SISTEM PENIMBANG BERAT BAYI BERBASIS ATMega 8535

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

SISTEM PENIMBANG BERAT BAYI BERBASIS ATMega 8535 Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

disusun oleh: ALBERTUS RICO SIMPATI 135114034

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i


FINAL PROJECT

THE BABY WEIGHING SCALE BASED ON ATMEGA 8535 In a partial fulfillment of the requirements for the degree of Sarjana Teknik Department of Electrical Engineering Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

ALBERTUS RICO SIMPATI 135114034

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY 2016

ii





HALAMAN PERSEMBAHAN “A Person who never made a mistake never tried anything new” -Albert Einstein-

“Serahkanlah segala kekuatiranmu kepada-Nya, sebab Ia memelihara kamu” -1 Petrus 5:7-

Skripsi ini kupersembahkan untuk…

Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertaiku Papi dan Mami Keluarga Besar Yaputra Ko Richard Mariati Daeli Teman-teman seperjuangan dan Prodi Teknik Elektro

vi



INTISARI Perkembangan fisik bayi adalah salah satu hal penting dalam mengetahui adanya gangguan dalam pertumbuhan bayi. Perkembangan fisik bayi yang perlu dipantau salah satunya adalah berat bayi. Oleh sebab itu, dibuatlah Sistem Timbangan Berat Bayi. Sistem penimbang berat bayi yang dirancang menggunakan sensor Flexiforce sebagai sensor berat bayi. Cara kerjanya adalah dengan menekan tombol start, dan mikrokontroler akan memproses data berat yang ditampilkan dalam bentuk grafik melalui Visual Basic. Data berat yang di dapat akan dibandingkan dengan data Kartu Menuju Sehat (KMS). Pengguna dapat menyimpan data bayi pada database Visual Basic berupa nama, jenis kelamin, tanggal lahir, berat lahir, dan tanggal kunjungan. Sistem akan dibagi kedalam kategori bayi laki-laki dan bayi perempuan. Sistem penimbang berat bayi berhasil diimplementasikan dan di uji,dapat menimbang berkisar antara 2 Kg sampai 18 Kg. Alat ini memiliki output sensor Flexiforce dan nilai ADC yang stabil. Pengukuran timbangan bayi ini memiliki galat sejati sebesar 0,670 Kg. Sedangkan beban 2 Kg sampai 18 Kg memiliki galat sejati ≤ 0.570 Kg. Data hasil yang disimpan pada Visual Basic hanya dapat menambah dan menghapus data spesifik dari bayi, belum dapat menampilkan hasil grafik. Kata Kunci: ATMega8535, Database , Penimbang bayi, Sensor Flexiforce, Visual Basic

viii


ABSTRACT The development of baby’s body is one of the important things in knowing the troubles in the growth of baby . The development of physical baby to be monitored one of them is heavy baby. With the Baby weighing machine the development of physical was monitored. System baby weighing machine which uses a flexiforce sensor as sensor baby weighing machine .The way it works is by pressing start button, and mikrokontroler will process the data weight shown in the form a chart through visual basic ..Data recording will be compared with data Kartu Menuju Sehat ( KMS ). The user can save the data of the baby in database Visual Basic including name, sex, date of birth, birth weight, and the date of visit . System will be categorized in baby boy and baby girl System baby weighing machine successfully implemented and in test can wight ranges start from 2 Kg until 18 Kg. The measurement of weighing babies have a true error 0,670 Kg. While 2 kg to 18 kg have a true error ≤ 0,570 Kg. The user can only add or remove the data in Visual Basic. However, it cannot show the graphic of the baby body development.

Keywords: ATMega8535, Database, Flexiforce Sensor, Visual Basic, Weighing Baby scale

ix


KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yesus yang telah mengaruniakan rahmat dan berkat sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penelitian dalam bentuk laporan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik atas gagasan, bantuan, dan dukungan moral dan material dari banyak pihak. Oleh sebab itu, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Tuhan Yesus yang selalu memberikan nafas kehidupan dan kesehatan hingga saat ini 2. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M. Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma 3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T.,M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma 4. Bapak Martanto S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing yang dengan penuh kesabaran membantu, membimbing , memberikan ide dan menyemangati selama penulis mengerjakan Tugas Akhir ini. 5. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Teknik Elektro dengan sabar dan tekun memberikan ilmu yang

bermanfaat kepada penulis selama menempuh

perkuliahan di Universitas Sanata Dharma 6. Ibu Ir. Prima Ari Setiyani.,M.T dan Romo A.M Ardi Handojoseno S.J., M.E.,Ph.D selaku dosen penguji yang sudah memberikan saran dan memberikan masukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini 7. Seluruh Karyawan dan Laboran Fakultas Sains dan Teknologi khususnya Program Studi Teknik Elektro yang telah memberikan dukungan dan bantuan secara tidak langsung dalam kelancaran pengerjaan laporan Tugas Akhir ini. 8. Kedua Orang tua penulis (Toni Adi Marwan dan Paulina)

yang sudah

memberikan doa, motivasi, dukungan dalam bentuk moral dan material 9. Saudaraku satu-satunya Ko Richard yang selalu mendukung dan memberikan petuah untuk semangat dalam proses perkuliahan juga pengerjaan Tugas Akhir

x



DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL (Bahasa Indonesia) ........................................................... i HALAMAN SAMPUL (Bahasa Inggris)............................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN.............................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN............................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................ v LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.............................................. vi INTISARI............................................................................................................. vii ABSTRACT........................................................................................................ viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI.......................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi DAFTAR TABEL................................................................................................ xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan dan Manfaat ................................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah ...................................................................................... 2 1.4 Metodologi Penelitian.............................................................................. 2 BAB II DASAR TEORI 2.1. Kartu Menuju Sehat.............................................................................. 4 2.1.1 Pertumbuhan Anak Berdasar KMS ............................................. 4 2.2. Sensor Flexiforce.................................................................................. 5 2.2.1. Prinsip Kerja Sensor Flexiforce.................................................. 6 2.2.2. Karakteristik Sensor Flexiforce .................................................. 7 2.3. Regulator Tegangan.............................................................................. 8 2.3.1. Pengatur Tegangan IC 78XX ..................................................... 8 2.3.2. Pengatur Tegangan IC 79XX ................................................... 10 2.4. Liquid Crystal Display........................................................................ 11 2.4.1. Material LCD (Liquid Crystal Display) ................................... 11 2.4.2. Pengendali/Kontroler LCD....................................................... 12 2.5. Mikrokontroler ATMega8535 ............................................................ 13 xii


2.5.1. Konstruksi ATMega8535 ......................................................... 14 2.5.2. Pin-pin pada Mikrokontroler ATMega8535............................. 15 2.5.3. USART ..................................................................................... 16 2.6. Analog Digital Converter ................................................................... 20 2.7. Visual Basic ........................................................................................ 22 2.7.1. Tipe Variabel ............................................................................ 22 2.7.2. Operator pada Visual Basic dan urutan operasinya .................. 23 2.7.3. Operator Like ............................................................................ 23 2.7.4. Deklarasi Variabel .................................................................... 24 2.7.4.1. Mengenal Struktur Kendali .......................................... 24 2.7.5. Deklarasi Konstanta.................................................................. 25 2.7.5.1. Struktur Pengulangan ................................................... 25 2.8. Code Vision AVR ................................................................................ 26 2.9. Push Button ........................................................................................ 27 BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Perancangan Alat Secara Umum ........................................................ 30 3.2. Perancangan Alat Secara Hardware................................................... 31 3.2.1. Rangkaian Sistem Minimum AVR 8535................................... 31 3.2.2. Rangkaian LCD 16x2 ............................................................... 33 3.2.3. Regulator Tegangan.................................................................. 35 3.2.4. Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Flexiforce...................... 36 3.3. Perancangan Alat Secara Software..................................................... 39 3.3.1. Program Utama Mikrokontroler ............................................... 41 3.3.2. Program Utama Visual Basic.................................................... 42 3.3.2.1. Subrutin Bandingkan Umur Bayi................................. 42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Mekanik dan Elektrik ............................................................. 46 4.1.1. Mekanik dan Sumber Tegangan ............................................... 46 4.1.2. Hardware Elektrik .................................................................... 46 4.2. Percobaan Alat.................................................................................... 48 4.3. Analisis ............................................................................................... 51 4.4. Pembahasan Software ......................................................................... 53 4.5. Program .............................................................................................. 54 xiii


BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 56 5.2 Saran .................................................................................................... 56 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 57 LAMPIRAN

xiv


DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Diagram Blok Sistem ......................................................................... 3 Gambar 2.1 Grafik Pertumbuhan Anak dalam KMS ............................................. 4 Gambar 2.2 Sensor Flexiforce................................................................................ 5 Gambar 2.3 Konstruksi Bahan Pembuatan pada Flexiforce .................................. 6 Gambar 2.4 Grafik Hubungan antara Hambatan dengan Berat ............................. 7 Gambar 2.5 Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Flexiforce ............................... 8 Gambar 2.6 Susunan Kaki IC Regulator 78XX dan 79XX ................................... 8 Gambar 2.7 Rangkaian Regulator 78XX ............................................................... 9 Gambar 2.8 Liquid Crystal Display ..................................................................... 11 Gambar 2.9 Konfigurasi Pin ATMega8535 ......................................................... 15 Gambar 2.10 Koneksi Master Slave SPI.............................................................. 18 Gambar 2.11 SPI Control Register ...................................................................... 19 Gambar 2.12 SPI Status Register ......................................................................... 20 Gambar 2.13 SPI Data Register........................................................................... 20 Gambar 2.14 USB to TTL.................................................................................... 27 Gambar 2.15 Push Button Switch ........................................................................ 28 Gambar 2.16 Prinsip Kerja Push Button .............................................................. 29 Gambar 3.1 Rancang Mekanik Keseluruhan ....................................................... 30 Gambar 3.2 Rancang Mekanik per-part............................................................... 31 Gambar 3.3 Rangkaian Osiltor............................................................................. 32 Gambar 3.4 Rangkaian Reset ............................................................................... 32 Gambar 3.5 Rangkaian Sistem Minimum ATMega8535 .................................... 33 Gambar 3.6 Rangkaian LCD 16x2....................................................................... 34 Gambar 3.7 Tampilan LCD 16x2......................................................................... 34 Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya....................................................................... 36 Gambar 3.9 Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Flexiforce ............................. 36 Gambar 3.10 Grafik untuk menentukan nilai Rs ................................................. 36 Gambar 3.11 Grafik Perbandingan Berat badan dengan ADC ............................ 39 Gambar 3.12 Rancangan form 1 pada Visual Basic............................................. 40 Gambar 3.13 Rancangan form 2 pada Visual Basic............................................. 40 xv


