RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret
Diajukan Oleh :
FAHMI NURRAHMAN M3307010
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Disusun Oleh
FAHMI NURRAHMAN NIM. M3307010
Tugas Akhir ini disetujui untuk dipertahankan dihadapan dewan penguji pada tanggal ____ _________ ____
Pembimbing Utama
Darsono, S.Si, M. Si NIP.19700727 1997021 1 001
ii
HALAMAN PENGESAHAN
RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Disusun Oleh FAHMI NURRAHMAN Dibimbing Oleh Pembimbing Utama
Darsono, S.Si, M. Si NIP. 19700727 1997021 1 001 Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh Dewan Penguji Tugas Akhir Program Diploma III Ilmu Komputer Pada hari _________ tanggal ___ __________ _____
Dewan Penguji : 1.
2.
3.
Tanda Tangan
Darsono, S.Si, M. Si NIP. 19700727 1997021 1 001
(…………………………. )
Muhammad Asri Safi’ie, S. Si NIDN. 0603118103
(…………………………. )
Fendi Aji Purnomo, S. Si NIDN. 0626098402
(…………………………. ) Disahkan Oleh :
Dekan
Ketua Program Studi
Fakultas MIPA UNS
DIII Ilmu Komputer UNS
Prof. Dr. Sutarno, M.Sc, Ph. D NIP. 19600809 198612 1 001
Drs. YS. Palgunadi, M.Sc NIP. 19560407 198303 1 004
iii
ABSTRAK
Fahmi Nurrahman, 2010. RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS ATMEGA8535. Program Studi D3 Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan meteran. Apabila yang ingin kita ukur hanya satu atau tiga orang mungkin tidak menjadi permasalahan, akan tetapi apabila orang yang akan diukur jumlahnya lebih dari 50 orang bahkan ratusan orang seperti kasus dalam suatu tes kesehatan yang dilakukan oleh suatu instansi dalam penerimaan pegawai baru, hal ini tentunya akan sangat merepotkan dan banyak menghabiskan waktu. Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk membuat alat pengukur tinggi badan orang secara otomatis menggunakan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat pengendali sistem. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode literature dan metode observasi. Metode literature yaitu metode pengumpulan data dan referensi dari media cetak maupun media elektronik sedangkan metode observasi dengan pengamatan terhadap alat yang memiliki kesamaan dengan alat yang akan dibuat. Telah dibuat alat pengukur tinggi badan orang secara otomatis menggunakan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat pengendali sistem. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat melakukan pengukuran secara cepat sehingga mempermudah pekerjaan dan menghemat waktu dalam pengukuran tinggi badan orang, dengan hasil yang akurat. Kata kunci : alat pengukur tinggi badan, mikrokontrolerATMega8535, sensor DTSENSE USIRR.
iv
PERSEMBAHAN
ü Bapak dan Ibuku yang selalu membimbing dan mendoakanku ü Adiku Ifa yang slalu membantu dan mendoakanku… ü Teman” tkom’ 07 yang sudah menemani dalam suka dan duka. Terimakasih atas kerjasamanya selama ini…. ü Teman” The-rud yang memberiku semangat…. ü Andre (nani) trimakasih atas bantuannya.., ü Teman” gondang yang memberiku inspirasi… ü Seluruh temanku…, thanks 4 all…,
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan segala rahmat ,hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan lancar. Tugas akhir dengan judul “RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS ATMEGA8535” merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Tehnik Komputer, Universitas Sebelas Maret. Dalam penyelesaian ini, penulis menyadari bahwa dalam prosesnya tidak lepas dari bimbingan, arahan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan ketulusan hati penulis sampaikan rasa terimakasih kepada: 1. Drs. Y. S. Palgunadi, M.Sc selaku Ketua Program D3 Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universtas Sebelas Maret. 2. Bapak Darsono, S.Si, M.Si selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan pengarahan dan masukan bagi penulis dalam penyusunan Tugas Akhir. 3. Kedua orang tua dan adikku tercinta yang telah memberikan motivasi serta doa kepada penulis. 4. Teman-teman satu angkatan D3 Teknik Komputer 2007. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 24 Juni 2010
Penulis
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ....................................................................................................
I
HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................................
Ii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................
iii
ABSTRACT.. ...............................................................................................................
iv
INTISARI......................................................................................................................
v
MOTTO.........................................................................................................................
vi
PERSEMBAHAN.........................................................................................................
vii
KATA PENGANTAR .................................................................................................
