MESIN PENJUAL MINUMAN OTOMATIS DENGAN PENGATURAN PEMBUKAAN VALVE DAN PENGONTROLAN TEMPERATUR
UNTUK SATU JENIS MINUMAN BERBASIS MIKROKONTROLER
VENDING MACHINE WITH VALVE OPENING AND
TEMPERATURE CONTROL FOR ONE TYPE BEVERAGE
BASED ON MICROCONTROLLER
PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III
Oleh
RATRI CAHYASASI NIM : 091311024
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
RIWAYAT HIDUP
Nama
: Ratri Cahyasasi
NIM
: 091311024
Alamat : Komplek PLN Paseban No. 20 Tarogong Kidul – Garut
TTL
: Garut, 3 April 1991
E‐mail
:
[email protected]
PENDIDIKAN
Pendidikan : 2009 – 2012
Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Elektronika
2006 – 2009
SMAN 1 Garut (SMAN 1 Tarogong Kidul) ‐ Garut
2003 – 2006
SMPN 1 Garut ‐ Garut
1997 – 2003
SDN Regol XII (SDN Kiansantang) ‐ Garut
PENGALAMAN ORGANISASI
2009 ‐ 2012 HME (Himpunan Mahasiswa Elektronika) 2010 ‐ 2011 Divisi Kaderisasi HME 2009 ‐ 2012 Paguyuban Mahasiswa Garut Polban 2008 ‐2010 Paguyuban Mojang Jajaka Kabupaten Garut
ABSTRAK
Penggunaan koin khusus, smartcard dan uang kertas yang harus selalu dalam kondisi baik sebagai alat pembayaran yang digunakan pada mesin penjual minuman otomatis sering menjadi masalah untuk sebagian besar pengguna mesin penjual minuman. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dibuatlah proyek akhir “Mesin Penjual Minuman Otomatis Dengan Pengaturan Pembukaan Valve dan Pengontrolan Temperatur Untuk Satu Jenis Minuman Berbasis Mikrokontroler” yang dapat membaca nominal uang logam. Proyek akhir ini menggunakan sensor uang logam yang dapat mendeteksi uang logam yang beredar di pasaran. Nominal uang logam yang dapat terbaca adalah uang logam Rp.100, Rp.200, Rp.500 dan Rp.1.000. Penggunaan berbagai nominal uang logam akan memudahkan pengguna untuk membeli minuman sesuai dengan jumlah uang logam yang dimilikinya. Jumlah keluaran minuman bergantung pada jumlah uang logam yang dimasukkan, sehingga pengguna tidak perlu khawatir bila jumlah uang yang dimiliki kurang dari harga pergelas minuman.
Program kerja alat dibuat dengan Bahasa Basic yang digunakan untuk mengoperasikan semua program alat menggunakan mikrokontroler ATMega32. Program berfungsi untuk mengubah keluaran pulsa dari sensor uang logam menjadi nominal uang yang kemudian ditampilkan ke LCD. Uang logam pecahan 100 putih memiliki keluaran 10 pulsa dan 15 pulsa untuk 100 kuning. Uang logam pecahan 500 kuning memiliki keluaran 20 pulsa dan 25 pulsa untuk 500 putih. Uang logam pecahan 200 memiliki keluaran 30 pulsa. Sedangkan uang logam pecahan 1000 besar memiliki keluaran 35 pulsa dan 40 pulsa untuk 1000 tipis. Program delay digunakan untuk mengatur pembukaan valve untuk mengeluarkan minuman sesuai dengan jumlah masukan uang logam. Delay yang dibutuhkan untuk mengeluarkan satu gelas minuman pada saat level penuh adalah 26 detik. Program lain digunakan untuk mengatur temperatur minuman agar tetap dalam kondisi hangat berkisar antara 480C sampai 500C. Program penambahan delay pembukaan valve berfungsi apabila level minuman telah berkurang sebanyak tiga kali pembukaan maksimal (+540ml), dan delay akan bertambah sebesar 3 detik. Dari hasil uji coba alat proyek akhir ini berjalan dengan baik sesuai dengan program yang dimasukkan. Pembacaan nominal uang, pengaturan delay, pengontrolan temperatur dan penambahan delay pembukaan valve telah berjalan sesuai dengan mestinya. Kata Kunci : Mesin minuman, koin validator, valve, vending machine, Mikrokontroler, ATMega32
iii
ABSTRACT
The use of special coins, smartcards and banknotes that have always been in good condition as a means of payment used in the automatic vending machine is often a problem for most users of vending machines. To solve the problem then made a final project " Vending Machine with Valve Opening and Temperature Control For One Type Beverage Based On Microcontroller " that can read nominal OF coin. The final project use a coin sensor that can detect coins on the market. The nominal coin that can be read by coin sensor are Rp.100, Rp.200, Rp.500 and Rp.1.000. The use of various nominal coin will allow users to buy drinks in accordance with the number of coins he had. Output depends on the number of drinks that included the number of coins, so users do not have to worry if the amount of money owned by less than the price a cup of drinks. Programs are provided with the Basic language that is used to operate all