PERA ANCANGA AN DAN PEMBUA P ATAN ALA AT PENG GHISAP ASAP P ROKOK K (CO) OT TOMATIS S DI DAL LAM RUA ANGAN BE ERBASIS MIKROK KONTRO OLLER AT TMEGA 88535 Lapo oran Tugas Akhir Dituliss Untuk Meemenuhi Syaarat Menyeelesaikan Pendidika an Program m Diploma 3
Oleh :
JEPRIAN NUS SUPR RIADI SILA ABAN
NTING ADIEL GIN
NIM. 10 005041019
NIM. 10055041001
GRAM STUDI TEKNIK K ELEKTR RONIKA PROG N TEKNIK ELEKTRO O JURUSAN POLITEK KNIK NEGE ERI MEDAN N MEDAN 2013
ABSTRAK
Perkembangan teknologi terus berkembang dan semakin maju, sangat membantu manusia dalam berbagai aspek kehidupan. Penemuan-penemuan dalam berbagai bidang juga terus berkembang. Begitu juga halnya dengan teknologi dalam bidang elektronika juga terus berkembang sehingga dapat mempermudah dan mengefesiensikan pekerjaan baik untuk kalangan umum, pribadi maupun industri. Penghisap asap rokok otomatis adalah suatu sistem elektronika yang mampu mendeteksi asap dalam suatu ruangan dan mengeluarkannya secara otomatis dari ruangan tersebut. Dengan memanfaatkan sistem ini, maka perokok dapat merokok dengan walaupun pada suatu ruangan tertutup.. Sistem elektronika ini dapat diaplikasikan pada suatu ruangan tertutup yang dikhususkan bagi para perokok untuk merokok. Sistem ini terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari sensor dimana ruangan tersebut dilengkapi dengan sensor asap yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap, exhauster yang berfungsi untuk menarik asap keluar dari ruangan, LCD untuk menampilkan banyaknya asap yang terdeteksi. Perangkat lunak dari sistem ini adalah program basic yang diimplementasikan pada mikrokontroller yang merupakan otak dari sistem ini. Sistem ini akan bekerja secara otomatis yaitu dengan memanfaatkan sensor dalam mendeteksi asap, kemudian mengirimkan data ke mikrokontroller yang kemudian akan mengaktifkan kipas. Apabila semua asap telah dihisap keluar dari ruangan maka kipas akan berhenti secara otomatis.
Keyword: sensor, mikrokontroller, lcd
DAFTAR ISI Halaman LEMBARAN PENGESAHAN...................................................................... ……i LEMBARAN PERSETUJUAN .................................................................... …...ii ABSTRAK ...................................................................................................... …..iii DAFTAR ISI ................................................................................................... …..iv KATA PENGANTAR .................................................................................... ….vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... …..ix DAFTAR TABEL .......................................................................................... …..xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ …...1 1.2 Tujuan ......................................................................................... …...2 1.3 Permasalahan .............................................................................. …...2 1.4 Batasan Masalah ......................................................................... …...3 1.5 Manfaat ....................................................................................... …...3 1.6 Metodologi Penulisan dan Perancangan ..................................... …...4 1.7 Sistematika Penulisan ................................................................. …...4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroller ATMega 8535 .................................................. …...6 2.1.1
Konfigurasi pin ATMega 8535 .................................... …...7
2.1.2
Fitur Mikrokontroller ATMega 8535 ........................... …...8
2.1.3
Arsitektur ATMega 8535 ............................................. …...9
2.2 Sensor MQ-7 ............................................................................... …...10 2.3 LCD (Liquid Cristal Display) ...................................................... …...12 2.3.1
Material LCD ................................................................ …...12
2.3.2
Pengendali/ Kontroller LCD ......................................... .....13
2.4 TRIAC ........................................................................................ .....15 2.4.1
Hal yang Perlu Diperhatikan Dalam Memilih Triac .... ….15
2.4.2
Simbol dan Bentuk Triac .............................................. ….16
2.4.3
Kurva Karakteristik Triac ............................................. ….17
2.5 Kristal.......................................................................................... ….17 2.6 Regulator LM 7805 ..................................................................... ….20 2.7 Optocoupler MOC3021 .............................................................. ….20 2.8 Motor AC .................................................................................... ….21 2.9 Rokok .......................................................................................... ….25 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1 Perancangan Hardware .............................................................. ….28 3.2 Perancangan Blog Diagram pada System .................................. ….28 3.3 Fungsi Masing-masing Blok ...................................................... ….29 3.4 Rangkaian Sensor Asap (MQ-7)................................................ ….30 3.5 Rangkaian Sistem Minimum ..................................................... ….31 3.6 Rangkaian LCD ......................................................................... ….32 3.7 Rangkaian Driver Exhauster/ kipas ........................................... ….32 3.8 Rangkaian Catu Daya ................................................................ ….33 3.9 Rangkaian ISP Downloader....................................................... ….34 3.10 Perancangan PCB (Printed Circuit Board) ................................ ….34 3.10.1 Perancangan Rangkaian Skematik ............................... ….35 3.10.2 Pembuatan Layout PCB ............................................... ….37 3.10.3 Pembuatan PCB ........................................................... ….38 3.11 Layout Komponen..................................................................... ….38 3.12 Software Pendukung ................................................................. ….39
3.13 Flowchart Program .................................................................... ….44 3.13 Rangkain Lengkap .................................................................... ….46 BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Sensor Asap/ Gas (MQ-7).......................................... ….47 4.2 Pengukuran Output System Mikrokontroller ATMega 8535 ...... ….48 4.3 Pengukuran LCD ........................................................................ ….50 4.4 Pengukuran MOC3021 ............................................................... ….51 4.5 Analisa Program ......................................................................... ….52 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ...................................................................................... ….55 5.2 Saran ............................................................................................ ….55 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... ….56 LAMPIRAN .................................................................................................... ….57
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan rahmat dan kesehatan serta kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik sampai batas waktu yang telah ditentukan. Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan dan Pembuatan Alat Penghisap Asap Rokok (CO) Otomatis di Dalam Ruangan Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535” yang disusun untuk memenuhi syarat kelulusan akademik dan untuk menyelesaikan pendidikan Program Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mengalami hambatan dan kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak maka tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Polikteknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Rina Anugrahwaty, M.T. Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Berman Panjaitan, ST, M.T. Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 4. Bapak Benrad E Simanjuntak,ST, MT selaku Dosen Pembimbing Penulis. 5. Zumhari, ST.M.T, selaku Kepala Bengkel Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 6. Ir. Akhiruddin, selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan.
