Perpustakaan Unika
AKUISISI DATA MENGGUNAKAN USB MIKROKONTROLLER
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh : BRIMA DESTRA BILLAWA 02.50.0091
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2010
i
Perpustakaan Unika
PENGESAHAN Tugas Akhir dengan judul “ Akuisisi Data Menggunakan USB Mikrokontroller “ diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal …..…………….2010 Semarang,……………………2010
Mengetahui / Menyetujui
Dosen Pembimbing
( B. Harnadi, ST. MT ) NPP. 058.1.1994.168
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri
( Leonardus Heru P, ST. MT ) NPP 058.I. 2000.234
ii
Perpustakaan Unika
ABSTRAK
USB atau Universal Serial Bus, merupakan suatu teknologi yang memungkinkan kita untuk menghubungkan alat eksternal (periferal) ke komputer kita. Dengan menggunakan mikrokontroller PIC18F4550 kita bisa melakukan akuisisi data dan pengolahan data melalui teknologi USB tersebut . Kata kunci : Universal Serial Bus , Mikrokontroller
iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang masih memberikan kesehatan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah dan menerapkannya. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan pihak-pihak baik moril maupun materiil. Oleh karena itu penulis mengucapan banyak terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya Kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa , hanya kepadaMu hamba menyembah dan memohon . 2. Bapak Leonardus Heru P ST.MT, Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata yang telah memberikan saran atau masukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini 3. Bapak B. Harnadi, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing I yang senantiasa memberikan waktu untuk membimbing dan memberi masukan serta saran guna terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan selama di bangku kuliah. 5. Staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri Unika.
iv
Perpustakaan Unika
6. Mendiang Bapakku Djoko Pramono Setiawan yang memberikan aku arti menjalani hidup, walau hanya dengan kenangan – kenangan yang pernah ada selama beliau hidup.”Percayalah aku tak akan mengecewakanmu” 7. Ibuku tersayang Christina Dyah Purwaningsih yang selalu menyayangi aku, begitu senantiasa dengan sabar menasehati dan mencurahkan segala yang beliau punya buat buah hatinya tercinta. “Tiada yang lebih indah selain kasihmu”. 8. Kakakku dan istri, adikku dan keluarga yang begitu aku sayangi dan juga selalu terus memberikan Doa, semangat dan dukungannya. 9. Sang pendamping Dyan Harry Permana yang selalu memberikan doa, motivasi serta setia menemani hari-hari penulis, susah maupun senang . 10. Kepada
saudara-saudaraku
PANDAWA
(
Penggo/Bhima,
Ambon/Sadewa,
Mario/Nakula ) dan semua teman – teman dekat yang pernah mengisi hariku dengan semangat. Terimakasih atas Doa, Semangat dan dukungannya. 11. Teman-teman seperjuangan Tugas Akhir, Aji, Tedy, Lukas. Mari selesaikan perjuangan kita dengan baek dan benar. 12. Teman-teman seperjuangan angkatan 2002 yang sudah lulus , terimakasih atas dukungannya. Laporan Tugas Akhir disadari oleh penulis masih jauh dari kata sempurna, oleh karena
itu
diharapkan
kritik
dan
saran
yang
bersifat
membangun
untuk
kesempurnaannya. Dan Akhirnya, semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat bermanfaat bagi pembaca maupun yang hendak menyusun laporan tugas akhir. Semarang………………..2009 Penulis
v
Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..........................................................................................i PENGESAHAN .................................................................................................ii ABSTRAK .........................................................................................................iii KATA PENGANTAR .......................................................................................iv DAFTAR ISI ......................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR .........................................................................................x TABEL ...............................................................................................................xi BAB
BAB
I
PENDAHULUAN ...............................................................1
1.1
Latar Belakang Masalah .................................................1
1.2
Tujuan Penulisan .............................................................1
1.3
Manfaat Penulisan ...........................................................1
1.4
Pembatasan Masalah. .......................................................2
1.5
Sistematika Penulisan ......................................................2
II KAJIAN LITERATUR ......................................................3 2.1
USB .................................................................................3 2.1.1 Keistimewaan USB ………………………………….4 2.1.2 Sinyal USB …………………………………………..4 2.1.3 Kelas Perangkat ……………………………………...6 2.1.4 Penghubung USB …………………………………....8 2.1.5 Protokol USB ………………………………………...9 2.1.5.1 Kelistrikan ………………….. ..........................9
vi
Perpustakaan Unika
2.1.5.2 Format Paket USB .............................................10 2.1.5.3 Tipe Paket USB..................................................13 2.1.5.4 Mode Transfer....................................................15 2.1.5.5 USB Descriptor ..................................................17 2.2
Mikrokontroller PIC18F4550 .........................................22 2.2.1 USB PIC18F4550 .........................................................23 2.2.2 ADC PIC18F4550 .........................................................25