Gambar 3.14 Rancangan Grafik Bayi laki-laki berdasarkan KMS...................... 41 Gambar 3.15 Rancangan Grafik Bayi Perempuan berdasarkan KMS ................. 41 Gambar 3.16 Diagram alir program utama Mikrokontroler 8535........................ 43 Gambar 3.17 Diagram alir program utama Visual Basic ..................................... 43 Gambar 3.18 Diagram alir subrutin bandingkan umur bayi ................................ 44 Gambar 4.1 Penimbang Berat Bayi...................................................................... 46 Gambar 4.2 Sumber Tegangan............................................................................. 46 Gambar 4.3 Tampak pada sistem penimbang berat bayi ..................................... 47 Gambar 4.4 Tampak dalam pada system penimbang berat bayi.......................... 47 Gambar 4.5 LCD dan Sistem Minimum ATMega 8535...................................... 47 Gambar 4.6 Hubungan antara Berat terhadap Nilai ADC.................................... 49 Gambar 4.7 Hubungan antara Berat Pengukuran Terhadap Berat Rill ................ 50 Gambar 4.8 Form Visual Basic............................................................................ 52 Gambar 4.9 Form Visual Basic dan Database..................................................... 52 Gambar 4.10 Tampilan error pada Visual Basic ................................................. 53 Gambar 4.11 Listing Program CV-AVR .............................................................. 54 Gambar 4.12 Listing Program Visual Basic ........................................................ 55

xvi


DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tipe IC 78XX......................................................................................... 9 Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B .......................................................................... 16 Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C .......................................................................... 16 Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D .......................................................................... 17 Tabel 2.5 Hubungan SCK dan Frekuensi Osilator............................................... 19 Tabel 2.6 Tipe Variabel,pemakaian storage dan jangkauan masing-masing....... 22 Tabel 2.7 Operator pada Visual Basic dan urutan dari atas kebawah .................. 23 Tabel 2.8 Karakter dalam pencocokan pola pada operator Like .......................... 23 Tabel 3.1 Penggunaan masing-masing port ......................................................... 33 Tabel 3.2 Rancangan Penggunaan Database ....................................................... 44 Tabel 4.1 Penggunaan Port sistem Minimum ATMega 8535.............................. 48 Tabel 4.2 Data Kalibrasi antara Tegangan Keluaran dan ADC 10 bit................. 49 Tabel 4.3 Data Uji antara Berat Rill terhadap Berat Pengukuran ........................ 50

xvii


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada bayi, perkembangan fisiknya sangat perlu dipantau. Bila ada gangguan pertumbuhan maka hal itu merupakan pertanda ada kelainan atau penyakit tertentu pada anak. Ketika lahir, berat normal bayi berkisar antara 2,5 kg sampai 4 kg. Berat lahir ini dipengaruhi kesehatan ibu dan janin. Pengukuran berat badan bayi hingga saat ini masih menggunakan Dacin. Dacin adalah sebuah alat untuk menimbang sesuatu yang diberi skala juga dilengkapi dengan anak timbangan dan tempat untuk menimbang barang [1]. Penggunaan dacin untuk menimbang bayi memiliki kelemahan antara lain: keakuratan penimbangan, penggunaan persiapan dalam menggunakan timbangan, sistem pencatatan yang dilakukan masih secara manual. Ada kelemahan pula dalam proses penyimpanan data yang dilakukan secara manual. Pencatatan manual yang dilakukan di lembar kertas juga akan menyulitkan ketika melakukan pencarian data historis. Di samping kesulitan dalam pencarian data, kesalahan dalam proses pencatatan data pasien dapat menyebabkan kejanggalan data. Dengan sistem yang masih manual, hal ini sangat sulit dilakukan sehingga kesalahan penginputan data pasien, rekam medis dan yang lainnya masih sering terjadi. Selain karena pencatatan yang dilakukan masih manual, apalagi menggunakan kertas sebagai medianya tentu saja Posyandu akan membutuhkan jumlah kertas yang sangat banyak untuk setiap bulannya. Hal ini akan memengaruhi kondisi pengeluaran posyandu serta memakan ruang yang cukup banyak ketika menyimpan data-datanya. Maka dari itu, untuk meminimalisir kelemahan dari penggunaan dacin dan pencatatan yang manual maka dirancanglah sistem penimbang berat bayi menggunakan mikrokontroller ATMega 8535 sebagai pemroses datanya. Selain karena penggunaan yang lebih mudah, memiliki tingkat akurasi yang tinggi dibandingkan dacin, serta sistem pencatat yang bisa mengetahui perkembangan bayi setiap bulannya dalam bentuk grafik.

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

Alat penimbangan ini menggunakan sensor berat menggunakan sensor Flexiforce sebagai pendeteksi berat bayi. Pada saat alat mendeteksi bayi, maka secara otomatis sensor akan membaca dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler yang kemudian data akan otomatis tersimpan, lalu ditampilkan oleh sistem antarmuka (menggunakan Visual Basic) dalam bentuk grafik.

1.2 Tujuan dan Manfaat Tujuan dari penelitian ini adalah menciptakan sebuah sistem penimbang berat bayi berbasis mikrokontroler ATMega 8535. Manfaat penelitian ini bagi dunia kesehatan adalah menyediakan suatu instrumen yang dapat menimbang tubuh bayi, lalu data tersebut dicatat secara sistematis dan ditampilkan melalui grafik.

1.3 Batasan Masalah Agar Tugas Akhir ini mengarah pada tujuan dan menghindari terlalu kompleks permasalahan yang akan muncul,maka dari itu perlunya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul tugas akhir ini. Adapun batasan masalahnya antara lain: 1. Menggunakan Sensor Flexiforce sebagai sensor berat 2. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega 8535 3. Sistem Antarmuka (Interface) menggunakan Visual Basic 4. Sensor berat untuk mengukur berat tubuh bayi berkisar antara 0kg sampai 20kg.

1.4 Metodologi Penelitian Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai, maka metode-metode yang akan digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1. Studi Literatur, yaitu dengan cara membaca buku – buku dan jurnal yang berkaitan dengan Mikrokontroler ATMega 8535,

Visual Basic, Sensor

Flexiforce. 2. Dokumenter, yaitu mendapatkan sumber informasi berdasarkan data ataupun arsip yang sudah ada, sehingga dapat membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini


3. Perancangan Hardware. Dalam tahap ini, penulis mencari bentuk pemodelan yang optimal dari sistem keseluruhan dan mempertimbangkan bermacam-macam faktor masalah. Gambar diagram blok sistem ditujukan pada gambar 1.1.

Gambar 1.1 Diagram blok sistem

4. Perancangan Software. Dalam Tahap ini, penulis menggunakan Mikrokontroler sebagai “otak” dari perancangan alat yang dimasukkan program menggunakan bahasa pemrograman C dengan menggunakan software Codevision AVR. 5. Proses pengambilan data. Dalam tahap ini, penulis mengambil data dengan cara mengukur berat suatu benda yang merepresentasikan tubuh bayi. 6. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan.


BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori berupa konsep dasar penghitungan KMS (Kartu Menuju Sehat), serta komponen-komponen yang dibutuhkan dalam melakukan penelitian.

2.1. Kartu Menuju Sehat (KMS) Kartu Menuju Sehat (KMS) adalah kartu yang memuat kurva pertumbuhan normal anak berdasarkan indeks antropometri berat badan menurut umur [2]. Dengan KMS gangguan pertumbuhan atau risiko kelebihan gizi dapat diketahui lebih dini, sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahan secara lebih cepat dan tepat sebelum masalahnya lebih berat. KMS di Indonesia telah digunakan sejak tahun 1970-an, sebagai sarana utama kegiatan pemantauan pertumbuhan. 2.1.1 Pertumbuhan Anak Berdasarkan KMS Status pertumbuhan anak dapat diketahui dengan 2 cara yaitu dengan menilai garis pertumbuhannya, atau dengan menghitung kenaikan berat badan anak dibandingkan dengan Kenaikan Berat Badan Minimum (KBM). Penentuan status pertumbuhan anak adalah sebagai berikut:

Gambar 2.1 Grafik Pertumbuhan Anak dalam KMS 4


N=Naik = Grafik Berat Badan mengikuti garis pertumbuhan T=Turun=Grafik Berat Badan mendatar atau menurun memotong garis pertumbuhan 1.

TIDAK NAIK (T); grafik berat badan memotong garis pertumbuhan dibawahnya; kenaikan berat badan < KBM (<800 g)

2.

NAIK (N), grafik berat badan memotong garis pertumbuhan diatasnya; kenaikan berat badan > KBM (>900 g)

3.

NAIK (N), grafik berat badan mengikuti garis pertumbuhannya; kenaikan berat badan >KBM (>500 g)

4.

TIDAK NAIK (T), grafik berat badan mendatar; kenaikan berat badan < KBM (<400 g)

5.

TIDAK NAIK (T), grafik berat badan menurun; grafik berat badan < KBM (<300 g)

2.2.

Flexiforce Sensor flexiforce adalah sensor berat yang berbentuk printed circuit yang ultra-tipis

yaitu 0,008 inchi dan fleksibel, seperti pada gambar 2.2. Flexiforce terbuat dari beberapa lapisan yang dapat dilihat pada gambar 2.3 [4]

Gambar 2.2 Flexiforce Sensor [4]


Gambar 2.3 Konstruksi Bahan Pembuatan pada Flexiforce [4]

Pada lapisan Flexible Substrate terbuat dari dua lapisan substrat (polyester) film yang digunakan sabagai pembungkus kemasan Flexiforce.Kemudian dilapisi dengan lapisan silver yang terbuat dari bahan Polimida, setiap lapisan tebuat dari konduktif (perak), dan diikuti oleh lapisan dengan lapisan Pressure Sensitive Ink. Untuk menggabungkan antar lapisan yang satu dengan yang lainnnya, digunakan bahan Adhesive, sehingga kedua lapisan substrat dapat dilaminasi untuk membentuk sensor gaya berat. Untuk mempermudah pemfokusan pendeteksian, maka bagian pendeteksian Flexiforce dibuat berbentuk lingkaran. Apabila bagian pendeteksian sensor aktif, maka lapisan Silver akan mengaktifkan konektor yang ada pada ujung sensor, sehingga dapat dihubungkan ke dalam rangkaian sistem minimum.

2.2.1 Prinsip Kerja Sensor Flexiforce Sensor Flexiforce memiliki keadaan awal sebagai nilai batasan minimum yaitu sebesar 0 kilogram dan nilai batasan maksimum sebesar 45 kilogram dalam mendeteksi berat, berat yang memiliki nilai dibawah batasan minimum tidak akan terdeteksi oleh sensor flexiforce. Sensor berat mengkonversikan ukuran berat ke dalam perubahan resistansi. Atau dengan kata lain bahwa berat berbanding terbalik dengan hambatan, dimana semakin besar beban berat yang dideteksi maka semakin kecil nilai hambatan-nya. Grafik 2.4 menunjukkan hubungan antara berat dengan hambatan.


