JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013
ISSN : 2086 – 4981
APLIKASI TONG SAMPAH BERBICARA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega8535 DIDUKUNG BAHASA PEMROGRAMAN C DENGAN OUPUT SUARA DAN SEVEN SEGMENT Yogi Wiyandra1 Aldes Yayandri2 Rini Sovia3 ABSTRACT Waste problem in our lives can be said complecated, both in handling and in terms of the impact. By making a trash can be sound, a garbage can say thanks when people throw trash into it and a trash can that can tell the officer that it had been fully charged. This application is designed with ATmega8535 microcontroller, IC Sound ISD25120. infrared sensor, seven segment, led indicator, ic isd, speaker, and ATMEGA8535, as well as the programming language C. Keywords: Mikrokontoller ATMega 8535, seven segment, the programming language C INTISARI Permasalahan sampah dalam kehidupan kita sudah bisa dikatakan komplit, baik dalam penanganannya maupun dalam hal akibat yang ditimbulkan. Dengan membuat sebuah tong sampah yang bisa mengeluarkan suara, sebuah tong sampah yang bisa mengucapkan terima kasih apabila orang membuang sampah kedalamnya dan sebuah tong sampah yang bisa memberitahu petugas kalau dia telah terisi penuh. Aplikasi ini dirancang dengan Mikrokontroller ATmega8535, IC Suara ISD25120. sensor infrared, seven segment, led indicator, ic isd, speaker, dan ATMEGA8535, serta bahasa pemrograman C. Kata
Kunci
:
Mikrokontoller ATMega pemrograman C
1
UPI YPTK Padang UPI YPTK Padang 3 UPI YPTK Padang 2
19
8535,
seven
segment,
bahasa
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013 PENDAHULUAN Permasalahan sampah dalam kehidupan kita sudah bisa dikatakan komplit, baik dalam penanganannya maupun dalam hal akibat yang ditimbulkan. Kita semakin diresahkan dengan sampah yang bertebaran dimana-mana. Seolah-olah tidak ada ruang lagi yang tidak luput dari sampah. Baik itu sampah organik ataupun sampah non-organik. Kita merasa sedih melihat pemandangan yang demikian itu. Tidak hanya dilingkungan sekitar kita, tetapi dinegara ini permasalahan sampah bukanlah hal yang bisa dianggap sepele lagi. Bahkan gara-gara sampah yang dibuang sembarangan dapat menimbulkan bencana. Seperti banjir, limbah beracun dan lain-lain. Bagi kita melihat sebuah tong sampah bukanlah hal yang aneh lagi. Kita semua telah terbiasa melihatnya. Tetapi pernahkah kita melihat tong sampah yang bisa mengeluarkan suara. Sebuah tong sampah yang bisa mengucapkan terima kasih apabila orang membuang sampah kedalamnya. Sebuah tong sampah yang bisa memberitahu petugas kalau dia telah terisi penuh.
