PEMBERI PAKAN IKAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
PROYEK AKHIR Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya
Disusun Oleh : Nuning Afriyanti 05506131007
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA AGUSTUS 2008
i
ii
iii
iv
PEMBERI PAKAN IKAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 Oleh : Nuning Afriyanti 05506131007
ABSTRAK
Tujuan proyek ahkir ini adalah untuk membuat prototype pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller. Kendali mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega8535 dan ATMega8 yang difungsikan untuk mengendalikan kerja motor serta untuk menentukan penyetingan jam. Metode yang digunakan dalam proyek akhir ini adalah pengembagan alat pemberi pakan ikan berbasis mikrokontroller ATMega8535. Adapun langkahlangkah yang digunakan yaitu analisis kebutuhan alat, pembuatan mekanik serta kontrol dan pengambilan data. Perancangan sistem ini terdiri dari 5 bagian yaitu : sistem minimum mikrokontroller ATMega8535 dan mikrokontroller ATMega8, driver relay dan rangkaian driver relay serta catu daya. Sistem minimum mikrokontroller ATMega8535 digunakan sebagai kendali utama yaitu untuk menjalankan motor, sedangkan ATMega8 digunakan untuk penyetingan jam digital. ULN2804A digunakan sebagai antarmuka antara mikrokontroller dengan rangkaian daya (motor). Sedangkan rangkaian driver relay berfungsi mengatur aktif tidaknya motor power window sebagai pembuka dan penutup kran, jalan nya rel (baik maju atau mundur), serta untuk memutar piringan. Berdasarkan pengujian dan unjuk kerja dari alat pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 telah menunjukkan hasil yang sesuai dengan rancangan yaitu mampu menebarkan pelet secara otomatis berdasarkan setingan waktu yang telah ditentukan. Pada saat alat ini bekerja bobot pelet yang dikeluarkan sangat bergantung pada lama tidak nya waktu membuka kran tersebut.
v
MOTTO
”Barang siapa melihat kemungkaran maka hendaknya dia mengubah dengan tangan nya (kekuasaan Nya ), jika tidak bisa maka dengan lisannya, jika tidak bisa juga maka dengan hatinya dan itulah selemah-lemahnya iman”.(Al-Hadist)
”Jangan Menoreh kebelakang terlalu lama, cukuplah pandang sekilas untuk tentukan langkah kedepan yang lebih baik ” .
”Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain”. (Q>S. Al-Insyiroh : 6-7)
vi
Dengan segala kerendahan hati kupersembahkan karya ku ini untuk : Orang tuaku tercinta, terimakasih untuk do’a serta bimbingan yang telah engkau berikan padaku, kasih sayangmu akan selalu terkenang sepanjang usiaku. Adik-adik ku yang selalu menjadi sumber inspirasi serta motivasi untuk ku selalu berjuang. Kalian semua pahlawan kecil ku. Seluruh keluarga ku tercinta, doa kalian lah yang mampu menjadikan ku untuk tetap terus maju menggapai cita-cita. Sahabat seperjuanganku (tyas, wati, nita, tika, ayu, gandhi, emon, ganjar, retno, darmin, galih) terima kasih untuk dukungan nya, dan semua angkatan ’05, ayo berjuang......... Keluarga kedua ku di C.10 (amie, indah, wince, shinta, tanti, dini, rizma), terima kasih untuk bantuan kalian selama ini. Buat anak-anak Lampung-Tengah yang ada di Jogja tanpa terkecuali, terima kasih untk semuanya. Seluruh orang yang pernah aku kenal dan pernah mengisi hari-hariku dari aku kecil hingga saat ini.......
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi rabbil ’alamin, segala puji dan syukur hanya pantas terucap bagi Sang Pemilik jiwa, Allah SWT yang telah memberikan kekuatan, kesehatan, dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Sholawat teriring salam semoga selalu tercurah kepada suri tauladan, Nabi Muhammad SAW. Tugas akhir dengan judul “PEMBERI PAKAN IKAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535” ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Program Diploma III di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Dengan segenap rasa syukur akhirnya tugas akhir ini terwujud nyata. Semoga dapat memberikan manfaat bagi semua pihak, khususnya bagi kemajuan dibidang teknologi. Dengan hati yang tulus penulis sampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Sugeng Mardiyono,Ph.D selaku Rektor Universitas Negeri Yogyakarta. 2. Bapak Wardan Suyanto, Ed.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. 3. Bapak Mutaqin, M.Pd.M.T
selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Yogyakarta. 4. Bapak Sukir, M.T, selaku Ketua Prodi Teknik Teknik Elektro, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing. Terima kasih atas bimbingannya yang telah diberikan dalam penyusunan Proyek Akhir ini. 5. Bapak serta ibu dosen di jurusan Teknik Elektro, yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih untuk ilmu yang telah diberikan kepada penulis, semoga menjadi ilmu yang bermafaat. Amin.......!
viii
6. Bapak, ibu, terima kasih untuk doa, semangat, serta materil yang selalu kalian berikan untuk Ananda selama ini, semua yang telah kalian berikan tak mampu untuk ku membalasnya. 7. Saudara-saudara seperjuangan ku di Teknik Elektro angkatan 2005 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah menjadi keluarga kedua ku selama hidup di Jogja, terima kasih atas warna-warni indah dilembaran kehidupanku. 8. Semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan baik moril maupun materil untuk terselesainya proyek akhir ini. Semoga kebaikan kalian menjadi amal ibadah. Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam isi maupun penyusunannya, untuk itu masukan berupa kritik dan saran sangat penulis harapkan demi kesempurnaan dan kemajuan dimasa akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis dan semua pihak serta dapat menjadi amal ibadah. Amien.
Yogyakarta, 08 Agustus 2008 Penulis,
Nuning Afriyanti NIM. 05506131007
ix
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................
iii
HALAMAN PERNYATAAN .....................................................................
iv
ABSTRAK ...................................................................................................
v
HALAMAN MOTTO ..................................................................................
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..................................................................................
viii
DAFTAR ISI ................................................................................................
x
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xiii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xv
LAMPIRAN .................................................................................................
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN A.
Latar Belakang ..................................................................
1
B.
Identifikasi Masalah ..........................................................
3
C.
Batasan Masalah ................................................................
3
D.
Rumusan Masalah .............................................................
4
E.
Tujuan ................................................................................
4
F.
Manfaat ..............................................................................
4
G.
Keaslian Gagasan ..............................................................
6
PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH A.
Pengertian Umum Mikrokontroller ...................................
7
1.
Mikrokontroller ATMega8535 .................................
7
2.
Struktur Memori Data ATMega8535 ……………...
10
x
3.
Status Register (SREG) Pada Mikrokontroller ATMega8535 ……………………………………...
B.
BAB III
11
ATMega8 ..........................................................................
13
1.
Konfigurasi Pin AVR ATMega8 …………………..
15
2.
Stack Pointer ………………………………………
17
3.
Timer AVR ATMega8 …………………………….
17
C.
LCD ..................................................................................
18
D.
Motor DC (Power Window) ……………………………..
21
E.
Driver Motor (ULN2804A) ……………………………...
24
F.
Catu Daya ..........................................................................
26
G.
Relay ..................................................................................
27
H.
Limit Switch ......................................................................
30
I.
Diagram Alir (Flowchart) ……………………………….
31
KONSEP PERANCANGAN DAN PENGUJIAN A.
Analisis Kebutuhan ...........................................................
33
B.
Konsep Perancagan ...........................................................
34
1.
Proses pembuatan Hardware ...................................
35
2.
Pembuatan mekanik Box .........................................
36
3.
Pembuatan Mekanik .................................................
37
4.
Perancangan Perangkat Lunak .................................
37
Perancangan Rangkaian ....................................................
39
1.
39
C.
Rangkaian catu daya .................................................
xi
2.
Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535,
41
ATMega8, dan ULN2804A ......................................
D.
BAB IV
Rangkaian display jam, menit dan detik ..................
44
4.
Driver Relay (ULN2804A) ......................................
45
5.
Rangkaian Driver Relay ...........................................
45
Rencana Pengujian ............................................................
47
1.
Langkah-langkah pengambilan data ……………….
47
2.
Alat dan bahan yang digunakan …………………...
47
3.
Perencanaan tabel pengujian ………………………
47
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN A.
B.
BAB V
3.
Hasil Pengujian Alat ……………………………………..
48
1.
Pengujian Perangkat Keras .......................................
48
2.
Pengujian Perangkat Lunak ......................................
53
Pembahasan .......................................................................
56
KESIMPULAN DAN SARAN A.
Kesimpulan ........................................................................
59
B.
Keterbatasan Alat ..............................................................
60
C.
Saran-saran ........................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
62
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.
IC Mikrokontroller ATMega8535 …………………………
9
Gambar 2.
Konfigurasi Memori Data AVR ATMega8535 ...................
11
Gambar 3.
Status Register ATMega8535 …………………………......
12
Gambar 4.
Konfigurasi pin-pin ATmega8 ………………………….....
15
Gambar 5.
Liquid Crystal Display ………………………………….....
19
Gambar 6.
Metode kendali sebuah segmen LCD ……………………..
20
Gambar 7.
Metode Pengendalian 7-segmen LCD …………………….
21
Gambar 8.
Bentuk fisik motor Power Window ………………………..
22
Gambar 9.
Bentuk fisik dari IC ULN2804A ..........................................
24
Gambar 10.
Rangkaian transistor Darlington ………………………….
25
Gambar 11.
Konfigurasi pin pada LM78xx …………………………….
26
Gambar 12.
Skema Relay Elektromekanik ..............................................
28
Gambar 13.
Rangkaian Dan Simbol Logika Relay ……………………..
29
Gambar 14.
Relay Yang Terdapat Di Pasaran ........................................
30
Gambar 15.
Limit Switch Yang Terdapat Di Pasaran .............................
30
Gambar 16.
Diagram blok sistem secara umum ......................................
33
Gambar 17.
Box rangkaian ......................................................................
36
Gambar 18.
Kerangka Mekanik ...............................................................
37
Gambar 19.
Diagram Alur Program .........................................................
38
Gambar 20.
Rangkaian catu daya .............................................................
39
xiii
Gambar 21.
Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535, ATMega8 dan Driver motor ULN2804A .....................................................
43
Gambar 22.
Rangkaian Display jam, menit dan detik .............................
44
Gambar 23.
Rangkaian Driver Motor ULN2804A ..................................
45
Gambar 24.
Rangkaian Driver Relay (pada kran) ....................................
46
xiv
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.
Fungsi Pin pada IC ULN2804A ……………………………….
25
Tabel 2.
Karakteristik Regulator Tegangan Seri 78xx ………………….
27
Tabel 3.
Simbol Diagram Alir ………………………………………….
31
Tabel 4.
Daftar Komponen Pada Rangkaian Display Jam, Menit dan Detik ...........................................................................................
45
Tabel 5.
Data Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor .........................
50
Tabel 6.
Data Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor Kran ................
50
Tabel 7.
Data Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor Rel ...................
51
Tabel 8.
Tabel 9. Tabel 10.
Data Hasil Pengujian Untuk Jumah Pelet Yang Keluar dari
51
Kran ............................................................................................ Data Kesesuaian Antara Jam Yang Sesungguhnya dengan Jam
52
Pada Tampilan LCD ................................................................... Data Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya .........................
xv
53
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Ikan merupakan hewan yang banyak dipelihara orang dikolam atau tambak serta dapat dijadikan sebagai mata pencaharian. Agar ikan dapat hidup dengan sehat dan cepat pertumbuhannya maka memerlukan penanganan dan perawatan yang baik. Penanganan dan perawatan ikan yang baik mencakup pemberian makanan yang umumnya berupa pellet dengan teratur dan porsi yang tepat, kondisi dan pergantian air yang baik, sirkulasi oksigen yang lancar, kebersihan kolam dan sebagainya. Salah satu hal yang terpenting dalam pemeliharaan ikan adalah pemberian makanan bagi ikan tersebut, sebab ikan sebagai makhluk hidup tentunya memerlukan
makanan
agar
tetap
hidup
dengan
sehat
dan
cepat
pertumbuhannya. Bagi pemilik ikan, terkadang keseharianya disibukkan dengan kegiatan-kegiatan lain yang padat. Bahkan kepadatan aktivitas yang lain tersebut dapat menyita waktu hingga berhari-hari. Keadaan ini menyebabkan proses pemberian makanan kepada ikan menjadi terlantar dan tidak sesuai dengan jadwal serta porsinya atau bahkan lupa hingga berhari-hari tidak memberikan makanan kepada ikan. Kelalaian dalam memberikan makanan
kepada
ikan
dapat
mengakibatkan ikan kekurangan gizi,
pertumbuhannya terhambat, kerdil, sakit dan bahkan bisa mengakibatkan kematian. Apalagi jika yang dipelihara adalah ikan lele dumbo yang memerlukan jadwal pemberian makanan yang pasti dan porsi makanan yang
2
mencukupi, keterlambatan pemberian makanan serta porsi makanan yang kurang akan berdampak langsung pada penurunan bobot lele dumbo. Apabila sampai terjadi kelalaian dalam pemberian makanan hingga berhari-hari, bisa dipastikan badan lele menjadi kurus dengan kepala besar yang memerlukan waktu yang relatif lama untuk menjadi besar dan gemuk kembali. Hal demikian tentu saja sangat merugikan pemilik ikan, disampaing panennya lebih lama, pembelian makanan lele menjadi bertambah yang tentu saja memerlukan uang yang lebih banyak serta bobot ikan belum tentu memuaskan (Sukir, 2007). Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka perlu dilakukan penelitian rancang bangun pemberi makan ikan otomatis. Dengan prototype ini dapat dilakukan pemberian makanan kepada ikan secara otomatis menyangkut waktu atau jadwal pemberian makanan dan jumlah atau porsi makanan. Disamping itu, dapat dilakukan pula pemerataan tebaran makanan serta ketersediaan makanan yang terkontrol. Pemberi makan ikan otomatis ini berbasis kendali mikrokontroller ATMega8535. Dengan demikian dapat diharapkan ikan akan mendapatkan makanan secara teratur dengan jumlah porsi yang mencukupi dan tidak berebut sehingga ikan dapat hidup dengan sehat, cepat besar dan berbobot yang pada gilirannya panenan ikan akan memuaskan.
3
B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, maka dalam pembuatan alat pemberi pakan ikan otomatis ini, dapat diidentifikasikan beberapa permasalahan antara lain : 1. Pemilik tambak harus selalu memberi makan ikan sesuai dengan jadwal, namun karena kesibukannya kadang tidak tersempatkan. 2. Kelalaian dalam memberi makan ikan dapat mengakibatkan ikan kekurangan gizi, pertumbuhannya terhambat, kerdil, sakit, dan bahkan bisa mengakibatkan kematian. 3. Perlu adanya alat pemberi makan ikan yang bekerja secara otomatis. 4. Perlu adanya basis kendali yang dipilih untuk pengendali pemberi makan ikan tersebut.
C. Batasan Masalah Mengingat keterbatasan waktu pengerjaan dan biaya yang ada, maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut : 1. Penggunaan mikrokontroller ATMega8535 sebagai alat kendali motor serta ATMega8 sebagai kendali jam digital . 2. Menggunakan motor DC power window . 3. Kerja otomatis dibatasi pada pengaturan jadwal pemberian makanan ikan dan bobot pelet serta penambahan penunjukan jam.