Gambar 2.4 Grafik Hubungan antara Hambatan dengan Berat [4] 2.2.2 Karakteristik Sensor Flexiforce Sensor flexiforce memiliki karakteristik sebagai berikut: a. Physical Properties: Ketebalan Flexiforce yaitu 0,208 mm (0,008 in) Panjang Flexiforce : 197 mm (7,75in) Lebar : 14mm (0,55 in) Diameter Sensing Area : 9,53 mm (0,372 in) Connector : 3-pin Male (Center pin is inactive) Pin Spacing : 2,54 mm (0,1 in) Substrate : Polyster b. Standard Force Range 0 – 1 lb atau 0 gram – 453 gr dengan gaya berat 0 N – 4,4 N 0 – 25 lb atau 0 gram – 11339 gr dengan gaya berat 0 N – 110 N 0 – 100 lb atau 0 gram – 45359 gr dengan gaya berat 0 N – 440 N Untuk mendeteksi berat di atas 100 lb, maka diperlukan rangkaian tambahan yaitu menggunakan rangkaian amplifier. c. Typical Performance Linearity (Error) : < ± 3 % Repeatability : < ± 2.5 % Hysteresis : < ± 4,5 % Respon Time : < 5μ second


Gambar 2.5 Rangkaian pengondisi sinyal sensor flexiforce [4] Tegangan masukan sensor Flexiforce adalah -5V maka dibuatlah pengondisi sinyal inverting (pembalik).Di bawah ini adalah persamaan untuk menghitung

2.3. Regulator Tegangan

=−

∗

:

(2.1)

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Catu Daya atau sering disebut dengan Power Supply adalah sebuah piranti yang berguna sebagai sumber listrik untuk piranti lain[5]. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan. Susunan kaki IC Regulator 78XX dan 79XX dapat dilihat pada gambar 2.6

Gambar 2.6 Susunan kaki IC Regulator 78XX dan 79XX [5]


2.3.1 Pengatur Tegangan IC 78XX IC 78XX adalah regulator tegangan positif dengan tiga terminal, masing-masing adalah input, ground, dan output.IC 78XX tersedia untuk beberapa nilai tegangan keluaran seperti terlihat pada tabel 2.1. [5] Tabel 2.1 Tipe IC 78XX [5] Type

IOut (A)

VOut

VIn (Volt)

(Volt)

78XXC

78LXX

78MXX

Min

Maks

7805

5

1

0,1

0,5

7,5

20

7806

6

1

0,1

0,5

8,6

21

7808

8

1

0,1

0,5

10,5

23

7809

9

1

0,1

0,5

11,5

24

7810

10

1

0,1

0,5

12,5

25

7812

12

1

0,1

0,5

14,5

27

7815

15

1

0,1

0,5

17,5

30

7818

18

1

0,1

0,5

21

33

7824

24

1

0,1

0,5

27

38

Meskipun semula dirancang untuk regulator tegangan tetap,namun regulator ini dapat dikembangkan untuk tegangan dan arus yang dapat diatur. Rangkaian dasar 78XX ditunjukkan pada gambar 2.7, untuk tegangan dan arus output sesuai nilai nominalnya.

Gambar 2.7 Rangkaian regulator IC 78XX C1 diperlukan jika regulator jauh dari kapasitor filter pencatu daya sedangkan C2 diperlukan untuk memperbaiki tanggapan kilasan dan penindasan kerut (trancient response). Dalam penerapannya,tegangan masukan VIN harus lebih besar dari tegangan keluaran, jika kurang maka regulator tidak berfungsi tetapi bila melebihi nilai V IN maksimumnya dapat merusak regulator. Perhitungan nilai Kapasitor C1 menggunakan persamaan: [6]


C=

Dengan: C

: Kapasitor (Farad)

Idc

: Arus beban (Ampere)

F

: Frekuensi (Hz)

(

√

)

(2.2)

Vr(rms) : Tegangan ripple rms (Volt) Di mana nilai Vr(rms) dapat dicari menggunakan persamaan:[6] (

)=

(

)

√

(2.3)

Dengan Vr (p-p) adalah tegangan ripple peak to peak yang merupakan tegangan selisih antara tegangan masukan regulator dengan tegangan masuk minimum IC regulator yang digunakan atau dapat ditulis persamaan sebagai berikut: [6] ( − )=

Dengan: Vm

: Tegangan masukan regulator (Volt)

Vmin

: Tegangan

−

(2.4)

minimum IC regulator (Volt)

Apabila tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC maka harus disearahkan dengan dioda,nilai Vm dapat dicari dengan menggunakan persamaan :[6] =

√2 − 1,4

(2.5)

Dengan VAC merupakan nilai tegangan AC yang sudah diturunkan dengan menggunakan trafo step-down (Volt) dan nilai 1,4 adalah nilai dioda yang digunakan sebagai penyearah.

2.3.2 Pengatur Tegangan IC 79XX IC 79XX adalah regulator tegangan negatif dengan tiga terminal, masing-masing adalah input, ground, dan output.[5] Pengatur tegangan IC 79xx mengeluarkan tegangan negatif yang relatif stabil dengan tinggi tegangan sebesar “xx”. Contoh : 7909 mengeluarkan tegangan stabil sebesar -9V 7912 mengeluarkan tegangan stabil sebesar -12V 7924

mengeluarkan tegangan stabil sebesar -24V.


2.4. LCD (Liquid Cristal Display) Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik huruf, karakter ataupun grafik [7]. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. 2.4.1. Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organic antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organic yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Tampilan LCD dapat dilihat pada gambar 2.8 .

Gambar 2.8 Tampilan LCD [7]

2.4.2. Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Microcontroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi oleh memori dan register. Memori yang digunakan microcontroller internal LCD adalah: a.

DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan beranda.


b.

CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

c.

CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mengambilnya sesuai dengan alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM. Register kontrol yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:

a.

Register perintah yaitu register yang berisi perintah – perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca saat pembacaan data.

b.

Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah: a.

Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontoler dengan lebar data 8 bit.

b.

Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukkan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukkan data.

c.

Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

d.

Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

e.

Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 kΩ, jika tidak digunakan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 volt.

2.5.

Mikrokontroler ATmega 8535 Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau

dihapus.[8] Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat


elektronika. Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot.Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx.Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator.Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535. Konfigurasi yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah: 

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.



ADC internal sebanyak 8 saluran.



Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.



CPU yang terdiri atas 32 buah register.



SRAM sebesar 512 byte.



Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.



Port antarmuka SPI



EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.



Antarmuka komparator analog.



Port USART untuk komunikasi serial.



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

2.5.1. Konstruksi ATmega 8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah. a.

Memori program


ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi. b.

Memori data ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi tiga bagian, yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

c.

Memori EEPROM ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC

internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535.Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535.USART merupakan komunikasi


yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.

2.5.2. Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535

Gambar 2.9 Konfigurasi pin ATmega 8535 [8] Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 2.9. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masingmasing pin Atmega8535 sebagai berikut: 1.

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2.

GND merukan pin Ground.

3.

Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC.


4.

Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.2 Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B Pin

Fungsi Khusus

Port B.7

SCK (SPI Bus Serial Clock)

Port B.6

MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

Port B.5

MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

Port B.4

SS (SPI Slave Select Input)

Port B.3

AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC0(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

Port B.2

AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input)

Port B.1

T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

Port B.0

T0T1(Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output)

5.

Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.3 Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C Pin

Fungsi Khusus

Port C.7

TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)

Port C.6

TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

Port C.5

Input/Output

Port C.4

Input/Output

Port C.3

Input/Output

Port C.2

Input/Output

Port C.1

SDA(Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)

Port C.0

SCL ( Two-wire Serial Bus Clock Line)


6.

Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel 2.4 Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D Pin

Fungsi Khusus

Port D.7

OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

Port D.6

ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

Port D.5

OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

Port D.4

OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

Port D.3

INT1 (External Interrupt 1 Input)

Port D.2

INT0 (External Interrupt 0 Input)

Port D.1

TXD (USART Output Pin)

Port D.0

RXD (USART Input Pin)

7.

RXD (USART Input Pin)

8.

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9.

AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. 2.5.3. USART (Universal Synchronous and Ansynchronous Serial Receiver and Transmitter) USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan


XCK. Komunikasi serial data antara master dan slave pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS sbb: a.

SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock.

b.

MOSI jalur data dari master dan masuk ke dalam slave.

c.

MISO jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master.

d.

SS (slave select) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave.

2.5.4. Serial Peripheral Interface ( SPI ) Serial Peripheral Interface ( SPI ) adalah protokol data serial sinkron digunakan oleh mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat periferal cepat jarak pendek. Hal ini juga dapat digunakan untuk komunikasi antara dua mikrokontroler. Dengan koneksi SPI selalu ada perangkat satu master (biasanya mikrokontroler) yang mengontrol perangkat periferal Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroller. Penjelasan 3 jalur utama dari SPI adalah sebagai berikut : a.

MOSI : Master Output Slave Input, yaitu jika dikonfigurasi sebagai Master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai Slave maka pin MOSI sebagai input.

b.

MISO : Master Input Slave Output, yaitu jika dikonfigurasi sebagai Master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai Slave maka pin MISO sebagai output.

c.

CLK : Clock, jika dikonfigurasi sebagai Master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai Slave maka pin CLK berlaku sebagai input. Ada dua macam SPI, yaitu satu master dengan satu slave dan satu master dengan

banyak slave. Pada gambar 2.10 ditunjukkan sambungan antar master dan slave dengan SPI.

Gambar 2.10 Koneksi Master-Slave dengan SPI [8]


Register yang berhubungan dengan SPI terdapat seperti gambar 2.11.

Gambar 2.11. SPI Control Register [8] Setiap bit dari register SPCR mempunyai fungsinya masing-masing. Dan untuk mengaktifkan SPI, maka perlu diketahui setiat bit register tersebut, sebagai berikut:

a.

Bit 7 – SPIE: SPI Interrupt Enable. SPIE digunakan untuk mengaktifkan interupsi SPI.

b.

Bit-6 SPE (SPI Enable). SPE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan komunikasi SPI dimana jika SPI bernilai 1 maka komunikasi SPI aktif sedangkan jika bernilai 0 maka komunikasi SPI tidak aktif.

c.

Bit 5 – DORD: Data Order. DORD digunakan untuk memilih urutan pengiriman data, dari LSB atau MSB terlebih dahulu. Nilai satu untuk LSB dan nilai nol untuk MSB.

d.

Bit-4 MSTR (Master or Slave Select). MSTR digunakan untuk mengkonfigurasi sebagai master atau slave secara software dimana jika MSTR bernilai 1 maka terkonfigurasi sebagai master sedangkan MSTR bernilai 0 maka terkonfigurasi sebagai slave. Pengaturan bit MSTR ini tidak akan bisa dilakukan jika pin SS dikonfigurasi sebagai input karena jika pin SS dikonfigurasi sebagai input maka penentuan master atau slavenya otomatis dilakukan secara hardware yaitu dengan membaca level tegangan pada SS.

e.

Bit-3 CPOL dan Bit-2 CPHA digunakan untuk pengaturan polaritas dan fasa dari clock.

f.

Bit-1 SPR1/0 (SPI Clock Rate Select) SPR1 dan SPR0 digunakan untuk menentukan kecepatan clock yang digunakan dalam komunikasi SPI. Tabel 2.5. Hubungan SCK dan Frekuensi Osilator [8] SPI2x 0 0 0 0 1

SPR1 0 0 1 1 0

SPR0 0 1 0 1 0

SCK Frequency /4 / 16 / 64 / 128 /2


Tabel 2.5 (Lanjutan) Hubungan SCK dan Frekuensi Osilator [8] 1 1 1

0 1 1

1 0 1

/8 / 32 / 64

Gambar 2.12. SPI Status Register [8] SPIF (SPI Interrupt Flag) merupakan bendera yang digunakan untuk mengetahui bahwa proses pengiriman data 1 byte sudah selesai. Jika proses pengiriman data sudah selesai maka SPIF akan bernilai satu (high). SPIF ini berada dalam SPI Status Register (SPSR).

Gambar 2.13. SPI Data Register [8]

SPI Data Register (SPDR) SPDR merupakan register yang digunakan untuk menyimpan data yang akan dikirim atau diterima pada komunikasi SPI.

2.6.

Analog Digital Converter Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode –

kode digital.[9] ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital (komputer). ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi.kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu.Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).


Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. =

∗2

(2.6)

Sistem mikroprosesor hanya dapat mengolah (memproses) data dalam bentuk biner saja, atau lebih sering disebut besaran digital, oleh sebab itu setiap data analog yang akan diproses oleh mikrokomputer harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk kode biner (digital).[9] Tegangan analog yang merupakan masukan dan ADC berasal dari transducer. Tranducer inilah yang mengubah besaran kontinyu seperti temperatur, tekanan, kecepatan, ataupun putaran motor menjadi tegangan listrik. Tegangan listnik yang dihasilkan oleh transducer yang berubah secara kontinyu pada suatu range tertentu disebut tegangan analog, dan tegangan analog ini diubah oleh ADC menjadi bentuk digital yang sebanding dengan tegangan analognya. Ada 3 karakteristik yang perlu diperhatikan dalam pemilihan komponen ADC, antara lain: Resolusi. Merupakan spesifikasi terpenting untuk ADC, yaitu jumlah langkah dan sinyal skala penuh yang dapat dibagi, dan juga ukuran dan langkah-langkah. Boleh juga dinyatakan dalam jumlah bit yang ada dalam satu kata (digital word), ukuran LSB (langkah terkecil) sebagai persen dan skala penuh atau dapat juga LSB dalam mV (untuk skala penuh yang diberikan). Akurasi. Adalah jumlah dan semua kesalahan, misalnya kesalahan non linieritas, skala penuh, skala nol, dll. Dapat juga menyatakan perbedaan antara tegangan input analog secara teoritis yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu kode biner tertentu terhadap tegangan input nyata yang menghasilkan tegangan kode biner tersebut. Waktu konversi. Waktu yang dibutuhkan untuk mendigitalkan setiap sampel atau yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu konversi.

2.7.

Visual Basic Visual Basic adalah salah suatu development tools untuk membangun aplikasi

dalam lingkungan Windows. Dalam pengembangan aplikasi, Visual Basic menggunakan pendekatan Visual untuk merancang user interface dalam bentuk form, sedangkan untuk kodingnya menggunakan dialok bahasa Basic yang cenderung mudah dipelajari.Visual


Basic telah menjadi tools yang terkenal bagi para pemula maupun para developer dalam pengembangan aplikasi skala kecil sampai ke skala besar. 2.7.1. Tipe Variabel Ketepatan pemilihan tipe variabel akan sangat menentukan pemakaian resources oleh aplikasi yang dihasilkan, adalah tugas programmer untuk memilih tipe yang sesuai untuk menghasilkan program yang efisien dan berperfomance tinggi [10]. Tabel 2.6. Tipe variabel, pemakaian storage dan jangkauan masing-masing [10] Type Data

Ukuran Storage

Jangkauan

Byte

1 byte

0 s/d 255

Boolean

2 byte

True atau False

Integer

3 byte

-32,768 s/d 32767

Long

4 byte

-2,147,483,648 s/d 2,147,483,647

Single

4 byte

-3.402823E38 s/d -1.401298E-45 (-) 1.401298E-45 s/d 3.402823E38 (+)

Double

8 byte

-1.79769313486232E308 s/d 4.94065645841247E-324 (-)

Currency

8 byte

-922,337,203,685,477.5808 s/d 922,337,203,685,477.580

Decimal

14 byte

+/79,228,162,514,264,337,593,543,9 50,335

Date

8 byte

1 Januari 100 s/d 31 Desember 9999

Object

4 byte

Mengacu pada objek tertentu

String (panjang

10 byte + panjang

0 sampai lebih kurang 2 milyar

variabel)

string

String (panjang

panjang dari string

1 sampai lebih kurang 65,400

16 byte

Sembarang angka sampai jangkauan

tetap) Variant (dengan angka)

jenis Double


Tabel 2.6 (Lanjutan) Tipe Variabel, pemakaian storage dan jangkauan masing-masing [10] Single

4 byte

-3.402823E38 s/d -1.401298E-45 (-)

Decimal

14 byte

+/79,228,162,514,264,337,593,543,9 50,335

2.7.2. Operator pada Visual Basic dan Urutan Operasinya Visual basic meyediakan operator aritmatika, komparasi dan logika, salah satu hal yang harus dipahami oleh programmer adalah tata urutan operasi dari masing-masing operator tersebut sehingga mampu membuat ekspresi yang akan menghasilkan nilai yang benar, Tabel 2.7 menunjukkan operator dan urutan operasinya dari atas ke bawah. Tabel 2.7. Operator pada Visual Basic dan urutan operasi dari atas ke bawah Aritmatika

Komparasi

Logika

Pangkat (^)

Sama (=)

Not

Negatif (-)

Tidak sama (<>)

And

Kali dan Bagi (*, /)

Kurang dari (<)

Or

Pembagian bulat (\)

Lebih dari (>)

Xor

Sisa Bagi (Mod)

Kurang dari atau sama (<=)

Tambah dan

Lebih dari atau

Kurang (+,-)

sama (>=)

Pengabungan String (&)

Eqv

Imp

Like

2.7.3. Operator Like Salah satu operator yang menarik untuk dibahas adalah operator like, karena operatorini tidak tersedia pada bahasa BASIC. Operator digunakan untuk operasi pencocokan polapada string yang akan sangat membantu programmer. Tabel 2.8. menunjukan karakter dalam pencocokan pola pada operator like.

Tabel 2.8. Karakter dalam pencocokan pola pada Operator Like Karakter dalam pola ?

Penyamaan dalam string Sembarang karakter tunggal


Tabel 2.8 (Lanjutan) Karakter dalam pencocokan pola pada Operator Like *

Nol atau lebih karakter

#

Sembarang digit tunggal (0-9)

[charlist]

Sembarang karakter yang berada dalam charlist

[!charlist]

Sembarang karakter yang tidak berada dalam charlist

2.7.4. Deklarasi Variabel a.

Deklarasi variabel pada bagian deklarasi (general declaration) di suatu form, standar, atau class module, dari pada dalam suatu procedure, membuat variabel itu berlaku untuk semua procedure dan function dalam module tersebut

b.

Deklarasi variabel dengan menggunakan keyword Public membuatnya berlaku pada keseluruhan aplikasi anda.

c.

Deklarasi suatu variabel lokal dengan menggunakanan keyword Static akan menyimpan nilainya ketika suatu procedure berakhir.

2.7.5. Mengenal Struktur Kendali Struktur kendali memungkinkan anda untuk mengatur jalannya program anda, Jika membiarkan tanpa di periksa oleh statement control-flow, suatu logika program akan berjalan dari kiri ke kanan dan dari atas kebawah. Hanya program yang sangat sederhana dapat ditulis tanpa statement control-flow. Struktur keputusan yang didukung oleh Visual Basic adalah sebagai berikut : a.

If…Then Kondisi biasanya berupa suatu perbandingan, maupun ekspresi yang menghasilkan nilai numerik.Visual Basic menginterpretasikan False sebagai nol (0), dan True sebagai bukan nol.

b.

If…Then…Else Visual Basic awalnya akan mencoba kondisi1. Jika False, maka Visual Basic akan memeriksa kondisi2, dan seterusnya sampai menemukan suatu kondisi True untuk dijalankan blok pernyataannya.

c.

Select Case Visual Basic menyediakan struktur Select Case sebagai suatu alternatif terhadap If...Then...Else.Suatu Select Case statement memiliki kemampuan yang sama dengan


If…Then…Else…, tetapi membuat code lebih mudah dibaca. Struktur Select Case bekerja dengan suatu percobaan tunggal yang hanya dievaluasi satu kali pada bagian atas struktur.Visual Basic then membandingkan hasil ekspresi dengan nilai pada setiap case didalam struktur tersebut, jika ada yang sesuai, akan dijalankan blok statement yang sesuai.

2.7.6. Deklarasi Konstanta Membuat code dapat ditangani dengan menggunakan suatu konstanta [9]. Suatu konstanta adalah nama yang menyimpan dari suatu nilai yang tidak dapat berubah. Ada dua sumber dari suatu konstanta : a.

Intrinsic atau System-defined konstanta yang disediakan oleh suatu aplikasi atau kontrol. Konstanta Visual Basic terdaftar pada Visual Basic (VB), Visual Basic for Application (VBA), dan Data Access (DAO).

b.

Symbolic atau User-defined konstanta adalah dideklarasikan dengan menggunakan statement Const.

c.

Membuat suatu konstanta yang mana hanya ada dalam suatu procedure, deklarasikan di dalam procedure tersebut

d.

Membuat suatu konstanta berlaku pada semua procedure dalam suatu module, deklarasikan dia pada bagian deklarasi di module tersebut.

e.

Membuat suatu konstanta berlaku pada semua aplikasi, deklarasikan dia dengan keyword Public sebelum kata Const.

2.7.7. Struktur Pengulangan Struktur loop memperbolehkan untuk melaksanakan sekelompok baris lebih dari satu kali [9]: a.

Do…Loop Ketika Visual menjalankan Do loop ini, pertama kali akan di coba kondisinya, jika kondisi False (0), akan diloncati semua statements yang mengikuti kondisi tersebut. Visual Basic akan menjalankan statements jika kondisi benar dan kembali ke Do…Loop berikutnya.

b.

For…Next Do loops bekerja dengan baik, ketika anda tidak tahu berapa bayak kali untuk butuhkan untuk menjalankan statement. Ketika anda mengetahui harus menjalankan


statement sejumlah kali, bagaimanapun For…Next adalah pilihan yang lebih baik. Tidak seperti Do Loop, For…loop menggunakan suatu variabel yang disebut counter yang mana akan bertambah atau berkurang pada setiap perulangan. c.

Do While…Loop Pengulangan Do While…Loop digunakan apabila jumlah pengulangan belum diketahui, dan nilai awal pengulangan harus diinialisasi terlebih dahulu. Dalam program terdapat counter untuk menaikkan nilai pengulangan.

2.8.

CodeVision AVR Eval CodeVision AVR C Compiler (CVAVR) merupakan compiler bahasa C untuk

AVR, compiler ini cukup memadai untuk belajar AVR, karena selain mudah penggunaannya, juga didukung berbagai fitur yang sangat membantu dalam pembuatan software untuk keperluan pemrograman AVR [11]. CVAVR ini dapat berjalan di bawah system operasi Windows 9x, Me, NT 4, 2000, dan XP. CVAVR ini dapat mengimplementasikan hampir semua instruksi bahasa C yang sesuai dengan arsitektur AVR, bahkan terdapat beberapa unggulan tambahan untuk memenuhi keunggulan spesifik dari AVR. Hasil kompilasi objek CVAVR bisa digunakan sebagai source degub dengan AVR Studio debugger dari ATMEL. Selain pustaka standar bahasa C, CVAVR juga menyediakan pustaka tambahan yang sangat membantu pemrograman AVR, yaitu: 1.

Alphanumeric LCD modules

2.

Phillips I2C bus

3.

National Semiconductor LM75 Temperature Sensor

4.

Phillips PCF8563, PCF8583, Maxim/Dallas Semiconductor DS1302 and DS1307 Real Time Clock

5.

Maxim/Dallas Semiconductor 1 Wire Protocol

6.

Maxim/Dallas Semiconductor DS1820, DS18520, DS18B20, Temperature Sensors,

7.

Maxim/Dallas Semiconductor DS1621 Thermometer/Thermostat

8.

Maxim/Dallas Semiconductor DS2430 and DS2433 EEPROMs

9.

SPI

10. Power Management


11. Delays 12. Gray Code conversion 13. CVAVR juga memiliki program generator yang memungkinkan kita membuat program dengan cepat

2.9.

