemancar IrLED tersebut dan apakah ada yang menghalanginya.

Gambar 4.4 Rangkaian Pengujian Photodioda

Pengujian dilakukan dengan merangkain seperti pada Gambar 4.4, dengan V

out dari photodioda dihubungkan dengan Voltmeter sehingga akan menampilkan

nilai yang berbeda saat diberi masukan dari cahaya IrLED dan saat cahaya IrLED

terhalang. Berikut adalah tabel pengujian dari photodioda dengan tegangan dc

5volt.

Tabel 4.1 Pengujian Photodioda

Input Output +

(Voltmeter + ke Probe 2,

Voltmeter - ke Probe 3)

Output (-)

(Voltmeter + ke Probe 1,

Voltmeter - ke Probe 2

IrLED 3,4 volt 1 volt

- 0,2 volt 4,5 volt

3.1.4. Rangkaian Sensor Suhu LM35

Sebuah sensor suhu LM35 disusun menggunakan 3 buah pin, yaitu Vcc,

Vout, dan ground. Sebagai perangkat input, sensor suhu memiliki keluaran berupa

data analog. Untuk pengujian sensor, pin sensor positif dihubungkan ke Vcc 5volt,

1

2

3

+ -


commit to user

35

pin ground, kemudian pin output dihubungkan dengan voltmeter untuk menguji

keluaran volt pada sensor LM35.

Gambar 4.5 Rangkaian Sensor LM35

Dengan menggunakan rangkaian sederhana seperti Gambar 4.5, didapatkan

nilai keluaran dari sensor suhu LM35 seperti Tabel 4.2, dengan keadaan sekitar

sensor yang berbeda-beda untuk hasil pengujian yang berbeda.

Tabel 4.2 Pengujian Sensor LM35

Sumber Suhu Terukur Rata-rata

Termometer (oC) LM35 (

oC)

Lampu Pijar 9Watt (1 cm, 1 menit) 41o 40

o

Lilin (1 cm, 1 menit) 38o 38

o

Normal (Pagi hari, 1 menit) 28o 29

o

3.1.5. Rangkaian Keypad 4x4

Rangkaian berikut merupakan rangkaian pengujian keypad 4x4 dengan LCD

sebagai output dari mikrokontroler untuk menampilkan tombol berapa yang

ditekan.

Voltmeter


commit to user

36

Gambar 4.6 Rangkaian Keypad 4x4

Untuk pengujian, menggunakan program yang digunakan untuk mengambil

masukan dari keypad berdasarkan matrik kolom dan baris. List program seperti

berikut ini.

Config Kbd = Portd

Dim Keypad As Byte

Dim Ulang As Byte

Do

Keypad = Getkbd()

If Keypad < 16 Then

Ulang = Lookup(keypad , Tabel)

If Ulang = 1 Then

Cls

Locate 1 , 1

Lcd " TOMBOL "

Locate 2 , 1

Lcd " 1"

Waitms 50

End If

End If

Loop

Tabel:

Data 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16


commit to user

37

3.1.6. Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega

Rangkaian berikut merupakan sistem minimum yang digunakan untuk

sebuah mikrokontroler ATMega8535/16/32 untuk dapat menjalankan sebuah

masukan dan keluaran. Rangkaian sistem minimum AVR membutuhkan Clock

yang dapat menggunakan Clock internal AVR maupun Clock eksternal dengan

Crystal. Untuk penggunaan Clock internal akan sangat beresiko yang apabila

salah dalam pengkonfigurasian, maka mikrokontroler AVR akan mati. Dengan

menggunakan Clock eksternal akan mengurangi resiko mikrokontroler mati.

Gambar 4.7 Rangkaian Minimum ATMega8535/16/32

Pada pengujian input-output mikrokontroler, menggunakan program untuk

menghidupkan led dengan perinteh Select-Case pada pemrograman Bascom AVR

dengan list program seperti berikut.