Viii
DAFTAR ISI ................................................................................................................
Ix
DAFTAR GAMBAR....................................................................................................
X
DAFTAR TABEL ........................................................................................................
Xi
BAB I
PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................. ................................................
1
1.2 Perumusan Masalah..... .................................................................
2
1.3 Tujuan dan Manfaat..... .................................................................
2
1.4 Pembatasan Masalah ..... ...............................................................
2
1.5 Metodologi Penitian ......................................................................
3
1.6 Sistematika Laporan .........................................................................
3
LANDASAN TEORI …………………………………………..
4
2.1 Mikrokontroler...............................................................................
4
2.2 Mikrokontroler ATMega8535................................,.....................
4
2.2.1 Spesifikasi ATMega8535……………………………….
6
2.2.2 Arsitektur ATMega8535………………………………..
6
2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535………………………….
7
2.3 Sensor DT-SENSE USIRR...........................................................
9
2.4 LCD (Liquid Cristal Display)…..................................................
11
2.5 Software Pemrograman dan Software Downloader...................
13
BAB II
2.5.1 Download Program ke mikrokontroler dengan CVAVR........ 2.6 IC LM7805.................................................................................
vii
13 15
DESAIN DAN PERANCANGAN ……………………………..
17
3.1 Sistem Blok…………....................................................................
17
3.2 Perancangan Sistem Mekanik.......................................................
18
3.3 Rangkaian Keseluruhan Sistem……………...……………….
18
3.4 Rangkaian Minimum ATMega8535….......................................
19
3.5 Rangkaian Sensor….......................................................................
20
3.6 Rangkaian LCD………………....................................................
22
3.7 Rangkaian Catu Daya...............................................................
22
3.8 Perancangan Software..............................................................
23
IMPLEMENTASI DAN ANALISA...............................................
24
4.1 Pengujian LCD………………………........................................
24
4.2 Pengujian minimum system ATMega8535………....................
25
4.3 Pengujian Sensor DT-SENSE USIRR……………………….
27
4.4 Pengujian Rangkaian secara Keseluruhan……………………
30
PENUTUP ……………………........................................................
32
5.1 Kesimpulan ...................................................................................
32
5.2 Saran…………………………………………………………..
32
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..
33
LAMPIRAN…………………………………………………………………...
34
BAB III
BAB IV
BAB V
viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Semakin berkembangnya teknologi baik di bidang pendidikan maupun industri maka meningkat pula daya pikir manusia akan teknologi sebagai kebutuhan. Dari
perkembangan tersebut tentunya muncul
teknologi-teknologi baru yang dapat mengurangi beban tenaga manusia dalam hal mengerjakan aktifitas atau pekerjaannya. Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan meteran. Apabila yang ingin kita ukur hanya satu atau tiga orang mungkin tidak menjadi permasalahan, akan tetapi apabila orang yang akan diukur jumlahnya lebih dari 50 orang bahkan ratusan orang seperti kasus dalam suatu tes kesehatan yang dilakukan oleh suatu instansi dalam penerimaan pegawai baru, hal ini tentunya akan sangat merepotkan dan banyak menghabiskan waktu. Dengan adanya teknologi mikrokontroler, dapat digunakan membuat alat otomatis yang mempermudah dan mempercepat manusia mengerjakan aktifitasnya contohnya membuat alat pengukur tinggi otomatis. Alat pengukur tinggi tersebut, pernah di kembangkan oleh shirta zahrahal dengan membuat alat pengukur tinggi badan otomatis dengan keluaran suara berbasis mikrokontroler AT89S51. Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk membuat alat pengukur tinggi badan orang secara otomatis menggunakan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat pengendali sistem. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat melakukan pengukuran secara cepat sehingga mempermudah pekerjaan dan menghemat waktu dalam pengukuran tinggi badan orang, dengan hasil yang akurat.
ix
1.2
Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, permasalahan yang akan dibahas adalah bagaimana membuat rancang bangun alat pengukur tinggi badan otomatis.
1.3
Batasan Masalah Besarnya ruang lingkup penelitian pada bidang ini memerlukan adanya batasan masalah sebagai berikut. 1. Sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR digunakan sebagai sensor utama pada perancangan alat ukur tinggi badan. 2. Tinggi maksimal yang dapat terukur oleh alat yang telah dirancang adalah 200 cm. 3. Output tinggi ditampilkan melalui display LCD (Liquid Crystal Display) yang sebelumnya telah disimpan/ditulis terlebih dahulu ke dalam mikrokontroler ATMega 8535. 4. Tinggi minimal yang dapat diukur adalah 100 cm.