USB to TTL USB to TTL adalah sebuah modul yang berguna untuk berkomunikasi dengan

peralatan eksternal dengan port USB (Universal Serial Bus) secara serial seperti pada protokol RS-232 namun pada tingkatan tegangan signal yang kompatibel dengan TTL, level tegangan yang umum digunakan pada UART mikrokontroler berbasis 5V [12]. Modul ini memiliki beberapa fitur seperti berikut: 1.

Spesifikasi USB 2.0 dan kompatibel dengan kecepatan sampai 12Mbps.

2.

Standar

USB

jenis

male

dan

TTL

5

pin

konektor.

5

pins

untuk

TXD RXD GND 3.3V 5V. 3.

Baud rates: 300 bps to 1.5 Mbps.

4.

Byte receive buffer; 640 byte transmit buffer.

5.

Temperature Range: -40 to +85.

6.

Supports Windows 98SE, 2000, XP, Vista, Windows 7, Mac OS 9, Mac OS X & Linux 2.40. Berikut bentuk fisik dari USB to TTL ditunjukkan pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Bentuk fisik USB to TTL [12]


2.10. Push Button Sakelar tombol tekan adalah (Push Button Switch) suatu jenis peralatan kontrol yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya. Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua yaitu: Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan /ditekan. Apabila kontak NO tersebut dioperasikan/ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali ke posisi semula. Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open). a. NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON). b. NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off). Push button switch ditujukan pada gambar 2.15.

Gambar 2.15 Push Button Switch [13] Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena


semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off. Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off.

Gambar 2.16 Prinsip Kerja Push Button Switch [13]


BAB III PERANCANGAN Bab ini menjelaskan tentang perancangan mengenai perancangan alat secara umum, hardware dan software.

3.1.

Perancangan Alat Secara Umum Ide untuk membuat alat ini adalah membuat sebuah sistem penimbang berat bayi yang

lebih

gampang digunakan dan didokumentasikan dalam bentuk grafik agar terpantau

kesehatan bayi. Untuk rancangan mekanik timbangan bayi terdiri dari beberapa bagian,yaitu rancang mekanik secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.1 dan rancang mekanik perpart dapat dilihat pada gambar 3.2 Perancangan secara umum terdiri dari keranjang yang berfungsi untuk meletakkan bayi yang ingin ditimbang, kemudian terdapat box yang berfungsi sebagai timbangan dan tempat meletakkan sistem secara keseluruhan. Hal pertama yang dilakukan yakni memasukkan nama dan tanggal lahir bayi yang ingin ditimbang berat badannya, kemudian bayi diletakkan di atas keranjang yang sudah disediakan. Setelah itu, data akan diolah didalam mikrokontroler untuk mengubah sinyalnya yang semula analog diubah menjadi sinyal digital. Berikutnya data yang sudah diolah dalam bentuk sinyal digital diolah kembali didalam visual basic. Tujuannya adalah membandingkan data berat yang sudah diolah dengan tanggal lahir bayi supaya didapatkan grafik hubungan antara berat badan bayi dan umurnya. Dari sini bisa didapatkan hasil apakah bayi mengalami pertumbuhan yang optimal atau tidak.

Gambar 3.1 Rancang mekanik keseluruhan 30


Gambar 3.2 Rancang mekanik per-part

3.2

Perancangan Alat Secara Hardware Perancangan secara Hardware ini meliputi perancangan pada rangkaian minimum

system ATMega 8535, rangkaian LCD 16x2, regulator tegangan, dan rangkaian sensor FlexyForce

3.2.1 Rangkaian Sistem Minimum AVR 8535 Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. Di keluarga mikrokontroler AVR, seri 8535 adalah salah satu seri yang sangat banyak digunakan. Untuk membuat rangkaian sismin Atmel AVR 8535 diperlukan beberapa komponen yaitu: 1.

IC mikrokontroler ATmega8535

2.

XTAL 12 MHz (XTAL1)

3.

Kapasitor yaitu dua buah 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4)

4.

Satu kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12)

5.

Dua resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm (R3)

6.

Satu tombol reset pushbutton (PB1)

7.

Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan tegangan 5VDC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A.


Rangkaian Osilator ditujukan pada gambar 3.3 perancangan osilator menggunakan Kristal dengan frekuensi 12 MHz dan menggunakan kapasitor 22pF (sesuai dengan datasheet) pada pin XTAL 1 dan XTAL2 di mikrokontroler-nya.

Gambar 3.3 Rangkaian Osilator

Rangkain reset ditujukan pada gambar 3.4 bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler diulang dari awal. Jika tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari awal. Pada perancangan, rangkaian reset digunakan resistor sebesar 10kΩ dan kapasitor sebesar 10uF.

Gambar 3.4 Rangkaian Reset

Perancangan penggunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan. Port yang akan digunakan adalah Port A, Port B, Port C dan Port D. Port A.0 digunakan sebagai input sensor Flexiforce, Port B.7 digunakan sebagai tombol start, Port B.6 digunakan sebagai tombol stop , dan Port B.5 digunakan sebagai tombol reset. Lalu, Port C.7, Port C.6, Port C.5, Port C.4 digunakan sebagai Port data. Sedangkan, Port C.2 sebagai Port Enable Port C.1 sebagai port R/W , dan Port C.0 sebagai Port RS. Port D.1 digunakan sebagai kirim data,Port D.0 digunakan sebagai terima data. Berikut ini adalah tabel penggunaan port:


Tabel 3.1 penggunaan masing-masing port No

Nama Port

Keterangan

1

Port A.0

Input Sensor

2

Port C.7

DB0 LCD

3

Port C.6

DB1 LCD

4

Port C.5

DB2 LCD

5

Port C.4

DB3 LCD

6

Port C.2

Port Enable

7

Port C.1

Port R/W

8

Port C.0

Port RS

Gambar 3.5 Rangkaian Sistem Minumum ATmega 8535

3.2.2 Rangkaian LCD LCD digunakan untuk menampilkan data output dari sensor Flexiforce. Data yang tertampil adalah berat dari bayi yang sudah ditimbang.LCD yang digunakan adalah LCD


16x2 yang memiliki tipe LMB162A. LCD tipe 16x2 ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Dalam perancangan ini, mode yang digunakan untuk menuliskan data ke LCD adalah mode nibble (4 bit). Port C.7, Port C.6, Port C.5, dan Port C.4 digunakan sebagai port data. Sedangkan, Port C.2, Port C.1, dan Port C.0 digunakan sebagai port pengatur interface LCD. Berdasarkan datasheet tegangan kontras (VCC LCD) maksimum sebesar 5VDC, sehingga dalam perancangan digunakan resistor variable sebesar 10kΩ yang berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin VCC LCD. Rangkaian LCD dengan mode nibble (4 bit) terdapat pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian LCD

Gambar 3.7 Tampilan pada LCD 16x2


Setelah baca ADC pada mikrokontroler ATMega 8535, LCD akan menampilkan data Berat Bayi.Gambar 3.7 menunjukkan tampilan pada LCD 16x2 yang berisi Berat Bayi dengan ketelitian 0.1 Kg.

3.2.3 Regulator Tegangan Regulator tegangan digunakan untuk menyalakan piranti mikrokontroler ATmega 8535, LCD 16x2, dan sensor Flexiforce. Piranti-piranti tersebut membutuhkan catu daya sebesar 5VDC.Rangkaian catu daya memperoleh sumber tegangan dari jala-jala listrik PLN. Tegangan 220VAC diturunkan terlebih dahulu menggunakan trafo 1A. Penurunan tegangan menjadi sekitar 12VAC. Tegangan AC tersebut disearahkan menggunakan dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh. Rangkaian catu daya tersebut menghasilkan tegangan sebesar 5VDC. IC Regulator yang digunakan untuk menghasilkan 5V adalah menggunakan IC 7805. Rangkaian catu daya yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7. Nilai kapasitor C1 dapat dihitung menggunakan persamaan 2.2 dengan IDC sebesar 1A dan frekuensi sebesar 50Hz. Nilai Vr(rms) dihitung menggunakan persamaan 2.3 dengan Vr(p-p) dihitung menggunakan persamaan 2.4 dan Vm dihitung menggunakan persamaan 2.5. dengan nilai C2 berdasarkan datasheet sebesar 0,01uF.Berikut adalah perhitungan C1. Vm=VAC√2-1.4V Vm=12√2-1.4V = 15,57V Vr(p-p)=Vm-Vmin= 15,57 V- 7.5 V= 8,07 V Vr(rms)= C1=

√

(

C1= 1244uF

√

)

=

,

√

=2,32 V

,

3.2.4 Rangkaian pengondisi sinyal sensor Flexiforce Pada gambar 3.9 menunjukkan rangkaian pengondisi sinyal sensor flexiforce. Jenis op-amp yang digunakan pada rangkaian pengondisi sinyal sensor Flexiforce adalah LM 358.


Gambar 3.8 Rangkaian catu daya

Gambar 3.9 Rangkaian pengondisi sinyal sensor flexiforce Berdasarkan persamaan 2.1 akan dicari nilai

dan

. Nilai

berdasarkan grafik pada gambar 3.10:

Gambar 3.10 Grafik untuk menentukan nilai RS

bisa didapatkan


Pada gambar 3.10 terdapat garis bantu berwarna hijau. Sumbu X mewakili berat dalam satuan pon (1 pon = 0.45 Kg), sumbu Y (sebelah kiri) mewakili Resistansi (KΩ),dan sumbu Y (sebelah kanan) mewakili konduktansi (mʊ). Untuk menentukan

maka

ditariklah sebuah garis bantu berwarna hijau pada sumbu X (45 pon ≈ 20Kg) dan sumbu Y sebelah kanan (± 0,0078mʊ). Sedangkan untuk menentukan

maka ditariklah

sebuah garis bantu berwarna merah pada sumbu X (5 pon ≈ 0Kg) dan sumbu Y sebelah kanan (± 0,0019mʊ). Maka, berdasarkan grafik tersebut didapatkanlah nilai konduktansi (

=0,078mʊ). Setelah mendapatkan nilai

, nilai Rf ditentukan berdasarkan

datasheet yang berkisar antara 1 KΩ- 100 KΩ. Untuk nilai Rf = 1KΩ diperoleh VOut: VOut = -VT *

VOut = - (-5V) * ,

Ω

ʊ

VOut = 39mV

Untuk nilai Rf = 100kΩ diperoleh V Out: VOut = -VT *

VOut = - (-5V)* ,

Ω

ʊ

VOut = 3,9V Berdasarkan perhitungan diatas, didapatkanlah VOut sebesar 39mV (dengan nilai Rf 1 KΩ) dan 3,9V (dengan nilai R f 100KΩ). Karena nilai VOut 39mV terlalu kecil, maka VOut yang diambil adalah 3,9V. Dari perhitungan yang dilakukan di atas, didapatkanlah nilai sebesar 0,0078mʊ dan nilai Rf sebesar 100 KΩ . Untuk nilai Rf = 100KΩ dan

= 0,0019mʊ diperoleh VOut:


VOut = -VT * Ω

VOut = - (-5V) * ,

ʊ

VOut= 0,95V Setelah mendapatkan nilai Rf dan

maka selanjutnya memperhitungkan nilai ADC.