programs using the tools ATMega32 microcontroller. Program serves to change the output pulses from the coin sensor into nominal money which is then displayed to the LCD. Fractional coins have a white 100 outputs 10 pulses and 15 pulses for a 100 yellow. Fractional coins yellow 500 has outputs 20 pulses and 25 pulses to 500 white. Denomination coins 30 200 has the output pulse. While the coins have a denomination of the 1000 output of 35 pulses and 40 pulses for 1000 thin. The program is used to delay the opening of the valve set to issue beverage according to the number of input coins. Delay required to issue a drink at the full level is 26 seconds. Other programs are used to regulate the temperature of drinks to keep warm in conditions ranging from 480C to 500C. Program function additional delay valve opening when the level of drink has been reduced by three times the maximum opening (+540 ml), and delay would increase by 3 seconds. From the test results means the end of the project is progressing well in accordance with the program are included. Reading of the nominal money, delay settings, controlling the temperature and the addition of valve opening delay had been run in accordance with properly. Key Words : Drinking Machine, coin validator, valve, vending machine, Microcontroller, ATMega32
iv
“Ya Tuhanku, tunjukilah aku untuk mensyukuri nikmat Engkau yang telah Engkau berikan kepadaku dan kepada ibu bapakku dan supaya aku dapat berbuat amal yang saleh yang Engkau ridai; berilah kebaikan kepadaku dengan (memberi kebaikan) kepada anak cucuku. Sesungguhnya aku bertobat kepada Engkau dan sesungguhnya aku termasuk orang-orang yang berserah diri” (Al Ahqaaf : 15)
KUPERSEMBAHKAN KARYA KECIL
INI
KEPADA :
IBUKU TERCINTA, TERSAYANG, SANG PEMBERI SEMANGAT “WARSINI” ALMARHUM AYAHANDAKU TERSAYANG, PAHLAWANKU DAN
DOA
PANUTAN HIDUPKU “SUTOYO”
TULUS KEPADA ANANDA SEPERTI AIR DAN TAK
PERNAH BERHENTI YANG TERUS MENGALIR PENGORBANAN MOTIVASI, KESABARAN, KETABAHAN DAN TETES AIR MATAMU YANG TERLALU MUSTAHIL UNTUK DINILAI , WALAUPUN JAUH , ENGKAULAH SEBAIK
–
BAIK PANUTAN
MESKI TIDAK SELALU SEMPURNA
KAKAK
DAN
ADIKKU TERSAYANG “NASTITI
RATNANINGTYAS KEBERSAMAAN,
DAN
CITRA WIRASTRI”
DUKUNGAN, DOA, KASIH SAYANG DAN
PERHATIANMU UNTUKKU SANGATLAH BERARTI
“ACHMAD FANZI INDRAWAN” TERIMAKASIH
ATAS PERHATIAN, DAN DUKUNGANMU UNTUKKU SELAMA INI
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur untuk Allah SWT atas selesainya laporan proyek akhir dengan judul “Mesin Penjual Minuman Otomatis Dengan Pengaturan Pembukaan Valve dan Pengontrolan Temperatur untuk Satu Jenis Minuman Berbasis Mikrokontroler” yang disusun sebagai salah satu syarat kelulusan program pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Bandung. Selesainya pembuatan laporan proyek khir ini ini tidak terlepas dari bimbingan, dorongan dan bantuan dari berbagai pihak yang memotivasi dalam pengerjaan laporan ini. Terima kasih disampaikan kepada semua pihak yang telah membantu selama pembuatan proyek akhir dan dalam pembuatan laporan ini. Terimakasih penulis sampaikan kepada : 1. Yth. Bapak Ir. Hari Purnama sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung 2. Yth. Ibu Ervin ST,MT sebagai Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung 3. Yth. Bapak Dodi Budiman, ST, MT sebagai dosen pembimbing I yang telah memberikan petunjuk dan pengarahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini 4. Yth. Bapak Sabar Pramono, BSEE sebagai dosen pebimbing II yang telah memberikan pengarahan hingga laporan Proyek Akhir ini dapat penulis susun sampai selesai 5. Yth. Bapak Ir. Didik Harjogi, Ibu Dr. Ir. Ediana Sutjiredjeki, M.Sc. dan Ibu Ervin Masita Dewi, ST., MT selaku penguji proyek akhir penulis 6. Bapak Tjan Swi Hong, MSc., Bapak Rida Hudaya, DUTech,ST., DEA dan Bapak Yana Sudarsa, BSEE, MT. selaku Panitia Proyek Akhir 2012 7. Yth. Bapak Prih Sumardjati atas bantuannya dalam pembuatan rancang awal alat 8. Yth. Bapak Ir. Suheri Bakar yang telah memberikan saran dalam pelaksanaan proyek akhir 9. Yth. Bapak – bapak dan Ibu – ibu dosen atas semua ilmu yang diberikan kepada penulis
vii
10. Yth. Ibu Iyom dan Bapak Agus yang selama ini telah melayani penulis untuk meminjamkan alat untuk mengerjakan Proyek Akhir
11. Partner Proyek Akhir, Dita Andini yang telah bekerjasama selama ini
12. Rekan Teknik Elektronika 2009, khususnya Pramakhda Citra dan Tita Dwi
