PERANCANGAN INKUBATOR TELUR OTOMATIS MEMAKAI LM35 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

PERANCANGAN INKUBATOR TELUR OTOMATIS MEMAKAI LM35 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

ADE GUSTRIANI HASIBUAN 062408063

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Ade Gustriani Hasibuan : Perancangan Inkubator Telur Otomatis Memakai Lm35 Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535, 2009. USU Repository © 2009

PERNYATAAN

PERANCANGAN INKUBATOR TELUR OTOMATIS MEMAKAI LM35 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja Saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2009

ADE GUSTRIANI HASIBUAN 062408063


ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul “Perancangan Inkubator Telur Otomatis Memakai LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”. Alat ini berfungsi menjaga temperatur telur yang berada di dalamnya agar tetap hangat . Dalam hal ini digunakan suhu ruang inkubator sebagai objek yang diatur. Simulasi inkubator telur ini menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535, sensor suhu LM35, PSA, Trafo, Relay, LCD, Lampu dan Kipas. Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai input berbentuk sensor suhu, sensor ini akan mendeteksi suhu yang berada dalam Inkubtor dan menampilkannya pada LCD. Inkubator menggunakan sebuah kipas yang berfungsi sebagai pendingin dengan cara kerja mengeluarkan panas yang berlebih pada Inkubator dan menggunakan 3 buah lampu yang berfungsi sebagai pemanas, sehingga Inkubator akan bekerja secara otomatis. Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar suhu yang dideteksi oleh sensor suhu, Mikrokontroler kemudian memproses suhu tersebut dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya. Suhu ini kemudian ditampilkan pada LCD. Kipas dan lampu akan menyala secara otomatis apabila ada perubahan suhu yang disesuaikan dengan programnya.


DAFTAR ISI

Halaman Halaman Judul ....................................................................................................... i Persetujuan ............................................................................................................ ii Pernyataan ............................................................................................................. iii Abstrak .................................................................................................................. v

Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 2 1.3. Tujuan Penulisan ................................................................................ 2 1.4. Batasan Masalah ................................................................................. 3 1.5. Sistematika Penulisan .......................................................................... 3

Bab 2 Landasan Teori 2.1. Sensor Suhu IC LM35 ......................................................................... 5 2.2. Mikrokontroler ATMega 8535............................................................. 7 2.2.1. Fitur ATMega 8535 .................................................................. 9 2.2.2. Konfigurasi ATMega 8535 ....................................................... 10 2.2.3. Peta Memori .............................................................................. 14 2.2.4. Status Register (SREG).............................................................. 16 2.3. Bahasa Basic Menggunakan BASCOM .............................................. 20 2.3.1. Karakter Dalam BASCOM ....................................................... 20 2.3.2. Tipe Data ................................................................................... 21


2.3.3. Variabel ..................................................................................... 22 2.3.4. Alias .......................................................................................... 23 2.3.5. Konstanta ................................................................................... 24 2.3.6. Operasi-Operasi Dalam BASCOM............................................. 24 2.3.7. Aplikasi dengan LCD ................................................................ 26

Bab 3 Rancangan Sistem 3.1. Diagram Blok Sistem .......................................................................... 29 3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535 ............... 30 3.3. Rangkaian Power Supply..................................................................... 31 3.4. Rangkaian Driver Kipas ...................................................................... 33 3.5. Perancangan Sensor Suhu LM35 ......................................................... 34 3.6. Relay ................................................................................................... 35 3.7. Pengaplikasian LCD ............................................................................ 36 3.8. Lampu Pujar ........................................................................................ 37 3.9. Flowchart Program .............................................................................. 38

Bab 4 Pengujian Rangkaian 4.1. Pengujian Sensor LM35 ...................................................................... 40 4.2. Pengujian Sistem Minimum ATMega 8535 ......................................... 41 4.3. Pengujian Rangkaian Driver Kipas ...................................................... 42 4.4. Pengujian LCD .................................................................................... 43 4.5. Pengujian Rangkaian Power Supply ................................................... 43 4.6. Pengujian Rangkaian secara keseluruhan ............................................. 43 4.7. Program BASCOM ............................................................................. 44


Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 50 5.2 Saran .................................................................................................... 51

Daftar Pustaka ....................................................................................................... 52


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar2.1. LM35 Basic Temperature Sensor ........................................................ 5 Gambar2.2. Bentuk Fisik LM35 ............................................................................ 7 Gambar2.3. Pin ATMega 8535 .............................................................................. 11 Gambar2.4. Konfigurasi Memori Data AVR ATMega 8535 .................................. 15 Gambar2.5. Status Register ATMega 8535 ............................................................ 16 Gambar3.1. Diagram Blok Sistem.......................................................................... 29 Gambar3.2. Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 ............................................................ 30 Gambar3.3. Rangkaian Skematik Power Supply .................................................... 32 Gambar3.4. Rangkaian Relay Pengendali Kipas..................................................... 33 Gambar3.5. Koneksi LM35 ................................................................................... 34 Gambar3.6. Rangkaian Skematik Konektor Yang Dihubungkan Dari LCD Mikrokontroler .................................................................................. 36 Gambar3.7. Rangkaian Skematik Konektor Yang Dihubungkan Dari LCD Ke Mikrokontoler ................................................................................... 37 Gambar3.8. Flowchart Program ............................................................................. 36 Gambar4.1. Informasi Signature Mikrokontroler.................................................... 41 Gambar4.2. Rangkaian Relay Pengendali Kipas..................................................... 42