1.4
Tujuan dan manfaat 1.4.1
Tujuan Penelitian Tugas akhir ini bertujuan rancang bangun alat ukur tinggi badan
dengan menggunakan sensor dt-sense USIRR yang ditampilkan melalui layar LCD. 1.4.2 Manfaat Penelitian Manfaat dari pembuatan tugas akhir ini yaitu. 1. Menambah pengetahuan penulis tentang sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR dan mikrokontroler. 2. Alat pengukur tinggi badan otomatis ini memberikan kemudahan bagi pemakainya.
x
1.5
Metode Penelitian Dalam pembuatan dan peyusunan tugas akhir ini, penulis menggunakan metode sebagai berikut. a. Metode Literatur Metode ini merupakan metode pengumpulan data dan referensi baik dari media cetak maupun media elektronik yang menunjang dalam penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini. b. Metode Observasi Metode ini merupakan metode pengumpulan data dengan cara pengamatan terhadap alat telah dibuat yang memiliki kesamaan dengan alat yang akan dibuat dalam tugas akhir ini.
1.6
Sistematika Laporan Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut. 1.
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini memuat tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika laporan. 2.
BAB II
LANDASAN TEORI
Bab ini memuat tentang
referensi penunjang yang
menjelaskan tentang fungsi dari perangkat-perangkat yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini. 3.
BAB III
ANALISA DAN PERANCANGAN
Bab ini memuat tentang penjelasan mengenai perancangan dari perangkat yang akan dibuat.
4.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini memuat tentang hasil pengujian dari perangkat yang dibuat beserta pembahasannya.
xi
5.
BAB V
PENUTUP
Bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran dari pembuatan tugas akhir ini .
BAB II LANDASAN TEORI 2.1.
Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC sehingga sering juga disebut dengan single chip microcomputer. Rangkaian mikrokontroler tersusun atas sebuah IC (Integrated Circuit) dan beberapa komponen pendukung sehingga bisa bekerja dengan baik (Lingga, 2006). Mikrokontroller
merupakan
suatu
terobosan
teknologi
mikroprosesor dan mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi kebutuhan pasar ( market needed ). Sebagai teknologi terbaru dengan teknologi semikonduktor yang mengandung transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil sebagai wadah penempatannya dan dapat diproduksi secara massal sehingga harganya lebih murah dan dapat terjangkau oleh hampir seluruh kalangan masyarakat. Oleh karena itu mikrokontroller sangat cocok diterapkan untuk mengontrol berbagai peralatan-peralatan yang lebih canggih dibandingkan dengan komputer PC, karena effektivitas dan kefleksibelannya yang tinggi.(Lingga, 2006) 2.2.
Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bit word) dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam satu siklus intruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali dengan intruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex xii
Instruction Set Computing. Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan keluarga AT86RFxx. (Lingga, 2006) 2.2.1
Spesifikasi Atmega 8535 Spesifikasi sebuah mikrokontroler Atmega8535 adalah seperti
berikut: a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. b. Kecepatan maksimal 16 MHz c. ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 channel d. Tiga buah Timer/counter dengan kemampuan membandingkan. e. CPU yang terdiri dari 32 buah register. f. Watchdog Timer dengan isolator internal g. SRAM sebesar 512 byte. h. Memori Flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write. i. Unit interupsi internal dan eksternal. j. Port antarmuka SPI. k. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. l.
Antarmuka komparator analog.
m. Port USART untuk komunikasi serial
xiii
2.2.2
Arsitektur Atmega8535 Secara umum arsitektur mikrokontroler Atmega8535 dapat dilihat pada gambar diagram blok berikut.
xiv
Gambar 2.1 Diagram Blok ATMega8535
2.2.3
Konfigurasi Pin ATMega8535 Konfigurasi dan Deskripsi kaki-kaki mikrokomputer Atmega8535 adalah sebagai berikut:
Gambar 2.2 Konfigurasi kaki ATMega8535
Adapun fungsi dari masing-masing pin pada mikrokontroler Amega8535 adalah 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.
xv
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, interupasi eksternal dan 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 refensi ADC.
2.3.