yang telah banyak memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis
13. Serta semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Dalam pembuatan laporan ini penulis menyadari masih banyak kekurangan, untuk itu penulis sangat mengharapkan saran untuk penyempurnaan tulisan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat.
Bandung, Juli 2012
Penulis
viii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR .......................................................................................... v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2 1.3 Tujuan ................................................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah ................................................................................ 2 1.5. Metodologi ......................................................................................... 3 1.6. Sistematika Penulisan ........................................................................ 4 BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................... 5 2.1 Sensor Uang Logam (Coin Validator) ................................................ 5 2.2 LCD..................................................................................................... 8 2.3 Mikrokontroler ATmega32 ................................................................. 10 2.3.1 Arsitektur CPU ATMEGA32 ................................................... 11 2.3.2 Program Memori ...................................................................... 12 2.3.3 SRAM Data Memori ................................................................ 13 2.3.4 EEPROM Data Memori ........................................................... 13 2.3.5 Interupsi .................................................................................... 13 2.3.6 I/O Port ..................................................................................... 14 2.3.7 Clear Timer on Compare Match (CTC) ................................... 14 2.3.8 USART ..................................................................................... 14 2.4 LM35................................................................................................... 18 2.5 Solenoid Valve ................................................................................... 19
ix
2.6 Water Heater (pemanas air) ............................................................... 21
2.7 Solid State Relay ................................................................................. 21
2.8 Bascom – AVR ................................................................................... 23 2.8.1 Baris Program BASCOM ......................................................... 24 2.8.2 Penggunaan Line Identifiers ..................................................... 24
2.8.3 Statement (Pernyataan) ............................................................. 24
2.8.4 Tipe Data .................................................................................. 25
2.8.5 Variabel .................................................................................... 26 2.8.6 Ekspresi dan Operator .............................................................. 26
Bab III PERANCANGAN DAN REALISASI ..................................................... 28 3.1 Tujuan Perancangan ........................................................................... 28 3.2 Tahapan Perancangan ......................................................................... 28 3.3 Spesifikasi Alat .................................................................................. 28 3.4 Perancangan Alat ................................................................................ 29 3.4.1 Diagram Blok Alat ................................................................... 29 3.4.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Elektronika ................... 31 3.4.3 Perancangan Perangkat Lunak ................................................. 34 3.4.4 Perancangan Mekanik Alat....................................................... 38 3.5 Realisasi .............................................................................................. 40 3.5.1 Realisasi Perangkat Elektronika ............................................... 40 3.5.2 Realisasi Perangkat Lunak ....................................................... 45 3.5.3 Realisasi Mekanik .................................................................... 