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Port B ATMega 8535 .................................................. 12 Tabel 2.2. Konfigurasi Pin Port D ATMega 8535.................................................. 13 Tabel 2.3. Karakter Spesial .................................................................................. 21 Tabel 2.4. Tipe Data BASCOM ............................................................................ 22 Tabel 2.5. Tabel Operator Relasi........................................................................... 25 Tabel 4.1. Perbandingan Suhu Dengan Tegangan Output LM35 ........................... 40


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Berbagai jenis teknolog telah banyak diciptakan oleh manusia untuk mempermudah manusia dalam melakukan pekerjaannya. Sebagai salah satu teknologi yang berkembang ialah teknologi di bidang pengukuran suhu. Alat pengukur suhu sangat banyak diperlukan dalam hal-hal tertentu. Contohnya, pada suatu gudang penyimpanan sangat penting diperhatikan suhu dari ruangan gudang tersebut untuk menyimpan barang dengan baik, pada ruang server komputer juga dibutuhkan suhu tertentu agar server tetap dapat bekerja dengan baik, begitu juga pada inkubator telur, suhu harus diperhatikan dan masih banyak lagi aplikasi lainnya.

Berangkat dari hal tersebut penulis ingin membuat inkubator telur dengan pengaturan suhu dengan menggunakan mikrokontroller ATMega 8535 sebagai pusat kendalinya, sensor LM35 sebagai sensor suhu, LCD sebagai penampilnya, PSA, Trafo, Relay, Lampu dan Kipas. Hasil menunjukkkan Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai input berbentuk sensor suhu, sensor ini akan mendeteksi suhu yang berada dalam Inkubtor dan menampilkannya pada LCD. Inkubator menggunakan sebuah kipas yang berfungsi sebagai pendingin dengan cara kerja mengeluarkan panas yang berlebih pada Inkubator dan menggunakan 3 buah lampu yang berfungsi sebagai pemanas, sehingga Inkubator akan bekerja secara otomatis.


Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar suhu yang dideteksi oleh sensor suhu, Mikrokontroler kemudian memproses suhu tersebut dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya. Suh ini kemudian ditampilkan pada LCD. Kipas dan lampu akan menyala secara otomatis apabila ada perubahan suhu yang disesuaikan dengan programnya.

1.2.

Rumusan Masalah

Laporan proyek ini membahas tentang perangkat keras yang meliputi perakitan inkobator penetas telur yang terdiri dari sensor suhu LM35, Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pusat kendalinya beserta software pemrogramannnya, LCD sebagai tampilannya, Relay, Trafo, PSA, Lampu Pijar dan Kipas.

1.3.

Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan laporan proyek ini adalah untuk: 1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara. 2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui. 3. Merancang suatu alat pengukuran suhu pada inkubator telur untuk kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535. 4. Mengetahui cara kerja sensor LM35 berbasis Mikrokontroler AtMega 8535.


5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja Inkubator Telur Otomatis Memakai LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535.

1.4.

Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas Penulis Merancang Inkubator Telur Otomatis Memakai LM35 Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535, dengan batasan-batasan sebagai berikut : 1.

Pembahasan mikrokontroler Atmega 8535.

2.

Sensor yang digunakan adalah LM35 sebagai sensor suhu.

3.

Pembahasan hanya meliputi rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535, LM35, beserta programnya.

4.

Pembahasan hanya sebatas pemrograman mikrokontroler dan interfacing untuk pemrograman dari komputer ke mikrokontroler tidak dibahas.

5.

Pengujian alat tidak dilakukan pada kondisi yang ekstrim (mis: lemari pendingin, tungku pemanas, dll).

1.5.

Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari pengukuran suhu Inkubator Telur Otomatis dengan sensor LM35 berbasis mikrokontroler ATMega 8535, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :


BAB 1

PENDAHULUAN Dalam hal ini berisikan mengenai latar belakang,rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2

LANDASAN TEORI Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler Atmega 8535, LM35, bahasa program yang dipergunakan, serta cara kerja dari mikrokontroler Atmega 8535 dan komponen pendukung.

BAB 3

RANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat , yaitu blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke Mikrokontroler ATMega 8535.

BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan hasil pengujian dari masing-masing

rangkaian

serta

program

yang

diisikan

ke

Mikrokontroler ATMega 8535.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian

ini

dapat

dibuat

lebih

efisien

dan

dikembangkan

perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1.

Sensor Suhu IC LM35

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dkalibrasikan langsung, LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 2.1 dibawah ini.

Gambar 2.1. LM35 basic temperature sensor

Sensor suhu adalah suatu alat untuk mendeteksi atau mengukur suhu pada suatu ruangan atau system tertentu yang kemudian diubah keluarannya menjadi besaran listrik, misalnya LM35.

LM35 merupakan sensor temperature yang paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah juga linearitasnya lumayan bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ±1/40C pada temperature ruangan dan ± 3/40C pada kisaran -550C sampai +150 0C.


Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektri tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 10C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 1500C.

Pada perancangan kita tentukan keluaran ADC mencapai full scale pada saat suhu 1000C, sehingga keluaran tranduser (10mV/0C x 1000C) = 1V.

Pengukuran secara langsung saat suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0,3V (300mV).Tegangan ini diolah dengan menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal agar sesuai dengan tahapan masukan ADC. LM35 memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut:

1. Di kalibrasi langsung dalam Celsius 2. Memiliki factor skala linear +10.0mV/0C 3. Memilki ketetapan 0,50C pada suhu 250C 4. Jangkauan maksimal suhu antara -550C sampai 1500C 5. Cocok untuk aplikasi jarak jauh 6. Harganya cukup murah 7. Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 30Volt 8. Memilki arus drain kurang dari 60µAmp 9. Pemanasan sendiri yang lambat (low self-heating) 10. 0,080C di udara diam 11. Ketidak linearannya hanya sekitar ±1/40C 12. Memiliki impedansi keluaran yang kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1mAmp.