Sensor DT-SENSE USIRR DT-SENSE
ULTRASONIC
AND
INFRARED
RANGER
merupakan modul pengukur jarak non-kontak yang sangat mudah dihubungkan dengan berbagai sistem berbasis mikrokontroler. Untuk memicu
dan
membaca
data
pengukuran
dengan
DT-SENSE
ULTRASONIC AND INFRARED RANGER hanya memerlukan 1 buah pin mikrokontroler. Selain itu disediakan antarmuka komunikasi I2C sehingga beberapa modul DT-SENSE ULTRASONIC AND INFRARED RANGER serta peralatan lain yang mendukung protokol komunikasi I2C dapat digunakan bersama cukup dengan 2 buah pin mikrokontroler. Sebuah modul DT-SENSE ULTRASONIC AND INFRARED RANGER terdiri dari sebuah Ultrasonic Ranger dan dapat dihubungkan dengan 2 buah sensor Infrared Ranger (GP2D12). Ultrasonic Ranger berkerja dengan cara memancarkan sinyal ultrasonic (yang memiliki frekuensi jauh di atas jangkauan pendengaran manusia) dan menghasilkan pulsa atau data keluaran yang menyatakan jarak yang ditempuh oleh sinyal tersebut sebelum menyentuh sebuah obyek dan memantul kembali. Sensor infrared ranger terdiri dari sebuah LED infrared dan sebuah Position xvi
Sensing Device (PSD). Sensor mengukur jarak obyek yang memantulkan cahaya infra merah melalui proses triangulasi. Keluaran analog dari sensor Infrared Ranger diubah oleh modul DT-SENSE ULTRASONIC AND INFRARED RANGER menjadi berbentuk pulsa atau data keluaran yang menyatakan jarak obyek yang memantulkan cahaya infra merah tersebut (anonim1, 2007). Spesifikasi
DT-SENSE
ULTRASONIC
AND
INFRARED
RANGER sebagai berikut: a. Terdiri dari sebuah Ultrasonic Ranger dan dapat dihubungkan dengan 2 buah sensor Infrared Ranger GP2D12 (opsional). b. Memiliki 2 buah antarmuka yang dapat aktif bersama yaitu: – Pulse Width / Lebar Pulsa (10 µs/mm) – I2C-bus c. Dapat di-cascade hingga 8 modul dengan hanya 2 pin I/O (menggunakan antarmuka I2C-bus). d. Single supply 5 VDC. e. Supply Current (jika tanpa sensor infrared ranger): – Aktif: 17 mA typ. – Reduced Operation: 13 mA typ. – Power Down: 7 mA typ. – Power Down + Reduced Operation: 2 mA typ. f. Siklus pengukuran yang cepat. g. Pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz rate). h. Spesifikasi Ultrasonic Ranger: – Jangkauan: 2 cm hingga 3 m – Obyek 0 – 2 cm diukur berjarak 2 cm 5 – Burst Frequency: 40 kHz – 16 VPP sinyal kotak – Tidak ada dead zone (tidak ada blank spot antara 2 cm hingga 3 m) i. Pin Busy/Ready menunjukkan aktifitas sensor. j. Tidak perlu delay sebelum pengukuran berikutnya.
xvii
k. Output langsung berupa jarak (dalam milimeter) sehingga mengurangi beban mikrokontroler. l. Kompensasi kesalahan pengukuran akibat perubahan temperatur sekitar dan reflektifitas obyek dapat diatur.
Gambar 2.3 DT-SENSE USIRR
Tabel 2.1 Konfigurasi pin DT-SENSE USIRR
2.4.
Liquid Cristal Display (LCD) LCD display merupakan salah satu media yang digunakan sebagai penampil pada sistem berbasis mikrokontroler. Selain LCD display sebenarnya ada banyak cara untuk menerjemahkan sebuah data menjadi informasi yang dapat dipahami manusia, seperti melalui led, seven segment, maupun PC. LCD display memberikan beberapa keuntungan dibandingkan dengan perangkat yang lain untuk menampilkan sebuah data, antara lain: hemat energi, ringan, proses perancangan yang relatif
xviii
lebih mudah, dan mampu menampilkan karakter berbasis kode ASCII, bahkan LCD display mampu menampilkan karakter sesuai dengan yang diinginkan. Dipasaran sendiri ada banyak macam LCD display yang tersedia, baik yang berupa grafik maupun teks. LCD display grafik mampu menampilkan data dalam bentuk image, sedangkan text akan menampilkan karakter (anonim2, 2008). LCD yang akan digunakan ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2×16, dengan 16 pin konektor.
