Perancangan Alat Uji Bahan Pengedap Suara Berbasis Mikrokontroller Atmega32

(1)

PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUARA

(SOUND SENSOR) BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATmega 32

(SECARA HARDWARE)

TUGAS AKHIR

MUHAMMAD ILYAS

112408012

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUARA

(SOUND SENSOR) BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA 32

(SECARA HARDWARE)

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi Tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

MUHAMMAD ILYAS

112408012

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUAR BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 32

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : MUHAMMAD ILYAS

No.Induk Mahasiswa : 112408012 Program Studi : D3 FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas :MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Diluluskan di Medan, 05 Juli 2014

Diketahui/ Disetujui oleh

Ketua Program Studi D3 Fisika Pembimbing

( Dr.Susilawati M.Si ) ( Dr. Tulus Ikhsan Nst, S.Si, M.Sc )

(4)

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUARA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 32

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 05 Juli 2014

MUHAMMAD ILYAS 112408012

(5)

PENGHARGAAN

Atas berkat anugerah tuhan Yang Maha Esa penulis mengucapakan Puji dan syukur kepada-nya atas segala kasih dan karunia-Nya yang telah dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat melaksanakan Tugas Akhir yang berjudul “PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUARA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 32”

Sesuai kurikulum yang berlaku di Universitas Sumatera Utara, bahwa setiap mahasiswa D-III Fisika Instrumentasi harus melaksanakan sebuah Tugas Akhir disemester VI. Adapun tujuan diadakannya Tugas Akhir ini adalah untuk pengembangan pemahaman dan pengaplikasiannya dengan ilmu yang diperoleh dibangku kuliah. Tugas akhir ini juga merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahlimadya dijurusan Fisika Instrumentasi Fakultas matematika Dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya Tugas Akhir yang saya laksanakan, saya tidak lupa mengucapkan terima kasih banyak terhadap :

1. Bapak Dr.Marhaposan Situmorang selaku ketua departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Dr. Susilawati, M.si selaku ketua Program Studi D-III Fisika Instrumentasi

3. Bapak Dr. Tulus Ikhsan Nst, S.Si, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan selama pelaksanaan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Dr. Sutarman, M, Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh staf pengajar dan staf pegawai administrasi di lingkungan departemen Fisika Instrumentasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, universitas Sumatera Utara.

6. Orangtua penulis yang telah banyak mendidik, berdoa dan berkorban baik secara moril maupun materil kepada penulis.

(6)

7. Bang Roby Maulana yang selalu membantu dan memberi penulis motivasi dalam menyelesaikan perancangan tugas akhir ini sehingga dapat diselesaikan dengan baik.

8. Buat kakak saya Rosmaniar S.Pdi yang selalu memberi semangat dan dukungan selama pelaksanaan tugas akhir ini.

9. Rekan-rekan mahasiswa/I Fisika Instrumentasi yang telah banyak memberikan dukungan khususnya stambuk 2011.

Penulis menyadari bahwa didalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan-kekurangan. Untuk itu,penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi penyempurnaan laporan tugas akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak, semoga Tugas Akhir ini berguna bagi kita semua.

Medan, 05 Juli 2014

(7)

ABSTRAK

Kajian ini bertujuan untuk merancang sebuah Perancangan Alat Uji Pengedap Suara Berbasis Mikrokontroller ATmega 32. Alat ini berfungsi untuk melakukan pengukuran koefisien serap dari bahan uji dengan alat yang praktis, mudah digunakan, dan dapat melakukan pengukuran secara langsung di tempat dengan menggunakan sensor suara. Dalam hal ini simulasi dilakukan dengan menggunakan Mikrokontroller ATMega 32. Dimana mikrokontroler ini merupakan otak dari semua sistem yang ada pada rancangan ini. Sensor yang digunakan pada rancangan ini adalah sensor suara yang terdiri dari transistor dan komponen pendukung lainnya. Mikrokontroller mempunyai input berbentuk sensor suara, sensor ini akan mendeteksi frekuensi suara yang berada pada ruangan dan menampilkannya pada LCD.