Sensor suhu tipe LM35 merupakan IC sensor temperature yang akurat yang tegangan keluarannya linear dalam satuan celcius. Jadi LM35 memilki kelebihan dibandingkan sensor temperature linear dalam satuan Kelvin, karena tidak memerlukan pembagian dengan konstanta tegangan yang besar keluarannya untuk mendapatkan nilai dalam satuan celcius yang tepat. LM35 memilki impedansi keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian membuat proses interface untuk membaca atau mengontrol sirkuit lebih mudah. Pin V+ dari LM35 dihubungkan kecatu daya, pin GND dihubungkan ke Ground dan pin Vout – yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu dihubungkan ke vin (+) dan ADC 0840.

Gambar 2.2. bentuk fisik lm35

2.2.

Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler merupakan sebuah single chip yang didalamya telah dilengkapi dengan CPU (Central Prosessing Unit); RAM ( RandomAcces Memory); ROM ( Read only Memory), Input, dan Output, Timer\ Counter, Serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi –aplikasi control dan buka aplikasi serbaguna.


Mikrokontroler umumnya bekerja pada frekuensi 4MHZ-40MHZ. perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggera motor.

Read only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, sesuai dengan susunan MCS-51. Memory penyimpanan program dinamakan sebagai memory program. Random Acces Memory (RAM) isinya akan begitu sirna IC kehilangan catu daya dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan UART (Universal Asychoronous Receiver Transmitter) yaiut port serial komunikasi serial asinkron, USART ( Universal Asychoronous\Asy choronous Receiver Transmitter) yaitu port yang digunakan untuk komunikasi serial asinkron dan asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat dari Uart, SPI ( Serial Port Interface), SCI ( Serial Communication Interface ), Bus RC ( Intergrated circuit Bus ) merupakan 2 jalur yang terdapat 8 bit, CAN ( Control Area Network ) merupakan standard pengkabelan SAE (Society of Automatic Enggineers).

Pada system computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,sedangkan rutin-rutin antar muka pernagkat keras disimpan dalm ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relative lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sedrhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Microctroller yang bersangkutan.


Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secar luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau proyek mahasiswa yang menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah. Hal ini dikarenakan produksi missal yang dilakukan oleh para produse chip seperti Atmel, Maxim, dan Microchip. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hamper setiap peralatan elektronika canggih. Alat-alat canggih pun sekarang ini sangat bergantung pada kemampuan mikrokontroler tersebut. Mikrikontroler AVR memilki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan siklus 12 clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsiektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hampir sama.

2.2.1. Fitur ATMega 8535 Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut : 1.

Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16MHz.

2.

Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte , dan EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.


3.

ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4.

Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5.

Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.2.2. Konfigurasi ATMega 8535

Konfigurasi pin ATMega 8535 bisa dilihat pada gambar 2.3. di bawah ini. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 8535 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 Oscilat.

6.

Port D (PD0.. PD7 merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial.


7.

RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

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.


Gambar 2.3. Pin ATMega 8535

Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki.

1. PORT A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D coverter.

2. PORT B Merupakan 8 bit directional port I/O. setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi\fungsi alternatif khusus seperti yang terlihat pada tabel berikut.


Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Port B ATMega 8535

PORT PIN

FUNGSI KHUSUS

PB0

T0 = timer/ counter 0 external counterinput

PB1

T1 = timer/counter 0 external counter input

PB2

AINO = analog comparator positive input

PB3

AINI =analog comparator negative input

PB4

SS = SPI slave select input

PB5

MOSI = SPI bus master output/slave input

PB6

MISO = SPI bus master input/slave output

PB7

SCK = SPI bus serial clock

3. PORT C Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, DUA pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscilator untuk timer/counter 2.

4. PORT D


Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor ( dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi\fungsi alternatif khusus.

Tabel 2.2.Konfigurasi Pin Port D ATmega8535

Port Pin

Fungsi Khusus

PD0

RDX (UART input line)

PD1

TDX (UART output line)

PD2

INT0 ( external interrupt 0 input )

PD3

INT1 ( external interrupt 1 input )

PD4

OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)

PD5

OC1A (Timer/Counter1 output)

PD6

ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD7

OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

output

compareA

match

5. RESET


RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset.

6. XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke inverting oscilator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.

7. XTAL2 XTAL2 adalah output dari inverting oscilator amplifier.

8. Avcc Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.

9. AREF AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk operasional ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus diberikan ka kaki ini.

10. AGND AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.

2.2.3. Peta Memori


AVR ATMega8535 memilii 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 Interanal.

Register keperluan umum menempati space data pada alamt terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus untuk menangani I/O dan control terhadapmikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroller, seperti contoh register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat tabel ini. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada gambar dibawah ini .

Gambar 2.4. Konfigurasi Memori Data AVR ATMega 8535


Memori program yang terletak dalam flash PEROM tersususn dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit, AVR ATMega8535 memiliki KByte 12-bit program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash. Selain itu AVR ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF. Dibawah ini adalah gambar memori program AVR ATMega8535.

2.2.4. Status Register (SREG)

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan, ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.5. Status Register ATMega 8535

1.

Bit 7-I: Global Interrupt Enable Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu, dapat kita aktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila terjadi


suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI. 2.

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 ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BLD.

3.

Bit 5-H: Half Carry Flag

4.

Bit 4-S: Sign Bit Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara flag-N (negative) dan flag V (komplemen dua overflow).

5.