ISSN : 2086 – 4981
Gambar 1. Context Diagram Sistem Tong Sampah Berbicara Sistem ini berinteraksi dengan beberapa entity yaitu sensor infrared, ic isd, seven segmen, led, speaker, modul program, dan mikrokontroler ATmega 8535. Selanjutnya entityentity tersebut akan dibahas dibawah ini sebagai berikut [1]: 1. Sensor Sensor berfungsi sebagai input pada sistem kerja tong sampah 2. Seven Segment Seven segmen digunakan sebagai indicator tong sampah penuh/full, maka seven segmen akan menunjukan huruf F yang mana berarti tong sampah sudah penuh. 3. Modul Program Sarana pengolahan data dari input operator atau tempat user menginputkan data yang berfungsi untuk menjalankan sistem kerja tong sampah. Dalam hal ini program yang mengendalikan alat adalah bahasa pemograman C menggunakan software Code Vision AVR. Jadi seluruh proses input/output dikendalikan oleh program. 4. Mikrokontroler ATMEGA8535 Mikrokontroler ATMEGA8535 merupakan basis dari pengendali dari system aplikasi tong sampah berbicara. Pada mikrokontroler akan diisi modul program untuk
PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH Context Diagram Context diagram berfungsi sebagai media, yang terdiri dfari suatu proses dan beberapa buah external entity. Context diagram yang dimaksud dapat dilihat pada gambar dibawah ini
20
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013 melakukan pembacaan terhadap sensor infrared, pembacaan terhadap sinyal-sinyal input yang masuk sampai perintah terpenuhi, memberikan instruksi-instruksi untuk mengaktifkan pin-pin output sehigga adanya pemanggilan alamat ke ic isd sebagai ic penyimpan suara. Modul program mengontrol semua proses yang terjadi pada sistem. 5. Speaker Speaker akan mengeluarkan suara jika salah satu dari sensor infrared sinyalnya terputus. 6. Seven Segmen Led digunakan sebagai indicator tong sampah terisi setengah, maka led kuning akan menyala. 2.2 Mikrokontroler Atmega8535
ISSN : 2086 – 4981
Gambar 2. Susunan pin (kaki) Mikrokontroler Atmega8535 1. Pin 1 – 8 adalah Port B (PB0 – PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/ counter, komparator analog, dan SPI. 2. Pin 9 (reset) adalah pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler, dan bekerja bila diberi pulsa rendah (aktif low) selama minimal 1.5 us. 3. Pin 10 (Vcc) merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan eletronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V itulah sebabnya di PCB kit mikrokontroler selalu ada IC regulator 7805. 4. Pin 11 (Ground) sebagai pin ground. 5. Pin 12 dan Pin 13 (XTAL 2 dan XTAL 1) sebagai pin masukan clock exsternal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak atau clock agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya maka semakin cepat mikrokontroler tersebut. 6. Pin 14 – 21 adalah Port D (D0 - D7 ) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu komparator
Mikrokontroller ATmega8535 merupakan salah satu mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8 Kilobyte flash perom ( Programble and Erasable Read Only Memory ), ATmega8535 memiliki memori dengan teknologi nonvolatile memori, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Memori bisa digunakan sesuai dengan program dan fungsinya. Mikrokontroler ATmega 8535 secara garis besar terdiri dari CPU yang terdiri dari 32 buah register , saluran I/O, ADC, Port antarmuka, Port serial. Mikrokontroler ATmega 8535 merupakan anggota keluarga mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor). Pada alat ini menggunakan mikrokontroler ATMega8535, dengan susunan pin sebagai berikut :
21
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013 analog, interupsi internal dan komunikasi serial. 7. Pin 22 – 29 adalah Port C (PC0 – PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu TWI, komparator analog, dan timer osilator. 8. Pin 30 (AVCC) sebagai pin masukan tegangan untuk ADC. 9. Pin 31 (GND) sebagai pin ground. 10. Pin 32 (AREF) sebagai pin masukan tegangan referensi analog untuk ADC. 11. Pin 33 - 40 adalah Port A (PA0 – PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan 8 chanel ADC.