4
D. Rumusan Masalah Permasalahan yang diangkat dalam penulisan Tugas akhir adalah : 1. Bagaimanakah rancang bangun pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 ? 2. Bagaimanakah unjuk kerja prototype pemberi makan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 ?
E. Tujuan Tujuan yang akan dicapai dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah : a. Membuat
prototype
pemberi
makan
ikan
otomatis
berbasis
mikrokontroller ATMega8535. b. Mengetahui unjuk kerja prototype pemberi makan ikan otomatis berbasis mikikontroller ATMega8535.
F. Manfaat Pembuatan proyek akhir ini diharapkan mampu memberikan kontribusi positif berupa manfaat kepada semua pihak yang dapat memanfaatkannya, yaitu: a. Penulis 1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian dan mengetahui karakteristik dari setiap komponen utama rangkaian 2. Sebagai sarana penelitian tentang perancangan sistem elektronik dan pemrograman menggunakan mikrokontroller AVR .
5
b. Mahasiswa dan Lembaga Pendidikan Menambah wawasan keilmuan dalam hal pemanfaatan teknologi Mikrokontroller AVR, serta komponen lain ketika akan digunakan dalam pembuatan pemberi pakan ikan otomatis, sehingga dapat memacu kreatifitas
dalam
pengembangan
rangkaian
kendali
berbasis
mikrokontroller AVR. c. Bagi Masyarakat Penelitian ini akan menghasilkan prototype pemberi makan ikan otomatis berbasisi mikrokontroller ATMega8535 yang dapat dikembangkan untuk penerapan di industri budidaya ikan seperti dikolam dan tambak dengan harga yang murah. Bagi pemilik ikan, penggunaan prototype pemberi makan ikan otomais berbasis mikrokontroller ATMega8535 ini dapat meringankan beban dalam memberikan makanan kepada ikan karena dapat bekerja secara otomatis. Disamping itu ikan akan mendapatkan porsi makanan yang cukup, tidak berebut karena tebaran makanan merata dan kontinyuitas makanan yang terkontrol sehingga ikan dapat hidup sehat cepat besar dan berbobot yang pada gilirannya panenan ikan dapat memuaskan.
6
G. Keaslian Gagasan Pembuatan proyek akhir dengan judul “Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroller ATMega8535“ merupakan pengembangan dari alat yang sudah ada, yaitu “ Pemberi Makan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroller AT89S52“.
BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH
A. Pengertian Umum Mikrokontroller 1. Mikrokontroller ATMega8535 Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silikon menyebabkan bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga bagi perkembangan teknologi medern. Atmel sebagai salah satu vendor yang mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standart bagi para desainer sistem elektronika masa kini. Mikrokontroller merupakan bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer, ada perangkat kerasnya dan ada perangkat lunaknya serta juga ada memori, CPU, RAM, ROM dan lain sebagainya yang terintegrasi dalam keping IC. Chip mikrokontroler ini dapat diprogram menggunakan port pararel atau serial. Selain itu, dapat beroperasi hanya dengan 1 chip dan beberapa komponen dasar seperti kristal, resistor, dan kapasitor. Mikrokontroller umumnya bekerja pada frekwensi sekitar 12 MHz hingga 40 MHz. Mikrokontroller AVR (ATMega8535) memiliki arsitektur RISC8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1(satu) sikuls clock, berbeda dengan instruksi MCSI yang membutuhkan 12 siklus clock.
8
ATMega8535 mempunyai kelebihan yaitu mempunyai flash memori sebesar 8K byte dengan kemampuan Read While Write, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM sebesar 512 byte, selain itu juga ATMega8535 ini juga memiliki system mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz, serta enam pilihan mode sleep mengehemat penggunaan daya listrik. Mikrokontroller ATMega8535 memiliki beberapa spesifikasi, antara lain : 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tegangan kerja 4-5.0 V. 4. Bekerja dengan rentang 0-33 MHz. 5. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbadingan. 6. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 7. Watchdog timer dengan osilator internal. 8. SRAM sebesar 512 byte. 9. Memori flash sebesar 8 Kb dengan kemampuan Read While Write. 10. Unit interupsi internal dan eksternal. 11. Port antarmuka SPI 12. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat deprogram saat operasi. 13. Antarmuka komparator analog. 14. Port USART untuk komunikasi serial.
9
Gambar 1. IC Mikrokontroller ATMega8535 (Sumber : Lingga Wardhana :2006) Jika
dilihat
pada
gambar
dapat
dilihat
bahwa
mikrokontroller
ATMega8535 terdiri dari 40 kaki (pin). Mikrokontroller ini mempunyai 4 port sebagai bus data yang mana dalam satu port terdiri dari 8 pin. Fungsi-fungsi pin yang lain dijelaskan sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. 2. GND merupakan pin Ground. 3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI. 5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilator 6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.
10
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2. Struktur Memori Data ATMega8535 AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal. Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroller menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai periperal mikrokontroller, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada gambar.2 di bawah ini. Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit.
11
Register Umum R0 R1 .... R30 R31 Register Umum R0 R1 .... R30 R31
Alamat $0000 $0001 ......... $001E $001F Alamat $0000 $0001 ......... $001E $001F SRAM INTERNAL $0060 $0061 ......... $025E $025F(RAMEND)
Gambar 2. Konfigurasi Memori Data AVR ATMega8535 (Sumber : Lingga Wardhana :2006) ATMega8535 memiliki 4KbyteX16-bit Flash PEROM dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12-bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamatkan isi Flash. Selain itu, AVR ATMega juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF. 3. Status Register (SREG) Pada Mikrokontroller ATMega8535 Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroller.
12
Bt Read/Write Initial Value
7 I R/W 0
6 T R/W 0
5 H R/W 0
4 S R/W 0
3 V R/W 0
2 N R/W 0
1 Z R/W 0
0 C R/W 0
SREG
Gambar 3. Status register ATMega8535 (Sumber : Lingga Wardhana :2006) a. Bit 7 – I: Global Interupt Enabel Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu, kita dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara mengenable bit kontrol register yang bersagkutan secara individu. Bit akan diclear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI. b. Bit 6 – T: Bit Copy Storage Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BLD. c. Bit 5 – H: Half Carry Flag d. Bit 4 – S: Sign Bit Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara flag-N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow). e. Bit 3 – V: Two’s Complement Overflow Flag Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.
13
f. Bit 2 – N : Negative Flag Apabila suatu operasi menghasilkan suatu bilangan negatif, maka flag-N akan diset. g. Bit 1 – Z: Zero Flag Bit akan diset bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol. h. Bit 0 – C: Carry Flag Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan diset.
B. ATMega8 ATMega8 merupakan mikrokontroller 8 bit CMOS berdaya rendah berbasis AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer). Arsitektur ini mempunyai kemampuan mengeksekusi perintah hanya dalam satu siklus detak osilator dengan kecepatan mendekati 1 MIPS (Million Instruction Per Second) per MHz. Mikrokontroller ATMega8 memiliki fasilitas antara lain sebagai berikut, 1. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 2. Saluran I/O sebanyak 23 unit. 3. CPU yang terdiri atas 32 unit register. 4.
Tiga unit Timer/Counter.
5. ADC sebanyak 6 saluran. AVR menggunakan arsitektur harvard dengan memori dan bus untuk program dan data yang terpisah. Instruksi dalam memori program dieksekusi
14
dengan a single level pipelining. Pada saat sebuah intruksi sedang dieksekusi, instruksi berikutnya langsung diambil dari memori program. Konsep ini membiarkan instruksi dieksekusi setiap pewaktuan detak. Memori program merupakan flash memori yang bisa diprogram dalam sistem ISP (In-System Programing). Register berkas yang bisa diakses dengan cepat berisi 32x8 bit register kegunaan umum dengan waktu akses satu pewaktuan detak. Sehingga bisa melakukan operasi ALU (Arithmetic Logic Unit) dalam satu pewaktuan detak. Dalam operasi ALU, dari register berkas dikeluarkan dua operan, dilakukan eksekusi operasi, dan hasilnya disimpan kembali dalam register berkas dalam satu pewaktuan detak. Dari 32 register yang ada, terdapat enam unit register yang dapat digunakan untuk pengalamatan tidak langsung 16 bit sebagai register pointer. Register tersebut memiliki nama khusus, yaitu register X, register Y, dan register Z. ALU mendukung operasi aritmetik dan logik antara register atau antara konstanta dan register. Operasi satu register dapat juga dieksekusi pada ALU. Status register diperbaharui untuk melihat informasi hasil operasi setelah mengoperasikan sebuah operasi aritmetik. Aliran program menyediakan loncatan bersyarat dan loncatan tidak bersyarat dan instruksi CALL, mampu mengalamatkan langsung seluruh lokasi alamat. Kebanyakan instruksi AVR berformat 16 bit. Setiap alamat memori program berisi 16 – 32 bit instruksi. Memori flash program terbagi atas dua bagian, bagian boot program dan bagian program aplikasi. Kedua bagian menggunakan lock bit untuk menulis
15
(write) dan proteksi baca/tulis. Intruksi LPM (Load Program Memory) akan dituliskan kedalam bagian memori aplikasi flash yang terletak di dalam bagian boot program. Inti AVR mengkombinasikan banyak set instruksi dengan 32 register keperluan umum. Semua register tersebut terhubung langsung ke ALU, memperbolehkan 2 register bebas yang dapat diakses oleh satu instuksi dalam satu putaran waktu. Dengan arsitektur ini penggunaan code akan lebih efisien, sehingga mendapatkan keluaran sekitar 10 kali lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroller CISC (Complex Instruction Set Computer) konvensional. 1. Konfigurasi Pin AVR ATMega8 Konfigurasi pin mikrokontroller ATMega8 adalah seperti diperlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 4. Konfigurasi pin-pin ATmega8 (Sumber : http://www.delta-electronic.com)
16
Fungsi kaki-kaki dari ATMega8 adalah sebagai berikut : a. Kaki 1 adalah port C6 yaitu port I/O bidirectional yang dilengkapi dengan pullup internal. Kaki ini juga berfungsi sebagai masukan reset, pada level rendah akan terjadi reset jika lebar pulsa minimum lebih panjang. b. Kaki 2 – 6 dan kaki 11 – 13 adalah port D yaitu port I/O bidirectional yang dilengkapi dengan pullup internal. PD6 dan PD7 juga dapat digunakan untuk melayani input sebagai komparator analog. c. Kaki 7 adalah Vcc yaitu kaki untuk masukan sumber tegangan. d. Kaki 8 dan 22 adalah ground. e. Kaki 9, 10, dan 14 – 19 adalah port B, yaitu port I/O bidirectional yang dilengkapi dengan pullup internal. f. PB6 dapat digunakan sebagai masukan dari inverting oscillator amplifier dan sebagai input clock internal. g. PB7 juga dapat digunakan sebagai output dari inverting oscillator amplifier. h. Jika internal RC oscillator digunakan sebagai detak sumber, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai input TOSC2 dan TOSC1 untuk timer/counter2 asinkron jika AS2 bit pada ASSR diset. i. Kaki 20 adalah AVCC yaitu kaki tegangan sumber untuk A/D Converter, port C (PC0 – PC3). j. Kaki 21 adalah AREF, yaitu kaki referens analog untuk A/D Converter. k. Kaki 23 – 28 adalah port C, yaitu port I/O bidirectional yang dilengkapi dengan pullup internal.
17
2. Stack Pointer Stack pointer merupakan suatu bagian dari AVR yang berguna untuk menyimpan data sementara, variabel lokal, dan alamat kembali dari suatu interupsi ataupun subrutin. Stack pointer diwujudkan sebagai dua unit register, yaitu SPH dan SPL. Saat awal maka SPH dan SPL akan bernilai 0, sehingga perlu diinisialisasi terlebih dahulu jika diperlukan.
3. Timer AVR ATMega8 AVR ATMega8 memiliki tiga buah pewaktu yaitu Timer/Counter 0, Timer/Counter 1, Timer/Counter 2. Penjelasan masing-masing Timer/Counter adalah sebagai berikut : a. Timer/Counter 0 Timer/Counter 0 adalah 8 bit Timer/Counter yang multifungsi. Deskripsi untuk Timer/Counter 0 pada ATMega8 adalah sebagai berikut: 1) Sebagai counter 1 kanal 2) Pembangkit frekuensi (Frekuensi generator) 3) Prescaler 10 bit untuk timer b. Timer/Counter 1 Timer/Counter 1 adalah 16-bit Timer/Counter yang memungkinkan program pewaktuan lebih akurat. Berbagai fitur dari Timer/Counter 1 adalah: 1) Desain 16 bit (juga memungkinkan 16 bit PWM) 2) Dua unit compare
18
3) Dua unit register pembanding 4) Satu unit input capture unit 5) Timer dinolkan saat match compare (autoreload) 6) Dapat menghasilkan gelombang PWM dengan glitch-free 7) Periode PWM yang dapat diubah-ubah 8) Pembangkit frekuensi 9) Empat buah sumber interupsi (TOV1, OCF1A, OCF1B dan ICF1) c. Timer/Counter 2 Timer/Counter 2 adalah 8 bit Timer/Counter yang multifungsi. Deskripsi untuk Timer/Counter 2 pada ATMega8 adalah sebagai berikut: 1) Sebagai counter 1 kanal 2) Pewaktuan dinolkan saat proses perbandingan tercapai (auto reload) 3) Dapat mengahasilkan gelombang PWM dengan glitch-free 4) Pembangkit frekuensi (Frekuensi generator) 5) Prescaler 10 bit untuk pewaktuan 6) Intrupsi pewaktu yang disebabkan timer overflow dan match compare
C. LCD Display atau peraga merupakan alat yang berguna untuk menyajikan informasi tentang hal keadaan atau kondisi perangkat yang sedang diuji. LCD dibuat dengan teknologi CMOS logic. LCD tidak menghasilkan cahaya tetapi
19
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari versi back-lit. LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan sevensegment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan tegangan, molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat gelap. Pada dasarnya LCD dioperasikan dengan tegangan rendah (tipikal 3-15 Vrms), frekuensi rendah (25 Hz hingga 60 Hz) sinyal AC dan membutuhkan arus yang sangat kecil. LCD ditata layaknya tampilan tujuh-segmen untuk pembacaan numerik seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Gambar 5. Liquid crystal display (Sumber : www.jonsanet.cjb.net)
20
Tegangan AC dibutuhkan untuk menyalakan sebuah segmen yang diterapkan antara segmen dan backplane. LCD membutuhkan arus yang sangat kecil dibandingkan dengan penggunaan LED dan secara luas LCD digunakan pada peralatan yang menggunakan catu daya baterai seperti kalkulator dan arloji. Segmen LCD akan menyala ketika sebuah tegangan AC diterapkan pada sebuah segmen dan backplane, dan akan padam ketika tidak ada tegangan antara keduanya. Untuk membangkitkan sinyal AC, digunakan sinyal atau gelombang persegi out-ofphase ke segmen dan backplane seperti diilustrasikan pada
Gambar 7 untuk satu segmen. Sebuah gelombang persegi
40 Hz diterapkan ke backplane dan ke input gerbang EXCLUSIVE-OR CMOS. Masukan lain dari EX-OR adalah sinyal kontrol yang akan mengendalikan segmen untuk ON dan OFF.