Bit 3-V: Two’s Complement Overflow Flag Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.

6.

Bit 2-N: Negative Flag Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan diset.

7.

Bit 1-Z: Zero Flag Bit akan diset bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.

8.

Bit 0-C: Carry Flag Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan diset.

Port I/O pada mikrokontroller ATmega8535 dapat difungsikan sebagai input dan juga sebagai output dengan keluaran high atau low.Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output, perlu dilakukan setting pada DDR dan port. Logika port I/O dapat diubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O)untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O)untuk


menghasilkan output high. Pengubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.

I/O merupakan bagian yang paling menarik dan penting untuk diamati karena I/O merupakan bagian yang bersangkutan dengan komunikasi mikrokontroller dengan dunia luar. Selain port I/O, bagian ini juga menyediakan informasi mengenai berbagai peripheral mikrokontroller yang lain, seperti ADC, EEPROM, UART, dan Timer. Komponen yang tercakup dalam workspace I/O meliputi berbagai register berikut : 1.

AD_CONVERTER; register: ADMUX, ADCSR, ADCH, ADCL

2.

ANALOG_COMPARATOR; register: ACSR

3. CPU; register: SREG, SPH, SPL, MCUCR, MCUCSR, OSCCAL, SFIOR, SPMCR 4.

EEPROM; register: EEARH, EEARL, EEDR, EECR

5.

External_Interrupt; register: GICR, GIFR, MCUCR, MCUCSR

6.

PORTA; register: PORTA, DDRA, dan PINA

7.

PORTB; register: PORTB, DDRB, dan PINB

8.

PORTC; register: PORTC, DDRC, dan PINC

9.

PORTD; register: PORTD,DDRD, dan PIND

10. SPI; register: SPDR, SPSR, SPCR 11. TIMER_COUNTER_0; register: TCCR0, TCNT0, OCR0, TIMSK, TIFR, SFIOR 12. TIMER _COUNTER_1; register: TIMSK, TIFR, TCCR1A, TCCR1B, TCNT1H,

TCNT1L, OCR1AH, OCR1AL, OCR1BL, ICR1H, 1CR1L

13. TIMER_COUNTER_2; register: TIMSK, TIFR, TCRR2, TCNT2, OCR2, ASSR,

SFIOR

14. TWI; register: TWBR, TWCR, TWSR, TWDR, TWAR 15. USART; register: UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, UBRRH, UBRRL


16. WATCDOG; register: WDTCR

Adapun komponen-komponen yang dapat diamati melalui I/O pada workspace sebagai berikut : 1. Isi register - R0 sampai dengan R15 - R16 sampai dengan R13 2. Processor - Stack pointer - Program counter - Cycle pointer - X_register - Y_register - Z_register - Frequency - Stop Watch 3. I/O AVR

Adapun Instruksi I/O adalah sebagai berikut : 1. in; membaca data I/O Port atau internal peripheral register{Timers,UART, ke dalam register} 2. Out; menulis data sebuah register ke I/O Port atau internal peripheral register. 3. Idi (load immediate); untuk menulis konstanta ke register sebelum konstanta itu dituliskan ke I/O port. 4. Sbi (set bit in I/O); untuk membuat logika high satu bit I/O register. 5. Cbi ( clear bit in I/O); untuk membuat logika low satu bit I/O register.


6. Sbic (skip if bit in I/O is cleared); untuk mengecek apakah bit I/O register clear.Jika ya, skip satu perintah dibawahnya. 7. Sbis (skip if bit in I/O is set); untuk mengecek apakah bit I/O register set. Jika ya, skip satu perintah dibawahnya.

Data yang dipakai dalam mikrokontroller ATmega8535 dipresentasikan dalam sistem bilangan biner, desimal, dan bilangan heksadesimal. Data yang terdapat di mikrokontroller dapat diolah dengan berbagai operasi aritmatik (penjumlahan, pengurangan, dan perkalian)maupun operasi nalar (AND, OR, dan EOR /eksklusif OR). AVR ATmega8535 memiliki tiga buah timer, yaitu: 1. Timer/counter 0 (8 bit) 2. Timer/ counter 1 (16 bit) 3. Timer/counter 2 (8 bit)

Karena ATmega8535 memiliki 8 saluran ADC maka untuk keperluan konversi sinyal analog menjadi data digital yang berasal dari sensor dapat langsung dilakukan prosesor utama. Beberapa karakteristik ADC internal ATmega8535 adalah 1. Mudah dalam pengoperasian. 2. Resolusi 10 bit. 3. Memiliki 8 masukan analog. 4. Konversi pada saat CPU sleep. 5. Interrupt waktu konversi selesai.

2.3.

Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM


BASCOM-8051 adalah program BASIC compiler berbasis Windows untuk mikrokontroler keluarga 8051 seperti AT89C51, AT89C2051, dan yang lainnya. BASCOM-8051 merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi BASIC yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS Elektronik.

Kita akan membahas penggunaan karakter, tipe data, variable, konstanta, operasi-operasi aritmatika dan logika, array, dan control program.

2.3.1. Karakter dalam BASCOM

Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet (A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9), dan karakter special. Adapun karakter yang dimaksud ditunjukkan pada tabel 2.1 berikut :

Tabel 2.3. Karakter Spesial karakter

Nama Blank

‘

Apostrophe

*

Asterisk (symbol perkalian)

+

Plus sign

,

Comma

-

Minus sign


.

Period (decimal point)

/

Slash (division symbol) will be handled as\

:

Colon

“

Double quotation mark

;

Semicolon

<

Less than

=

Equal sign (assignment symbol or relational operator)

>

Greater than

\

Backspace (integer or word division symbol)

2.3.2. Tipe Data

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Berikut adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya.