Gambar 2.4 LCD Display
Konfigurasi pin pada LCD dapat dilihat pada table dibawah ini. No. Pin 1 2 3 4 5 6 7-14
2.5.
Tabel 2.2 Konfigurasi pin LCD Nama Fungsi Vss Ground Vdd Positif Supply Vee Contrast RS Register Select RW Read / Write E Enable D0-D7 Data Bus
Software Pemograman dan Software Downloader Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer dan handal untuk pemograman mikrokontoler. Dalam melakukan pemograman mikrokontroler diperlukan suatu software pemograman, salah satunya yang mendukung bahasa C adalah Code Vision AVR (CVAVR). CVAVR
xix
hanya dapat digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR. CVAVR selain dapat digunakan sebagai software pemograman juga dapat digunakan sebagai software downloader. Software downloader akan mendownload-kan file berekstensi “.hex” ke mikrokontroler. (Averroes, 2009) 2.5.1
Men-download program ke mikrokontroler dengan CVAVR Persiapan
pertama
sebelum
men-download
adalah
menghubungkan minimum sistem ATMega835 dengan PC melalui USB port atau serial port tergantung spesifikasi minimum sistemnya. Langkah berikutnya adalah membuat listing program yang akan di-download-kan nantinya dengan CVAVR, seperti tampak pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Screenshoot CodeVision AVR Langkah berikutnya setelah pengetikan listing program selesai adalah proses compile, yaitu proses pengecekan adanya error pada listing program yang telah dibuat, jika tidak terdapat error seperti pada Gambar 2.6 listing program dapat disimpan. Program tersebut akan disimpan dengan ekstensi “.c”, agar dapat di-download ke mikrokontroler maka ekstensi tersebut harus diubah dulu ke ekstensi “.hex”, yaitu dengan cara “build” atau dengan kombinasi tombol “Shift+f9”, maka akan tampak seperti pada Gambar 2.7.
xx
Gambar 2.6 Screenshoot proses compile
Gambar 2.7 Screenshoot proses build Langkah selanjutnya, untuk proses pengisian program ke mikrokontroler ATMega8535 (flash programming) yaitu dengan cara menekan tombol “program the chip” pada window build tadi. Prosesnya seperti pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Screenshoot proses flash programming 2.6.
IC LM7805 xxi
LM78xx merupakan seri IC untuk regulator tegangan tetap positif. Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil. IC LM7805 ( Integrated Circuit LM7805) merupakan regulator untuk mendapatkan tegangan 5 volt. Komponen ini memiliki 3 pin (kaki). (anonim3, 2010)
Gambar 2.9 Bentuk IC LM7805 BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN
3.1
Sistem Blok Alat pengukur tinggi badan ini perangkat keras sebagai berikut: mikrokontroler ATMega8535, 1 buah sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR dan 1 buah LCD 16x2 sebagai penampil hasil pengukuran. Blok diagram pengukur tinggi badan otomatis ditunjukan pada Gambar 3.1.
SENSOR DTSENSE USIRR
MIKROKONTROL ER AT MEGA 8535
xxii
LCD
Gambar 3.1 Diagram blok pengukur tinggi badan
Dari Gambar 3.1 di atas, rancang bangun alat pengukur tinggi badan otomatis terdiri atas tiga bagian yaitu piranti masukan, mikrokontroler dan piranti keluaran. Pada piranti masukan terdapat sensor yang merupakan sumber perintah bagi mikrokontroler tersebut. Adapun jenis sensor yang dipakai yaitu sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR. Sedangkan pada piranti keluaran adalah LCD 16x2 untuk menampilkan hasil pengukuran tinggi badan.