Nilai ADC disini untuk menentukan berapakah range untuk masukan ke mikrokontroler. Berdasarkan persamaan 2.6 akan ditentukan berapakah range dari ADC tersebut. Berikut adalah perhitungannya: Untuk nilai Vin = 0,95V (saat beban minimal 5 pon) nilai ADC-nya adalah: ∗ 1023

ADC =

ADC min =

,

∗ 1023

ADC min = 194,37 ≈ 194

Untuk nilai Vin = 3,9V (saat beban maksimal 45 pon) nilai ADC-nya adalah: ADC =

ADC max =

,

∗ 1023 ∗ 1023

ADC max = 797,94 ≈ 798

Jadi, diperolehlah nilai ADC yang berkisar antara 194 – 798.


Y (Nilai ADC)

39 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

0

5

10

15

20

25

X (Berat Badan Bayi)

Gambar 3.11 Grafik perbandingan antara Berat Badan dengan Nilai ADC m

y x

 20.25  2.25  m   798  194  m  0.03 y  mx  c 2.25  0.03(194)  c 2.25  5.82  c c  2.25  5.82 c   3.57 

Berdasarkan gambar 3.11 akan ditentukan berapakah persamaan garisnya. Awalnya, tentukan berapa nilai m (gradient), selanjutnya tentukan berapa nilai c (konstanta). Setelah dihitung, didapatlah persamaan garis, yaitu:

3.3

y  003 x  3.57

Perancangan alat secara Software

Rancangan alat secara software dibuat dalam bentuk flowchart agar mempermudah proses pembuatan listing program. Perancangan alat secara software terdiri dari dua program utama, yaitu program utama pada Visual Basic sebagai user interface serta program utama pada mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolah data masuk dari sensor menuju visual basic. Rancangan Visual Basic dapat dilihat pada gambar 3.10.


Gambar 3.12 Rancangan form1 pada Visual Basic

Gambar 3.13 Rancangan form 2 pada Visual Basic Pada grafik data sumbu X adalah umur bayi (bulan) dari 0 bulan sampai 24 bulan sedangkan pada sumbu Y adalah berat (Kilogram) dari 0 Kilogram sampai 17 Kilogram. Selain itu, terdapat garis referensi sebagai batas atas dan batas bawah yang telah diatur berdasarkan Kartu Menuju Sehat (KMS). Pada gambar 3.14 adalah rancangan grafik bayi laki-laki yang tumbuh sehat berikut dengan batas atas dan batas bawahnya. Sedangkan pada gambar 3.15 adalah rancangan grafik bayi perempuan yang tumbuh sehat dengan batas atas dan batas bawahnya. Kedua grafik tersebut dirancang berdasarkan Kartu Menuju Sehat (KMS) [2].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41 16 14

Bayi Laki-Laki

berat badan (kg)

12 10

Berat bayi lakilaki (batas bawah)

8 6

Berat laki-laki (batas atas)

4 2 0

1 4 7 10 13 16 19 22 25 umur (bulan)

Gambar 3.14 Rancangan grafik bayi laki-laki berdasarkan KMS [2] 14 12

Berat Perempuan

Berat (Kg)

10 Berat bayi perempuan (batas bawah)

8 6

Berat bayi perempuan (batas atas)

4 2 0

1 3 5 7 9 1113151719212325 Umur bayi (bulan)

Gambar 3.15 Rancangan grafik bayi perempuan berdasarkan KMS [2]

3.3.1 Program utama Mikrokontroler ATMega 8535 Program utama Mikrokontroler 8535 adalah program yang akan diteruskan ke program penampil Visual Basic. Hal pertama adlah menanyakan ada atau tidaknya tombol ditekan,jika tidak maka akan kembali untuk mengecek kembali ambil data tombol. Selanjutnya menanyakan ada karakter”a” yang dikirim, jika tidak maka akan kembali ambil data karakter yang dikirim. Lalu, pengukuran berat keranjang dilakukan dilanjutkan dengan peng-nol-an. Dengan adanya peng-nol-an maka data berat akan lebih akurat.Mikrokontroler akan membaca ADC dan menampilkan data berat pada


LCD.Lalu,akan mengirimkan data tersebut ke Visual Basic. Diagram alir program utama mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar 3.16.

3.3.2 Program utama Visual Basic Program utama Visual Basic adalah program penampil oleh Visual Basic setelah data diolah oeh Mikrokontroler ATMega 8535. Hal pertama yang dilakukan adalah menmasukkan umur, tanggal lahir bayi, dan juga berat lahir bayi tersebut. Setelah itu akan keluar form 1 dan tampilan bahwa alat sudah siap untuk digunakan. Hal kedua adalah mengirimkan karakter”a” ke mikrokontroler,selanjutnya menerima data berat dari mikrokontroler.Hal ketiga menanyakan jenis kelamin bayi tersebut. Dilanjutkan dengan adanya data berat maka akan menampilkan grafik pertumbuhan bayi tersebut. Terakhir,operator akan menekan tombol stop untuk menghentikanseluruh penimbangan berat.menanyakan ada atau tidaknya operator menekan tombol start, jika tidak maka akan kembali ke tampilan utama pada Visual Basic. Sedangkan jika operator menekan tombol start, maka akan kirim karakter “a” ke mikrokontroler. Setelah itu akan menerima data berat, dengan adanya data berat maka Visual Basic akan masuk ke subrutin bandingkan data berat dan umur bayi . Hal ketiga adalah akan menampilkan grafik pertumbuhan bayi tersebut. Terakhir, operator akan menekan tombol stop untuk menghentikan seluruh penimbangan berat. Diagram alir program utama Visual Basic dapat dilihat pada gambar 3.17.

3.3.2.1 Subrutin Bandingkan Umur Bayi Pada subrutin bandingkan umur bayi, akan menentukan berapakah umur bayi. Hal pertama yang dilakukan adalah memasukkan tanggal lahir bayi, hal kedua yaitu memasukkan tanggal kunjungan. Setelah memasukkan tanggal lahir bayi dan tanggal kunjungan, lalu diproses antara tanggal kunjungan dikurangi dengan tanggal lahir bayi. Pada gambar 3.18 menunjukkan diagram alir subrutin bandingkan umur bayi. Peng-nol-an adalah suatu cara untuk meng-nol-kan atau dalam kata lain adalah “kalibrasi” sehingga berat yang dihitung adalah murni berat si ”bayi”,tidak termasuk berat keranjang bayi tersebut.


Gambar 3.16 Diagram alir program utama mikrokontroler 8535

Gambar 3.17 Diagram alir program utama Visual Basic


Gambar 3.18 Diagram alir subrutin bandingkan umur bayi Tabel 3.1 Rancangan Format Database No

Nama

Jenis Berat Kelamin Lahir

Bulan ke- (dalam Kg) 1

1 2 3 4 5

2

3

4

5

…

…

..

…

…

24

A B C D E Pada perancangan database setiap paket data yang diterima akan disimpan pada

database. Tabel 3.1 menunjukkan rancangan Format Database meliputi Nama bayi, Jenis kelamin bayi, dan Berat lahir bayi. Semua data diproses dan data berat tersebut akan disimpan dalam database. Semisal, kunjungan bayi pada bulan ke-4 maka data akan dituliskan pada bulan ke-4 dan selanjutnya akan dicatat hingga data berat bulan ke-24. Terakhir, dari data berat tersebut akan dibuat grafik dari masing-masing bayi dan akan terpantau apakah bayi tersebut tumbuh optimal atau tidak.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini membahas hasil dari sistem yang telah dirancang sebelumnya. Alat dan sistem tersebut diuji dan diambil data untuk mengetahui apakah sesuai dengan tujuan awal dari pembuatan alat. Data yang diambil adalah mengukur berat suatu benda yang merepresentasikan tubuh bayi dan diukur dengan alat ukur yang standar atau alat pembanding. Data berat rill akan dibandingkan dengan rata-rata data pengukuran, lalu didapatkan nilai galat yang bervariasi.

4.1.

Bentuk Mekanik dan Elektrik Penimbang Bayi Hardware alat pengukur berat bayi terdiri dari tiga bagian utama, yaitu mekanik,

sumber tegangan dan bagian elektronik. Berikut adalah uraian masing-masing bagian. 4.1.1.Mekanik dan Sumber Tegangan Alat penimbang berat bayi berbasis ATMega 8535 ini terbuat dari plat besi dengan ketebalan ±1.5mm dan dibuat sesuai dengan desain perancangannya. Bagian-bagiannya seperti yang tertera pada gambar 4.1 dan gambar 4.2 adalah sumber tegangan (+5V,Gnd,5V)

Gambar 4.1 Penimbang Berat Bayi

Gambar 4.2 Sumber Tegangan

Bagian-bagian terdiri dari penimbang berat bayi, LCD 16x2 sebagai penampil karakter data berat, Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Flexiforce sebagai sensor berat. 4.1.2. Hardware Elektrik Hardware elektrik sistem penimbang berat bayi berbasis mikrokontroler ATMega 8535 ditunjukkan pada gambar 4.2 Elektrik sistem terdiri atas LCD 16x2, sistem minimum 46


mikrokontroler ATMega 8535, sensor Flexiforce juga rangkaian pengkondisi sinyal sebagai penguat untuk sensor flexiforce.

Gambar 4.3 Tampak atas pada sistem penimbang berat bayi

Gambar 4.4 Tampak dalam pada sistem penimbang berat bayi LCD 16x2 sebagai penampil karakter (output), mikrokontroler ATMega 8535 sebagai kendali utama yang memproses data berat. Rangkaian pengondisi sinyal (Op-amp LM358). LCD dan Rangkaian Sistem minimum dapat dilihat pada Gambar 4.5. Perihal penggunaan port pada sistem minimum ATMega 8535 tertera pada tabel 4.1

Gambar 4.5 LCD dan Sistem Minimum ATMega8535


Tabel 4.1 Penggunaan Port pada Sistem Minimum Mikrokontroler No. Saluran

Fungsi

1.

Port A.0

Output Sensor Flexiforce

2.

Port C.0

RS LCD

3.

Port C.1

RW LCD

4.

Port C.2

Enable LCD

5.

Port C.4

C.4 LCD

6.

Port C.5

C.5 LCD

7.

Port C.6

C.6 LCD

8.

Port C.7

C.7 LCD

4.2. Percobaan Alat Program mikrokontroler hanya membaca ADC dari sensor yang telah mengalami penguatan tegangan lalu, selanjutnya data ADC akan ditampilkan melalui LCD 16x2. Percobaan alat berupa pengambilan data dilakukan namun terkendala karena sensor flexiforce tidak stabil dalam menunjukkan tegangan keluaran begitu pula dengan nilai ADC yang terlalu cepat berubah-ubah. Data hasil percobaan ditunjukkan pada tabel 4.2 Dari data Kalibrasi yang sudah dilakukan sebanyak enam belas kali (data kalibrasi terdapat pada lampiran L1-L2), didapatlah grafik hubungan antara Berat terhadap Nilai ADC. Berdasarkan persamaan yang tampil pada gambar 4.6, maka persamaan garis tersebut dapat dimasukkan ke program CV-AVR untuk menentukan hasil penimbangan berat bayi. Gambar 4.6 menunjukkan Hubungan antara Berat Terhadap Nilai ADC 10 bit. Setelah mendapatkan data kalibrasi, selanjutnya adalah menguji penimbang berat bayi tersebut. Dengan data pengukuran yang diambil sebanyak dua puluh kali (Data uji terdapat pada Lampiran L-3) lalu dihitung rata-ratanya dan didapatlah rata-rata pengukuran berat bayi. Tabel 4.3 adalah data yang berisi berat rill dibandingkan dengan data pengukuran serta terdapat juga nilai galat sejati dalam penimbangan. Gambar 4.7 merupakan grafik hubungan antara berat rill dan berat pengukuran yang segaris (linier).


