MESIN KACANG ATOM BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh Iwan Sanjaya NIM : 612004036
Skripsi Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijazah Sarjana Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Elektronika
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA 2012
MESIN KACANG ATOM BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh Iwan Sanjaya NIM : 612004036
Skripsi ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu persyaratan guna mencapai gelar SARJANA TEKNIK ELEKTRO dalam Bidang Studi Teknik Elektronika
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA
Disahkan oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Lukas B. Setyawan , M.Sc
Dedy Susilo ,S.T.
Tanggal :
Tanggal :
INTISARI
Skripsi ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan sebuah perangkat keras dan perangkat lunak berbasis mikrokontroler yang diaplikasikan pada mesin otomatis yang berfungsi sebagai alat pembuat kacang atom agar dapat membantu industri kecil maupun usaha rumahan yang bergerak dibidang pangan. Maka dibuatlah alat pembuat kacang atom yang berbasis mikrokontroler menggunakan mekanikmekanik, termistor sebagai sensor suhu dan internal timer mikrokontroler. Alat ini dapat bekerja sesuai dengan menu pilihan yaitu dengan memberikan inputan pada pilihan menu. Pengguna juga dapat mengatur komposisi pembuatan kacang atom, yaitu dengan mengatur jumlah kacang, jumlah tapioka dan lem berbumbu. Selain itu pengguna juga dapat mengatur lamanya penggorengan dengan menggunakan internal timer dan suhu minyak goreng yang diukur menggunakan termistor dengan ralat sebesar 6% serta lamanya penirisan minyak. Dalam satu kali proses mesin ini mampu mengolah kacang sebanyak dua kilogram dengan ralat perhitungan berat sebesar 10%.
i
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena begitu besar kasih dan karuniaNya yang diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa, dorongan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Tuhan Yesus yang selalu memberi kekuatan dan penghiburan dalam menghadapi kehidupan ini. 2. Papa yang telah beristirahat dengan tenang disana yang telah memberikan pembelajaran bagaimana menghadapi kehidupan ini. 3. Mami yang telah memberikan semangat, doa dan kasih sayangnya serta kebutuhan kuliahku. 4. Kakak-kakaku Endang Setyawati, Irawan, Sinta Dewi dan Sofiana Sundari yang telah memberikan semangat dan memenuhi kebutuhanku selama kuliah ini. 5. Bapak Lukas B. Setyawan dan Bapak Deddy Susilo yang telah meluangkan waktu untuk membimbing dan memberi arahan pada waktu pengerjaan skripsi. 6. Kekasihku Ivanna Dewi K.P. yang selalu setia menemaniku, memberi nasehat saat aku merasa putus asa dan mendukung apa yang aku lakukan.
ii
7. Seluruh tenaga pengajar FTJE UKSW yang telah memberikan banyak ilmu agar kelak dapat bermanfaat saat aku terjun didunia kerja. 8. Pak Bambang, Pak Harto, Pak Budi, Mas Wicak, Mbak Tien, Ranto, Mbak Tenong dan segenap laboran yang telah membantu selama kuliah dan pengerjaan skripsi ini. 9. Teman-teman seperjuangan di Lab XT yaitu Surya, Jeimy, Yohan, Daniel “ganteng”, Pak Dhe, Tri S, Novent, Daniel “pinter”, ms Widi, ms Anton, Thomas, Ardi, BH, Ivan, Hansen, DK, dan teman-teman lain yang selalu siap membantu dalam pengerjaan skripsi ini. Banyak pihak yang mungkin tidak disebutkan disini karena keterbatasan ruang, untuk itu penulis meminta maaf yang sebesar – besarnya. Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam skripsi ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat diharapkan untuk perkembangan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang berkenan membacanya. Terima Kasih semoga Tuhan selalu memberkati kita semua. Salatiga, Januari 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
INTISARI ......................................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ....................................................................................................
ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ..........................................................................................................
ix
BAB
PENDAHULUAN ........................................................................................
1
1.1. Tujuan ..........................................................................................................
1
1.2. Latar Belakang .............................................................................................
1
1.3. Spesifikasi Alat ............................................................................................
2
1.4. Sistematika Penulisan ...................................................................................
2
BAB II DASAR TEORI ...........................................................................................
4
2.1. Mikrokontroler .............................................................................................
4
2.1.1. Internal ADC ....................................................................................
6
2.1.2. Timer / Counter .................................................................................
8
2.1.2.1. Mode Operasi Timer ...........................................................
8
2.1.2.2. Timer/Counter 0 .....................................................................
8
2.1.2.3. Timer/Counter 2 .....................................................................
9
2.1.2.4. Timer/Counter 1 .....................................................................
11
2.2. LCD ( Liquid Crystal Display ) .....................................................................
12
2.3. Termistor .......................................................................................................
13
2.4. Driver Motor ................................................................................................
15
I
iv
2.5. Motor Listrik ................................................................................................
16
2.5.1. Motor DC ...........................................................................................
17
2.5.2. Motor AC ...........................................................................................
18
2.6. Hukum Newton, Gaya dan Torsi ...................................................................
19
BAB III
PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT .............................................