3.2
Perancangan Sistem Mekanik Alat pengukur tinggi badan otomatis ini memiliki dimensi tinggi 200 cm dan lebar untuk menaruh sensor ultrasonic yaitu 50 cm. Tiang ini menggunakan bahan alumunium. Desain tiang pengukur tinggi badan otomatis ditunjukkan pada Gambar 3.2
= minimum system ATMega8535
Gambar 3.2 Desain tiang pengukur tinggi badan otomatis
xxiii
3.3
Rangkaian Keseluruhan Sistem Rangkaian keseluruhan dari alat pengukur tinggi badan otomatis dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu bagian minimum sistem mikrokontroler, bagian input dan bagian output. Bagian minimum sistem mikrokontroler merupakan bagian dimana input dari sensor ultrasonik akan diproses sesuai program yang digunakan kemudian diteruskan ke bagian output. Bagian input terdiri dari sebuah sensor ultrasonik jenis DTSENSE USIRR yang digunakan sebagai pengambil data tinggi badan orang. Sedangkan bagian outputnya berupa LCD 16x2 untuk mengetahui hasil dari pengukuran tinggi badan. Rangkaian skematik alat pengukur tinggi badan otomatis ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian skematik pengukur tinggi badan otomatis
3.4
Rangkaian Minimum ATMega8535
xxiv
Rangkaian mikrokontroller berfungsi sebagai pemroses data input dan menghasilkan output. Pada alat pengukur tinggi badan ini input data diperoleh dari sensor DT-SENSE USIRR sedangkan outputnya adalah tampilan pada LCD. Didalam minimum system mikrokontroller ini terdapat tiga port yang digunakan sebagai input dan output data. Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini hanya menggunakan dua buah port saja. Port B dipakai sebagai input dari sensor DT-SENSE USIRR dan port A sebagai output ke LCD. Rangkaian minimum system dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian minimum system AT Mega 8535
3.5
Rangkaian Sensor Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini menggunakan sensor ultrasonic. Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip kerja pantulan gelombang suara, dimana sensor menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkap kembali dengan perbedaan
xxv
waktu sebagai dasar pengindra. Perbedaan waktu antara gelombang suara yang dipancarkan dan diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak objek yang memantulkannya. Sensor ultrasonik dipasang di bagian atas tiang karena sensor ini digunakan untuk mendeteksi tinggi seseorang. Sensor ini memiliki tiga pin yaitu Vout, Vcc dan Ground. Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini Vout dihubungkan dengan port B.0 dari mikrokontroler. Sensor ultrasonik ini memiliki kontak jarak 2 cm sampai dengan 3 meter. Ilustrasi dari prinsip kerja sensor jarak ultrasonik DT-SENSE USIRR ditunjukkan pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Range Sensor USIRR
xxvi
Gambar 3.6 Rangkaian sensor DT-SENSE USIRR 3.6
Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Rangakaian LCD memakai LCD 16x2 dengan modus 8 bit. LCD digunakan sebagai penampil hasil pengukuran tinggi badan. Port yang digunakan untuk mengirim data ke LCD adalah port A. Untuk lebih jelas mengenai rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 3.7.
xxvii
Gambar 3.7 Rangkaian LCD
3.7
Rangkaian Catu Daya Catu daya yang digunakan adalah adaptor 1,2 ampere yang berfungsi menurunkan tegangan 220 Volt dari PLN menjadi beberapa tegangan pilihan, yaitu 1.5V, 3V, 4.5V, 6V, 7.5V, 9V dan 12V. Karena ATMega8535 membutuhkan tegangan 5 V, maka adaptor di set pada 6 V.
3.8
Perancangan Software Perancangan software merupakan proses perancangan pembuatan program yang nantinya akan dijalankan oleh mikrokontroler. Program tersebut akan selalu berjalan jika mikrokontroler dinyalakan. Program ini disimpan pada EEPROM yang ada didalam mikrokontroler, sehingga hanya perlu sekali men-download-kan program ke mikrokontroler. Karena
xxviii
walaupun sumber tegangan dimatikan program masih tersimpan pada EEPROM. Membuat program memerlukan lebih dari sekedar menulis serangkaian instruksi. Pada saat menulis program, sebaiknya dimulai dengan membuat rencana program secara terperinci atau garis besarnya. Dalam merancang sebuah program penulis terlebih dahulu membuat flowchart Seperti
diketahui
dalam
menyusun
program
kita
harus
memperhatikan benar-benar agar program tersebut mempunyai aturan logika yang benar. Jika logika yang ada pada suatu program tidak benar, tentu akan menyebabkan adanya kesalahan dari hasil keluaran program tersebut. Untuk membantu melacak kebenaran logika sebuah program, yang juga sangat membantu anda untuk memahami sebuah persoalan sebelum anda mulai menuliskan kode-kode programnya, sering kali kita memerlukan alat Bantu yang disebut flowchart. Flowchart alat pengukur tinggi badan otomatis di tunjukkan pada Gambar 3.8.