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v Daftar isi vi Daftar Gambar viii Daftar Tabel ix Bab 1 Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Tujuan Penulisan 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat penelitian 3

1.6. Sistematika Penulisan 3

Bab 2 Landasan Teori

2.1. Sound Level Sensor (Sensor Suara) 5

2.2. Mikrokontroller ATMEGA 8 8

2.2.1. Konfigurasi Pin Atmega8 10

2.3. LCD 12

2.4. Bahasa Pemrograman CodeVisionAVR 15

2.5. Baterai 15

2.6. Frekuensi dalam Signal Generator 16

2.7. Program USB Downloder ISP 17

Bab 3 Rancangan Sistem

3.1. Diagram Blok Sistem

3.2. Sensor Suara (Sound Sensor) 19

3.2.1. Prinsip Kerja & Komponen Sensor Suara (Sound Sensor) 19

3.2.2. Rangkaian Sensor Suara (Sound Sensor) 20

3.2.3. Transistor BC558B dan BC548B 22

3.3. Mikrokontroller 23

3.3.1. Prinsip Kerja & Komponen Mikrokontroller 24 3.3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller 26

3.3.3. Rangkaian Keseluruhan Alat 27

3.3.4. Regulator pada IC LM7805 28

(9)

3.4.1. Penulisan Data Register Perintah LCD 30 3.4.2. Pembacaan Data Register Perintah LCD 31

3.5. CodeVision AVR 32

3.6. Miniatur Ruangan Vacum 32

3.7. Signal Generator 33

3.7.1. Prinsip Kerja & Komponen Signal Generator 34

3.8. Speaker 34

3.8.1 Cara Kerja Speaker 35

3.9. Baterai 36

Bab 4 Pengujian Rangkaian

4.1. Pengujian Sensor Suara ( Sound Sensor ) 37

4.2. Pengujian Sistem Minimum ATMega 8 37

4.2.1 Program Intensitas dan Voltage Mikrokontroller ATmega8 37 4.2.2 Flowchart pada Program Mikrokontroller Atmega8 71

4.3. Pengujian Signal Generator 71

4.4. Pengujian Speaker 72

4.5. Pengujian Miniatur Ruang Kedap Suara 72

4.6. Pengujian LCD 72

4.7. Konversi dB Dengan Volt 75

4.8. Data Pengujian Material 76

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 77

5.2 Saran 77

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian Sensor Suara 5

Gambar 2.2. Fisik Mikrokontroler Dengan Menggunakan ATMega 32 10

Gambar 2.3. Pin ATMega 8 11

Gambar 2.4. Fisik LCD 15

Gambar 2.5. Fisik Baterai Krisbow 16

Gambar 3.1. Diagram Blok Keseluruhan Alat 18

Gambar 3.2. Rangkaian Analog Sensor Suara ( Sound Sensor ) 21

Gambar 3.3. Rangkaian PCB dari Analog Sound Sensor 21

Gambar 3.4. Bentuk Fisik Sensor Suara 22

Gambar 3.5. Rangkaian Analog Mikrokontroller 26

Gambar 3.6. Rangkaian PCB dari Mikrokontroller 26

Gambar 3.7. Bentuk Fisik Mikrokontroller 27

Gambar 3.8. Rangkaian Keseluruhan Alat 27

Gambar3.9. Rangkaian LCD Karakter 2 x 16 31

Gambar 3.10.Sketsa Ruangan Vacum 33

Gambar 3.11. Ruang Vacum Tampak Atas 33

Gambar3.12. Fisik Speker 35

Gambar 4.1. Flow Chart pada Program Mikrokontroller ATMega 32 71

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data Pengujian Material 76

(12)

ABSTRAK

(13)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan manusia terhadap peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis semakin meningkat, sehingga peralatan-peralatan otomatis ini sedikit demi sedikit mulai menggantikan peralatan manual. Selain sistem kerjanya yang sama, peralatan otomatis dapat melakukan pekerjaannya sendiri tanpa harus dikendalikan oleh pengguna.

Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC yang didalamnya terdapat sebuah pprosesor dan flash memori yang dapat dibaca/tulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan menjadi murah karena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan kebutuhan.

Berbagai jenis teknologi telah banyak diciptakan oleh manusia untuk dapat mempermudah manusia dalam melakukan pekerjaannya. Sebagai salah satu teknologi yang berkembang ialah tekhnologi di bidang pengedap suara. Alat pengedap suara sangat banyak diperlukan dalam hal-hal tertentu. Contohnya, untuk mengukur koefisien serap suatu material dan banyak aplikasi lainnya.

Pada tugas akhir ini dirancang pengukur koefisien serap yang praktis dan mudah digunakan. Dengan pengaturan suara, dan menggunakan mikrokontroller ATMEGA 32 sebagai pusat kendalinya. Hasil alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon beberapa suara pada suatu ruangan yang dideteksi oleh sensor suara, mikrokontroller kemudian memproses suara tersebut dan memberikan output ke LCD (display).

(14)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut kedalam bentuk skripsi sebagai Tugas Akhir dengan judul “PERANCANGAN ALAT UJI BAHAN PENGEDAP SUARA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 32 . Adapun permasalahan yang ditemukan pada Tugas akhir ini yaitu bagaimana melakukan pengukuran pada sound sensor menjadi stabil.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang suatu alat pengedap suara yang praktis, murah dan fortable. 2. Menguji kemampuan alat dalam mendeteksi bahan untuk kedap suara. 3. Mengembangkan iptek di bidang penditeksi kedap suara.

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, kami membuat alat yang dapat mendeteksi gempa bumi dengan metode ayunan bandul dengan batasan-batasan sebagai berikut:

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis ATMEGA 32

2. Sensor yang digunakan untuk menghasilkan kedap suara adalah sound level sensor ( sensor suara berjenis mic condensor dengan transistor BC558B dan BC548B )

3. Pembahasan hanya meliputi pengujian beberapa bahan yaitu kaca, akrelit, papan dan besi dengan ketebalan 0,4mm.

(15)

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian rancangan alat ini adalah untuk mengetahui bahan jenis apa yang baik digunakan untuk pengedapan suara pada studio music,tempat karaokean dan lain-lain.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan seperti berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

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

BAB II. LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian, teori pendukung itu antara lain tentang sensor suara, serta mikrokontroller ATMEGA 32 dan komponen pendukung.

BAB III. RANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke mikrokontroller ATMEGA 32.

(16)

BAB IV. PENGUJIAN RANGKAIAN

Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan hasil pengujian dari masing-masing pada rangkaian serta diisikan program ke mikrokontroller ATMEGA 32 serta flowchart dan diagram bloknya.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan proyek ini serta saran, apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efesien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

(17)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Sound Level Sensor (Sensor Suara)

Sound Level Sensor adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser. Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang diterima oleh dielectric berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan perubahan nilai kapasitasnya.

Rangkaian Sound Level Sensor ( Sensor Suara ) terdiri dari beberapa komponen yaitu : 6 buah resistor ( 4K7, 100K, 220K, 100 dan 10K Ohm ), 4 buah kapasitor ( 470 dan 1 nF ), 3 buah transistor ( BC548B dan BC558B ), 1 buah diode 1N4148, 1 buah mic condenser dan 2 buah Trimpot ( 4K7 dan 50K ).

(18)

Adapun prinsip – prinsip agar kedapan suara menjadi maksimal, prinsip dasarnya disebut dengan prinsip insulin suara, agar mendapat kedap suara yang maksimal ialah:

 Prinsip 1: Massa

Prinsip massa ini berkaitan dengan perilaku suara sebagai gelombang. Apabila gelombang suara menumbuk suatu permukaan, maka dia akan menggetarkan permukaan ini. Semakin ringan permukaan, tentu saja semakin mudah digetarkan oleh gelombang suara dan sebaliknya, seperti halnya jika didorong troley kosong akan lebih ringan dibandingkan mendorong troley yang terisi penuh dengan batu bata. Tentu saja untuk membuat perubahan besar pada kinerja insulasi, perlu perubahan massa yang besar pula. Secara teoritis, dengan menggandakan massa dinding kita (tanpa rongga udara), akan meningkatkan kinerja insulasi sebesar 6 dB. Misalnya anda punya dinding drywall gypsum dengan single stud, maka setiap penambahan layer gypsum akan memberikan tambahan insulasi 4-5 dB.