ISSN : 2086 – 4981
B. Deklarasi Variabel 1. Deklarasi Variabel Bentuk umum pendeklarasian suatu variabel adalah : Nama_tipe nama_variabel; Contoh : a. nt x; // Deklarasi x bertipe integer. b. char y, huruf, nim[10]; // Deklarasi variable bertipe char. c. float nilai; // Deklarasi variable bertipe float. b. double beta; // Deklarasi variable bertipe double. c. int array[5][4]; // Deklarasi array bertipe integer. 2. Deklarasi Konstanta Dalam bahasa C konstanta dideklarasikan menggunakan preprocessor #define. Contohnya : A. #define PORTA.0 sensor; Port A.0 dialiaskan dengan sensor 3. Deklarasi Port Deklarasi port digunakan untuk mengenalkan port-port yang digunakan di mikrokontroler. Contohnya: A. DDRA=0xFF; Port A didefenisikan sebagai output B. DDRA=0x00; Port A didefenisikan sebagai input C. PORTA=0xFF; Port A menggunakan pull-up resistor/ aktif dengan logika 1. 4. Deklarasi Prosedur Prosedur adalah suatu kumpulan instruksi untuk mengerjakan suatu keperluan tertentu tanpa mengembalikan suatu nilai. Void nama_prosedur (parameter1, parameter2,…parameterN) {
Bahasa Pemrograman C Bahasa C merupakan perkembangan dari bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin Richards pada tahun 1967. Selanjutnya bahasa ini memberikan ide kepada Ken Thompson yang kemudian mengembangkan bahasa yang disebut bahasa B pada tahun 1970. Perkembangan selanjutnya dari bahasa B adalah bahasa C oleh Dennis Ricthie sekitar tahun 1970-an di Bell Telephone Laboratories Inc. Bahasa C pertama kali digunakan di Computer Digital Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem operasi UNIX. Hingga saat ini penggunaan bahasa C telah merata di seluruh dunia. Struktur Bahasa Pemrograman C Bahasa C memiliki struktur pemrograman. Adapun strukturstruktur dari bahasa C yaitu: A. Header Header berisi include file(.hex), yaitu library (pustaka) yang akan digunakan dalam pemrograman. Contoh : 1. #include <mega8535.h> 2. #include <delay.h> 3. #include <stdio.h>
22
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013 Pernyataan – pernyataan ; } 5. Deklarasi Fungsi Fungsi adalah suatu kumpulan instruksi untuk mengerjakan suatu keperluan tertentu dengan hasil akhir pengembalian nilai dari keperluan tersebut. ... Type data nama_fungsi (parameter1,parameter2,…para meterN) { Pernyataan – pernyataan ; Return variable_hasil ; } ... Pemanggilan fungsi dilakukan dengan langsung menuliskan prosedur atau fungsinya.
ISSN : 2086 – 4981
Internal Clock
Timing
XCLK
ANA IN
5-Pole Active Antialiasing Filter
Amp
ANA OUT MIC MIC REF AGC
PreAmp
Decoders
Sampling Clock Analog Tranceiver 480K Cell Nonvolatile Multilevel Storage Array
5-Pole Active Smoothing Filter SP + Mux Amp
Automatic Gain Contol (AGC) Power Conditioning
SP -
Address Buffer
Device Control
VCCA VSSA VSSD VCCD A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 PD OVF P/R CE EOM AUX IN
Gambar 3. Blok Diagram IC ISD25120 Konfigurasi Pin IC Suara ISD25120 Susunan pin-pin IC ISD25120 diperlihatkan pada gambar dibawah ini, penjelasan masing-masing pin sebagai berikut:
IC Suara ISD25120 ISD25120 adalah single-chip dengan kualitas tinggi, dengan durasi rekam atau putar ulang (Record/Playback) antara 60 sampai 120 detik. Merupakan komponen CMOS yang terdiri atas on-chip oscillator, microphon preamplifier, aoutomatic gain control, antialiasing filter, smoothing filter, speaker preamplifier, dan high density multilevel storage array [2]. Blok Diagram IC Suara ISD25120 Information Storage Device (ISD) seri 25120 Chip Corder merupakan peralatan yang dirancang untuk merekam dan memutar ulang suara dalam satu chip.
Gambar 4. Konfigurasi Pin IC Suara ISD25120 1.
23
Ax/Mx (Address/Mode Inputs). Alamat/mode masukan mempunyai dua fungsi tergantung pada logika dari dua Most Significant Bits (MBS) yang
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013
2.
3.
4.
5.
6.