xxix
Gambar 3.8 Flowchart pengukur tinggi badan otomatis BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA
xxx
Pada bab ini akan dibahas mengenai langkah-langkah pengujian terhadap alat pengukur tinggi badan otomatis. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat pengukur tinggi badan otomatis yang dibuat sesuai dengan perencanaan dan perancangan sistem. Pengujian alat ini meliputi. a. Pengujian LCD b. Pengujian sensor ST-SENSE USIRR c. Pengujian minimum system AT Mega8535 d. Pengujian rangkaian secara keseluruhan
4.1
Pengujian LCD Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD 16x2 yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran tinggi badan. LCD dihubungkan ke Port A pada mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Pin-pin pada LCD yang dihubungkan antara lain pin VSS dihubungkan dengan ground pada catu daya dan VDD dihubungkan dengan kutub positif +5v pada catu daya. Untuk mengatur tingkat kecerahan atau kontras dari LCD dilakukan dengan cara menghubungkan pin VEE dengan trimpot. Sedangkan ntuk mengirimkan data, pin yang dipakai hanya D4, D5, D6 dan D7. Pada pengujian LCD ini, hanya menampilkan sebuah kata atau kalimat. Langkah-langkah dalam melakukan pengujian ini adalah 1. Hubungkan downloader AT Mega8535 dengan LCD. 2. Downloadkan program berikut. #include <mega8535.h> #asm .equ __lcd_port=0x1B ;PORTA #endasm #include
void main(void) { xxxi
lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Test LCD OK!"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("fahmi-M3307010"); while (1) { // Place your code here }; } 3. Jalankan program.
Gambar 4.1 Hasil pengujian LCD
4.2
Pengujian minimum system AT Mega8535 Pengujian ini digunakan untuk mengetahui apakah semua port dari mikrokontroler dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan program yang nantinya akan diberikan. Cara untuk melakukan pengujiannya adalah dengan memberikan source code program berikut pada mikrokontroler.
#include <mega8535.h> #include <delay.h> void main(void) { DDRA= 0xFF; PORTA= 0xFF;
xxxii
DDRB= 0xFF; PORTB= 0xFF; DDRC= 0xFF; PORTC= 0xFF; DDRD= 0xFF; PORTD= 0xFF; while (1) { PORTA=0; PORTB=0; PORTC=0; PORTD=0; delay_ms(500); PORTA=1; PORTB=1; PORTC=1; PORTD=1; delay_ms(500); }; } Apabila program diatas dijalankan maka LED yang terletak di Port A, Port B, Port C dan Port D akan berkedip secara terus menerus. Apabila logika port bernilai “0” maka LED akan menyala, setelah delay sebesar 500 ms atau 0.5 detik, port mikrokontroler akan diberi logika bernilai “1” yang akan menyebabkab LED pada port padam. 4.3
Pengujian Sensor DT-SENSE USIRR Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui jarak minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik DTSENSE USIRR serta membandingkan jarak sebenarnya dengan jarak hasil pengukuran menggunakan sensor. Untuk menguji sensor ultrasonik jenis DT-SENSE USIRR dapat menggunakan rangkaian seperti pada gambar 4.2. xxxiii
Gambar 4.2 Rangkaian penguji sensor Pengujian sensor ultrasonik jenis DT-SENSE USIRR ini dilakukan dengan cara menghubungkan sensor dengan downloader AT Mega8535 pada port B.0 kemudian sebagai outputnya dihubungkan dengan LCD pada port A. Download-kan source code program yang telah dibuat ke mikrokontroler. Jika program yang di-download bisa berjalan dengan baik, maka sensor tersebut dapat digunakan untuk mengukur jarak. Selanjutnya adalah melakukan ujicoba pegukuran jarak sensor DT-SENSE USIRR dengan cara menempatkan sensor ultrasonik di depan penghalang dan memvariasi jarak pengukuran. Hasil yang didapat dari pengukuran jarak terdapat pada tabel 4.1.
xxxiv
Tabel 4.1 Hasil pengukuran jarak dengan sensor Jarak penghalang
Jarak yang tampil pada LCD
(cm)
(cm)
0
3
1
3
2
3
3
3
5
5
10
11
15
16
20
20
25
25
30
31
35
36
40
42
50
51
100
105
200
210
300
340
350
290 Dari pengujian yang dilakukan didapatkan hasil bahwa sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR mampu mengukur jarak mulai dari 0 cm sampai dengan 300 cm. Pada pengukuran jarak 350 cm didapatkan hasil yang tidak sesuai atau menyimpang jauh dengan jarak sebenarnya, hal ini disebabkan karena kemampuan sensor ultrasonik jenis DT-SENSE USIRR ini hanya mampu mengukur jarak maksimum 300 cm atau 3 meter. Angka yang ditampilkan pada LCD terdapat selisih dengan jarak sebenarnya, hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat mengurangi keakuratan pengukuran jarak dengan menggunakan sensor ultrasonik diantaranya
xxxv
adalah karakteristik penghalang atau objek yang dapat memantulkan sinyal kembali ke sensor ultrasonik. Secara teori, sensor ultrasonik ini dapat bekerja dengan baik sesuai dengan spesifikasi dari sensor ultrasonik yaitu dapat mengukur jarak mulai dari jarak minimum 3cm sampai dengan jarak maksimum 3m.