Tabel 4.2 Data Kalibrasi antara Tegangan Keluaran dan Nilai ADC 10 bit No

Berat

Tegangan Keluaran Sensor

Benda

(V)

Nilai ADC 10 bit

Standard Deviasi

Min

Maks

Rata-rata

Min

Maks

Rata-rata

V.out (v)

ADC

1

0 Kg

0,030

0,080

0,056

3

9

5,5

0,012

2,7

2

2 Kg

0,110

0,190

0,130

14

34

22,6

0,021

7,1

3

4 Kg

0,200

0,270

0,239

40

55

45,8

0,020

13,0

4

6 Kg

0,238

0,366

0,319

53

80

64,4

0,036

18,7

5

8 Kg

0,320

0,457

0,396

64

101

78,9

0,047

23,4

6

10 Kg

0,436

0,607

0,512

95

131

102,4

0,051

29,4

7

12 Kg

0,510

0,735

0,598

111

163

122,5

0,066

35,2

8

14 Kg

0,571

0,835

0,684

123

184

140,0

0,073

40,6

9

16 Kg

0,645

0,888

0,752

135

198

154,5

0,078

44,7

10

18 Kg

0,673

0,945

0,834

150

207

172,4

0,079

48,5

20 18 16

Berat (Kg)

14 12 10

Hubungan Antara Berat Terhadap Nilai ADC y = 0.1065x - 0.6814 R² = 0.9981

8 6 4 2 0

-2 0

50

100

150

200

Nilai ADC 10 bit

Gambar 4.6 Hubungan Antara Berat Terhadap Nilai ADC


Tabel 4.3 Data uji antara Berat Rill dengan Rata-rata Berat Pengukuran Berat Rill (Kg)

Rata-rata Berat Pengukuran

Galat Sejati

(Kg) 0

0,670

0,670

2

2,146

0,146

4

4,176

0,176

6

5,962

0,037

8

8,271

0,271

10

10,574

0,574

12

12,293

0,293

14

14,211

0,211

16

15,925

0,075

18

17,589

0,141

20

Hubungan Antara Berat Pengukuran Terhadap Berat Rill

Berat Pengukuran (Kg)

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

0

5

10

15

20

Berat Rill (Kg)

Gambar 4.7 Hubungan Antara Berat Pengukuran Terhadap Berat Rill


4.3. Analisa a. Sumber Tegangan yang diinginkan adalah +5V, Gnd, dan -5V. Namun, yang terjadi adalah tegangan tidak sesuai dengan yang diharapkan. Tegangan sumber yang seharusnya +5V ternyata meleset pada +4,978 V, hal sebaliknya terjadi pada tegangan sumber -5V yang stabil menunjukkan angka -5,009 V. Kemungkinan besar sumber tegangan menunjukkan hasil tersebut adalah toleransi pada resistansi dan juga penggunaan kapasitor yang kurang tepat. b. Percobaan dan Pengambilan Data dapat dilakukan, dengan tanpa beban (0 Kg) sampai dengan 18 Kg. Beban yang dipakai adalah benda yang merepresentasikan tubuh bayi yang berkisar antar 2 Kg sampai 18 Kg. Benda yang ditimbang sebelumnya terlebih dahulu ditimbang menggunakan timbangan berat tubuh. c. Pembacaan ADC yang dibuat menggunakan ADC 10 bit. Beban ditimbang dan dicatat pada tabel 4.2 dan selanjutnya dibuat grafik seperti pada gambar 4.6. Hasil persamaan garis pada grafik tersebut akan digunakan untuk mengubah nilai ADC menjadi data berat. d. Hasil yang didapatkan adalah nilai ADC yang ditampilkan melalui LCD 16x2, cukup jauh jika dibandingkan dengan hasil dari perancangan (194-798). Selain itu, Tegangan sensor yang dihasilkan cukup jauh jika dibandingkan dengan hasil dari perancangan (0,95 V- 3,9 V). e. Pada tabel 4.2 standard deviasi merupakan nilai yang menyatakan besarnya keragaman sampel. Nilai V.out pada Standard Deviasi menunjukkan angka yang lebih kecil dibandingkan V.out pada saat rata-rata. Begitu pula dengan Nilai ADC 10 bit pada Standard Deviasi menunjukkan angka yang lebih kecil dibandingkan ADC pada saat ratarata. Dengan begitu, maka hasil sampel yang didapatkan memiliki nilai yang tidak beragam. f. Pada bagian mekanik alat penimbang berat bayi sebenarnya sudah sesuai dengan rancangan. Namun, sulitnya mencari dan memperhitungkan pegas yang tepat sesuai dengan keinginan berakibat pada terlalu kerasnya bagian luas penampang atas timbangan untuk turun dan menekan sensor flexiforce.


g. Nilai berat pengukuran yang nampak pada LCD 16x2 sudah stabil. Dengan hasil dari masing-masing berat dapat terlihat pada Tabel 4.3 bahwa nilai galat sejati terbesar pada berat 0 Kg (0,670 Kg). Namun, galat paling besar hanya pada berat 0 Kg. Hal ini terjadi karena belum adanya sistem zeroisation yang dapat memberikan hasil pengukuran lebih tepat pada berat 0 Kg. Oleh karena tidak adanya sistem zeroisation maka, berat pengukuran pada 0 Kg selalu diatas nol. h. Pada bagian Visual Basic hanya dapat menambah dan menghapus data spesifik mengenai bayi seperti nama, tanggal lahir, berat lahir,dan tanggal kunjungan. Belum dapat mengkomunikasikan antara mikrokontroler dengan Visual Basic. Selain itu juga, belum dapat menampilkan grafik pertumbuhan bayi.

Gambar 4.8 Form Visual Basic

Gambar 4.9 Form Visual Basic dan database


Gambar 4.10 Tampilan Error pada Visual Basic Pada gambar 4.8 menunjukkan bahwa form Visual Basic sesuai dengan rancangan sebelumnya. Selanjutnya, gambar 4.9 menunjukkan bahwa Form Visual Basic dan database dalam program Microsoft Acess 2013 sudah dapat ditampilkan. Gambar 4.10 menunjukkan Error pada Visual Basic, karena terlalu banyak data yang diubah sedangkan baris pada database terbatas (hanya 10 baris).

4.4. Pembahasan Software Pada tugas akhir ini Software yang digunakan antara lain: a.

CodeVision AVR versi 1.25.8 Standard dengan Compiler Bahasa C. IC (Integrated Circuit) yang digunakan adalah ATMega8535 jenis DT-AVR Low Cost Micro System merk Innovative Electronics dan IC tersebut sudah terpasang di Minimum System

b. Software Simulasi yang digunakan adalah Proteus ISIS 7.1 SP0 (Build 12325). Simulasi diperlukan agar mengetahui rangkaian yang akan digunakan sudah bekerja dengan baik atau belum c. Pembuatan PCB menggunakan software Eagle version 7.0.2 for Windows. Jenis komponen yang digunakan sampai desain rangkaian sudah dirancang dengan baik, dilanjutkan membuat rangkaian PCB hingga rapi d. Program Mikrokontroler yang sudah dibuat lalu disimulasikan, selanjutnya dimasukkan kedalam ATMega8535. Downloader yang digunakan untuk memasukan program ke Mikrokontroler ATMega8535 adalah USBasp for Atmel AVR

controllers

2011.

Proses

download

menggunakan program Extreme Burner

program

ke

mikrokontroler


e. Program Visual Basic 6.0 digunakan untuk menunjukkan pertumbuhan bayi melalui grafik. Selain itu, menggunakan program Microsoft Access 2013 sebagai database yang berisi data-data penting dari bayi yang ingin ditimbang seperti nama, tanggal lahir, jenis kelamin, berat lahir, dan tanggal kunjungan.

4.5. Program 4.5.1 Program CV-AVR Pada bagian ini berisi tentang program LCD 16x2 yang menampilkan “ADC dan Berat”. Gambar 4.11 adalah program tentang data ADC dan perhitungan mengenai berat pengukuran.

Gambar 4.11 List Program CV-AVR Program selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

4.5.2 Program Visual Basic Program Visual Basic menampilkan database, lalu memasukkan data spesifik mengenai bayi dan disimpan. Gambar 4.12 adalah penggalan program Visual Basic 6.0.


Gambar 4.12 Listing Program Visual Basic Program selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.


BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan Berdasarkan proses perancangan, pembuatan, sampai dengan pengujian berat badan bayi berbasis mikrokontroler dapat disimpulkan sebagai berikut: a. Secara keseluruhan penimbang berat bayi sudah dapat menimbang berat dengan optimal. Namun, tetap memiliki galat sejati sebesar 0,670 Kg (pada berat 0 Kg) b. Berdasarkan pengujian, pada beban 0 Kg memiliki nilai galat sejati paling besar karena belum adanya sistem zeroisation yang mampu memberikan hasil pengukuran dengan lebih presisi pada berat 0 Kg c. Pada hasil pengujian beban 2 Kg sampai 18 Kg memiliki galat sejati  0,57 Kg d. Hasil Visual Basic hanya dapat menambah dan menghapus data spesifik mengenai bayi, belum dapat menampilkan grafik pertumbuhan bayi.

5.2. Saran Setelah melewati berbagai proses maka didapatkan saran yang bisa digunakan untuk penelitian lebih lanjut, yaitu: a. Lebih seksama dalam menentukan desain penimbang berat bayi, pemilihan bahan yang efisien b. Untuk penelitian lebih lanjut, bisa dikembangkan menjadi sistem penimbang berat dan panjang bayi c. Menjadi bahan referensi untuk penelitian lebih lanjut agar hasil yang didapatkan lebih efektif d. Membuat sistem zeroisation pada penimbang berat ini, dengan begitu akan lebih tepat untuk menimbang pada berat 0 Kg.

56


DAFTAR PUSTAKA [1]

Kamus Besar Bahasa Indonesia. “Dacin”. Fakultas Ilmu Komputer. Universitas Indonesia.