Dim X As Byte

Config Portb = Output

Config Portd = Input

Portd = 255


commit to user

38

Do

X = Pind

Select Case X

Case &B11111011 : Portb = &B01010101 ' pushbuton di portd.2

Case &B11110111 : Portb = &B10101010 ' pushbuton di portd.3

End Select

Loop

Dengan menekan push button di portd.2 atau portd.3, maka led pada portb

akan menyala sesuai button yang ditekan seperti pada Table 4.3.

Tabel 4.3 Pengujian Input-Output Mikrokontroler

Portb Led ke Button portd.2 Button portd.3

1 mati nyala

2 nyala mati

3 mati nyala

4 nyala mati

5 mati nyala

6 nyala mati

7 mati nyala

8 nyala mati

Dengan melihat hasil pada tabel diatas, mikrokontoler telah sesuai dengan

program yang dibuat maka mikrokontoler siap digunakan.

3.1.7. Rangkaian Driver Motor DC L293D

Rangkaian berikut digunakan untuk penggerak pintu, serta perangkat

dengan output motor dc lain seperti lemari otomatis. Gerakan motor DC ini dapat

diatur dengan pemberian data pada IC L293D sebagai driver.


commit to user

39

Gambar 4.8 Rangkaian Motor DC dengan Driver L293D

Dengan bantuan program sederhana dari mikrokontroler untuk menyalakan

output motor dc dengan driver, maka didapat hasil pengujian seperti Tabel 4.4

berikut.

Tabel 4.4 Pengujian Rangkaian Motor DC dengan Driver L293D

Input dari Mikro Motor Putar Kanan Motor Putar Kiri

Portd.0 = 0

Portd.1 =1 v

Portd.0 = 1

Portd.1 =0 v

Portd.2 = 0

Portd.3 =1 v

Portd.2 = 1

Portd.3 =0 v

3.1.8. Rangkaian Decoder Seven Segment 74LS47

Rangkaian berikut ini merupakan rangkaian dari sebuah Seven Segment

Anoda yang berfungsi sebagai output dari mikrokontroler. Decoder 74LS47

mendecodekan input 4-bit dari mikrokontroler menjadi sebuah output 8-bit untuk

Seven Segment. Gambar 3.3 berikut merupakan sebuah rangkaian Seven Segment

2 digit dengan menggunakan 2 decoder 74LS47 untuk input 8-bit dari

mikrokontroler.

Input dari mikro


commit to user

40

Gambar 4.9 Rangkaian Decoder 74LS47 dan Seven Segment

Pengujian rangkaian dengan memberikan program pada mikrokontroler dan

mendapatkan hasil sesuai Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Pengujian Rangkaian Decoder 74LS47

Input dari Mikro Digit Pertama Digit Kedua

&H15 1 5

&H09 0 9

&H20 2 0

&H10 1 0

3.1.9. Rangkaian LCD 16x2

Rangkaian ini menggunakan LCD 16x2 yang digunakan sebagai output

dari mikrokontroler dengan menggunakan mode 4-bit, yaitu untuk efisiensi

penggunaan pin yang hanya memerlukan 6 pin (4 pin untuk jalur data 4-bit, 2 pin

yang lain untuk pengontrolan Register Select dan Enable).


commit to user

41

Gambar 4.10 Rangkaian Pengujian LCD 4-bit dengan Mikrokontroler AVR

Pengujian dilakukan dengan memberikan perintah pada mikrokontroler

untuk menampilkan beberapak karakter pada LCD dengan bahasa Bascom

berikut.

Cls

Upperline

Lcd " ArPa-15 ENERGI "

Lowerline

Lcd " Deteksi Suhu "

Pada LCD akan tampil tulisan pada baris pertama yaitu “ArPa-15 Energi”

dan tulisan “Deteksi Suhu” pada baris kedua, tanpa tanda petik.