Gambar 6. Metode kendali sebuah segmen LCD (Sumber : www.jonsanet.cjb.net) Ketika input kontrol rendah, keluaran EX-OR pasti akan sama dengan gelombang persegi 40 HZ sehingga sinyal yang sama diterapkan ke segmen dan backplane. Jika tidak ada perbedaan tegangan, maka segmen akan OFF. Ketika input kontrol tinggi, keluaran EX-OR merupakan kebalikan dari ghelombang persegi 40 Hz, sehingga sinyal yang menuju segmen dalam kondisi diluar-phasa (out-of-phase) dengan sinyal yang ada pada backplane.
21
Akibatnya tegangan segmen akan berganti-ganti pada +5 V dan -5 V relatif ke backplane. Kondisi tegangan AC tersebut yang akan menyalakan segmen.
Gambar 7. Metode pengendalian 7-segmen LCD (Sumber : www.jonsanet.cjb.net) Secara umum, perlengkapan CMOS digunakan untuk mengendalikan LCD karena dua alasan : 1. Membutuhkan daya yang lebih kecil daripada TTL dan cocok untuk aplikasi penggunaan LCD yang dioperasikan oleh baterai. 2. TTL-low-state dapat memberikan tegangan 0,4 V dimana tegangan tersebut dapat menghasilkan tegangan DC antara segmen dan backplane yang akan memperpendek penggunaan LCD.
D. Motor DC (Power Window) Motor merupakan suatu kumparan elektrik yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak putar. Pada tugas akhir ini, motor yang digunakan adalah motor arus searah,yaitu power window. Adapun keungulan dari motor ini
22
adalah torsi yang dimiliki besar, sehingga mampu mengangkat atau menarik beban lebih kuat. Motor arus searah (DC) berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dalam hal ini energi listrik yang diubah adalah listrik arus searah atau DC (Direct Current).
Gambar 8. Bentuk fisik motor power window (Sumber : www.made-in-china.com) Prinsip dasar dari motor arus searah hampir sama dengan motor arus bolak-balik, yang membedakannya adalah motor arus searah dilengkapi dengan komutator yang berfungsi mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Ada tiga macam pokok yang menjadi dasar kerja sebuah motor listrik, yaitu: 1. Adanya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet. 2. Adanya kawat penghantar listrik, yang merupakan tempat terbentuknya gaya gerak listrik atau aliran listrik.
23
3. Gerakan relatif antara fluks dengan kawat penghantar listrik, dalam hal ini boleh fluks magnetnya tetap, sedangkan kawat penghantarnya yang bergerak atau sebaliknya. Prinsip kerja motor DC adalah ketika arus listrik (I) mengalir melewati kumparan di dalam medan magnet (B) yang akan menghasilkan gaya magnetnya (F) dalam hal ini adalah gaya Lorentz, sepanjang kawat tersebut (L). Gaya magnet tersebut dapat dihitung dengan persamaan :
F = BIL
(1)
Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam mentukan penilaian dari performa sebuah motor dan pengaruh kecocokannya sebagai penggerak diantaranya adalah daya, torsi dan kecepatan. Kecepatan putar motor DC (N) dapat dirumuskan dengan persamaan di bawah ini :
N=
VTM − I A R A kφ
Dimana :
(2)
N
= Kecepatan Motor
VTM
= Tegangan Terminal
IA
= Arus Jangka
RA
= Hambatan Jangkar
k
= Konstanta Motor
Φ
= Fluks Magnet
Motor listrik DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar
24
lilitannya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan.
E. Driver Motor (ULN2804A) IC driver motor ULN2804A terdiri dari 18 pin yang perinciannya dapat dilihat pada tabel dibawah ini. IC ULN2804A merupakan antarmuka atau driver untuk CMOS dengan piranti yang membutuhkan arus atau tegangan yang besar misalnya relay. Struktur kaki IC ULN2804A ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 9. Bentuk fisik dari IC ULN2804A. (Sumber : www.DatasheetCatalog.com)
25
Tabel 1. Fungsi Pin pada IC ULN2804A NO
Pin
Fungsi
1
1-8
2
9
Ground
3
10
Cammon
4
11-18
Pin masukan dari Mikrokontroller
Pin output dari driver motor ke motor
(Sumber : www.DatasheetCatalog.com) Driver motor berisi rangkaian transistor Darlington yang berfungsi untuk mensuplay arus ke motor yang akan dikendalikan. Untuk menggerakkan sebuah motor diperlukan daya yang besar dan mikrokontroller tidak bisa memenuhi persyaratan itu. Oleh karena itu digunakan driver motor untuk mendapatkan arus yang mencukupi agar pada motor tidak terjadi drop tegangan dan motor dapat berputar dengan baik. Rangkaian transisitor Darlington pada ULN2804 secara lebih terinci ditunjukkan pada gambar 11.
Gambar 10. Rangkaian transistor Darlington. (Sumber : http://www.delta-electronic.com)
26
F. Catu Daya Unit penting dari suatu rangkaian elektronika adalah sumber tegangan atau catu daya. Tegangan catu daya untuk rangkaian elektronika pada umumnya adalah dalam arus searah. Hal lain yang perlu diperhatikan pada catu daya suatu rangkaian adalah kestabilannya. Kestabillan catu daya akan membuat rangkaian bekerja dengan baik. Ada beberapa rangkaian penyetabil tegangan untuk mensuplay suatu rangkaian diantaranya menggunakan IC regulator tetap. IC regulator tegangan tetap yang banyak digunakan adalah jenis IC regulator 78XX untuk catu daya tegangan positif terhadap netral dan IC regulator 79XX untuk catu tegangan negatif terhadap netral dan IC yang murah dan mudah dalam penggunaannya. Besar tegangan output yang diinginkan terdapat pada kode XX dari IC tersebut. Jadi untuk merancang catu daya dengan tegangan output sebesar +9 V, diperlukan IC 78XX.
Gambar 11. Konfigurasi pin pada LM78xx (http://www.elektroindonesia.com/)
27
Tabel 2. Karakteristik Regulator Tegangan Seri 78xx Tipe
Vout
I out (A)
Vin (V)
(Volt)
78Cxx
78Lxx
78Mxx
Min
Max
7805
5
1
0.1
0.5
7.5
20
7812
12
1
0.1
0.5
18
30
Untuk mendapatkan catu daya tegangan yang kita inginkan maka perlu komponen-komponen yang lain. Dari tegangan jaringan 220 V diturunkan dengan menggunakan transformator CT Steep Down ke nilai tertentu sesuai yang diperlukan. Kemudian tegangan bolak-balik yang disearahkan oleh penyearah yaitu berupa dioda, selanjutnya diratakan oleh kapasitor. Nilai kapasitor tergantung pada besar kecilnya arus yang akan dikeluarkan. Selain itu
pemasangan
kapasitor
tersebut
bertujuan
untuk
menghilangkan
ripple/kerut. Tegangan ini kemudian distabilkan oleh IC pada nilai yang diinginkan. Kemudian ditambahkan transistor yang dipasang seri sebagai penguat dan kapasitor untuk penghalus keluaran.
G. Relay Relay merupakan rangkaian yang bersifat elektronis sederhana dan tersusun oleh saklar, medan elektromagnet (kawat koil), dan poros besi. Fungsi dari relay yaitu untuk memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian elektronika yang satu dengan rangkaian elektronika yang lainnya atau merupakan jenis saklar elektromagnetik yang memiliki beberapa
28
parameter penting yaitu rating tegangan, tegangan operasi (maksimal dan minimal), tahanan gulungan, tipe dan arus kontaknya. Relay terdiri dari coil dan contact. Perhatikan gambar 13, coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup.
Gambar 12. Skema relay elektromekanik (sumber : http://handyw.files.wordpress.com) Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai fungsi sebagai pengendali sistem. Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada: 1. Rangkaian listrik (hardware)
29
2. Program (software) Berikut ini simbol yang digunakan :
Gambar 13. Rangkaian dan simbol logika relay (sumber : http://handyw.files.wordpress.com) Sifat – sifat relay : a. Impedansi kumparan, biasanya impedansi ditentukan oleh tebal kawat yang digunakan serta banyaknya lilitan. Biasanya impedansi berharga 1– 50 KΩ guna memperoleh daya hantar yang baik. b. Relay dengan perlawanan kecil memerlukan arus besar sedangkan relay dengan perlawanan besar memerlukan arus yang kecil. c. Tegangan yang diperlukan untuk menggerakkan relay. d. Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan dikalikan arus. e. Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus tergantung pada kontak dan jenis relay nya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang diizinkan antara kontak tersebut.
30
Gambar 14. Relay yang terdapat di pasaran (www.germes-online.com)
H. Limit Switch Sensor kontak (mechanical limit switch) atau dikenal dengan limit switch, sensor ini bekerja dengan cara bersentuhan dengan objek yang dikenai. Limit switch dapat difungsikan sebagai normally open atau normally close. Pada normally close, kondisi awal rangkaian dalam keadaan terhubung, sehingga ketika saklar tersebut ditekan membuat rangkaian menjadi terputus. Pada normally open, kondisi awal rangkaian dalam keadaan terbuka, sehingga ketika saklar tersebut ditekan membuat rangkaian menjadi terhubung.
Gambar 15. Limit switch yang terdapat di pasaran
31
I. Diagram Alir (Flowchart) Dalam merancang sebuah program diperlukan suatu diagram alir atau yang biasa disebut dengan flowchart. Diagram alir ini dibuat guna mempermudah dalam pembacaan program secara keseluruhan. Biasanya sebelum membuat program, terlebih dahulu dibuat kerangka system kerja dari suatu system. Oleh karena itulah, diagram alir ini dirancang. Adapun simbol-simbol yang ada saat membuat dagram alir, seperti terlihat pada table 3 berikut ini. Tablel 3. Simbol diagram alir No
Simbol
Contoh
Keterangan
Terminator. Simbol terminal ini Start
1.
biasa
digunakakn
untuk
Terminator
menyatakan awal dan akhir suatu rangakain program pada sistem Process. Simbol ini digunakan untuk menyatakan adanya suatu
2.
P ro c e s s
Setting Waktu
pengolahan data dalam suatu system kerja.
Decission.
Simbol
ini
menyatakan
adanya
suatu
Tidak
3.
Decision
kondisi
ya
pemilihan program.
32
Input
/
output.
Simbol
ini
digunakan untuk adanya proses
4.
pembacaan data file input, atau
Baca
Input/ Output
melakukan penulisan pada file keluaran (output) Connector. Simbol ini digunakan c
5.
untuk c
menyambung
suatu
rangkaian dalam suatu proses .
BAB III KONSEP PERANCANGAN DAN PENGUJIAN
A. Analisis Kebutuhan Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroller ATMega8535 dibuat dengan bentuk kontruksi secara umumnya yang terdiri dari : 1. Perangkat keras (Hardware) yaitu berupa beberapa sistem mekanik dan rangkaian pengendali. 2. Perangkat lunak (Software) yaitu alir diagram program yang dibuat untuk mengatur alur kerja sistem mekanik. Tujuan secara umum kinerja dari alat yang dibuat ini adalah pengaturan waktu yang ditentukan sesuai dengan program yang telah dibuat. Berikut ini adalah gambar diagram blok sistem secara umum atau keseluruhan dari otomatisasi pemberi pakan ikan berbasis mikrokontroller :
CATU DAYA
Sistem Minimum Mikrokontroller ATMega8
Settingan Waktu
Sistem Minimum Mikrokontroller ATMega8535
Display LCD Jam, Menit, Detik
Gambar 16. Diagram blok sistem secara umum.
Driver Relay
Motor Power Window
34
Berdasarkan gambar tersebut diatas, bagian-bagian yang dibutuhkan untuk membangun alat ini, adalah sebagai berikut : 1. Rangkaian pengendali untuk mengatur semua proses kerja alat, sistem minimum Mikrokontroller ATMega8535 dan ATMega8. 2. Catu daya 12 Volt dan 5 Volt digunakan sebagai sumber bagi motor DC Power Window dan mikrokontroller, serta IC pendukung lainnya. 3. Tombol Push Button sebagai inputan pada mikrokontroller. 4. Output sistem untuk motor Power Window, display jam, display menit dan timer. 5. Seperangkat box dengan kendali utama dan tombol. 6. Kabel penghubung antar catu daya dengan mikrokontroler, motor Power Window, dan LCD (Liquid Crystal Display). 7. Besi berulir pada as motor Power Window.
B. Konsep Perancangan Alat pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535, secara umum terdiri dari perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software), serta rangkaian pengendali. Alat ini dibuat sebagai perkembangan teknologi dalam mengembangkan alat yang sudah ada dalam era teknologi seperti sekarang ini. Sistem yang dirancang tersebut menggunakan komputer sebagai unit pemrograman pada mikrokontroller dan kendali utama.
35
Dalam mengoperasikan atau menjalankan alat pemberi pakan ikan otomatis
berbasis
mikrokontroller
ATMega8535,
dibantu
dengan
implementasi program sebagai alur kerja sistem. Perancangan alat pemberi pakan ikan otomatis tersebut menekankan pada unjuk kerja dari motor Power Window dan kesesuaian pemrograman yang dibuat dengan sistem mekanik sebagai proses pemberi pakan ikan. Sehingga dengan waktu yang ditentukan alat tersebut dapat beroperasi. 1. Proses pembuatan Hardware. Untuk proses pembuatan Hardware pada alat ini meliputi 2 tahap. Tahap yang pertama adalah pembuatan lay-out PCB, pelarutan PCB serta proses perakitan komponen. Tahap kedua adalah pembuatan mekanik berupa Box. a. Tahap pembuatan lay-out PCB. Proses pembuatan lay-out diawali dengan menggambar tata letak rangkaian dengan gambar skema rangkaian yang sudah ada. Kemudian gambar yang sudah jadi tersebut dicopy dengan kertas transparan atau glosi. Setelah itu gambar rangkaian disablonkan di PCB. b. Tahap pelarutan. Pada proses kedua ini tujuannya adalah melarutkan PCB yang telah disablon gambar rangkaian dengan cairan pelarut dengan maksud untuk menghilangkan tembaga yang tidak tersablon gambar rangkaian sehingga mendapatkan hasil yang sesuai dengan gambar rangkaian.
36
c. Tahap perakitan komponen. Pada tahap ini membutuhkan kesabaran dan ketrampilan tangan. Proses perakitan yang pertama adalah melubangi PCB dengan bor kecil sesuai dengan tata letak komponen. Kemudian langkah kedua adalah memasang komponen sesuai dengan tata letak dan menyolder komponen-komponen yang sudah dipasang tersebut. 2. Pembuatan mekanik Box Proses pembuatan Box ditujukan untuk rangkaian pengendali. a. Pembuatan Box untuk rangkaian. Pembuatan Box untuk rangkaian ini menggunakan plat eser dengan ketebalan 1.5 mm. Berbentuk balok dengan tinggi 18 cm, lebar 25 cm, dan panjang 43 cm.
l =25 cm TAMPAK SAMPING
DETIK MENIT
RESETMIKRO RESETJAM
JAM
INTERUPT ENTER
P = 43 cm
TAMPAK DEPAN
Gambar 17. Box rangkaian
t= 18 cm
LCD POWER
37
3. Pembuatan Mekanik Mekanik atau body digunakan sebagai sebagai penopang alat secara keseluruhan, pemilihan bahan seperti besi sangatlah cocok, karena besi merupakan bahan yang kuat dan harganya pun relatif murah. Sedangkan untuk piringan nya terbuat dari alumunium. Hal ini dikarenakan alumunium merupakan bahan yang ringan bila dibandingkan dengan besi. Adapun untuk ukuran panjang lintasan rel 2 m, tinggi penyangga 1.5 m, lebar 50 cm.
