PERANCANGAN PEMUTUS ALIRAN LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
FAHRI MAHYUZAR 092408037
PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
PERSETUJUAN
Judul
: PERANCANGAN PEMUTUS ALIRAN LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: FAHRI MAHYUZAR
Nim
: 092408037
Program Studi
: D3 FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FMIPA) UNIVERSITAS SUMATER UTARA Diluluskan di Medan, 13 April 2013
Diketahui/Disetujui oleh Ketua Program Studi D3 Fisika
Pembimbing,
Dr. Susilawati, M.Si
Drs. Syahrul Humaidi, M.sc
NIP.197412072000122001
NIP. 196505171993031009
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkatnya penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada :
1. Ibunda dan Ayahanda tercinta yang telah memberikan bantuan dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Drs. Kurnia Brahmana , M.Si yang telah membantu saya dalam mengerjakan proyek ini dan memberikan arahan serta masukan. 3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 4. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua program studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Sta Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. 6. Kepada teman – teman Fisika stambuk 2006 dan kepada adik – adik. 7. Tidak lupa juga saya turut mengucapkan terima kasih kepada kekasih tercinta Ririn Pretty Arma Ginting yang telah bertahun – tahun memberikan dukungan dan perhatian, sehingga saya tetap bersemangat dalam melaksanakan dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN .................................................................................................................. iv DAFTAR NILAI PROYEK ......................................................................................................v DAFTAR ISI........................................................................................................................... vi DAFTAR TABEL................................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ viii
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................................................1 1.2 Rumusan Mas.alah ..........................................................................................2 1.3 Tujuan Penulisan..............................................................................................2 1.4 Sistematika Penulisan........................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontroler .................................................................................................5 2.1.1 Mikrontroler ATmega8535 ....................................................................6 2.1.2 Aristektur Atmega8535………………...……………..……….. 7 2.1.3 Konfigurasi PIN………………………………………………. 10 2.2 Stack Pointer …………………………..………………………….…. 12
2.3 Timer ATMega8535 …………………………………………………. .........13 2.4 Sistem Clock ………………………………………………………... .........14 2.5 Organisasi Memori AVR ATMega8535 …………………………….. 15 2.5.1 Memori Data …………………………………….……………. 15 2.5.2 Memori Program ………………………………………………. 17 2.6 PWM (Pulse Width Modulation) ..................................................................18 2.7 Seven Segment Display ………….………………………………….. 22 2.8 Resistor ..........................................................................................................23 2.8.1 Fixed Resistor ........................................................................... 24 2.8.2 Variable Resistor …………..…………………………………. 25 2.9 Kapasitor ………………………………………….…..……………. 27 2.9.1 Electrolyc Capasitor (ELCO) ……………….……………….. 30 2.9.2 Ceramic Capastior …………………………………………… 31 2.10 Transistor ………………………………..………………………… 32 2.11 Dioda ………………………………………………………...……. 37 2.11.1 Karakteristik Dioda ………………….…………………….. 37 2.11.2 Dioda Penyearah (Rectifier) ……………………………….. 39 2.11.3 Dioda Cahaya (LED:Light EmittinG Diode) ……………… 40
2.12 Relay ………………………………………..…………………….. 40
BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Diagram Blok Rangkaian .............................................................................42 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA) ....................................................................43 3.3 Rancangan Mikrokontroler ATMega8535 .....................................................43
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 ...................................47 4.2 Pengujian Rangkaian Catu Daya....................................................................48 4.3 Pengujian Rangkaian Relay................................................................. 49 4.4 Pengujian Batas Tegangan Yang Diijinkan ……………….………… 50 4.5 Flowchart …………………………………...……………………….. 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ....................................................................................................52 5.2 Saran ..............................................................................................................52
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram dan Arsitektur ATMega 8535
9
Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega 8535
10
Gambar 2.3 Sistem Clock
16
Gambar 2.4 Memori Program AT Mega 8535
17
Gambar 2.5 Gelombang kotak (pulsa) dengan kondisi high 5V dan low 0V
20
Gambar 2.6 Sinyal Referensi (sinyal tegangan DC)
22
Gambar 2.7 Resistro Karbon
24
Gambar 2.8 Potensiometer
26
Gambar 2.9 Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer
26
Gambar 2.10 Lambang kondensator
28
Gambar 2.11 Skema Kapasitor
28
Gambar 2.12 Electrolytic Capacitor (ELCO)
30
Gambar 2.13 Ceramic Capacitor
31
Gambar 2.14 Simbol Tipe Transistor
33
Gambar 2.15 Transistor sebagai Saklar ON
35
Gambar 2.16 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor
36
Gambar 2.17 Transistor Sebagai Saklar OFF
36
Gambar 2.18 Simbol Dioda
37
Gambar 2.19 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur
38
Gambar 2.20 Dioda Penyearah Yang Diberi Arus Bolak Balik (AC)
39
Gambar 2.21 Simbol Dioda Cahaya ( LED )
40
Gambar 2.22 Simbol Relay dan Rangkaian Driver
41
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
42
Gambar 3.2 Rangkaian PSA
43
Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroller ATmega8535
45
Gambar 3.4 Duty Cycle dari PWM
46
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian atmega8535
47
Gambar 4.2 Letak Titik Test Point
49
Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian Rangkaian Relay
49
Gambar 4.4 Flow Chart (Diagram Alir)
51
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Data AVR AT Mega 8535
16
Tabel 4.1 Data pengujian relay
50
ABSTRAK
Telah dirancang suatu alat untuk mengatasi masalah kerusakan perangkat elektronika ketika tegangan yang masuk di bawah tegangan normal nya. Alat pemutus aliran listrik secara otomatis berbasis mikrokontroler ATMega8535 terdiri atas rangkaian relay yang dapat menetapkan tegangan pada relay sehingga berapapun tegangan yang masuk di bawah tegangang yang sudah ditetapkan itu, rangkaian perangkat itu dapat putus. Pengujian pada alat ini terlebih dahulu di set tegangan awal nya pada trimpot, sebagai contoh kita set tegangan nya 5V, dan nilai tegangan nya dapat ditampilkan di layar display 7-segment. Apabila tegangan yang masuk 4V atau seterusnya, rangkaian dapat putus secara otomatis. Demikian juga pada tegangan tinggi, jika tegangan yang masuk di antara 175V – 220V, rangkain tetap jalan. Apabila tegangan di bawah 175V rangkaian akan putus.