2.3
BAB III
Sensor Temperatur LM35 ................................................26
PERANCANGAN ALAT .........................................................28 3.1
Perancangan Hardware ....................................................28 3.1.1
Perancangan Keseluruhan Hardware PIC18F4550… 29
3.1.2
Perancangan Hardware LM35 Sebagai Sensor Suhu.30
3.1.3
Perancangan Hardware Potensio Sebagai Inputan Data Analog ...............................................................31
3.1.4 3.2
Perancangan Hardware Kontrol Lampu LED ............31
Perancangan Firmware….................................................32 3.2.1
MPLAB ......................................................................32
3.2.2
USB Framework V 1.3 ..............................................33
3.2.2.1 Alur Kerja Firmware ............................................33 3.2.2.2 Format Paket .......................................................35 3.2.3
Perancangan Firmware Untuk ADC ..........................36
3.2.3.1 Konfigurasi ADC pada Inputan LM35 ..............37
vii
Perpustakaan Unika
3.2.3.2 Konfigurasi ADC pada Inputan Potensio ..........38 3.2.4 Perancangan Firmware Kontrol Lampu LED .............39 3.3
Perancangan Software ......................................................39 3.3.1 Perancangan Software Potensio ..................................41 3.3.2 Perancangan Software LM35 ......................................42 3.3.3 Perancangan Software Kontrol Lampu LED ..............44
BAB IV ANALISA .........................................................................45 4.1
Deteksi Alat Yang Dirancang ..........................................45
4.2
Pengujian Kontrol Lampu LED .......................................48
4.3
Pengujian Potensio ...........................................................49
4.4
Pengujian LM35...............................................................51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .........................................55 5.1
Kesimpulan .....................................................................55
5.2
Saran ...............................................................................55
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................xii LAMPIRAN ....................................................................................xiii
viii
Perpustakaan Unika
DAFTAR GAMBAR
2.1. Konfigurasi full speed dan high speed ..............................................................6 2.2. Konfigurasi low speed ......................................................................................6 2.3. Macam-macam penghubung USB ....................................................................9 2.4. Sistem endpoint USB ........................................................................................14 2.5. Konfigurasi Kaki PIC18f4550 ..........................................................................22 2.6. USB periperal di PIC18F4550 ..........................................................................24 2.7. ADC hardware di PIC18F4550 .........................................................................26 2.8. Sensor temperatur LM35 ..................................................................................27 3.1 Rancangan Sistem Akuisisi Data Menggunakan USB Mikrokontroller...........29 3.2 Skematik hardware PIC18F4550 ......................................................................29 3.3 Antarmuka USB dan PIC18F4550 ...................................................................30 3.4 Antarmuka LM35 dengan PIC18F4550............................................................30 3.5 Antarmuka potensio dengan PIC18F4550 ........................................................31 3.6 Antarmuka kontrol led dengan PIC18F4550 ....................................................32 3.7 Tampilan IDE MPLAB 8.43 .............................................................................33 3.8 Alur kerja firmware USB Framework V1.3 .....................................................34 3.9 Perancangan USBDEMO..................................................................................41 4.1
Langkah-langkah deteksi alat dan pemasangan driver …….....……………....47
4.2
Langkah-langkah pengujian kontrol Lampu 1...............……………………...48
4.3
Langkah-langkah pengujian kontrol Lampu 2 .................................................49
4.4
Langkah-langkah pengujian nilai potensio ......................................................50
ix
Perpustakaan Unika
4.5
Kondisi LM35 sebelum dipanaskan ...............................................................51
4.6
Kondisi LM35 pada saat dipanaskan ..............................................................52
4.7
Kondisi LM35 dijauhkan sesaat dari solder ...................................................54
x
Perpustakaan Unika
TABEL
2.1 Kelas perangkat atau device class USB ............................................................7 2.2 Nilai-nilai PID...................................................................................................10 2.3 Format device descriptor USB ..........................................................................18 2.4 Format configuration descroptor USB ..............................................................19 2.5 Format interface descriptor USB ......................................................................20 2.6 Format endpoint descriptor USB ......................................................................21
xi