21
3.1. Gambaran Sistem ..........................................................................................
21
3.2. Diagram Blok Alat ........................................................................................
25
3.3. Perancangan Perangkat Keras .......................................................................
27
3.3.1. Bagian Mikrokontroler ......................................................................
27
3.3.2. Modu LCD.........................................................................................
32
3.3.3. Modul Sensor Suhu ............................................................................
34
3.3.4. Modul Driver Motor AC dan DC ......................................................
34
3.3.5. Modul Catu Daya ..............................................................................
37
3.3.6. Susunan Limit Switch ........................................................................
38
3.3.7. Mekanik Molen .................................................................................
39
3.3.8. Mekanik Tempat Bahan ....................................................................
39
3.3.9. Mekanik Penggorengan .....................................................................
41
3.3.10. Mekanik Penirisan ...........................................................................
41
3.4. Perancangan Perangkat Lunak ......................................................................
42
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS .......................................................
48
4.1. Modul Mikrokontroler ..................................................................................
48
4.2. Modul LCD ..................................................................................................
49
4.3. Modul Sensor Suhu .......................................................................................
50
4.4. Modul Driver Motor ......................................................................................
51
v
4.5. Modul Catu Daya ..........................................................................................
52
4.6. Mekanik Molen ............................................................................................
53
4.7. Mekanik Tempat Bahan ................................................................................
53
4.8. Mekanik Penggorengan .................................................................................
55
4.9. Mekanik Peniris.............................................................................................
55
4.10. Pengujian Alat Secara Keseluruhan ..............................................................
56
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................
59
5.1. Kesimpulan ..................................................................................................
59
5.2. Saran Pengembangan ....................................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................
62
LAMPIRAN A ...............................................................................................................
63
LAMPIRAN B ...............................................................................................................
65
LAMPIRAN C ...............................................................................................................
76
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Susunan Pin ATMega 32 .........................................................................
5
Gambar 2.2.
Register TCCR0 ......................................................................................
9
Gambar 2.3.
Register TCNT0 ......................................................................................
9
Gambar 2.4.
Register OCR0 .........................................................................................
9
Gambar 2.5.
Register TCCR2 ......................................................................................
10
Gambar 2.6.
Register TCNT2 ......................................................................................
10
Gambar 2.7.
Register OCR2 ........................................................................................
10
Gambar 2.8.
Register TCCR1A ...................................................................................
11
Gambar 2.9.
Register TCCR1B ...................................................................................
11
Gambar 2.10 Register TCNT1 ......................................................................................
11
Gambar 2.11. Register OCR1A .....................................................................................
12
Gambar 2.12. Register OCR1B.......................................................................................
12
Gambar 2.13. Konfigurasi Pin LCD ...............................................................................
12
Gambar 2.14. Grafik Karakteristik V terhadap T ............................................................
14
Gambar 2.15. NTC Thermytor type B57560G0234H000 glass encapsulated sensor........
15
Gambar 2.16. Penyusun Utama Relay.............................................................................
16
Gambar 2.17. Motor DC .................................................................................................
17
Gambar 3.1. Gambar Blok Diagram Sistem ..................................................................
25
Gambar 3.2. Skematik Untai Modul Mikrokontroler ....................................................
28
Gambar 3.3. Skematik Untai Tambahan External Oscillator ........................................
30
Gambar 3.4. Skematik Untai Reset ..............................................................................
31
Gambar 3.5. Skematik Untai Modul LCD ....................................................................
32
vii
Gambar 3.6. Skematik Untai Sensor Suhu ....................................................................
34
Gambar 3.7. Skematik Untai Driver MotorI .................................................................
35
Gambar 3.8. Skematik Untai Catu Daya .......................................................................
38
Gambar 3.9. Skematik Susunan Limit Switch ...............................................................
38
Gambar 3.10. Mekanik Molen dan Mekanik Angkat ......................................................
39
Gambar 3.11. Mekanik Tempat bahan ...........................................................................
40
Gambar 3.12. Gambar Mekanik Pintu Kacang, Tapioka dan Pompa Lem Berbumbu. .......
40
Gambar 3.13. Gambar Mekanik Getar ...........................................................................
40
Gambar 3.14. Gambar Mekanik Angkat Keranjang ........................................................
41
Gambar 3.15. Gambar Mekanik Putar Keranjang ...........................................................
41
Gambar 3.16. Gambar Mekanik Penirisan ......................................................................
42
Gambar 4.1. Pengujian Modul LCD .............................................................................
49
Gambar 4.2. Pengujian Termistor .................................................................................
51
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Modul Mikrokontroler AVR ATMega32 ...........................
49
Tabel 4.2
Hasil Pengukuran Termistor ........................................................................
50
Tabel 4.3
Hasil Pengujian Driver Motor .....................................................................
51
Tabel 4.4
Hasil Pengujian Mekanik Pengaduk Molen .................................................
53
Tabel 4.5
Hasil Pengujian Mekanik Angkat Molen .....................................................
53
Tabel 4.6
Pengujian Mekanik Pintu Kacang ................................................................
54
Tabel 4.7
Pengujian Mekanik Pintu Tapioka ...............................................................
54
Tabel 4.8
Pengujian Mekanik Pompa ..........................................................................
54
Tabel 4.9
Pengujian Mekanik Penggorengan ..............................................................
55
Tabel 4.10 Pengujian Mekanik Penirisan .......................................................................
56
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Penuangan Komposisi Bahan..............................................
57
ix