Tabel 2.4. Tipe Data BASCOM

Tipe Data

Ukuran (byte)

Range

Bit

1/8

-

Byte

1

0 – 255


Integer

2

-32,768 - +32,767

Word

2

0 – 65535

Long

4

-214783648 - +2147483647

Single

4

-

String

hingga 254 byte

-

2.3.3. Variabel

Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampungan data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register, dan lainnya. Variabel merupakan pointer yang menunjukkan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler.

Dalam BASCOM, ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variable: a. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter. b. Karakter biasa berupa angka atau huruf. c. Nama variabel harus dimulai dengan huruf. d. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunkan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register, dan nama operator (AND, OR, DIM, dan lain-lain).

Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu. Dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel. Cara pertama adalah menggunakan pernyataan ‘DIM’ diikuti nama tipe datanya. Contoh pendeklarasian menggunakan DIM sebagai berikut:


Dim nama as byte Dim tombol1 as word Dim tombol2 as word Dim tombol3 as word Dim tombol4 as word Dim Kas as string*10

2.3.4. Alias

Dengan menggunakan alias, variabel yang sama dapat diberikan nama yang lain. Tujuannya adalah mempermudah proses pemrograman. Umumnya, alias digunakan untuk mengganti nama variabel yang telah baku, seperti port mikrokontroler. LedBar alias P1 Tombol1 alias P0.1 Tombol2 alias P0.2

Dengan deklarasi seperti diatas, perubahan pada tombol akan mengubah kondisi P0.1. Selain mengganti nama port, kita dapat pula menggunakan alias untuk mengakses bit tertentu dari sebuah variabel yang telah dideklarasikan. Dim LedBar as byte Led1 as LedBar.0 Led2 as LedBar.1 Led3 as LedBar.2


2.3.5. Konstanta

Dalam BASCOM, selain variabel kita mengenal pula constant. Konstanta meruupakan variabel pula. Perbedaannya dengan variabel biasa adalah nilai yang dikandung tetap. Dengan konstanta, kode program yang kita buat akan lebih mudah dibaca dan dapat mencegah kesalahan penulisan pada program kita. Misalnya, kita akan lebih mudah menulis phi daripada menulis 3,14159867. Sama seperti variabel, agar konstanta bias dikenali oleh program, maka harus dideklarasikan terlebih dahulu. Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah konstanta. Const Cbyte = &HF Const Cint = -1000 Const Csingle = 1.1 Const Cstring = “test”

2.3.6. Operasi-operasi Dalam BASCOM

Pada bagian ini akan dibahas tentang cara menggabungkan, memodifikasi, membandingkan, atau mendapatkan informasi tentang sebuah pernyataan dengan menggunakan operator-operator yang tersedia di BASCOM dan bagaimana sebuah pernyataan terbentuk dan dihasilkan dari operator-operator berikut: a. Operator Aritmatika Operator digunakan dalam perhitungan. Operator aritmatika meliputi + (tambah), - (kurang), / (bagi), dan * (kali). b. Operator Relasi


Operator berfungsi membandingkan nilai sebuah angka. Hasilnya dapat digunakan untuk membuat keputusan sesuai dengan program yang kita buat. Operator relasi meliputi:

Tabel 2.5. Tabel Operator Relasi

Operator

Relasi

Pernyataan

=

Sama dengan

X=Y

<>

Tidak sama dengan

X <> Y

<

Lebih kecil dari

X
>

Lebih besar dari

X>Y

<=

Lebih kecil atau sama dengan

X <= Y

>=

Lebih besar atau sama dengan

X >= Y

c. Operator Logika Operator digunakan untuk menguji sebuah kondisi atau memanipulasi bit dan operasi bolean. Dalam BASCOM, ada empat buah operator logika, yaitu AND, OR, NOT, dan XOR. Operator logika biasa juga digunakan untuk menguji sebuah byte dengan pola bit tertentu, sebagai contoh: Dim A As Byte A = 63 And 19 PPRINT A A = 10 or 9 PRTINT A Output 16


11

d. Operator Fungsi Operasi fungsi digunakan untuk melengkapi operator yang sederhana.

2.3.7. Aplikasi dengan LCD (liquid crystal display)

Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh compiler BASCOM adalah program yang menyediakan rutin-rutin khusus untuk menampilkan karakter menggunakan LCD. Bahkan, kita pun dapat membuat karakter special dengan fasilitas LCD designer.

Antar muka antara LCD dengan ATmega8535 menggunakan mode antarmuka 4 bit. Selain lebih menghemat I/O, mode demikianpun mempermudah proses pembuatan PCB-nya. Program berikut akan menjalankan beberapa perintah yang berkenaan dengan LCD. $regfile = “8052.dat” $crystal = 12000000

dim x as byte config LCD = 16*2


Cursor off do X = 100 Cls Lcd “namaku Satih” Lowerline Lcd “Nilaiku selalu”; x Wait 1

Cls Lcd “<<<< Hebat >>>>” For x=1 to 16 Shiftlcd left next For x=1 to 32 Shiftlcd right Waitms 200 next x = 100 cls lcd hex x loop

Penjelasan programnya sebagai berikut: 1.

Dim x As Byte


Pernyataan di atas merupakan pendeklarasian variable x dengan ukuran byte. 2.

Config LCD = 16*2 Oleh karena itu, konfigurasi yang dapat kita lakukan adalah mendeklarasikannya dilisting program yang kita buat seperti dikontrolkan di atas.

3.

CLS Perintah CLS berfungsi membersihkan atau mengosongkan tampilan LCD.