terdapat pada pin alamat (A8 dan A9). Jika salah satu atau kedua MBS berlogika rendah, seluruh pin masukan diterjemahkan sebagai bit alamat dan digunakan sebagai awal alamat pada saat siklus rekam atau putar ulang. Pin alamat hanya sebagai pin masukan dan bukan merupakan keluaran dari alamat internal selama operasi. AUX IN (Auxillary Input). Masukan auxillary dikuatkan melalui pin keluaran amplifier dan pin keluaran speaker ketika CE berkondisi tinggi, P/R tinggi dan putar ulang pada saat ini tidak aktif atau jika komponen dalam kondisi putar ulang overflow. VSSA, VSSD (Ground). Komponen ISD25120 dilengkapi dengan ground analog dan ground digital. Pin-pin tersebut harus dihubungkan terpisah melalui sebuah bagian impedansi rendah ke ground catu daya. SP+/SP(Speaker Output). Semua komponen dalam ISD25120 terdapat sebuah chip driver speaker, yang mampu men-driver 50 mW dalan 16Ω dari AUX IN (12,2 mW dari memori). VCCA,VCCD (Sumber Tegangan). Untuk mengurangi noise, rangkaian analog dan digital pada komponen ISD25120 digunakan sumber tegangan yang terpisah. Jalur sumber tegangan yang keluar ke pin dibedakan. Jika hanya menggunakan sebuah sumber tegangan, maka harus di-couple dengan kapasitor. MIC (Microphone). Pin mikropon memindahkan sinyal masukan ke dalam chip preamplifier. Rangkaian Automatic Gain Control (AGC) di dalam chip mengontrol penguatan preamplifier dari -15 hingga +24dB. Mikropon luar harus
7.
8.
9.
10.
11.
24
ISSN : 2086 – 4981
dikopeling dengan kapasitor ke dalam pin mikropon ini. MIC REF (Microphone Reference). Masukan MIC REF adalah masukan inverting ke penguat mikropon. AGC (Automatic Gain Control). Kegunaan dari AGC adalah untuk menambah atau mengurangi secara otomatis penguatan (gain) dari preamplifier, dan juga meluaskan batas dari sinyal masukan yang dapat digunakan oleh mikropon tanpa terjadi distorsi. AGC ini dapat secara dinamis meluaskan batas dari suara yang terekam dari suara bisikan sampai suara yang keras. Untuk menggunakan fasilitas AGC ini, resistor dan kapasitor luar (eksternal) harus dihubungkan secara paralel antara pin AGC dengan ground. ANA IN (Analog Input). Kapasitor eksternal (luar) yang menghubungkan antara ANA IN dan ANA OUT. Nilai dari kapasitor luar, dengan impedansi masukan 3 KΩ dari ANA IN, dapat dipilih untuk memberikan keadaan cutoff pada frekuensi rendah. OVF (Overflow). Sinyal ini berlogika rendah pada akhir dari memori IC, mengindikasikan bahwa komponen telah penuh dan pesan telah overflow. Keluaran OVF kemudian diikuti masukan CE selama pulsa PD direset. Pin ini dapat dugunakan untuk penggunaan beberapa komponen ISD25120 lebih dari satu untuk meningkatkan durasi rekam dan putar ulang. CE (Chip Enable). Pin masukan CE dikondisikan rendah untuk memperbolehkan seluruh operasi putar ulang dan rekam. Pin alamat dan pin P/R dikunci oleh tebing turun dari CE. CE mempunyai fungsi tambahan dalam mode operasional PushButton.
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013 12.
13.
14.
PD (Power Down). Ketika tidak ada operasi rekam atau putar ulang, pin PD harus di pull-up untuk menempatkan pada kondisi standby. Ketika kondisi overflow, PD harus di kondisikan tinggi untuk mereset alamat pointer kembali ke awal memori. EOM (End Of Message). Sebuah tanda akan dimasukkan secara otomatis pada akhir setiap pesan yang direkam. Tanda ini akan ada sampai akhir pesan yang direkam. EOM menguluarkan pulsa rendah untuk sebuah periode dari akhir setiap pesan. XCLK (External Clock). Pin masukan clock eksternal mempunyai sebuah perlengkapan pull-down internal. Perlengkapan ini dikonfigurasi pada pabrik dengan suatu pengambilan contoh clock internal frekuensi tengah hingga ± 1% dari spesifikasi.