Gambar 18. Kerangka Mekanik 4. Perancangan Perangkat Lunak Pada sistem pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 ini, diprogram dengan bahasa pemrograman BASCOM. Dengan menggunakan perangkat lunak BASCOM-AVR, file ini kemudian dicompile menjadi file hexadesimal dengan ekstensi file *.hex. File .hex ini
38
kemudian didownload ke dalam mikrokontroller dengan menggunakan perangkat lunak PonyProg 2000. Program kendali yang akan digunakan secara garis besar dapat digambarkan dalam suatu diagram alir sebagai berikut : c
Start
a
Setting Waktu
Limit Maks Kran = 0 ?
Jam = 06.00 Atau Jam = 16.00
b
Limit Maks Kran = 0 ?
Kran Buka
Kran Buka
Tunda 50 ms
Tunda 50 ms
Kran Tutup
Kran Tutup
Tunda 50 ms
Tunda 50 ms
Rel Maju
Rel Maju
d
N
Y Kran Buka
Tunda 50 ms
Kran Tutup
Tunda 50 ms
Limit2 = 0 ?
N
N
Limit3 = 0 ?
Y
Y Rel Maju
Putar Piringan 10s
Putar Piringan 10s
Limit1 = 0 ?
N
d
Y
Rel Mundur
Rel Mundur
c
Limit Maks Kran = 0 ?
Putar Piringan 10 s
b
Y
Rel Mundur
End a
Gambar 19. Diagram Alur Program
N
39
C. Perancangan Rangkaian 1. Rangkaian catu daya. Catu daya yang mensuplay kebutuhan daya untuk setiap komponen. Untuk memenuhi kebutuhan rangkain-rangkaian diperlukan catu daya +5 volt DC dan +12 volt DC. Sumber catu daya +5 volt digunakan untuk rangkaian kendali, rangkaian LCD menit dan jam, display detik dan timer, serta tombol Push Button. Sedangkan untuk catu daya +12 volt digunakan untuk motor Power Window, relay dan kipas sebagai pendigin. U9 LM7812 1
3
VO
12V +
C4 CAPACITOR
+
C5 CAPACITOR
2
GND
VI
U10 LM7812
D4 1
GND
VI
DIODE D5
C1
220 V
12V
+ 2
CAPACITOR
T1
3
VO
DIODE D6
U11 LM7805
TRANSFORMER CT 1
VOUT
VIN
D7
5V +
+
C CAPACITOR
3
C2 DIODE
2
GND
DIODE
CAPACITOR
+
VO
3
12V +
C3 CAPACITOR
2
C3
VI
GND
U10 LM7812 1
CAPACITOR
GND GND
Gambar 20. Rangkaian catu daya
40
Rangkaian tersebut terdiri dari komponen transformator Step Down. Transformator ini mendapat suplay dari tegangan jala-jala PLN, kemudian tegangannya diturunkan dari 220 volt dari sisi primer menjadi tegangan 12 volt pada sisi sekunder. Setelah itu, tegangan AC tersebut disearahkan dengan menggunakan dioda jembatan untuk menghasilkan output berdenyut. Kapasitor C1 sebesar 35V/1000µF yang dipasang pararel terhadap resistor digunakan sebagai filter. Untuk menstabilkan tegangan output ditambahkan IC Regulator LM7805 yang berfungsi sebagai pengatur tegangan. Penambahan transistor pada rangkaian tersebut dimaksudkan untuk penguat daya yang nantinya digunakan dalam mensuplay rangkaian-rangkaian yang lain. Kapasitor C2 35V/1000µF berfungsi penghalus tegangan atau penghilang ripple. Keluaran tersebut tetap sebesar 5 volt. Rangkaian Catu daya ini tersusun atas beberapa komponen antara lain: a) TRAFO Step Down Trafo Step Down merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 V menjadi tegangan AC 12V. b) Dioda Dioda
merupakan
suatu
komponen
yang
berfungsi
untuk
menyearahkan gelombang AC menjadi gelombang DC. c) Kapasitor Kapasitor yang digunakan adalah kapasitor jenis elektrolit, yang berfungsi sebagai perata tegangan setelah disearahkan menggunakan dioda.
41
d) IC LM7805 IC 7805 ini berfungsi untuk membatasi tegangan agar output yang keluar maksimal 5 Volt DC. e) IC LM7812 IC 7812 ini berfungsi untuk membatasi tegangan agar output yang keluar maksimal 12 Volt DC, digunakan untuk menyuplai tegangan pada rangkaian kendali dan relay. 2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535, ATMega8, dan ULN2804A Sistem minimum mikrokontroller ATMega8535 ini digunakan untuk mengendalikan aktif tidaknya power windows sedangkan sistem minimum mikrokontroller ATMega8 digunakan untuk mengendalikan tampilan jam pada LCD. Pada perancangan dan pembuatan alat ini digunakan sebuah IC mikrokontroller ATMega8535, ATMega8 serta driver motor. Pada rangkaian sistem minimum ATMega8535 ini terdiri dari rangkain osilator (kristal dan dua kapasitor), dan rangkaian reset (resistor dan kapasitor). Selain itu, sistem kerja rangkaian yang lainnya yaitu rangkain resonator yang terdiri dari X-TAL 4Mhz serta dua buah kapasitor C1 dan C2 senilai 30pF yang berfungsi sebagai penghasil clock internal (penghasil detak) agar mikrokontroller ATMega8535 dapat menjalankan eksekusi program. Nilai dari clock internal ini tergantung dari keramik resonator (X-TAL) yang digunakan. Dalam sistem ATMega8 digunakan sebagai pengendali jam digital yang nanti nya difungsikan sebagai penyetingan jam untuk mengaktifkan
42
mikrokontroller ATMega8535. Dengan prinsip kerjanya, apabila jam yang ditentukan dalam progaram telah sama dengan settingan jam dari tombol maka PORTD.5 akan berlogika 1 dan akan memicu basis pada transistor BC547 (NPN) yang berfungsi sebagai saklar elektronik. Sedangkan untuk sistem mikrokontroller ATMega8535 adalah sebagai berikut :
Pada tahap awal, PORTD.5 pada mikrokontroller ATMega8 berlogika 0 maka pada mikrokontroller ATMega8535 siap untuk mengeksekusi program yang ada didalamnya. Karena PORTD.5 (pada ATMega8) berlogika 0, maka PORTC.1 (ATMega8535) akan berlogika 1. Dalam kondisi seperti ini, basis pada transistor NPN (darlington) akan terpicu. Sehingga akan mengakifkan relay2 sebagai pengendali kran dan hal ini kran dalam kondisi terbuka.
Jika PORTC.2 menerima sinyal dengan logika 1, maka transistor akan bekerja untuk mengaktifkan relay3, sebagai pengendali kran (balik putaran) dan dalam hal ini kran dalam kondisi tertutup.
Kemudian jika PORTC.3 berlogika 1, maka basis pada transistor akan terpicu dan mengaktifkan relay4, sebagai pengendali rel dalam hal ini rel akan maju dan akan berhenti sampai menyentuh limit1 atau PORTD.4 (dalam kondisi ini PORTD.4 mendapat sinyal dengan logika 0).
Apabila PORTD.4 mendapat sinyal dengan logika 0 maka PORTC.5 akan berlogika 1 sehingga basis pada transistor pun terpicu yang kemudian mengaktifkan relay6, sebagai pengendali putaran pada piringan dan
43
piringan pun akan berputar selama batas waktu yang telah ditentukan. Jika piringan telah berhenti, maka PORTC.4 akan mendapatkan sinyal yang berlogika 1 sehingga basis pada transistor dipicu dan akan mengaktifkan relay4, sebagai pengendali rel (hal ini berarti rel dalam kondisi mundur). Keadaan seperti yang telah dipaparkan di atas akan sama kerja nya untuk limit2 dan limit3.
40 39 38 37 36 35 34 33 1 2 3 4 5 6 7 8
30p
13 12 9
Y1
PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7
PC0/SCL PC1/SDA PC2 PC3 PC4 PC5 PC6/TOSC1 PC7/TOSC2
PB0/T0 PB1/T1 PB2/AIN0 PB3/AIN1 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK
PD0/RXD
XTAL1 XTAL2 RESET
4MHZ
AVCC GND* AREV
10
30p
VCC
GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9
14
1B 1C 2B 2C 3B 3C 4B 4C 5B 5C 6B 6C 7B 7C 8B 8C GND COM
18 17 16 15 14 13 12 11 10
pow er relay kran buka kran tutup rel maju rel mundur piringan
ULN2804A
15 16 17 18 19 20
VCC
mak_ttp
mak_buka
30
mak_kran
31
limit1
32
limit2
11
limit3
RESISTOR
BC 547
ATMEGA 8535
R1 100n
PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1
22 23 24 25 26 27 28 29
10k
5VOLT
SW1
LCD
5Volt
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
23 24 25 26 27 28 7 8 13 12 21 9 10 1
RV 5k
30p
PC0(ADC0) PD5(T1) PC1(ADC1) PD0(RXD) PC2(ADC2) PD1(TXD) PC3(ADC3) PD2(INT0) PC4(ADC4) PD3(INT1) PC5(ADC5) PD4(T0) VCC PB0 PB1 GND PD7 PB2 PD6 PB3 AREF PB4 PB6(XTAL1) PB5 PB7(XTAL2) AVCC PC6(RESET) GND
11 2 3 4 5 6 14 15 16 17 18 19 20 22
ATMega8
Y1 4MHZ
30p R1
100n
10k
SW1 5Volt
Gambar 21. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535, ATMega8 dan Driver motor ULN2804A
detik
menit
interupt jam enter
44
3. Rangkaian display jam, menit dan detik Rangkain display jam, menit dan detik digunakan sebagai settingan waktu dan penampil detik lewat LCD (Liquid Crystal Display). Semua IC yang ada pada rangkaian ini mendapat supplay tegangan +5 volt. Pengaturan setting waktu dilakukan pada tombol pada Push Button yang ada pada rangkain setting waktu. Pemasangan potensio pada rangkaian ini dimaksudkan sebagai pengaturan cahaya dari LCD. Pada rangkaian ini, digunakan 5 buah tombol Push Button yang terdiri dari interupt, enter, jam, menit, detik. Salah satu kaki dari tombol-tombel tersebut di pararel dan mendapat inputan dari sumber. Tombol Push Button ini berfungsi sebagai inputan mikrokontroller. 5VOLT
LCD
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
23 24 25 26 27 28 7 8 13 12 21 9 10 1
RV 5k
30p
PC0(ADC0) PD5(T1) PC1(ADC1) PD0(RXD) PC2(ADC2) PD1(TXD) PC3(ADC3) PD2(INT0) PC4(ADC4) PD3(INT1) PC5(ADC5) PD4(T0) VCC PB0 GND PB1 PD7 PB2 PD6 PB3 AREF PB4 PB6(XTAL1) PB5 PB7(XTAL2) GND PC6(RESET) AVCC
11 2 3 4 5 6 14 15 16 17 18 19 22 20
ATMega8 Y1 4MHZ
30p R1
100n
10k
SW1
5Volt
Gambar 22. Rangkaian display jam, menit dan detik.
detik menit
interupt jam
enter
45
Tabel 4. Daftar komponen pada rangkaian display jam, menit dan detik NO
KOMPONEN
JUMLAH (Buah)
1
IC ATMega8
1
2
Potensio
1
3
LCD
1
4
Resistor
1
5
Push Button
5
6
Kabel
Secukupnya
4. Driver Relay (ULN2804A) Rangkaian driver/penggerak yang digunakan pada Proyek akhir ini berfungsi sebagai antarmuka antara mikrokontroller dengan rangkaian daya (motor). Selain berfungsi sebagai antarmuka rangkaian ini juga berfungsi sebagai pengaman atau isolasi antara rangkaian daya dengan mikrokontroller sehingga bila terjadi kerusakan pada rangkaian daya maka mikrokontroller tidak mengalami kerusakan. Komponen utama pembentuk rangkaian driver berupa IC ULN2804A yang merupakan transistor darlington. Susunan rangkaian driver ditunjukan pada gambar berikut : Piringan(PORT.C5)
Piringan
Rel Maju
Rel Mundur(PORT.C4)
Rel Maju(PORT.C3) Kran Tutup(Port.C2)
Kran Buka(Port.C1) Pow er Relay(Port.C0)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B GND
1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C COM
18 17 16 15 14 13 12 11 10
Rel Mundur
Kran Tutup
Kran Buka Pow er Relay
ULN2804A
12Volt
Gambar 23. Rangkaian Driver Motor ULN2804A
46
5. Rangkaian Driver Relay Rangkaian ini berfungsi mengatur aktif tidaknya power window sebagai pembuka dan penutup kran, jalan nya rel (baik maju atau mundur), serta untuk memutar piringan. Rangkaian ini mempunyai input 12 Volt. Rangkaian driver pada sistem pemberi pakan ikan otomatis ini menggunakan prinsip kerja transistor sebagai saklar yang nantinya sebagai masukan relay, dimana driver ini bekerja apabila ada masukan dari rangkaian pengontrol (mikrokontroller ATMega8535). Apabila output dari Mikrokontroller ATMega8535 berlogika “1” maka transistor akan berada pada mode jenuh (saturasi), sehingga relay akan bekerja mengaktifkan motor power window Namun apabila output dari mikrokontroller berlogika “0”, maka transistor akan berada pada mode operasi cut off (mati), sehingga motor power window dalam kondisi off. Gambar rangkaian driver relay ini ditunjukkan pada gambar berikut ini : VCC.12V
VCC.12V
VCC.12V
4
3
4
5 8
3
7
6
5 8
6 1 2
POWER RELAY(PORTC.0)
7 1 2
RELAY 1 RELAY 2
KRAN BUKA(PORTC.1)
4
3 5 8
KRAN TUTUP(PORTC.2)
6 7 1 2
RELAY 3
1
2
GND
MOTOR POWER WINDOW
Gambar 24. Rangkaian Driver Relay (pada kran)
47
D. Rencana Pengujian Tujuan pengambilan data adalah untuk mengetahui kebenaran rangkaian dan mengetahui kondisi komponen, alat, serta hasil dari pengujian dari alat itu sendiri. 1. Langkah-langkah pengambilan data a. Menghubungkan keluaran dari rangkaian power ke sumber tegangan 220V. b. Menghidupkan saklar. c. Menjalankan alat dan melakukan pengujian sesuai dengan tabel pengujian alat. 2. Alat dan bahan yang digunakan Multimeter analog digunakan untuk mengukur besar tegangan pada rating logika 1 atau 0. 3. Perencanaan tabel pengujian Dalam pengujian, diadakan pengamatan mengenai rangkaian driver catu daya dan jumlah bobot pelet yang tertebar dalam kurun waktu yang telah ditentukan.