4.

Lowerline Perintah berfungsi memindahkan kursor ke baris bawah. Karena LCD yang digunakan adalah LCD 2x16, maka LCD memiliki 2 baris dan kolom.

5.

X = 100 Lcd “namaku Satih” Lowerline Lcd “Nilaiku selalu”; x Ketika kita menjalankan perintah di atas, maka keluarannya adalah: Namaku Satih Nilaiku selalu 100 Contoh di atas menunjukkan bahwa kita dapat menampilkan isi sebuah variabel menggunakan LCD hanya dengan menulis.

6.

ShiftLCD left/right


Perintah digunakan untuk menggeser tampilan LCD ke kiri atau ke kanan sebanyak 1 langkah. Perintah berguna untuk menampilkan kalimat yang panjang dan mebuat animasi di LCD.

7.

Lcdhex x Perintah berfungsi mengirim isi sebuah variabel ke LCD dalam format hexadecimal. Jika kita menjalankan program, maka hasilnya 64.


BAB 3

RANCANGAN SISTEM

3.1.

Diagram Blok Sistem

Secara umum incubator telur terdiri dari enem blok rangkaian utama. Blok diagram dari rangkaian dapat dilihat dari gambar berikut ini :

Driver Lampu Pemanas dan Kipas

SUHU INKUBATOR

SENSOR SUHU LM35

Mikrokontroler ATMega8535

DISPLAY LCD

Keypad

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Dari diagram blok di atas menggambarkan bahwa sistem yang penulis rancang akan mengukur suhu pada suatu ruangan dengan menggunakan sensor LM35 untuk


mengukur suhu dalam satuan derajat Celcius. Ketika sensor telah mendapatkan suhu yaitu dengan menerjemahkan sifat fisis suhu menjadi sinyal listrik yaitu perubahan tegangan output sensor, maka kemudian output ini dibaca oleh ADC internal dari mikrokontroler ATMega 8535 dan kemudian data dikalkulasikan dengan rumusan tertentu sehingga pada tahap berikutnya sistem dapat menentukan apakah suhu inkubator sudah sesuai atau belum. Jika suhu terlalu panas maka kipas akan diaktifkan tetapi apabila suhu masih dibawah nilai yang ditetapkan maka lampu akan dihidupkan. Nilai suhu yang sedang di pantau oleh sensor akan ditampilkan ke display LCD (Liquid Crystal Display).

3.2.

Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535


Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535 Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum Mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar di atas.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.


Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.3.

Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply berfungsi mensupplay arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power supply ini terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian atau dengan kata lain menghidupkan seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay .


Gambar 3.3. Rangkaian Skematik Power Supply

Rangkaian skematik power supply dapat dilihat pada gambar 3.3 di atas. Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi sebagai penguat arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT)

tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.

Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.

3.4.

Rangkaian Driver Kipas


Untuk mengendalikan kipas tidak dapat langsung dikendalikan mikrokontroler tetapi terlebih dahulu harus melalui driver. Driver ini pengendali dengan menggunakan relay, sehingga kipas yang dikendalikan dapat menggunakan arus AC atau DC tanpa perlu khawatir akan merusak mikrokontroler.

Keluran dari mikrokontroler akan masuk ke basis transistor NPN C945, sehingga jika keluaran mikrokontroler high mak transistor akan satu rasi, sehingga arus akan mengalir dari Vcc masuk ke kolektor dan diteruskan ke emitter. Ketika relay bekerja maka tegangan 12V DC akan disalurkan dan kipas akan menyala.

Gambar 3.4. Rangkaian Relay Pengendali Kipas

Transistor C945 dalam keadaan saturasi jika I B(sat) =15 mAmp. Keluaran dari DATA tegangannya sebesar 5V (High). Maka IB = 4,3 mA sehingga IB IB(sat), dan transistor akan saturasi ketika data bernilai High dan arus akan mengalir pada


kumparan relay, dioda IN4004 berfungsi menahan tegangan balik dari relay ketika keadaan berubah dari aktif menuju tidak aktif.

3.5.

Perancangan Sensor Suhu LM35

Sensor LM35 memiliki tegangan kerja 5 Volt namun outputnya hanya antara 0,01V sampai 1,00V mengingat LM35 yang digunakan adalah dari seri DZ sehingga range pengukuran hanya berkisar antara 0-100C dengan perubahan sebesar 10mV per 1C. Dengan ketelitian yang dimiliki maka sensor tersebut dapat diterapkan langsung dengan mikrokontroler ATMega8535 yang memiliki ADC internal 10 bit.

Gambar 3.5. Koneksi LM35


Pada gambar diatas output dari LM35 dapat langsung dikoneksikan ke ADC internal mikrokontroler ATMega8535.

3.6.

Relay

Relay adalah suatu rangkaian switch magnetic yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC (Direct Curent).

Relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika kawat mendapatkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpindah posisi kekutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini aka bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau normaly OFF, bila tiada arus yang mengalir maka, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang termakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada keadaan yang diinginkan pada suatu rangkaian. Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi: 1

Normaly open (ON), saklar akan terbuka bila dialiri arus.

2

Normaly close (OFF), saklar akan tertutup bila dialiri arus.

3

Change over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya tertutup lam, bila kumparan satu dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bila kumparan dua dialiri arus maka saklar terhubung ke terminal B.


Relay yang digunakan adalah basis transistor yan.g dialiri oleh arus dari kolektor ke emitter yang mengakibatkan relay terhubung. Fungsi dioda pada rangkaian adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebih dimana tegangan ini dapat merusak transistor.

Jika transistor pada basis tidak ada arus maju maka transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungan kawat.