7. Ing. Heru Pranoto.,S.T selaku Dosen Wali Penulis. 8. Kepada
seluruh
staf
Pengajar
dan
Pegawai,
khususnya
Harris
Aminuddin,SST.,M.T., dan Surya Hidayat 9. Teristimewa Kepada Orang Tua serta sanak saudara yang telah memberi dukungan material dan moril yang tidak henti-hentinya sehingga ini kami dapat menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Medan. 10. Seluruh Teman-teman mahasiswa/i Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Elektro yang turut membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Khususnya EK-6B ’10. 11. Teman-teman terdekat kami yang telah ikut serta membantu, mendukung dan memberi semangat dalam penyelesaian tugas akhir ini seperti bang Adi, Erik, Amri, Piliph, Amel, Sabet, Tari, Siska, Anne, Ian, Awi, Joplas, Jhon, Niko, dan khususnya kepada kedua wanita ini Ellin Nidia Sinaga dan Susan Adelina Tarigan Silangit yang tidak hentinya memberi semangat untuk kami. 12. Dan Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya dan berguna di kemudian hari.
Medan, 08 September 2013 Hormat Kami,
Penulis
DAFTAR GAMBAR Gambar
Halaman
2.1 Mikrokontroller ATMega 8535................................................................ …...6 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535 ................................................................ …...7 2.3 Blog Diagram Fungsional ATMega 8535 ................................................ …...9 2.4 Sensor MQ-7 ............................................................................................ …..11 2.5 Konfigurasi MQ-7 .................................................................................... …..11 2.6 Bentuk fisik LCD ..................................................................................... ….13 2.7 Simbol dan Bentuk TRIAC ...................................................................... ….16 2.8 Kurva Karakteristik TRIAC ..................................................................... ….17 2.9 Simbol dan Bentuk Kristal ...................................................................... ….18 2.10 Rangkaian Ekuivalen Kristal.................................................................... ….19 2.11 Lengkung Resonansi Kristal .................................................................... ….19 2.12 Bentuk fisik Regulator 7805 .................................................................... ….20 2.13 Bentuk Fisik Optocopler MOC3021 ........................................................ ….21 2.14 Motor AC ................................................................................................. ….22 2.15 Rokok dan Kandungannya ....................................................................... ….25
3.1 Diagram Blog Sistem ................................................................................. ….29 3.2 Rangkaian Sensor Asap MQ-7 ................................................................... ….31 3.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATMega 8535................... ….31 3.4 Rangkaian Mikrokontroller dengan Display LCD 16x2 ............................ ….32 3.5 Rangkaian Driver Exhauster/Kipas ............................................................ ….33 3.6 Rangkaian Catu Daya................................................................................. ….33 3.7 Hardware USB ISP Downloader................................................................ ….34 3.8 Skematik Rangkaian Minisystem, LCD, Driver Motor AC ....................... ….35 3.9 Layout PCB Minisystem, LCD, Driver Motor AC .................................... ….37 3.10 Tata Letak Minisystem, LCD, Driver Motor AC..................................... ….38 3.11 Tampilan Awal BASCOM AVR ............................................................. ….40 3.12 Tampilan Compile Program ..................................................................... ….42 3.13 Tampilan Universal ISP Programmerver. USB 01.3. .............................. ….42 3.14 Flowchart Program. .................................................................................. ….44 3.14 Rangkaian Keseluruhan. .......................................................................... ….46 4.1 Titik Pengukuran Sensor MQ-7 ................................................................. ….47 4.2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATMega 8535................... ….48 4.3 Rangkaian Pengukuran Display LCD ........................................................ .....50 4.4 Pengukuran rangkaian Driver MOC3021 .................................................. ….51
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
4.1 Hasil Pengukuran Sensor MQ-7................................................................. ….48 4.2 Hasil Pengukuran Output Mikrokontroller ATMega 8535 ........................ ….50 4.3 Hasil pengukuran LCD .............................................................................. ….51 4.4 Hasil pengukuran Driver Optocoupler MOC3021 ..................................... ….52