41 Bab IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................... 50 4.1 Tujuan ................................................................................................. 50 4.2 Langkah-langkah Pengujian dan Analisis ........................................... 50 4.3 Pengujian Perangkat Keras ................................................................. 50 4.3.1 Pengujian Rangkaian Sistem Minimum ................................... 50 4.3.2 Pengujian Sensor Koin ............................................................. 51 4.3.3 Pengujian LM35 ....................................................................... 54 4.3.4 Pengujian LCD ......................................................................... 56 4.4 Pengujian Alat ..................................................................................... 57
x
Bab V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 67 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 67
5.2 Saran .................................................................................................. 69
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 70
LAMPIRAN
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Listing Program
Lampiran B Skematik Rangkaian, Layout PCB, dan Desain Mekanik
Lampiran C Datasheet
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor uang logam keseluruhan ........................................................ 5
Gambar 2.2 Sensor uang logam ............................................................................ 6
Gambar 2.3 Sensor uang logam bagian dalam...................................................... 6 Gambar 2.4 Skematik Rangkaian Koin Validator ................................................ 7
Gambar 2.5 Prosedur Koin Validator ................................................................... 7
Gambar 2.6 IC LCD Controller ................................................................................... 9
Gambar 2.7 Contoh huruf yang tampil pada lcd 16x2 .......................................... 9 Gambar 2.8 Arsitektur Atmega32 ......................................................................... 12 Gambar 2.9 Bentuk Frame Atmega32 ........................................................................ 15 Gambar 2.10 Konfigurasi pin Atmega32 .............................................................. 16 Gambar 2.11 Blok Diagram ATMega32 .............................................................. 17 Gambar 2.12 Jenis-jenis LM35 ............................................................................. 19 Gambar 2.13 Solenoid Valve................................................................................. 20 Gambar 2.14 Struktur fungsi solenoid valve......................................................... 20 Gambar 3.1 Diagram Blok Alat ............................................................................ 30 Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya........................................................................ 31 Gambar 3.3 Rangkaian Driver Valve dan Heater ................................................. 32 Gambar 3.4 Gambar Rangkaian Sistem Minimum ............................................... 33 Gambar 3.5 Rangkaian Driver Sensor Temperatur............................................... 34 Gambar 3.6 Diagram Alir Utama .......................................................................... 36 Gambar 3.7 Diagram Alir Pilihan Minuman ........................................................ 37 Gambar 3.8 Diagram Alir Konversi Uang Logam................................................ 38 Gambar 3.9 Rancang Rangka Alat........................................................................ 39 Gambar 3.10 Rancang Desain Mekanik Keseluruhan Tampak Depan ................. 39 Gambar 3.11 Rancang Desain Mekanik Keseluruhan Tampak Belakang ............ 39 Gambar 3.12 Gambar Rangkaian Catu Daya ....................................................... 42 Gambar 3.13 Rangkaian Sistem Minimum Atmega32 ......................................... 42 Gambar 3.14 Rangkaian Sensor Temperatur ........................................................ 44
xiii
Gambar 3.15 Rangkaian Driver Valve dan Heater ............................................... 44 Gambar 3.16 Rangka Alat..................................................................................... 48