3.7.

Pengaplikasian LCD

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.6. Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD


mikrokontroler

Gambar 3.7. Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke Mikrokontroler

3.8.

Lampu Pijar

Pada Inkubator ini digunakan lampu pijar sebagai pencahayaan sekaligus sebagai pemanas di dalam inkubator. Jika suhu pada incubator terlalu panas maka kipas akan diaktifkan tetapi apabila suhu masih dibawah nilai yang ditetapkan maka lampu akan dihidupkan. Inkubator telur otomatis ini menggunakan 3 buah lampu yang berfungsi sebagai pemanas, sehingga Inkubator akan bekerja secara otomatis.


3.9.

Flowchart Program


Start

Inisialisasi sistem

Cek suhu inkubator tidak

< 37,5 °C

ya

Hidupkan pemanas

ya

Hidupkan pemanas

ya

Hidupkan pemanas sebagian

tidak

> 37,5 °C

Hidupkan kipas exhaust

tidak

= 37,5 °C

Gambar 3.8. Flowchart Program

Penjelasan Flowchart : -

Pertama-tama mikrokontroler menginisialisasi port-port yang akan digunakan untuk keperluan pembacaan sensor dan port untuk menampilkan ke LCD.

-

Setelah selesai inisilisasi maka sensor LM35 sudah dapat mengirimkan data ke mikrokontroler.


-

Data output LM35 dari inkubator yang berupa tegangan akan dikirimkan ke ADC internal yang dimiliki oleh mikrokontroler ATMega 8535.

-

Data yang telah diterima mikrokontroler melalui ADC akan diolah dengan perumusan tertentu agar nilainya dapat dikonversi menjadi satuan derajat Celcius.

-

Akan dilakukan beberapa syarat yang dilakukan berdasarkan suhu yang diperoleh.

-

Hasil yang berupa derajat Celcius dan Kelvin ini akan ditampilkan ke LCD (Liquid Crystal Display).


BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN

4.1.

Pengujian Sensor LM35

Sensor ini bekerja dengan sangat baik, sesuai dengan datasheet yang dikeluarkan pihak pabrikan. Sensor ini sudah menjadi sensor standar internasional.

Tegangan keluarannya linier dengan perubahan sebesar 10mV untuk setiap kenaikan atau penurunan sebesar 1oC. Melalui pengujian pada suhu ruangan maupun air yang didinginkankan dan dipanaskan, data keluaran hampir dikatakan sangat baik karena misalnya ketika suhu pada saat kalibrasi dengan termometer alkohol sebesar 23 oC maka keluaran dari rangkaian LM35 adalah sebesar 0,23V, dan nilai antara keluaran dengan suhu yang terbaca dari termometer sangatlah akurat.

Tabel 4.1. Perbandingan suhu dengan tegangan output LM35

SUHU

OUTPUT

KALIBRASI

RANGKAIAN

(Celcius)

LM35 (V)

3

0.03

10

0.10

15

0,15


4.2.

18

0.18

19

0.19

20

0.20

27

0.27

37

0.37

50

0.50

70

0.70

80

0.80

96

0.96

Pengujian Sistem Minimum ATMega 8535

Karena pemrograman robot menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8535.


Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler ATMega menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.3.

Pengujian Rangkaian Driver Kipas

Keluran dari mikrokontroler akan masuk ke basis transistor NPN C945, sehingga jika keluaran mikrokontroler high mak transistor akan satu rasi, sehingga arus akan mengalir dari Vcc masuk ke kolektor dan diteruskan ke emitter. Ketika relay bekerja maka tegangan 12V DC akan disalurkan dan kipas akan menyala.


Gambar 4.2. Rangkaian Relay Pengendali Kipas

Transistor C945 dalam keadaan saturasi jika I B(sat) =15 mAmp. Keluaran dari DATA tegangannya sebesar 5V (High). Maka IB = 4,3 mA sehingga IB IB(sat), dan transistor akan saturasi ketika data bernilai High dan arus akan mengalir pada kumparan relay, dioda IN4004 berfungsi menahan tegangan balik dari relay ketika keadaan berubah dari aktif menuju tidak aktif.

4.4.

Pengujian LCD

Rangakaian LCD diuji dengan menampilakan karakter dengan perintah sebagai berikut : Cls LCD “SENSOR SUHU” Lowerline


LCD “LM35” Perintah di atas menampilkan teks “SENSOR SUHU” pada baris pertama dan “LM35 dan LM335” pada baris kedua. Dengan tampilnya teks tersebut berarti menandakan modul LCD bekerja dengan baik.

4.5.

Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian ini dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Setelah itu rangkaian power supply dihubungkan ke sumber arus listrik dan saklar ON/OFF nya diaktifkan ke posisi ON.

4.6.

Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari mikrokontroler dapat mengirimkan data ke LCD. Tampilan pada LCD dapat menampilkan suhu inkubator yang dikirimkan oleh sensor (dalam hal ini LM35). Pengontrolan lampu dan exhaust fan juga sudah cukup baik

4.7.