 Prinsip 2: Dekopling Mekanik

Prinsip dekopling ini adalah prinsip yang paling umum dikenal dalam konsep insulasi. Sound clips, resilient channel, staggered stud, dan double stud adalah beberap contoh aplikasinya. Pada prinsipnya dekopling mekanik dilakukan untuk menghalangi suara merambat dalam dinding, atau menghalangi getaran merambat dari permukaan dinding ke permukaan yang lain. Energi suara/getaran akan “hilang” oleh material lain atau udara yang ada diantara 2 permukaan. Yang seringkali dilupakan, dekopling mekanik ini

(19)

merupakan fungsi dari frekuensi suara, karena pada saat kita membuat dekopling, kita menciptakan system resonansi., sehingga system dinding hanya akan bekerja jauh diatas frekuensi resonansi itu. Insulasi akan buruk kinerjanya pada frekuensi dibawah ½ oktaf frekuensi resonansi.

 Prinsip 3: Absorpsi atau penyerapan energi suara

Penggunaan bahan penyerap suara dengan cara disisipkan dalam system dinding insulasi akan meningkatkan kinerja insulasi, karena energi suara yang merambat melewati bahan penyerap akan diubah menjadi energi panas (utk menggetarkan partikel udara yang terperangkap dalam pori2 bahan penyerap. Bahan penyerap ini juga akan menurunkan frekuensi resonansi system partisi/dinding yang di dekopling. Dan dapat dipahami bahwa insulasi atau sound tidak ditentukan semata oleh bahan penyerap apa yang diisikan dalam dinding. Jika menggunakan dinding sandwich konvensional (kedua permukaan dihubungkan oleh stud dan anda isi celah diantaranya dengan bahan penyerap suara, suara akan tetap dapat lewat melalui stud tanpa harus melalui bahan penyerap suara.

 Prinsip 4: Resonansi

Prinsip ini bekerja bertentangan dengan prinsip 1, 2, dan 3, karena resonansi bersifat memudahkan terjadinya getaran. Bila getaran terjadi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi system dinding anda, maka energi suara akan dengan mudah menembus dinding anda (seberapa tebal dan beratpun dinding anda). Ada 2 cara untuk mengendalikan resonansi ini:

 Redam resonansinya, sehingga amplituda energi yang sampai sisi lain dinding akan sangat berkurang. Anda dapat menggunakan

(20)

visco-elastic damping compund, tapi jangan gunakan Mass Loaded Vinyl.

 Tekan frekuensi resonansi serendah mungkin dengan prinsip 1, 2 dan 3.

 Prinsip 5: Konduksi

Suara adalah gelombang mekanik, sehingga apabila dinding terhubung secara mekanik kedua sisinya, maka suara akan dengan mudah merambat dari satu sisi ke sisi lainnya. Untuk mengendalikannya tentu saja harus memotong hubungan mekanis antara sisi satu dengan sisi yang lain, misalnya dengan dilatasi antar sisi, menyisipkan bahan lain yang memiliki karakter isolasi lebih tinggi (beda Impedansi Akustik atau tahanan akustik), menggunakan studs dengan cara zigzag, dan lain-lin. Konduksi ini juga yang seringkali menyumbangkan problem flangking suara antar ruang. (Itu sebabnya pemberian dekopling / dilatasi pada lantai dan langit-langit juga penting.