3.5. Pemrograman Mikrokontroler

Proses pemrograman mikrokontroler dilakukan setelah rangkaian hardware

selesai dibuat. Seluruh hardware tersebut diuji apakah sudah sesuai dan tidak ada

kesalahan dalam perangkainnya. Kemudian program dimasukkan ke dalam

mikrokontroler ATMega8535/16/32 yang digunakan dan apabila rangkaian alat

dapat menampilkan hasil yang dibuat seperti dalam program, maka alat dalam

keadaan baik.


commit to user

42

Untuk men-download program ke mikrokontroler ATMega8535/16/32

digunakan software AvrOspII. Downloader dihubungkan ke komputer atau laptop

melalui port USB. Berikut ini langkah-langkah men-download program :

1. Buka Program AvrOspII. Apabila downloader sudah dihubungkan dengan

mikrokontroler, pilih Auto Detect.

Gambar 4.11 Tampilan AvrOspII

2. Kemudian muncul spesifikasi dari mikrokontroler yang digunakan.

Selanjutnya pilih Browse untuk mengambil file yang akan di-downloadkan

ke mikrokontroler.

Gambar 4.12 Browse file yang akan di-download-kan ke mikrokontroler


commit to user

43

3. Selanjutnya pilih Program, dan downloader akan malakukan proses

download ke mikrokontroler.

Gambar 4.13 Tampilan AvrOspII saat proses download

3.6. Pengujian Keseluruhan

Prototipe ini dirancang menjadi beberapa bagian dan bentuk

1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

2. Rangkaian Kipas Otomatis

3. Rangkaian Lemari Otomatis

4.4.1. Rangkaian Pintu Otomatis dan Konter Pengunjung

Alat ini dirancang menggunakan sensor photodioda sebagai pendeteksi

inputan mikrokontroler pada pintu otomatis dua arah. Dengan IC 74LS47 sebagai

decoder seven segment untuk tampilan penghitung konter pengunjung. Untuk

menggerakkan motor digunakan IC L293D sebagai driver. IC ini berfungsi untuk

mengendalikan putaran motor DC agar dapat membuka dan menutup pintu.

Mikrokontroler ATMega8535 digunakan sebagai otak dari alat ini. Rangkaian

tersebut dihubungkan dengan catu daya 5 V.


commit to user

44

Kondisi pertama adalah kedua Photodioda yaitu PD_1, yang terhubung pada

porta.0, dan PD_2, yang terhubung pada porta.1, dalam keadaan normal dan pintu

dalam keadaan tertutup. Setelah PD_1 atau PD_2 mendeteksi inputan berupa

cahaya inframerah yang terhalang oleh manusia maka nilai inputan akan berlogika

“0” apabila PD_1 yang pertama mendetaksi inputan, mikrokontroler akan

memberikan nilai 1 untuk ditambahkan pada variabel A sebagai penghitung

konter yang kemudian ditampilkan dalam seven segment, dan selanjutnya

mikrokontroler akan memberi perintah yang kemudian diteruskan ke IC L293D

untuk menggerakkan motor DC yang berakibat pintu dapat terbuka secara

otomatis. Namun apabila PD_2 yang terlebih dahulu menerima inputan, maka

pintu otomatis langsung terbuka. Setelah itu pintu otomatis akan menutup saat

sensor kedua menerima inputan, dengan kata lain apabila PD_1 yang pertama

menerima inputan, maka PD_2 yang selanjutnya menerima inputan akan

bertindak sebagai penutup pintu, begitu juga sebaliknya.

Kemudian apabila penghitungan konter pengunjung ingin di-reset atau

dinolkan kembali, terdapat sebuah tombol interupsi untuk me-reset nilai konter

sehingga menjadi nol dan menghitung ulang kembali dari nol.

Gambar 4.14 Tampilan pintu otomatis saat terbuka


commit to user

45

Gambar 4.15 Tampilan pintu otomatis saat tertutup

Gambar 4.16 Tampilan konter pengunjung dengan seven segment

4.4.2. Rangkaian Kipas Otomatis

Alat ini dirancang menggunakan sensor suhu LM35 sebagai pendeteksi

inputan mikrokontroler berupa data analog. Dengan mikrokontroler ATMega16

yang digunakan sebagai otak dari alat ini, maka data analog dari sensor LM35

dapat dikonversi secara langsung oleh mikrokontroler menjadi data digital.