Gambar 3.17 Bagian Alat...................................................................................... 48 Gambar 3.18 Mekanik Alat Keseluruhan ............................................................. 49
Gambar 4.1 Tampilan pada layar LCD ................................................................. 57 Gambar 4.2 Tampilan awal sistem........................................................................ 58 Gambar 4.3 Tampilan perintah awal ..................................................................... 59
Gambar 4.4 Tampilan awal saldo ......................................................................... 59 Gambar 4.5 Tampilan proses pembacaan koin ..................................................... 60
Gambar 4.6 Tampilam koin yang terbaca ............................................................. 60 Gambar 4.7 Tampilan untuk memilih jenis minuman .......................................... 60 Gambar 4.8 Tampilan pilihan tombol 1 ............................................................... 61 Gambar 4.9 Tampilan pilihan tombol 2 ................................................................ 61 Gambar 4.10 Tampilan pilihan tombol 3 .............................................................. 62 Gambar 4.11 Tampilan minuman habis ................................................................ 62 Gambar 4.12 Gambar pilihan minuman lain......................................................... 62
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi pin LCD 16x2 ................................................................... 9
Tabel 2.2 Tabel Interupsi Atmega32..................................................................... 13
Tabel 2.3 Tabel Konfigurasi pin Atmega32 ......................................................... 13 Tabel 2.4 Operator Relasi ..................................................................................... 27
Tabel 2.5 Operator Logika .................................................................................... 27
Tabel 3.1 Tabel Input Output Atmega32 .............................................................. 43
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran tegangan tiap port pada sismin ATMega32 ..... 51 Tabel 4.2 Data hasil percobaan sensor koin......................................................... 53 Tabel 4.3 Hasil pengujian Lm35 ........................................................................... 55 Tabel 4.4 Input dan Output pada mikrokontroler ................................................. 58 Tabel 4.5 Pengukuran air keluar berdasarkan masukan koin................................ 63 Tabel 4.6 Pengukuran delay harga maksimal minuman 1 .................................... 64
xv
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ardi Winoto. 2008. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan
Pemogramannya. Jakarta : Informatika. [2]
Eka Yusuf. 2010. Aplikasi Smart Card Sebagai Alat Transaksi Pada mesin
Penjual Minuman Otomatis Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 (Bagian Smart Card). Bandung : Politeknik Negeri Bandung.
[3]
Herman, Stephen. 2009. Indrustrial Motor Control: Solenoid Valve. Delmar Cengage Learning.
[4]
Herman, Stephen. 2009. Indrustrial Motor Control: Solid State Relay. Delmar Cengage Learning.
[5]
Purwanto,
Lilik.
http://karyakulilik.blogspot.com/2009/11/sensor-uang-
logam-coin-sensor.html. Diunduh pada 13 Maret 2012. [6]
Vision, Creative. 2009. Buku Manual K-125i / LM35. Jakarta Timur: Klinik Robot.
[7]
Wardana,
Meri.
http://meriwardana.blogspot.com/2011/11/solenoid-
valve.html. Diunduh pada 23 Mei 2012. [8]
www.atmel.com/Images/doc2503.pdf. diunduh pada 25 Juni 2012.
[9]
www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html.
Diunduh
pada 23 Juni 2012. [10] www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM78xx.html. Diunduh pada 10 Maret 2012. [11] www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/16090/PHILIPS/BC109.html. Diunduh pada 25 Juni 2012. [12] www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/16791/PHILIPS/BT139.html. Diunduh Pada 25 Juni 2012. [13] www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/22762/TMICROELECTRONICS/ LM358.html. Diunduh pada 25 Juni 2012. [14] www.alldatasheet.com/datasheetpdf/pdf/5042/MOTOROLA/MOC3081.html. Diunduh pada 25 Juni9 2012.
70