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengujian Alat Pada sistem pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 ini, dalam pengambilan data dilakukan pengamatan pada tiaptiap bagian atau blok. Untuk dapat melakukan pengamatan, dilakukan pengukuran pada masing-masing blok sistem ataupun komponen yang digunakan sehingga dapat dihasilkan perbandingan antara teoritis dan secara prakteknya. 1. Pengujian Perangkat Keras a. Blok Driver Relay yang digunakan memiliki spesifikasi 28V-5A-8pin. Penggunaan jenis ini dimaksudkan agar hardware masih dapat bekerja untuk melakukan pensaklaran pada beban yang berdaya 350 W,dan 12 Volt dc, yaitu power window. Apabila
rangkaian
mendapatkan
logika
1
dari
rangkaian
mikrokontroler, maka saklar di dalam relay dalam keadaan hubung (ON). Hal tersebut menyebabkan beban output yang dalam hal ini adalah motor power window akan aktif. Rangkaian driver dirancang dengan menggunakan transistor dan relay. Rangkaian ini memanfaatkan transistor sebagai saklar elektronis yang dapat menghidupkan serta mematikan relay. Setelah mencapai tegangan
49
kerja (yaitu 0,7 Volt untuk VBE) transistor akan berfungsi sebagai saklar tertutup . Jika arus basis lebih besar atau sama dengan IB, maka titik kerja transistor ada pada ujung garis beban, Vcc akan kecil dan transistor bekerja pada daerah jenuh seperti sebuah saklar yang tertutup dan dapat mengaktifkan relay. Saat kumparan relay mendapatkan arus listrik, inti besi akan menjadi magnet dan akan menarik kontak relay sehingga menjadi tertutup. Dengan menutupnya kontak relay akan melewatkan tegangan AC 220V ke power window atau DC 12 Volt sehingga pengendali yang ditujukan akan menyala (on). Relay yang ada dalam sistem ini difungsikan untuk mengaktifkan motor power window dengan beban 12V DC, maka digunakan relay yang mempunyai nilai 5 Amp/ 28Volt, dengan perhitungan : P. max = I × V
(3)
= 5 Amp × 28 Volt = 140 Watt Dimana
: P.max = Daya maksimal
(Watt)
I
= Arus
(Ampere)
V
= Tegangan
(Volt)
Walaupun spesifikasi relay yang digunakan sesungguhnya terlalu besar untuk beban yang hanya 12 Volt DC, namun hal itu dilakukan karena untuk kehandalan relay. Dengan kapasitas maksimum relay yang
50
mencapai nilai beban yang baik untuk relay sebesar 140 Watt, maka untuk mengaktifkan power window yang hanya 12V DC sangat aman. Tabel 5. Data hasil pengujian rangkaian driver motor pada mikrokontroller ATMega8535 No
Data PORTC
Relay1
Relay2
1.
00000011
Aktif
Aktif
2.
00000101
Aktif
3.
00001001
Aktif
4.
00100001
Aktif
5.
00010001
Aktif
Relay3
Tidak aktif
Relay4 Relay5 Relay6
Tidak
Tidak
Tidak
Tidak
Kran
aktif
aktif
aktif
aktif
Buka
Tidak
Tidak
Tidak
Kran
aktif
aktif
aktif
Tutup
Tidak
Tidak
Rel
aktif
aktif
maju
Aktif
Tidak
Tidak
aktif
aktif
Tidak
Tidak
Tidak
Tidak
aktif
aktif
aktif
aktif
Tidak
Tidak
Tidak
aktif
aktif
aktif
Aktif
Aktif
Tabel 6. Data hasil pengujian rangkaian driver motor kran pada mikrokontroller ATMega8535 Tegangan Keluaran
Masukan
Ket
Kondisi PORTC.1 PORTC.2 Yang Menuju Ke Motor 0
0
0 Volt
Kondisi awal
1
0
12 Volt
Kran Buka
0
1
12 Volt
Kran Tutup
1
1
0 Volt
Diam
Aktif
Putar Piringan
Tidak
Rel
aktif
Mundur
51
Tabel 7. Data Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor Rel pada mikrokontroller ATMega8535 Masukan
Tegangan Keluaran Kondisi
PORTC.3 PORTC.4 Yang Menuju Ke Motor 0
0
0 Volt
Kondisi Awal
1
0
12 Volt
Rel Maju
0
1
12 Volt
Rel Mundur
1
1
0 Volt
Diam
Tabel 8. Data Hasil Pengujian Untuk Jumlah Pelet Yang keluar Dari Kran Lama Waktu Alat
Bobot Pelet
Bekerja (Second)
Yang Keluar (Gram)
No
1.
10 Detik
190 Gram
2.
15 Detik
210 Gram
3.
25 Detik
250 Gram
Tabel diatas menjelaskan tentang waktu yang diperlukan oleh kran untuk bekerja, selama proses membuka. Lama tidak nya kran membuka sangatlah tergantung pada setingan waktu yang ada pada programnya. Sehingga jumlah bobot pelet yang keluar pun akan sangat dipengaruhi oleh rentang waktu tersebut. Untuk memperoleh hasil penebaran yang merata pada kolam atau tambak, maka diperlukan takaran yang tepat pula. Dengan takaran yang tepat, maka ikan-ikan yang ada didalam nya akan memperoleh makanan secara merata.
52
Tabel 9. Data Kesesuaian Antara Jam Yang Sesungguhnya dengan Jam pada Tampilan LCD Hari
Jam Yang
Jam Pada
Selisih
Ke
Sesungguhnya
Tampilan LCD
Waktu
1.
19 : 49 : 52
19 : 49 : 52
-
2.
20 : 49 : 52
20 : 49 : 52
-
3.
21 : 30 : 22
21 : 30 : 21
1 detik
4.
22 : 30 : 21
22 : 30 : 19
2 detik
5.
23 : 30 : 20
23 : 30 : 18
2 detik
Berdasarkan data jam pada tabel 8 diatas, terlihat bahwa selisih waktu untuk tabel no 1 dan 2 dapat dikatakan nol. Sehingga jam yang ada pada tampilan LCD telah menujukkan jam yang real atau tampilan jam yang sesungguhnya. Akan tetapi pada pengambilan data yang seterusnya, ternyata tampilan pada LCD menunjukkan perubahan. Yaitu dengan adanya perubahan selisih waktu ±2 detik. b. Catu Daya Pada rangkaian catu daya ini terdiri dari transformator dioda CT sebagai penyearah gelombang penuh, kapasitor sebagai filter, dan IC regulator. Rangkaian catu daya yang dibuat tersebut menghasilkan tegangan +5V dan 12V. Catu daya +5V digunakan untuk mencatu rangkaian-rangkaian pada sistem mikrokontroller ATMega8535 sedangkan 12V digunakan untuk mencatu relay, motor power window serta kipas pendingin. Fungsi transformator (trafo) dalam rangkaian catu daya adalah
53
sebagai penurun tegangan jala-jala (220V AC) menjadi 15V AC, atau biasa disebut sebagai trafo step down. Hasil keluaran trafo disearahkan oleh dioda dan diberi kapasitor untuk menghilangkan ripple dari penyearah dioda tersebut. Untuk mendapatkan tegangan yang stabil sesuai yang diinginkan digunakan IC regulator. IC LM7805 digunakan untuk menghasilkan tegangan sebesar +5V DC. IC LM7812 digunakan untuk menghasilkan tegangan sebesar +12 V DC. Pengamatan dilakukan dengan mengukur tegangan catu daya melalui multimeter. Pengamatan tersebut menghasilkan tegangan yang tidak jauh berbeda dari tegangan keluaran yang diinginkan. Pada bagian ini akan diamati tegangan keluaran dari transformator dan tegangan keluaran dari IC regulator LM7805 dan LM7812 nantinya akan menjadi tegangan sumber. Tabel 10. Data Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya Output
Output IC
Output IC
IC LM7805
LM7812
LM7812
4.95 Volt
11.5 Volt
11.5 Volt
Output Trafo
15 Volt
2. Pengujian Perangkat Lunak Perangakat
lunak
digunakan
untuk
mengendalikan
kineja
dari
mikrokontroller dalam mengendalikan seluruh sistem pemberi pakan ikan otomatis ini disusun dengan menggunakan bahasa BASCOM.
54
a. Inisialisasi Variabel Pada bagian ini, akan dijelaskan mengenai perintah untuk melakukan insialisasi variabel – variabel yang nantinya akan digunakan untuk mendeklarasikan Subroutin yang nantinya akan digunakan dalam perancangan program. Berikut ini merupakan petikan program pada ATMega8535 sebagai program pengendali motor. 1. $regfile = "m8535.dat" 2. $crystal = 8000000 .’--------Inisialisasi Variabel---------------2. Declare Sub Kerja_kran 3. Declare Sub Kerja_rel1 4. Declare Sub Kerja_rel2 5. Declare Sub Kerja_rel3 a. Konfigurasi Port 6. 7.
Config Portc = output Config Portd = input Program diatas digunakan untuk melakukan konfigurasi port-port
yang digunakan. Konfigurasi pada baris 7 dan 8 digunakan untuk melakukan konfigurasi pada port.c nibble bawah digunakan sebagai output, sedangkan PORT.B nibble atas digunakan sebagai input . c. Inisialisasi Port 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
Power1 Alias Portc.0 Kran_buka Alias Portc.1 Kran_tutup Alias Portc.2 Rel_maju Alias Portc.3 Rel_munduralias Portc.4 Putar Alias Portc.5 Mak_buka Alias Pind.2 Mak_tutup Alias Pind.1 Mulai Alias Pind.0 Mak_kran Alias Pind.3 Limit1 Alias Pind.4 Limit2 Alias Pind.5
55
20.
Limit3 Alias Pind.6
Perintah diatas digunakan untuk melakukan inisialisai pada masing–masing pin pada setiap port yang akan digunakan, sehingga dapat memudahkan penggunaannya dalam program. Sedangkan untuk inisialisasi variabel, konfigurasi port, dan inisialisasi port pada ATMega8 yang digunakan untuk penyetingan jam. Berikut ini merupakan petikannya. d. Inisialisasi variabel 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
$regfile = "m8def.dat" $crystal = 8000000 Declare Sub Hitung Declare Sub Tampil Dim Kondisi As Bit Dim Detik_sat As Byte Dim Detik_pul As Byte Dim Menit_sat As Byte Dim Menit_pul As Byte Dim Jam_sat As Byte Dim Jam_pul As Byte Dim Cacah As Integer
e. Konfigurasi port 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
20.
Config Portd.0 = Input Config Portd.1 = Input Config Portd.3 = Input Config Portd.4 = Input Config Portd.5 = Output Config Lcd = 16 * 2 Config Lcdpin = Pin , Db5 = Portc.3 , Db6 = Portc.5 , E = Portc.1 , Config Timer1 = Timer ,
Db4 = Portc.2 , Portc.4 , Db7 = Rs = Portc.0 Prescale = 64
56
f. Inisialisasi port 21. 22. 23. 24.
Set_detik Alias Pind.0 Set_menit Alias Pind.1 Set_jam Alias Pind.3 Enter Alias Pind.4
B. Pembahasan Alat pemberi pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroller ATMega8535 tersebut merupakan hasil perombakan dari alat pemberi pakan ikan yang sudah ada dan diaplikasikan pada kolam ikan ataupun tambak ikan. Hasil dari perancangan alat ini terdiri dari perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (Software). Perangkat keras (Hardware) pada alat ini dibuat dengan system mekanik yang terbuat dari lempeng besi setebal 1 mm dan menggunakan beberapa komponen didalamnya yang terdiri dari perangkat input, perangkat pengendali, dan perangkat output. Pada perangkat input terdiri dari beberapa tombol Push Button yang dipasang dan digunakan untuk memasukkan input ke mikrokontroller. Sedangkan pada bagian output system terdiri dari rangkaian driver motor untuk menggerakkan system mekanik yaitu motor power window 12 Volt. Dalam proses kerjanya, alat ini dijalankan dengan bantuan program mikrokontroller yaitu BASCOM AVR dan untuk menghubungkan ke hardware nya digunakan program ponyprog 2000. Program mikrokontroller ini (BASCOM AVR) mempunyai peranan penting sebagai penggerak system
57
jalannya kerja alat secara keseluruhan baik dalam penyetingan jam atau pun dalam menggerakkan motor-motor pada sistem. Proses kerja alat ini tergantung pada settingan waktu yang telah ditentukan. Penyetingan waktu dikerjakan dengan memberi input pada mikrokontroller dan dengan output berupa tampilan pada LCD. Setelah waktu setting dikerjakan, maka dengan sendirinya alat tersebut akan bekerja sesuai dengan setting waktu yang telah ditentukan. Adapun mekanisme kerja dari alat ini yaitu, pada saat settingan waktu yang dilakukan di awal telah sesuai dengan settingan jam yang ada pada program maka pada kran pun akan membuka untuk mengeluarkan pelet pada tampungan pertama (dalam hal ini adalah galon). Setelah terbuka nya kran selama beberapa detik, maka pelet yang telah keluar akan ditampung dipiringan. Kemudian kran pun akan tertutup hingga menyentuh batasan limit. Motor pada rel akan menggerakkan piringan untuk berjalan dan akan berhenti setelah limit1 tersentuh. Kemudian dilanjutkan untuk memutar piringan yang berfungsi untuk menebarkan pellet pada media yang telah ada, seperti kolam ataupun tambak ikan. Setelah tertebar dalam kurun waktu yang telah ditentukan, maka piringan pun berhenti dan akan kembali menuju kran untuk menampung pellet kembali. Proses ini akan berlangsung hingga 2 kali atau sampai station ke 3. Penggunaan motor power window sangatlah tepat untuk memutar as untuk ulir yang berfungsi menggerakkan pelet (pakan ikan) dari tempat tampung. Banyaknya pelet yang keluar tergantung dari lamanya motor tersebut berputar.
58
Alat pemberi pakan ikan otomatis ini memiliki keunggulan salah satu diantaranya yaitu, mempermudah pemilik tambak atau kolam dalam pemberian pakan untuk ikan-ikan nya. Pemilik hanya mengeset waktu nya diawal saja, selanjutnya program yang akan mengeksekusi untuk menjalankan proses yang ada didalamnya. Akan tetapi dibalik itu semua, otomasi pemberi pakan ikan ini, masih memiliki kekurangan yaitu untuk tampilan jam pada LCD yang terkadang tidak tampak. Walaupun tampilan jam yang ada tidak muncul, proses yang lain tidak akan terpengaruh. Atau dengan kata lain proses pemberi pakan ikan ini akan tetap bekerja secara normal. Jam digital pada alat ini, hanya digunakan sebagai saklar saja.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Setelah mengamati dan membahas Sistem Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroller ATMega8535 ini, sebagaimana telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya maka dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu : 1. Dalam pembuatan rancang bangun penebar pakan ikan otomatis berbasis mikrokontroler ATMega8535 terdiri dari beberapa rangkaian yaitu: a. Rangkaian catu daya. b. Rangkaian driver relay (ULN2804A). c. Rangkaian sistem minimum mikrokontroller ATMega8535. d. Rangkaian sistem minimum mikrokontroller ATMega8. 2. Unjuk
kerja
dari
alat
pemberi
pakan
ikan
otomatis
berbasis
mikrokontroller ATMega8535 telah menunjukkan hasil sesuai dengan yang diharapkan, yaitu : a. Alat dapat menebarkan pakan ikan yang berupa pelet secara otomatis jika setingan waktu yang ditentukan telah sesuai dengan jam atau tampilan waktu pada LCD (Liquid Crystal Display) dalam hal ini pukul 06.00 dan 16.00 . b. Jika setingan waktu telah sesuai maka motor akan bekerja secara otomatis. begitu, maka sistem ini pun akan bekerja untuk
60
menebarkan pakan ikan yang berlangsung selama 10 detik dengan berat pelet yang tertebar ±250 gram.