2008

diakses

tanggal

20

September

2015,

19:18

http://bahasa.cs.ui.ac.id/kbbi/kbbi.php?keyword=dacin&varbidang=all&vardialek= all&varragam=all&varkelas=all&submit=kamus [2]

Mentri Kesehatan Republik Indonesia, 2010, Penggunaan Kartu Menuju Sehat (KMS)

Bagi

Balita,

gizi.depkes.go.id/wp.../Pedoman-Penggunaan-KMS_SK-

Menkes.pdf, diakses tanggal 7 Oktober 2015 [3]

----,2013,Datasheet,

http://cdn.sparkfun.com/datasheet/Sensors/Pressure/A401-

force-sensor.pdf, diakses 28 September 2015, 21:21 [4]

----,2013,Datasheet,

http://www.tekscan.com/flexible-force-sensors,

diakses

28

September 2015, 21:21 [5]

https://cnt121.files.wordpress.com/2007/11/catu-daya-power-supply.pdf

diakses

pada tanggal 12 Oktober 2015 [6]

Jati, Antonius Budi Prasetyo.,2015, Sistem Telemetri Kualitas Air Kolam Ikan Menggunakan TX02-433D dan RX01-433D Sebagai Unit Sentral, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta

[7]

http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/ diakses pada tanggal 17 Oktober 2015

[8]

----,2006,Datasheet, http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/2502S.pdf, diakses 20 Oktober 2015, 13:32

[9]

Depok Instruments,2011, “ADC (Analog to Digital Converter)”, http://depokinstruments.com/2011/07/20/adc-analog-to-digital-converter/,

diakses

23 Oktober 2015,13:15 [10] Hendra.,

Dasar

Pemrograman

Visual

Basic,

http://aldi_tob_2000.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/15631/Dasar+Pemrogr aman+Visual+Basic.pdf, diakses Tanggal 26 Oktober 2015

57


[11] Heryanto,M.Ary., Adi P,Wisnu.,2008,Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMega 8535, Yogyakarta [12] ----------, 2005, USB TTL Data Sheet, avitresearch , diakses 27 Oktober 2015 [13] ----------,2013, thesis.umy.ac.id/datapublik/t48.pdf ,diakses 25 Februari 2016.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI L-0

LAMPIRAN


Tabel pengambilan data kalibrasi antara V.out Sensor Flexiforce terhadap Nilai ADC 10 bit



Tabel Data Uji antara Berat Rill terhadap Berat Pengukuran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI L4

Chip type

: ATmega8535

Program type

: Application

Clock frequency

: 12.000000 MHz

Memory model

: Small

External SRAM size : 0 Data Stack size

: 128

*****************************************************/

#include <mega8535.h>

// Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm #include #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <delay.h> #include <math.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x00

// Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete


while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; }

// Declare your global variables here char buff[16]; int adc,logic; int limit_adc=500; void main(void) { // Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00;

// Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00;

// Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;


DDRC=0x00;

// Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;


TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;


// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00;

// ADC initialization // ADC Clock frequency: 750.000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: None ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84; SFIOR&=0xEF;

// LCD module initialization lcd_init(16);

while (1) { // Place your code here

int a,b; a=0;

//variabel a

b=0;

//variabel b

for (a;a<10;a++) {

// Place your code here


Adc=read_adc(0);

// nilai adc ditampung pada variabel adc

delay_ms (10); b=Adc+b; } c=b/10;

//variabel c untuk rata-rata adc

//adcc=Adc*1.0; Berat=(0.1065*Adc)-0.6814; lcd_gotoxy(0,0); sprintf(buff,"Adc=%f",c);

//tampilkan nilai adc

lcd_puts(buff); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(buff,"Berat=%f",Berat); lcd_puts(buff); delay_ms(250); lcd_clear(); }; }

//tampilkan nilai berat


Private Sub Adodc1_Click()

End Sub

Private Sub Command2_Click() Text1.Text = "" 'pengosongan Text2.Text = "" Text3.Text = "" Text3.Text = "" Text4.Text = "" Text5.Text = "" Text1.SetFocus End Sub

Private Sub Command3_Click() Adodc1.Recordset.AddNew Me.Adodc1.Recordset.Fields(0) = Text1.Text Me.Adodc1.Recordset.Fields(1) = Text2.Text Me.Adodc1.Recordset.Fields(2) = Text3.Text Me.Adodc1.Recordset.Fields(3) = Text4.Text Me.Adodc1.Recordset.Fields(4) = Text5.Text End Sub


Rangkaian Elektrik Keseluruhan


Rangkaian Reset dan Osilator

Rangkaian LCD 16x2


Rangkaian Regulator Tegangan

Rangkaian Pengondisi Sinyal


Technical Data Sheet (Model #A101) This data sheet provides technical performance characteristics for FlexiForce® Sensors.

Physical Properties Thickness Length Width Sensing Area Connector

.005" (0.127 mm) 8.00" (203 mm), 6.00”, 4.00”, or 2.00” 0.55" (14 mm) .375" diameter (9.53 mm) 3-pin Male Square Pin

Recommended Excitation Circuit

Typical Performance Linearity (Error) Repeatability Hysteresis Drift Rise Time Operating Temperature

Evaluation Conditions < ±5% < ±2.5% of Full Scale < 4.5 % of Full Scale < 3% per Logarithmic Time < 20 µsec 15°F - 140°F (-9°C - 60°C)*

Line drawn from 0 to 50% load Conditioned Sensor, 80% of Full Force Applied Conditioned Sensor, 80% of Full Force Applied Constant Load of 25 lbs. (111 N) Impact Load, Output recorded on Oscilloscope

*Force reading change per degree of temperature change = ±0.2%/ºF (0.36%/ºC) *For loads less than 10 lbs., the operating temperature can be increased to 165°F (74°C)

Tekscan, Inc. - 307 W. First Street - S. Boston, MA 02127 - USA - www.tekscan.com T(800)248-3669\(617)464-4500x223 - F(617)464-4266\269-8389 - [email protected]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI J10 Header Pinout PA.6 PA.4 PA.2 PA.0 GND

DTLow Cost Micro System is a single chip module based DT-AVR ®

on AVR Microcontroller and has the ability to perform UART RS232 serial data communication and memory programming through ISP (In-System Programming). Examples of this module’s application are: LED display controller, motor driver controller, digital voltmeter, data communications between module and PC, etc.

Hardware Specification ®

ATmega8535, a High-performance, Low-power AVR 8-bit Microcontroller with 8 KB Flash Memory and 8-channel, 10bit ADC. ® 2. Supports variant of 40-pins AVR , such as: ATmega8535, ATmega8515, AT90S8515, AT90S8535, etc. Conversion ® socket is required for AVR without internal ADC. 3. Up to 35 pins programmable I/O lines. 4. An external brown out detector in reset circuit. 5. Jumper configuration to select types of reference voltage ® for AVR with internal ADC. 6. Programming indicator LED. 7. 4 MHz oscillator frequency. 8. UART RS-232 serial communication lines with RJ11 connector. 9. ISP programming port. 10. Power supply input voltage 9-12 VDC (VIN) and output voltage 5 VDC (VOUT).

PB.6 PB.4 PB.2 PB.0 GND

PORT A

PORT B

J12 Header Pinout

J13 Header Pinout

PC.7 PC.5 PC.3 PC.1

PC.6 PC.4 PC.2 PC.0 GND

VCC

RST PD.5 PD3 *PD.1

PD.6 PD.6 PD.4 PD.4 PD.2 PD.2 PD.0 PD.0* .0* GND

VCC

PORT C

PORT D

* If UART RSRS-232 lines in this module are used, PD.1 and PD.0 won’t be connected to this header as digital I/O. J14 Header Pinout AVCC AGND AGND PE.1

AVCC AGND Aref/PE.2 PE.0 GND

VCC 2 1

1.

PB.7 PB.5 PB.5 PB.3 PB.1 VCC

2 1

Low Cost Micro System

PA.7 PA.5 PA.3 PA.1 VCC

2 1

DT-AVR

J11 Header Pinout

Layout and Jumper Configuration

AUX Programming through ISP (In-System Programming) uses ISP Header. The pin configuration is shown in the following figure: J6 Header Pinout GND GND GND GND

MISO SCK RST AVR LED MOSI

VCC ISP HEADER

To use UART RS-232 serial communication in the module, configure J4 and J5 as follows: J4 and J5 Configuration PD.1

TXD 1 1

J5 J4

RXD Jumper configuration when PD.0 and PD.1 are used for UART RSRS-232 serial communication lines

J5 J4

1 1 PD.0 PD.0

Jumper configuration when PD.0 and and PD.1 are used for digital I/O or UART TTL serial communication lines

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI The table below shows the connection between computer and Low Cost Micro System through UART RS-232: J1 Front View COM port Komputer DB9

DTDT-AVR Low Cost Micro System J1

RX (pin 2) TX (pin 3) GND (pin 5)

RX (pin 5) TX (pin 4) GND (pin 3)

5 4 3 2

RX

TX

GND

®

To use AVR with internal ADC, reference voltage can be obtained from AVCC or Aref. To obtain reference voltage from AVCC, configure jumper J6, J7, and J8 as follows: J6 and J7 Configuration AGND

AVCC 1

J6

J7

1

J8 Configuration Aref / PE.2 J8

1

To obtain reference voltage (Aref) from external source, configure jumper J8 as follows: J8 Configuration *Aref / PE.2 J8

1 ®

* For AVR® with Internal ADC, this jumper is used to configure external reference voltage (Aref). (Aref). To use AVR® without internal ADC, a conversion socket must be used. Configure jumper J6, J7, and J8 as follows:

PE.0 J6

1

1

J7

J8 Configuration Aref / PE.2* 1

Testing Procedure A program that has been written down into ATmega8535 (avrtest.prj) can be used for preliminary testing. This program will generate square waves through all Port B, Port C, and Port D I/O pins, except PD.0 and PD.1 because they are used as UART communication lines. The steps to test serial port are as follows: 1. Configure J4 and J5 for UART RS-232 communication, and then apply power supply input voltage to Low Cost Micro System. 2. Connect DB-9 Connector on computer and RJ11 on Low Cost Micro System using the provided serial cable. 3. Run TESTBOARD.EXE program. Determine COM Port to be used. Click Serial Test button. If serial communication is successful, information about the sent and received data (“0 = 0”, “1 = 1”, “2 = 2”, etc) will be displayed in green, and a window containing text "Success!” will appear. If serial communication is failed, the text “Fail” will be displayed in red and a window containing text “Fail!” will appear. The square waves on Port B, Port C, and Port D can be examined by oscilloscope or by connecting the ports to LED circuitry or to DT-I/O LED Logic Tester to see the blinking LED lights. In ADC testing, Port A is used as input channel. Before testing, configure J6, J7, and J8 to obtain reference voltage from AVCC. Input the voltage between 0 – 5 Volt to one of ADC channel (channel 0 – channel 7). Select input channel to be measured, then click Test ADC button. If there is no error, the result of input voltage measurement will be displayed on screen. Note: DT-AVR Low Cost Micro System and Conversion Socket schematics are in the CD.

E-mail: [email protected]

J6, J7 Configuration PE.1

CD Contents  1. CodeVisionAVR 1.24.2c Evaluation Version. 2. Program for I/O, Serial, and ADC testing in C language. 3. TESTBOARD.EXE Tester Program. ® 4. Datasheets of several AVR Microcontrollers supported by DT-AVR Low Cost Micro System. 5. DT-AVR Low Cost Micro System Manual. 6. DT-AVR Low Cost Micro System and Conversion Socket schematics. 7. Innovative Electronics Offline Website.

J8

* For AVR® without internal internal ADC which has Port E, J8 is used to configure PE.2. J6, J7, and J8 jumper configuration is used to configure microcontroller’s pin 30, 31, and 32. For some microcontrollers, such as Atmega8515, the pins function as Port E (PE.0 - PE.2).

Trademark & Copyright - CodeVisionAVR is copyright by Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. - AVR is registered trademark of Atmel.


50

200

L-17

400

215

55

500

300 -

-

Qt'y

Description SN 258440 - Middle

Nom 0.5 >6 >30 >120 >400 >1000 6 30 120 400 1000 2000 Tol 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2

RI

RNo.

Date . .

-

-

Name

-

Item

-

Material Dim/Dwg.No. Rem/Seat No. *Break all sharp 0.3x45 F : 03 Hard.HRc. Item Operation Dwn 4.2.2015 Riko Chk DT: 1 Val Sc : 1:5 Title Detail of :

Timbangan Berat Bayi -


Origin :

. . .

. . .

USD Register :

Assy.

Wt :

Dwg.No.

MU :

SN :

3-1000 NS :

SISTEM PENIMBANG BERAT BAYI BERBASIS ATMega 8535

Recommend Documents