ISSN : 2086 – 4981
digunakan pada system ini adalah sensor infrared dan photo dioda. Sebagai langkah awal yang perlu dipahami mengenai system ini adalah cara kerja sensor yang digunakan. Cara kerja sensor ini adalah jika photo dioda yang berfungsi sebagai receiver menerima intensitas cahaya yang menyebabkan sensor aktif dan pada led indikator akan dikirim sinyal digital analog berlogika 1, apabila photo dioda tidak mendapatkan intensitas cahaya apapun maka pada led indicator akan mendapatkan sinyal atau logika 0. Untuk penggunaan dalam pembacaan halangan pada sensor, untuk sensor A menggunakan tutup tong sampah itu sendiri, sedangkan untuk sensor B, dan C pembacaannya akan dihalangi oleh sampah. Jika cahaya diterima oleh reciever maka akan di berikan logika 1, jika tidak menerima cahaya maka akan diberikan logika 0, Berdasarkan kombinasi output tersebut maka mikrokntroler dapat mengeksekusi program yang telah ditetapkan.
Rangkaian Seven segment Rangkaian ini berfungsi sebagai indikator pada tong sampah yang dihubungkan pada port D.0. Sebagai output dari MC ATMEGA8535 sehingga apabila tong sampah penuh, maka seven segment akan aktif dan menampilkan huruf “F”.
HASIL DAN PEMBAHASAN Rancangan Fisik Alat Secara umum, rancangan fisik alat ini dapat dikelompokkan beberapa bagian, yaitu : a. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8535 b. Mikrokontroler ATMEGA8535 c. Sensor infrared d. Seven segment indikator e. Speaker f. LED indicator g. IC ISD
Gambar 5. Rangkaian Seven segment Rangkaian Sensor Infrared Rangkain sensor ini dihubungkan ke port A.0 sampai port A.3 pada rangkaian ATMEGA8535 untuk pemrosesan datanya, sensor yang
25
JURNAL TEKNOLOGI INFORMASI & PENDIDIKAN VOL. 6 NO. 2 September 2013
ISSN : 2086 – 4981
1. Aplikasi Tong Sampah Berbicara ini menggunakan beberapa entity didalam menunjang sistem, yaitu sensor infrared, seven segmen, led indicator, ic isd, speaker, dan ATMEGA8535. 2. Sensor infrared berfungsi sebagai input untuk mendeteksi ada sampah yang masuk dalam tong sampah, dengan output suara, seven segment, dan led indikator. 3. IC ISD berfungsi sebagai ic penyimpan suara yang akan di jadikan output ke speaker. 4. Tong sampah menggunakan tiga buah sensor. 5. Sistem Aplikasi Tong Sampah berbicara menggunakan media mikrokontroller ATMEGA8535 dan bahasa pemrograman C.
Gambar 6. Gambar Fisik Cara Kerja Alat Secara umum bentuk dari alat ini hanya terdapat sistem dan rangkaian elektronika. Sistem akan aktif ketika rangkaian dihubungkan dengan power supply. Pada alat ini input berasal dari sensor infrared yang sinyalnya terputus, dan pada sebelumnya kita telah mengisi ic isd dengan suara yang pengalamatannya telah ditentukankan sendiri. Alat ini terdiri dari tiga sensor yaitu sensor A, B, dan C. Apabila sinyal pada sensor A terputus MC akan memanggil alamat pada ic isd sehingga pada speaker akan mengeluarkan suara “terimakasih telah membuang sampah pada tempatnya, kebersihan sebagian dari iman”. Apabila sinyal pada sensor B terputus MC akan memanggil alamat pada ic isd sehingga pada speaker akan mengeluarkan suara “Tong sampah penuh” dan seven segmen akan hidup dengan menampilkan huruf “F” yang menandakan tong sampah penuh, dan yang terakhir apabila sensor C sinyalnya terputus, maka led indikator akan menyala yang menandakan tong sampah terisi setengah.
DAFTAR PUSTAKA [1] Ardi Winoto. 2008. Mikrokontroler AVR ATMEGA 8/16/32/8535 dan Pemrograman dengan Bahasa C. Bandung : PT. Informatika Bandung. [2] Ganti Depari. 1992. Teknik Dasar Elektronika. Jakarta : CV. Sinar Baru http://www.informatika.lipi.go.id http://elektronikaelektronika.blogspot.com http://en.wikipedia.org http://www.atmel.com http://google.com
KESIMPULAN Berdasarkan analisa kerja alat dari system yang dirancang maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
26