B. Keterbatasan Alat 1. Alat ini akan bekerja ketika mendapatkan sumber listrik 220Volt, sehingga bila terjadi gangguan seperti pemadaman listrik maka system pada alat ini pun tidak akan bekerja sebagaimana mestinya. Selain itu juga settingan waktunya pun harus dilakukan kembali karena system ini akan mereset ulang saat terjadi gangguan (listrik padam). 2. Adanya selisih waktu pada tampilan LCD dengan jam yang sesungguhnya akan menyebabkan ketidak akuratan jam. 3. Ukuran alat yang masih terbatas dengan spesifikasi panjang 2 m, lebar 0.5 m, serta tinggi 1.5 m hanya mampu melayani luasan kolam atau tambak dengan 2 x 2 meter.
C. Saran-Saran 1. Jika memungkinkan gunakan sumber cadangan lain sebagai pengganti ketika listrik dari PLN terjadi gangguan (pemadaman listrik secara tibatiba), seperti genset. 2. Sebaiknya ukuran panjang serta tinggi rancang bangun prototype harus menyesuaikan dengan area tambak ataupun kolam yang ada.
61
3. Untuk lebih menyempurnakan tampilan jam, sebaiknya menggunakan RTC (Real Time Clock). Hal ini dimaksudkan agar jam pada tampilan LCD akan sesuai dengan kondisi jam yang sesungguhnya.
DAFTAR PUSTAKA
Eko Putra, Agfianto.(2002). Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55. Yogyakarta: Penerbit Gava Media. Foster, Bob. (2003). FISIKA SMU KELAS 3. Jakarta : Erlangga. Sukir,dkk.(2007). Pemberi Pakan Ikan Berbasis Mikrokontroller AT89S52. Yogyakarta : Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Wahyudin, Didin.(2007). Belajar Mudah Mikrokontroller AT89s52 Dengan Bahasa Basic Menggunakan Bascom M-8051. Malvino A.P, Ph. D., Barmawi M, Prof. Ph. D., Tjia M.O.,PH, 1992.Prinsipprinsip Elektronika Jilid 1 dan 2. Jakarta: Erlangga. Wardhana, Lingga.(2006). Belajar Sendiri Mikrokontroler ATMega8535. Yogyakarta : Andi Offset.
AVR
Seri
Wasito.(1986). Kumpulan Data Penting Komponen Elektronika. Jakarta: Multimedia. (www.DatasheetCatalog.com) (www.delta-electronic.com) (www.elektroindonesia.com) (www.germes-online.com) (http://handyw.files.wordpress.com) (www.jonsanet.cjb.net) (www.made-in-china.com)
62
Gambar Rangkaian Pengendali Alat Pemberi Pakan Ikan Otomatis Berbasis Mikrokontroller ATMega8535
VCC.12V
VCC.12V 40 39 38 37 36 35 34 33
1 2 3 4 5 6 7 8
30p
PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7
PC0/SCL PC1/SDA PC2 PC3 PC4 PC5 PC6/TOSC1 PC7/TOSC2
PB0/T0 PB1/T1 PB2/AIN0 PB3/AIN1 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK
PD0/RXD
13 12 XTAL1 9 XTAL2 RESET
Y1 4MHZ
AVCC GND* AREV
10
30p
R1
100n
PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1
VCC
GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9
22 23 24 25 26 27 28 29
1B 1C 2C 2B 3C 3B 4C 4B 5B 5C 6B 6C 7B 7C 8B 8C GND COM
14
POWER RELAY(PORTC.0) KRAN BUKA (PORTC.1) KRAN TUTUP (PORTC.2) REL MAJU (PORT C.3) REL MUNDUR (PORT.C.4) PIRINGAN (PORT.C5)
18 17 16 15 14 13 12 11 10
4
3 3
5 8
6 7
6
1 2
ULN2804A 15 16 17 18 19 20
4
5 8
7 1 2
VCC
RELAY1
5 Volt
RELAY2
mak_ttp VCC.12 Volt
mak_buka
4
30
RESISTOR
mak_kran
31
limit1
32
limit2
11
limit3
3 5 8 6 7
BC 547
1 2
ATMEGA 8535
RELAY3
10k
5VOLT 1
SW1
LCD
5Volt
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
2
VCC.12V
GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
23 24 25 26 27 28 7 8 13 12 21 9 10 1
RV 5k
30p
PC0(ADC0) PD5(T1) PC1(ADC1) PD0(RXD) PC2(ADC2) PD1(TXD) PC3(ADC3) PD2(INT0) PC4(ADC4) PD3(INT1) PC5(ADC5) PD4(T0) VCC PB0 PB1 GND PD7 PB2 PD6 PB3 AREF PB4 PB6(XTAL1) PB5 PB7(XTAL2) AVCC PC6(RESET) GND
11 2 3 4 5 6 14 15 16 17 18 19 20 22
detik
MOTOR PENGENDALI KRAN
menit
4
3
interupt
5 8
jam
6
enter
1 2
7
RELAY2
4
3 5 8
ATMega8
Y1
6
4MHZ
7 1 2
30p R1
100n
VCC.12V
10k
RELAY3
1
2
MOTOR PENGENDALI REL
SW1
5Volt
4
3 5 8 6 7 1 2
RELAY6 1
2
MOTOR PENGENDALI PIRINGAN
PROGRAM PEMBERI PAKAN IKAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTOLLER ATMEGA8535
1. 2.
$regfile = "m8535.dat" $crystal = 8000000
3. 4. 5. 6.
Declare Declare Declare Declare
7. 8. 9.
Config Portc = Output Config Portd = Input Portd = &B11111111
10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
Power1 Alias Portc.0 Kran_buka Alias Portc.1 Kran_tutup Alias Portc.2 Rel_maju Alias Portc.3 Rel_munduralias Portc.4 Putar Alias Portc.5 Mak_buka Alias Pind.2 Mak_tutup Alias Pind.1 Mulai Alias Pind.0 Mak_kran Alias Pind.3 Limit1 Alias Pind.4 Limit2 Alias Pind.5 Limit3 Alias Pind.6
Sub Sub Sub Sub
Kerja_kran Kerja_rel1 Kerja_rel2 Kerja_rel3
'-----------------------Program Utama--------------23. Do 24. Do 25. Portc = &H00 26. Loop Until Mulai = 0 27. Wait 1 28. Reset Power1 29. Gosub Kerja_kran 30. Wait 1 31. Gosub Kerja_rel1 32. Wait 1 33. Gosub Kerja_kran 34. Wait 1 35. Gosub Kerja_rel2 36. Wait 1 37. Gosub Kerja_kran
38. 39. 40.
Wait 1 Gosub Kerja_rel3 Loop
41. 42. 43. 44.
Kerja_kran: Set Kran_buka Waitms 50 Set Power1
45.
Do Set Kran_buka Loop Until Mak_buka = 0 Reset Power1 Reset Kran_buka Wait 25 ’waktu saat kran buka untuk mengeluarkan pelet 'durung: Reset Kran_buka Set Kran_tutup Waitms 50 Set Power1
46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72.
Do Set Kran_tutup Loop Until Mak_tutup = 0 Reset Kran_tutup Reset Power1 Return Kerja_rel1: Reset Rel_mundur Set Rel_maju Waitms 75 Set Power1 Do Set Rel_maju Loop Until Limit1 = 0 Reset Rel_maju '--PENEBAR----Waitms 5 Set Putar Wait 10 ‘waktu saat piringan memutar untuk menebarkan pelet
73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84.
Reset Putar Wait 1 'durung_rel1: Set Rel_mundur Waitms 75 Set Power1 Do Set Rel_mundur Loop Until Mak_kran = 0 Reset Rel_mundur Reset Power1 Return
85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93.
Kerja_rel2: Reset Rel_mundur Set Rel_maju Waitms 75 Set Power1 Do Set Rel_maju Loop Until Limit2 = 0 Reset Rel_maju
94. 95. 96. 97. 98. 99.
'--PENEBAR----Waitms 5 Set Putar Wait 10 Reset Putar Wait 1
100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. 109.
durung_rel2: Set Rel_mundur Waitms 75 Set Power1 Do Set Rel_mundur Loop Until Mak_kran = 0 Reset Rel_mundur Reset Power1 Return
110. 111. 112. 113. 114. 115.
Kerja_rel3: Reset Rel_mundur Set Rel_maju Waitms 75 Set Power1 Do
116. 117. 118.
Set Rel_maju Loop Until Limit3 = 0 Reset Rel_maju
119. 120. 121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. 130. 131. 132. 133.
'--PENEBAR----Waitms 5 Set Putar Wait 10 Reset Putar Wait 1 Set Rel_mundur Waitms 75 Set Power1 Do Rel_mundur Loop Until Mak_kran = 0 Reset Rel_mundur Reset Power1 Return
134.
End 'end program
135. 136.
$regfile = "m8def.dat" $crystal = 8000000
137. 138.
Declare Sub Hitung Declare Sub Tampil
139. 140. 141. 142. 143. 144. 145. 146.
Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim Dim
147. 148. 149. 150. 151. 152. 153.
Config Config Config Config Config Config Config
Kondisi As Bit Detik_sat As Byte Detik_pul As Byte Menit_sat As Byte Menit_pul As Byte Jam_sat As Byte Jam_pul As Byte Cacah As Integer
154.
Portd.0 = Input Portd.1 = Input Portd.3 = Input Portd.4 = Input Portd.5 = Output Lcd = 16 * 2 Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.2 , Db5 = Portc.3 ,Db6 = Portc.4 , Db7 = Portc.5 ,E = Portc.1,Rs = Portc.0 Config Timer1 = Timer , Prescale = 64
155. 156. 157. 158.
Set_detik Alias Pind.0 Set_menit Alias Pind.1 Set_jam Alias Pind.3 Enter Alias Pind.4
159. Const Nilai_timer = 125000 '1detik = 31250 160. Timer1 = Nilai_timer 161. On Timer1 Timerover 162. Enable Timer1 163. Enable Interrupts 164. Enable Int0 165. On Int0 Seting_jam 166. 167. 168. 169. 170. 171.
Portd = 255 Set Portd.0 Set Portd.1 Set Portd.3 Set Portd.4 Reset Portd.5
172.
Kondisi = 0
173. 174. 175. 176. 177. 178. 179.
Cls Locate 1 , 2 Lcd "Jam Digital" Do Gosub Hitung Gosub Tampil Loop
180. 181. 182. 183. 184. 185. 186. 187. 188. 189. 190. 191. 192. 193. 194. 195. 196.
Tampil: Locate 2 , 4 Lcd Jam_pul Locate 2 , 5 Lcd Jam_sat Locate 2 , 6 Lcd ":" Locate 2 , 7 Lcd Menit_pul Locate 2 , 8 Lcd Menit_sat Locate 2 , 9 Lcd ":" Locate 2 , 10 Lcd Detik_pul Locate 2 , 11 Lcd Detik_sat
197.
Return
198. 199. 200. 201. 202.
Hitung: If Detik_sat = 10 Then Detik_sat = 0 Incr Detik_pul End If
203. 204. 205. 206.
If Detik_pul = 6 Then Detik_pul = 0 Incr Menit_sat End If
207. 208. 209. 210. 211. 212.
If Menit_sat = 10 Then Menit_sat = 0 Incr Menit_pul End If If Menit_pul = 6 Then Menit_pul = 0
213. 214.
Incr Jam_sat End If
215. 216. 217. 218.
If Jam_sat = 10 Then Jam_sat = 0 Incr Jam_pul End If
219. 220. 221. 222.
If Jam_pul = 2 And Jam_sat = 4 Then Jam_sat = 0 Jam_pul = 0 End If
223.
If Jam_pul = 0 And Jam_sat = 6 And Menit_pul = 0 And Menit_sat = 0 And Detik_pul = 0 And Detik_sat = 0 Then Set Portd.5 Else
224. 225. 226.
227. 228. 229.
If Jam_pul = 1 And Jam_sat = 6 And Menit_pul = 0 And Menit_sat = 0 And Detik_pul = 0 And Detik_sat = 0 Then Set Portd.5 Else Reset Portd.5
230. 231. 232. 233. 234. 235. 236. 237. 238. 239. 240. 241. 242. 243. 244.
End If End If Return Timerover: Incr Cacah If Cacah = 4 Then Cacah = 0 Incr Detik_sat End If If Detik_sat = 10 Then Detik_sat = 0 Incr Detik_pul End If Timer1 = Nilai_timer Return
245. 246. 247. 248.
Seting_jam: Stop Timer1 Do If Set_detik = 0 Then
249. 250. 251. 252. 253. 254. 255. 256. 257. 258. 259. 260. 261. 262. 263. 264.
Incr Detik_sat End If If Set_menit = 0 Then Incr Menit_sat End If If Set_jam = 0 Then Incr Jam_sat End If Waitms 100 Gosub Hitung Gosub Tampil Loop Until Enter = 0 Start Timer1 Return End ’ End Program
COP472-3 Liquid Crystal Display Controller General Description
Features
The COP472–3 Liquid Crystal Display (LCD) Controller is a peripheral member of the COPSTM family, fabricated using CMOS technology. The COP472-3 drives a multiplexed liquid crystal display directly. Data is loaded serially and is held in internal latches. The COP472-3 contains an on-chip oscillator and generates all the multi-level waveforms for backplanes and segment outputs on a triplex display. One COP472-3 can drive 36 segments multiplexed as 3 x 12 (4(/2 digit display). Two COP472-3 devices can be used together to drive 72 segments (3 x 24) which could be an 8(/2 digit display.
Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
Direct interface to TRIPLEX LCD Low power dissipation (100 mW typ.) Low cost Compatible with all COPS processors Needs no refresh from processor On-chip oscillator and latches Expandable to longer displays Operates from display voltage MICROWIRETM compatible serial I/O 20-pin Dual-In-Line package and 20-pin SO
Block Diagram
TL/DD/6932 – 1
COPSTM and MICROWIRETM are trademarks of National Semiconductor Corporation. C1996 National Semiconductor Corporation
TL/DD/6932
RRD-B30M56/Printed in U. S. A.
http://www.national.com
COP472-3 Liquid Crystal Display Controller
July 1995
Absolute Maximum Ratings Voltage at CS, DI, SK pins Voltage at all other Pins
b 0.3V to a 9.5V
Storage Temperature
b 0.3V to VDD a 0.3V
Operating Temperature Range
b 65§ C to a 150§ C
Lead Temp. (Soldering, 10 Seconds)
300§ C
0§ C to 70§ C
DC Electrical Characteristics GND e 0V, VDD e 3.0V to 5.5V, TA e 0§ C to 70§ C (depends on display characteristics) Parameter
Conditions
Min
Max
Units
3.0
5.5
Volts
VDD e 5.5V
250
mA
VDD e 3V
100
mA
0.7 VDD
0.8 9.5
Volts Volts
VDDb0.6
0.6 VDD
Volts Volts
VDDb0.4
0.4 VDD
Volts Volts
During BP a Time
VDDb DV (/3 VDDb DV
VDD (/3 VDD a DV
Volts Volts
During BPb Time
0 )/3 VDDb DV
DV )/3 VDD a DV
Volts Volts
During BP a Time
0 )/3 VDDb DV
DV )/3 VDD a DV
Volts Volts
During BPb Time
VDDb DV (/3 VDDb DV
VDD (/3 VDD a DV
Volts Volts
Power Supply Voltage, VDD Power Supply Current, IDD (Note 1)
Input Levels DI, SK, CS VIL VIH BPA (as Osc. in) VIL VIH Output Levels, BPC (as Osc. Out) VOL VOH Backplane Outputs (BPA, BPB, BPC) VBPA, BPB, BPC ON VBPA, BPB, BPC OFF VBPA, BPB, BPC ON VBPA, BPB, BPC OFF Segment Outputs (SA1 E SA4) VSEG ON VSEG OFF VSEG ON VSEG OFF Internal Oscillator Frequency
15
80
kHz
Frame Time (Int. Osc. d 192)
2.4
12.8
ms
Scan Frequency (1/TSCAN)
39
208
Hz
4
250
kHz
SK Clock Frequency SK Width
1.7
ms
1.0 100
ms ns
1.0 1.0
ms ms
DI Data Setup, tSETUP Data Hold, tHOLD CS tSETUP tHOLD Output Loading Capacitance
100
Note 1: Power supply current is measured in stand-alone mode with all outputs open and all inputs at VDD. Note 2: DV e 0.05VDD.
http://www.national.com
2
pF
Absolute Maximum Ratings Storage Temperature
If Military/Aerospace specified devices are required, please contact the National Semiconductor Sales Office/Distributors for availability and specifications. Voltage at CS, DI, SK Pins Voltage at All Other Pins Operating Temperature Range
b 65§ C to a 150§ C
Lead Temperature (Soldering, 10 seconds)
b 0.3V to a 9.5V
300§ C
b 0.3V to VDD a 0.3V b 40§ C to a 85§ C
DC Electrical Characteristics GND e 0V, VDD e 3.0V to 5.5V, TA e b40§ C to a 85§ C (depends on display characteristics) Parameter
Conditions
Power Supply Voltage, VDD Power Supply Current, IDD (Note 1)
3.0
5.5
Volts mA
VDD e 3V
120
mA
0.7 VDD
0.8 9.5
Volts Volts
VDDb0.6
0.6 VDD
Volts Volts
VDDb0.4
0.4 VDD
Volts Volts
During BP a Time
VDDb DV (/3 VDDb DV
VDD (/3 VDD a DV
Volts Volts
During BPb Time
0 )/3 VDDb DV
DV )/3 VDD a DV
Volts Volts
During BP a Time
0 )/3 VDDb DV
DV )/3 VDD a DV
Volts Volts
During BPb Time
VDDb DV (/3 VDDb DV
VDD (/3 VDD a DV
Volts Volts
Output Levels, BPC (as Osc. Out) VOL VOH
Segment Outputs (SA1 E SA4) VSEG ON VSEG OFF VSEG ON VSEG OFF
Units
300
BPA (as Osc. In) VIL VIH
VBPA, BPB, BPC ON VBPA, BPB, BPC OFF
Max
VDD e 5.5V
Input Levels DI, SK, CS VIL VIH
Backplane Outputs (BPA, BPB, BPC) VBPA, BPB, BPC ON VBPA, BPB, BPC OFF
Min
Internal Oscillator Frequency
15
80
kHz
Frame Time (Int. Osc. d 192)
2.4
12.8
ms
Scan Frequency (1/TSCAN)
39
208
Hz
4
250
kHz
SK Clock Frequency SK Width
1.7
ms
1.0 100
ms ns
1.0 1.0
ms ms
DI Data Setup, tSETUP Data Hold, tHOLD CS tSETUP tHOLD Output Loading Capacitance
100
pF
Note 1: Power supply current is measured in stand-alone mode with all outputs open and all inputs at VDD. Note 2: DV e 0.05 VDD.
3
http://www.national.com
Dual-In-Line Package
Top View
Pin CS VDD GND DI SK BPA BPB BPC SA1 E SC4
Description Chip select Power supply (display voltage) Ground Serial data input Serial clock input Display backplane A (or oscillator in) Display backplane B Display backplane C (or oscillator out) 12 multiplexed outputs
TL/DD/6932–2
Order Number COP472MW-3 or COP472N-3 See NS Package Number M20A or N20A FIGURE 2. Connection Diagram
TL/DD/6932 – 3
FIGURE 3. Serial Load Timing Diagram
TL/DD/6932 – 4
FIGURE 4. Backplane and Segment Waveforms
TL/DD/6932 – 5
FIGURE 5. Typical Display Internal Connections Epson LD-370
http://www.national.com
4
Functional Description The COP472-3 drives 36 bits of display information organized as twelve segments and three backplanes. The COP472-3 requires 40 information bits: 36 data and 4 control. The function of each control bit is described below. Display information format is a function of the LCD interconnections. A typical segment/backplane configuration is illustrated in Figure 5 , with this configuration the COP472-3 will drive 4 digits of 9 segments. To adapt the COP472-3 to any LCD display configuration, the segment/backplane multiplex scheme is illustrated in Table I. Two or more COP472-3 chips can be cascaded to drive additional segments. There is no limit to the number of COP472-3’s that can be used as long as the output loading capacitance does not exceed specification.
SEGMENT DATA BITS Data is loaded in serially, in sets of eight bits. Each set of segment data is in the following format: SA
Segment, Backplane
1 2 3 4 5 6 7 8
SA1, BPC SB1, BPB SC1, BPA SC1, BPB SB1, BPC SA1, BPB SA1, BPA SB1, BPA
SH SG SF SE SD SC SB SA
9 10 11 12 13 14 15 16
SA2, BPC SB2, BPB SC2, BPA SC2, BPB SB2, BPC SA2, BPB SA2, BPA SB2, BPA
SH SG SF SE SD SC SB SA
Digit 2
17 18 19 20 21 22 23 24
SA3, BPC SB3, BPB SC3, BPA SC3, BPB SB3, BPC SA3, BPB SA3, BPA SB3, BPA
SH SG SF SE SD SC SB SA
Digit 3
25 26 27 28 29 30 31 32
SA4, BPC SB4, BPB SC4, BPA SC4, BPB SB4, BPC SA4, BPB SA4, BPA SB4, BPA
SH SG SF SE SD SC SB SA
Digit 4
33 34 35 36 37 38 39 40
SC1, BPC SC2, BPC SC3, BPC SC4, BPC not used Q6 Q7 SYNC
SPA SP2 SP3 SP4
Digit 1 Digit 2 Digit 3 Digit 4
SC
SD
SE
SF
SG
SH
CONTROL BITS The fifth set of 8 data bits contains special segment data and control data in the following format: SYNC
TABLE I. COP472-3 Segment/Backplane Multiplex Scheme Bit Number
SB
Data is shifted into an eight bit shift register. The first bit of the data is for segment H, digit 1. The eighth bit is segment A, digit 1. A set of eight bits is shifted in and then loaded into the digit one latches. The second set of 8 bits is loaded into digit two latches. The third set into digit three latches, and the fourth set is loaded into digit four latches.
Q7
Q6
X
SP4
SP3
SP2
SP1
The first four bits shifted in contain the special character segment data. The fifth bit is not used. The sixth and seventh bits program the COP472-3 as a stand alone LCD driver or as a master or slave for cascading COP472-3’s. BPC of the master is connected to BPA of each slave. The following table summarizes the function of bits six and seven:
Data to Numeric Display
Digit 1
Q7
Q6
1
1
Slave
Function
0
1
Stand Alone
1
0
Not Used
0
0
Master
BPC Output
BPA Output
Backplane Output Backplane Output Internal Osc. Output Internal Osc. Output
Oscillator Input Backplane Output Oscillator Input Backplane Output
The eighth bit is used to synchronize two COP472-3’s to drive an 8(/2-digit display.
5
http://www.national.com
LOADING SEQUENCE TO DRIVE A 4(/2-DIGIT DISPLAY Steps: 1. Turn CE low. 2. Clock in 8 bits of data for digit 1. 3. 4. 5. 6.
Clock in 8 bits of data for digit 2. Clock in 8 bits of data for digit 3. Clock in 8 bits of data for digit 4. Clock in 8 bits of data for special segment and control function of BPC and BPA. 0
0
1
1
SP4
SP3
SP2
SP1
7. Turn CS high. Note: CS may be turned high after any step. For example to load only 2 digits of data, do steps 1, 2, 3, and 7. CS must make a high to low transition before loading data in order to reset internal counters. LOADING SEQUENCE TO DRIVE AN 8(/2-DIGIT DISPLAY Two or more COP472-3’s may be connected together to drive additional segments. An eight digit multiplexed display is shown in Figure 7 . The following is the loading sequence to drive an eight digit display using two COP472-3’s. The right chip is the master and the left the slave. Steps: 1. Turn CS low on both COP472-3’s.
TL/DD/6932 – 6
FIGURE 6. System Diagram – 4(/2 Digit Display
2. Shift in 32 bits of data for the slave’s four digits. 3. Shift in 4 bits of special segment data: a zero and three ones. 1
1
1
0
SP4
SP3
SP2
SP1
This synchronizes both the chips and BPA is oscillator input. Both chips are now stopped. Turn CS high to both chips. Turn CS low to master COP472-3. Shift in 32 bits of data for the master’s 4 digits. Shift in four bits of special segment data, a one and three zeros.
4. 5. 6. 7. 0
0
0
1
SP4
SP3
SP2
SP1
This sets the master COP472-3 to BPA as a normal backplane output and BPC as oscillator output. Now both the chips start and run off the same oscillator. 8. Turn CS high. The chips are now synchronized and driving 8 digits of display. To load new data simply load each chip separately in the normal manner, keeping the correct status bits to each COP472-3 (0110 or 0001).
http://www.national.com
TL/DD/6932 – 7
FIGURE 7. System Diagram – 8(/2 Digit Display
6
Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted
20-Lead Molded DIP (M) Order Number COP472MW-3 NS Package Number M20B
7
http://www.national.com
COP472-3 Liquid Crystal Display Controller
Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued)
20-Lead Molded DIP (N) Order Number COP472N-3 NS Package Number N20A
LIFE SUPPORT POLICY NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein: 1. Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical implant into the body, or (b) support or sustain life, and whose failure to perform, when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling, can be reasonably expected to result in a significant injury to the user. National Semiconductor Corporation 1111 West Bardin Road Arlington, TX 76017 Tel: 1(800) 272-9959 Fax: 1(800) 737-7018
http://www.national.com
2. A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system, or to affect its safety or effectiveness.
National Semiconductor Europe Fax: a49 (0) 180-530 85 86 Email: europe.support @ nsc.com Deutsch Tel: a49 (0) 180-530 85 85 English Tel: a49 (0) 180-532 78 32 Fran3ais Tel: a49 (0) 180-532 93 58 Italiano Tel: a49 (0) 180-534 16 80
National Semiconductor Hong Kong Ltd. 13th Floor, Straight Block, Ocean Centre, 5 Canton Rd. Tsimshatsui, Kowloon Hong Kong Tel: (852) 2737-1600 Fax: (852) 2736-9960
National Semiconductor Japan Ltd. Tel: 81-043-299-2308 Fax: 81-043-299-2408
National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
MICRO-LIMIT SWITCHES
H
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
H1
MICRO-LIMIT SWITCHES
DEFINITIONS OF TERMS Free position Position of the switch actuator when no force is applied.
Back travel The distance between the overtravel and release positions.
Operating position The position of the actuator when the contact snaps.
Total travel The sum of pretravel and overtravel.
Overtravel position The final position of the actuator.
Operating force The force required to cause snap action of contact.
Release position The position of the actuator when the contact snaps back from the operating position to original position.
End operating force The force to be applied to keep the actuator in the allowed final position.
Contact opening gap The distance between the open contact pair.
Release force The force applied to the actuator at the moment the contact snaps back from the operating position.
Pretravel The distance between free and operating positions. Overtravel The distance the actuator travels after the contact actuates. Movement differential The distance from the operating to release position of the actuator.
H
Free travel The distance between the release and free positions.
H2
1 2 3 4
free position operating position overtravel position release position
A B C D E F
total travel free travel back travel pretravel overtravel movement differential
I II III IV
total force operating force differential force release force
Differential force The difference between the operating force and the release force. Mechanical life The minimum number of actuations with no load on the switch. Electrical life The minimum number of actuations at rated voltage, rated current and resistive load at 20°C ambient temperature.
FORCE vs. TRAVEL DIAGRAM
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
Micro-limit pushbutton switches are used in many applications including microwave ovens, vending machines, copy and fax machines, medical and security equipment, computer peripherals and many others. They are characterized by close tolerance precision switching positions and long service life. APEM micro-limit switches are 100% electronic tested prior to shipment to insure proper operation and conformance with specifications.
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
MA SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES
FEATURES ●
Ratings: 16 Amps 250 VAC (resistive load). 4 Amps 250 VAC (motor load) or 3 Amps 250 VAC (resistive load). 0.1 Amps 250 VAC (motor load).
●
Single pole CO (change-over or alternate action), NC (normally closed momentary) and NO (normally open momentary) configurations.
●
Close tolerance switching action with long life (10,000,000 mechanical cycles min.).
●
Pin plunger, hinge lever or roller lever actuator options.
MATERIALS Contacts: Actuator: Case & cover: Terminals:
Stationary: Nicker silver Shorting: Beryllium copper FS 161 (UL94V-O) PBT (UL94V-O) Silver plated copper/zinc
AGENCY RECOGNITION
Approval pending.
H
NRTL
SPECIFICATIONS Operating force:
≤ 12.59 oz. (343 grams) approx. for 16 Amp models ≤ 0.72 oz. (20 grams) approx. for 3 Amp models
Pretravel: Overtravel:
≤ .047" (1.2mm) ≥ .059" (1.5mm) min.
Movement differential:
≤ .016" (0.4mm)
Free position:
≤ .649" (16.5mm)
Operating position: Operating temperature:
.578" ± .020" (14.7mm ± 0.5mm) -40°C to +85°C
Contact gap:
less than .118" (3mm)
Tracking resistance:
> PTI 175
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
H3
MA SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES
Series
Circuit & quick-connect terminals
MA
A B C D E F G H I J K L
Switch rating
Actuator style
Normally open (standard) .031 x .248" (0.8x6.3mm) 6 16(4)A 250 VAC Normally closed (standard) .031 x .248" (0.8x6.3mm) 7 3(0.1)A 250 VAC Change-over (standard) .031 x .248" (0.8x6.3mm) Normally open, .031 x .248" (0.8x6.3mm), spacing .197" (5mm) Normally closed, .031 x .248" (0.8x6.3mm), spacing .197" (5mm) Change-over, .031 x .248" (0.8x6.3mm), spacing .197" (5mm) Normally open, .020 x .189" (0.5x4.8mm) Normally closed, .020 x .189" (0.5x4.8mm) Change-over, .020 x .189" (0.5x4.8mm) Normally open, .031 x .189" (0.8x4.8mm) Normally closed, .031 x .189" (0.8x4.8mm) Change-over, .031 x .189" (0.8x4.8mm)
A Pin actuator B Hinge actuator C Roller actuator
STANDARD MODELS Quick-connect terminal
.031x.248" (0.8x6.3mm)
Switching capacity
16(4)A
3(0.1)A
.031x.248" (0.8x6.3mm) pin spacing .197"(5mm)
.020x.189" (0.5x4.8mm)
16(4)A
16(4)A
3(0.1)A
16(4)A
3(0.1)A
Pin plunger
NO NC CO
MAA6A MAA7A MAB6A MAB7A MAC6A MAC7A
MAD6A MAE6A MAF6A
MAG6A MAG7A MAH6A MAH7A MAI6A MAI7A
MAJ6A MAJ7A MAK6A MAK7A MAL6A MAL7A
Hinge lever
NO NC CO
MAA6B MAB6B MAC6B
-
MAD6B MAE6B MAF6B
MAG6B MAH6B MAI6B
-
MAJ6B MAK6B MAL6B
-
Roller lever
NO NC CO
MAA6C MAB6C MAC6C
-
MAD6C MAE6C MAF6C
MAG6C MAH6C MAI6C
-
MAJ6C MAK6C MAL6C
-
H
NO = NORMALLY OPEN:
CO = CHANGE-OVER:
NC = NORMALLY CLOSED:
NC (2)
NC (2) COM (1)
COM (1) NO (4)
H4
.031x.189" (0.8x4.8mm)
COM (1) NO (4)
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
M A A 6 B
ORDER FORMAT
MA SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES MECHANICAL OUTLINES
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
Models with quick-connect terminal .031x.248" (0.8x6.3mm)
Normally open
Side view
Change-over
Normally closed
Quick-connect terminal
H Hinge lever
Roller lever
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
H5
MA SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES MECHANICAL OUTLINES
Normally open
Side view
Change-over
Normally closed
Quick-connect terminal
H Hinge lever
Roller lever
H6
Adaptor element
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
Models with quick-connect terminal .031x.248" (0.8x6.3mm) & pin spacing .197" (5mm)
MA SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES MECHANICAL OUTLINES
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
Models with quick-connect terminal .020 or .031x.248" (0.8 or 0.8x6.3mm)
Normally open
Change-over
Normally closed
H Hinge lever
Side view
Roller lever
Quick connect terminal
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
H7
FEATURES ●
Ratings: 10 Amps 250 VAC (resistive load). 1.5 Amps 250 VAC (motor load).