Rangkaian tersebut dihubungkan dengan catu daya 5 V.

Saat sensor suhu LM35 menerima inputan berupa data analog dan diterima

mikrokontroler porta.1, maka dengan memprogram mikrokontroler untuk dapat

mengkonversi data inputan menjadi data digital yang dapat dibaca dan dihitung

menjadi satuan derajat Celcius. Apabila output dari proses penghitungan

mikrokontroler menghasilkan suhu default yaitu >36oC, maka kipas secara


commit to user

46

otomatis akan menyala. Namun saat suhu ruangan yang diukur sensor LM35 dan

dihitung mikrokontroler < 36oC, maka kipas secara otomatis akan berhenti atau

mati. Namun dengan keypad, suhu default saat kipas nyala yaitu 36oC, dapat

diganti dengan nilai yang diberikan dari keypad tersebut dan disimpan pada

mikrokontroler, sehingga dapat disesuaikan dengan suhu daerah sekitar.

Gambar 4.17 Tampilan nilai suhu yang terukur pada LCD

Gambar 4.18 Tampilan kipas berputar saat suhu yang terukur 55oC

4.4.3. Rangkaian Lemari Otomatis

Alat ini dirancang menggunakan sensor photodioda sebagai pendeteksi

inputan mikrokontroler pada lemari otomatis. Untuk menggerakkan motor

digunakan IC L293D sebagai driver. IC ini berfungsi untuk mengendalikan

putaran motor DC agar dapat membuka dan menutup pintu. Mikrokontroler

ATMega8535 digunakan sebagai otak dari alat ini. Rangkaian tersebut

dihubungkan dengan catu daya 5 V.

Cara kerja dari rangkaian ini adalah saat photodioda menerima masukan

cahaya dari IrLED yang pada mikrokontroler inputan akan bernilai “1”, maka


commit to user

47

motor pada rangkaian akan berputar untuk membuat lemari otomatis keluar, atau

motor akan berputar turun pada lemari 2 rak otomatis. Selanjutnya apabila

terdapat inputan lagi dari inputan sensor yang sama, maka putaran motor akan

berbaik menjadikan lemari otomatis masuk atau berputar naik pada lemari 2 rak

otomatis.

Gambar 4.19 Tampilan lemari 2 rak otomatis

Gambar 4.20 Tampilan lemari keamanan otomatis


commit to user

48

BAB V

PENUTUP

3.7. Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian terhadap prototipe alat dapat diambil

kesimpulan yaitu :

1. Telah dibuat prototipe sistem kontrol otomatisasai perpustakaan berbasis

mikrokontroler.

2. Konter pengunjung pintu otomatis berlaku saat ada yang masuk ruangan.

3. Pintu dapat terbuka setelah sensor pertama aktif kemudian bisa tertutup

kembali setelah sensor kedua aktif, dan sebaliknya.

4. Kipas berputar saat suhu yang dihitung lebihdari 36oC dan dapat diubah

sesuai kebutuhan.

5. Lemari 1 dan lemari 2 rak memiliki inputan photodioda yang berbeda.

6. Inputan photodioda untuk lemari menggunakan IrLED.

3.8. Saran

Untuk penyempurnaan prototipe lebih lanjut maka beberapa saran perlu

ditambahkan antara lain :

1. Karena masih merupakan prototipe, diharapkan bisa dijadikan bahan

evaluasi untuk diaplikasikan dalam bentuk yang sebenarnya.

2. Untuk pembuatan bentuk yang sebenarnya, mekanik alat dapat disesuaikan

sesuai dengan kebutuhan.

3. Memperbaiki kecepatan respon pada prototipe.