Gambar 4.3 Hasil pengujian sensor
4.4
Pengujian Rangkaian secara Keseluruhan Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini mikrokontroler AT Mega8535 merupakan otak semua proses hardware dan software. Mikrokontroler akan memproses semua data yang masuk kedalam sebuah program yang telah dibuat. Untuk mengetahui tinggi badan seseorang, mikrokontroler AT Mega8535 akan memproses input dari sensor DT-SENSE USIRR melalui port B. Dalam proses menghitung tinggi badan, hasil dapat diperoleh dari tinggi sensor (200cm) dikurangi jarak pengukuran sensor ke bagian kepala. Kemudian hasil yang diperoleh ditampilkan pada display LCD.
xxxvi
Sebelum melakukan pengujian, dilakukan pengecekan masingmasing rangkaian penyusun dan pengisian program ke IC mikrokontroler ATMega8535. Adapun langkah-langkah pengujiannya adalah 1. Menghubungkan kabel dari rangkaian ke catu daya. 2. Mengatur jarak penghalang yang digunakan untuk pengukuran. 3. Mencatat hasil pengukuran untuk kemudian dianalisa.
Pengujian rangkaian secara keseluruhan dapat dilakukan dengan cara menghubungkan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler pada port B. Sedangkan untuk hasil outputnya di tampilkan pada LCD yang terhubung pada mikrokontroler ATMega8535 pada port A. Kemudian download Listing program yang dipakai untuk pengujian. Listing program secara keseluruhan terdapat pada lampiran 1. Pengujian alat dilakukan dengan mengatur jarak penghalang yang ada di depan sensor. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4.2 Hasil pengujian alat
Jarak penghalang
Tampilan pada LCD
(cm)
(cm)
5
195
10
190
15
185
20
180
25
176
30
169
40
159
xxxvii
50
150
60
138
BAB V PENUTUP
5.1
Kesimpulan Berdasarkan teori dan pembahasan yang telah dijelaskan pada babbab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan sebagai pengendali alat pengukur tinggi badan otomatis dengan baik 2. Dalam pemasangan alat dan mekanis membutuhkan tingkat ketelitian yang tinggi supaya alat ukur tinggi badan otomatis dapat beroperasi dengan baik. 3. Alat pengukur tinggi badan ini memiliki skala terkecil dalam centimeter. 4. Alat pengukur tinggi badan ini dapat mengukur secara akurat pada range 100cm – 198cm 5. Keluaran dari alat pengukur tinggi badan otomatis ini adalah sebuah teks pada LCD 16x2.
5.2
Saran Sebagai acuan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dari laporan yang dibuat dalam tugas akhir ini, penulis memberikan saran kepada pembaca sebagai berikut: 1. Dengan melihat manfaat dari alat ini, penulis mengharapkan semoga pembaca mampu mengembangkan alat ini dengan baik lagi.
xxxviii
2. Untuk kedepannya, pengukuran tinggi badan dengan menggunakan alat ini dapat lebih akurat lagi tanpa harus dipengaruhi oleh factor luar seperti penyetingan tiang supaya tinggi sensor dengan lantai akurat (200 cm).
xxxix
DAFTAR PUSTAKA
Averoes, Fitra Luthfie. 2009. Rancang Bangun Robot Pemadam Api Berbasis Mikrokontroler ATMega8535. Tugas akhir Diploma III Ilmu Komputer Universitas Sebelas Maret: Surakarta. Heryanto, M Ari. Adi, Wisnu. 2008. Pemograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMEGA853. Yogyakarta : Andi. Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535. Yogyakarta : Andi. Anonim1, 2007. Datasheet sensor DT-SENSE USIRR. Surabaya. Anonim2, 2008. Lcddisplay. www.polong.wordpress.com/lcddisplay. Anonim3, 2010. LM7805. http://en.wikipedia.org/wiki/LM7805.
xl