Program Bascom

$regfile = "m8535.dat" $crystal = 8000000


$hwstack = 32 $swstack = 8 $framesize = 50

Config Porta = Input Config Portd = Output Config Portc = Input Config Portb = Output Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portd.2 , Db5 = Portd.3 , Db6 = Portd.4 , Db7 = Portd.5 , E = Portd.1 , Rs = Portd.0 Config Lcd = 16 * 2 Dim I As Integer, A As Integer, B As Integer, C As Integer Dim Volt As Integer, Volt_d As Integer, K As Integer, L As Integer Deflcdchar 0, 4, 10, 10, 4, 32, 32, 32, 32

' replace ? with number (0-7)

Cls For I = 1 To 5 Cls Lcd "Inkubator Telur" Lowerline Lcd " By ADE FIN'06 " Waitms 50 Next I Wait 3 GoTo Utama


Utama: Portc = &B11111111 Do If Pinc.0 = 0 Then Goto Otomatis If Pinc.1 = 0 Then Goto Manual Loop

Otomatis: Start Adc Portd = &B11111111 Do Cls A = Getadc(0) B = Getadc(0) C = Getadc(0) I=A+B I=I+C Volt = I / 3 Volt = Volt * 4 Volt_d = Volt Mod 10 Volt = Volt + 8 Volt = Volt / 10 Lcd "Suhu : " ; Volt ; "," ; Volt_d ; Chr(0) ; " C" Lowerline If Volt > 39 Then


Portb 0.6 = 0 Portb 0.5 = 1 Portb 0.4 = 0 Portb 0.3 = 0 ElseIf Volt = 37 Then Portb 0.6 = 1 Portb 0.5 = 0 Portb 0.4 = 1 Portb 0.3 = 1 ElseIf Volt = 38 Then Portb 0.6 = 1 Portb 0.5 = 0 Portb 0.4 = 1 Portb 0.3 = 0 ElseIf Volt = 39 Then Portb 0.6 = 1 Portb 0.5 = 0 Portb 0.4 = 1 Portb 0.3 = 0 ElseIf Volt < 37 Then Portb 0.6 = 1 Portb 0.5 = 1 Portb 0.4 = 1 Portb 0.3 = 1 End If

If Portb.6 = 1 Or Portb.5 = 1 Then


Lcd "Lampu : Hidup" Elseif Portb.6 = 0 Or Portb.5 = 0 Then Lcd "Lampu : Mati " End If Waitms 100

Loop Until Pinc.4 = 0 Stop Adc GoTo Utama

Manual: Start Adc Portd = &B11111111 Do Set Portc.0 Set Portc.1 Set Portc.2 Set Portc.3 Set Portc.4 Cls A = Getadc(0) B = Getadc(0) C = Getadc(0) I=A+B I=I+C Volt = I / 3


Volt = Volt * 4 Volt_d = Volt Mod 10 Volt = Volt + 8 Volt = Volt / 10 Lcd "Suhu : " ; Volt ; "," ; Volt_d ; Chr(0) ; " C" Lowerline If Pinc.0 = 0 And Portb.6 = 0 Then Portb 0.6 = 1 Lcd "Lampu 1 Hidup" Waitms 150 Elseif Pinc.1 = 0 And Portb.5 = 0 Then Portb 0.5 = 1 Lcd "Lampu 2 Hidup" Waitms 150 Elseif Pinc.2 = 0 And Portb.4 = 0 Then Portb 0.4 = 1 Lcd "Lampu 3 Hidup" Waitms 150 Elseif Pinc.3 = 0 And Portb.3 = 1 Then Portb 0.3 = 0 Lcd "Kipas Hidup" Waitms 150 Elseif Pinc.0 = 0 And Portb.6 = 1 Then Portb 0.6 = 0 Lcd "Lampu 1 Mati" Waitms 150 Elseif Pinc.1 = 0 And Portb.5 = 1 Then


Portb 0.5 = 0 Lcd "Lampu 2 Mati" Waitms 150 Elseif Pinc.2 = 0 And Portb.4 = 1 Then Portb 0.4 = 0 Lcd "Lampu 3 Mati" Waitms 150 Elseif Pinc.3 = 0 And Portb.3 = 0 Then Portb 0.3 = 1 Lcd "Kipas Mati" Waitms 150 End If Waitms 50 Loop Until Pinc.4 = 0 Stop Adc GoTo Utama

End

'end program


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan

Dari evaluasi hasil kerja alat dapat diambil beberapa kesimpulan dalam penelitian ini. Kesimpulan yang diambil oleh penulis adalah : 1.

Penggunaan mikrokontroler dengan ADC internal dapat menyederhanakan rangkaian yang di rancang.

2.

Sensor suhu LM35 cukup baik dalam pengukuran suhu.

3.

Perpaduan mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor suhu LM35 membuat rangkaian lebih sederhana, karena ADC sudah terintegrasi langsung di dalam mikrokontroler ATMega 8535.

4.

Tampilan LCD membuat alat ini lebih menarik dan teks terbaca cukup jelas.


5.

Inkubator ini belum dilengkapi sensor kelembaban sehingga hanya dapat mengontrol suhu saja.

5.2.

1.

Saran

Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

2.

Dengan menambah sensor kelembaban kita dapat membuat inkubator yang lebih baik lagi.

3.

Diharapakan pembaca dapat memberi saran dan kritik terhadap penulis dalam perancangan alat ini, dan penulis berharap alat ini dapat dikembangkan baik aplikasi maupun rancangannya agar lebih baik lagi.


DAFTAR PUSTAKA

Andi, Nalwan Paulus. 2004. Panduan Praktis Penggunaan dan Antarmuka Modul LCD M1632. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo. Bejo, Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535. Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media. Budiharto, Widodo. 2005. Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler. Jakarta: PT Elex media Komputindo. Elektur, 1996. 302 Rangkaian Elektronika. Penerjemah P.Pratomo dkk. Jakarta: Percetakan PT.Gramedia. Lingga, W. 2006. Belajar sendiri Pemrograman AVR ATMega8535. Yogyakarta: Andi Offset.


PERANCANGAN INKUBATOR TELUR OTOMATIS MEMAKAI LM35 BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Recommend Documents