●
Single pole CO (change-over or alternate action), NC (normally closed momentary) and NO (normally open momentary) configurations.
●
Close tolerance switching action with long life (10,000,000 mechanical cycles min.).
●
Pin plunger, hinge lever or roller lever actuator options.
MATERIALS Contacts: Actuator: Case & cover: Terminals:
Stationary: Nickel silver Shorting: Beryllium copper POM (UL94HB) PBT (UL94V-O) Silver plated copper/zinc
AGENCY RECOGNITION
H SPECIFICATIONS
H8
Operating force:
≤ 10 oz. (274 grams) approx.
Pretravel:
≤ .039" (1mm)
Overtravel:
≥ .024" (0.6mm)
Movement differential: Free position:
≤ .005" (0.13mm) ≤ .366" (9.3mm)
Operating position:
.331" ± .012" (8.4mm ± (0.3mm)
Operating temperature:
-40°C to +85°C
Contact gap: Tracking resistance:
< .118" (3mm) >PTI 175
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
MB SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES
MB SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES
M B D 5 B 1
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
ORDER FORMAT
Series
Circuit & quick-connect terminals
MB
D E F G H J
Normally open (solder terminal) Normally closed (solder terminal) Change-over (solder terminal) Normally open (p.c. terminal) Normally closed (p.c. terminal) Change-over (p.c. terminal)
Switch rating 5 10(1.5)A 250 VAC
Actuator style
Length
A Pin actuator B Hinge actuator C Roller actuator
Actuator length and fixed position(see table below)
STANDARD MODELS Circuit
Normally open
Normally closed
Change-over
Terminals . Pin plunger with radius Pin plunger, spherical form
Solder
P.C.
Solder
P.C.
Solder
P.C
MBD5A MBD5D
MBG5A MBG5D
MBE5A MBE5D
MBH5A MBH5D
MBF5A MBF5D
MBJ5A MBJ5D
Lever type
Fix
Act. length
Hinge lever
EH EV EH EV
.189" (4.8mm) .276" (7.0mm) .276" (7.0mm) .370" (9.4mm)
MBD5B MBD5B2 MBD5B1 MBD5B3
MBG5B MBG5B2 MBG5B1 MBG5B3
MBE5B MBE5B2 MBE5B1 MBE5B3
MBH5B MBH5B2 MBH5B1 MBH5B3
MBF5B MBF5B2 MBF5B1 MBF5B3
MBJ5B MBJ5B2 MBJ5B1 MBJ5B3
Roller lever
EH EV EH EV
.098" (2.5mm) .185" (4.7mm) .185" (4.7mm) .280" (7.1mm)
MBD5C MBD5C2 MBD5C1 MBD5C3
MBG5C MBG5C2 MBG5C1 MBG5C3
MBE5C MBE5C2 MBE5C1 MBE5C3
MBH5C MBH5C2 MBH5C1 MBH5C3
MBF5C MBF5C2 MBF5C1 MBF5C3
MBJ5C MBJ5C2 MBJ5C1 MBJ5C3
Simulated roller lever
EH EV EH EV
.098" (2.5mm) .185" (4.7mm) .185" (4.7mm) .280" (7.1mm)
MBD5E MBD5E2 MBD5E1 MBD5E3
MBG5E MBG5E2 MBG5E1 MBG5E3
MBE5E MBE5E2 MBE5E1 MBE5E3
MBH5E MBH5E2 MBH5E1 MBH5E3
MBF5E MBF5E2 MBF5E1 MBF5E3
MBJ5E MBJ5E2 MBJ5E1 MBJ5E3
NO = NORMALLY OPEN:
CO = CHANGE-OVER:
NC = NORMALLY CLOSED:
NC (2)
NC (2) COM (1)
COM (1) NO (4)
H
COM (1) NO (4)
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
H9
MB SERIES - MICRO-LIMIT SWITCHES
Hinge lever Actuator . Actuator length, inches ±.031" ±0.8mm Fixed position, EH=rear EV=front Operating force, ≤ grams ≤ ??? Pre-travel, ≤ inches ≤ mm Overtravel, min. inches min. mm Overtravel, max. inches max.mm Movement diff.≤ inches ≤ mm Free position, ≤ inches ≤ mm Operating position, inches Tolerance inches ± Operating position, mm Tolerance mm ± Order code
Roller lever Hinge lever
Simulated roller lever Roller lever
Simulated roller lever
.189 4.8 EH
.276 7.0 EV
.276 7.0 EH
.370 9.4 EV
.098 2.5 EH
.185 4.7 EV
.185 4.7 EH
.280 7.1 EV
.098 2.5 EH
.185 2.7 EV
.185 4.7 EH
.280 7.1 EV
100 .177 4.5 .030 0.75 .059 1.5 .035 0.9 .551 14 .421 .063 10.7 1.6 B
45 .354 9 .049 1.25 .098 2.5 .059 1.5 .709 18 .472 .118 12 3 B2
85 .197 5 .030 0.75 .059 1.5 .047 1.2 .591 15 .437 .071 11.1 1.8 B1
40 .394 10 .059 1.5 .118 3 .071 1.8 .787 20 .492 .138 12.5 3.5 B3
110 .177 4.5 .030 0.75 .059 1.5 .028 0.7 .748 19 .622 .063 15.8 1.6 C
50 .354 9 .049 1.25 .098 2.5 .059 1.5 .866 22 .669 .118 17 3 C2
95 .197 5 .030 0.75 .059 1.5 .039 1 .787 20 .638 .071 16.2 1.8 C1
40 .394 10 .059 1.5 .118 3 .071 1.8 .945 24 .689 .138 17.5 3.5 C3
115 .177 4.5 .030 0.75 .059 1.5 .028 0.7 .748 19 .630 .063 16 1.6 E
60 .354 9 .049 1.25 .098 2.5 .059 1.5 .866 22 .677 .118 17.2 3 E2
95 .197 5 .030 0.75 .059 1.5 .039 1 .787 20 .646 .071 16.4 1.8 E1
50 .394 10 .059 1.5 .118 3 .071 1.8 .945 24 .697 .138 17.7 3.5 E3
MECHANICAL OUTLINES
H
Normally open
Side view (w/solder terminal) H10
Change-over
Normally closed
P.C. terminal
APEM, PO BOX 8288, HAVERHILL, MA USA 01835-0788 TOLL FREE: (877) 246-7890 FAX: (781) 245-4531 E-mail:
[email protected]
SPECIFICATIONS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE
ACTUATORS AND SPECIFICATIONS
Order this document by ULN2803/D
The eight NPN Darlington connected transistors in this family of arrays are ideally suited for interfacing between low logic level digital circuitry (such as TTL, CMOS or PMOS/NMOS) and the higher current/voltage requirements of lamps, relays, printer hammers or other similar loads for a broad range of computer, industrial, and consumer applications. All devices feature open–collector outputs and free wheeling clamp diodes for transient suppression. The ULN2803 is designed to be compatible with standard TTL families while the ULN2804 is optimized for 6 to 15 volt high level CMOS or PMOS.
OCTAL PERIPHERAL DRIVER ARRAYS SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA
MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C and rating apply to any one device in the package, unless otherwise noted.) Rating
Symbol
Value
Unit
Output Voltage
VO
50
V
Input Voltage (Except ULN2801)
VI
30
V
Collector Current – Continuous
IC
500
mA
Base Current – Continuous
IB
25
mA
Operating Ambient Temperature Range
TA
0 to +70
°C
Tstg
– 55 to +150
°C
TJ
125
°C
Storage Temperature Range Junction Temperature
A SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 707
PIN CONNECTIONS
RθJA = 55°C/W Do not exceed maximum current limit per driver.
ORDERING INFORMATION
1
18
2
17
3
16
4
15
5
14
6
13
7
12
8
11
Gnd 9
10
Characteristics
D i Device
Input Compatibility
ULN2803A ULN2804A
TTL, 5.0 V CMOS 6 to 15 V CMOS, PMOS
VCE(Max)/IC(Max)
Operating Temperature Range
50 V/500 mA
TA = 0 to + 70°C
Motorola, Inc. 1996
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
Rev 1
1
ULN2803 ULN2804 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25°C, unless otherwise noted) Characteristic
Symbol
Output Leakage Current (Figure 1) (VO = 50 V, TA = +70°C) (VO = 50 V, TA = +25°C) (VO = 50 V, TA = +70°C, VI = 6.0 V) (VO = 50 V, TA = +70°C, VI = 1.0 V)
All Types All Types ULN2802 ULN2804
Collector–Emitter Saturation Voltage (Figure 2) (IC = 350 mA, IB = 500 µA) (IC = 200 mA, IB = 350 µA) (IC = 100 mA, IB = 250 µA)
All Types All Types All Types
Input Current – On Condition (Figure 4) (VI = 17 V) (VI = 3.85 V) (VI = 5.0 V) (VI = 12 V)
ULN2802 ULN2803 ULN2804 ULN2804
Input Voltage – On Condition (Figure 5) (VCE = 2.0 V, IC = 300 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 200 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 250 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 300 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 125 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 200 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 275 mA) (VCE = 2.0 V, IC = 350 mA)
ULN2802 ULN2803 ULN2803 ULN2803 ULN2804 ULN2804 ULN2804 ULN2804
Min
Typ
Max
– – – –
– – – –
– – –
1.1 0.95 0.85
1.6 1.3 1.1
– – – –
0.82 0.93 0.35 1.0
1.25 1.35 0.5 1.45
– – – – – – – –
– – – – – – – –
13 2.4 2.7 3.0 5.0 6.0 7.0 8.0
Unit µA
ICEX 100 50 500 500
VCE(sat)
V
II(on)
mA
VI(on)
V
Input Current – Off Condition (Figure 3) (IC = 500 µA, TA = +70°C)
All Types
II(off)
50
100
–
µA
DC Current Gain (Figure 2) (VCE = 2.0 V, IC = 350 mA)
ULN2801
hFE
1000
–
–
–
Input Capacitance
CI
–
15
25
pF
Turn–On Delay Time (50% EI to 50% EO)
ton
–
0.25
1.0
µs
Turn–Off Delay Time (50% EI to 50% EO)
toff
–
0.25
1.0
µs
IR
–
–
50 100
µA
VF
–
1.5
2.0
V
Clamp Diode Leakage Current (Figure 6) (VR = 50 V) Clamp Diode Forward Voltage (Figure 7) (IF = 350 mA)
2
TA = +25°C TA = +70°C
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
ULN2803 ULN2804 TEST FIGURES (See Figure Numbers in Electrical Characteristics Table)
Figure 1.
Figure 2.
Open
Open
VCE
+ IC I
h FE
in
µA ICEX
Open DUT
DUT
Vin
IC V VCE
Figure 3.
Figure 4. Open
Open
VCE
µA Iin
µA
µA
DUT
DUT
Open
Vin
Vin
Figure 5.
Figure 6. VR
Open
µA IR DUT
DUT
IC Vin
V
VCE
Open
V
Figure 7.
IF V VF
DUT Open
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
3
ULN2803 ULN2804 TYPICAL CHARACTERISTIC CURVES – TA = 25°C, unless otherwise noted Output Characteristics Figure 9. Output Current versus Input Current
IC , COLLECTOR CURRENT (mA)
IC , COLLECTOR CURRENT (mA)
Figure 8. Output Current versus Saturation Voltage
600 All Types 400
200
600 All Types 400
200
0
0 0
0.5 1.0 1.5 VCE(sat), SATURATION VOLTAGE (V)
2.0
0
200
400 600 IIN, INPUT CURRENT (µA)
800
Input Characteristics Figure 11. ULN2804 Input Current versus Input Voltage
Figure 10. ULN2803 Input Current versus Input Voltage 2.0
IIN , INPUT CURRENT (mA)
IIN , INPUT CURRENT (mA)
2.0
1.5
1.0
0.5
0 2.0
2.5
3.0
3.5 4.0 4.5 VIN, INPUT VOLTAGE (V)
5.0
5.5
6.0
1.5
1.0
0.5
0 5.0
6.0
7.0
8.0 9.0 10 VIN, INPUT VOLTAGE (V)
11
12
13
Figure 12. Representative Schematic Diagrams 1/8 ULN2803 2.7 k
Pin 10
10.5 k
Pin 10
7.2 k
7.2 k 3.0 k
4
1/8 ULN2804
3.0 k
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
ULN2803 ULN2804 OUTLINE DIMENSIONS A SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 707–02 ISSUE C 18
10
B 1
9
NOTES: 1. POSITIONAL TOLERANCE OF LEADS (D), SHALL BE WITHIN 0.25 (0.010) AT MAXIMUM MATERIAL CONDITION, IN RELATION TO SEATING PLANE AND EACH OTHER. 2. DIMENSION L TO CENTER OF LEADS WHEN FORMED PARALLEL. 3. DIMENSION B DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH.
A L
C
N F H
D G
K
SEATING PLANE
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
M
J
DIM A B C D F G H J K L M N
MILLIMETERS MIN MAX 22.22 23.24 6.10 6.60 3.56 4.57 0.36 0.56 1.27 1.78 2.54 BSC 1.02 1.52 0.20 0.30 2.92 3.43 7.62 BSC 0_ 15_ 0.51 1.02
INCHES MIN MAX 0.875 0.915 0.240 0.260 0.140 0.180 0.014 0.022 0.050 0.070 0.100 BSC 0.040 0.060 0.008 0.012 0.115 0.135 0.300 BSC 0_ 15 _ 0.020 0.040
5
ULN2803 ULN2804
Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in Motorola data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. Motorola does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part. Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. How to reach us: USA / EUROPE / Locations Not Listed: Motorola Literature Distribution; P.O. Box 20912; Phoenix, Arizona 85036. 1–800–441–2447 or 602–303–5454
JAPAN: Nippon Motorola Ltd.; Tatsumi–SPD–JLDC, 6F Seibu–Butsuryu–Center, 3–14–2 Tatsumi Koto–Ku, Tokyo 135, Japan. 03–81–3521–8315
MFAX:
[email protected] – TOUCHTONE 602–244–6609 INTERNET: http://Design–NET.com
ASIA/PACIFIC: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park, 51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852–26629298
6
◊
*ULN2803/D*
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA ULN2803/D