2.2 Mikrokontroller ATMEGA 32

Mikrokontrol ATMEGA32 hanya memerlukan tambahan kapasitor, resistor dan kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor dan resistor dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini ATMEGA32 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 12 MHz dan kapasitor dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada

(21)

berbeda.Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya.Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Fungsi utama CPU Atmega32 adalah untuk memastikan pengeksekusian instruksi dilakukan dengan benar. Oleh karena itu CPU harus dapat mengakses memori, melakukan kalkulasi, mengontrol peripheral, dan menangani interupsi. Ada 32 buah General Purpose Register yang membantu ALU bekerja. Untuk operasi aritmatika dan logika, operand berasal dari dua buah general register dan hasil operasi ditulis kembali ke register. Status and Control berfungsi untuk menyimpan instruksi aritmatika yang baru saja dieksekusi. Informasi ini berguna untuk mengubah alur program saat mengeksekusi operasi kondisional. Instruksi di jemput dari flash memory.

(22)

Setiap byte flash memory pada Atmega32 memiliki alamat masing-masing. Alamat instruksi yang akan dieksekusi senantiasa disimpan Program Counter. Ketika terjadi interupsi atau pemanggilan rutin biasa, alamat di Program Counter disimpan terlebih dahulu di stack. Alamat interupsi atau rutin kemudian ditulis ke Program Counter, instruksi kemudian dijemput dan dieksekusi. Ketika CPU telah selesai mengeksekusi rutin interupsi atau rutin biasa, alamat yang ada di stack dibaca dan ditulis kembali ke Program Counter.CTC adalah salah satu mode Timer/Counter1, selain itu ada Normal mode, FastPWM mode, Phase Correct PWM mode.

Gambar 2.2 Fisik Mikrokontroller dengan menggunakan ATMEGA 32

2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega32

Pinout IC mikrokontroler ATMega32 yang berpackage DIP dapat dilihat di bawah ini.

(23)

Gambar 2.3 Pin ATMEGA 32

ATmega32 memiliki 40 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki Atmega32.

 Pin 1 sampai 8 ( Port B )

Merupakan port parallel 8 bit dua arah ( bidirectional ), yang dapat digunakan untuk general purpose dan special fiture

 Pin 9 ( Reset )

Jika terdapat minimum pulse pada saat active low

 Pin 10 ( VCC )

Merupakan supply tegangan digital yang dihubungkan ke VCC ( 2,7 – 5,5 Volt )

(24)

 Pin 11 dan 31GND

Dihubungkan ke Vss atau Ground

 Pin 12 ( XTAL 2 )

Adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. Sebuah osilator Kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan.

 Pin 13 ( XTAL 1 )

Adalah pin keluaran ke rangkaian osilator interna. Pin ini dipakai bila menggunakan osilator Kristal.

 Pin 14 sampai 21 ( Port D )

Adalah 8-bit dua arah ( bi-directional I/O ) port dengan internal pull-up

resistors, digunakan untuk general purpose dan special feature.

 Pin 22 sampai 29 ( Port C )

Adalah 8-bit dua arah ( bi-directional I/O ) port dengan internal pull-up

resistors, digunakan untuk general purpose dan special feature.

 Pin 30 ( Avcc )

Adalah Avcc pin penyuplai daya untuk port A dan A/D converter dan dihubungkan ke Vcc. Jika ADC digunakan maka pin ini dihubungkan ke Vcc.

 Pin 32 ( A REF )

Merupakan pin referensi untuk analog jika A/D converter digunakan.

2.3 LCD (liquid crystal Display)

LCD digunakan untuk menampilkan hasil pengolahan data pada mikrokontroler dalam bentuk tulisan. Pada alat ini, mode pemrograman LCD yang

(25)

digunakan adalah mode pemrograman 4 bit. Dengan demikian, pin data LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler hanya pin D4, D5, D6, dan D7. Sedangkan untuk jalur kontrolnya, pin LCD yang dihubungkan adalah pin RS dan E. LCD pada alat ini hanya digunakan sebagai penampil, sehingga pin R/W-nya dihubungkan ke ground.

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Pada LCD berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris. 2. Mempunyai 192 karakter tersimpan. 3. Terdapat karakter generator terprogram. 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit. 5. Dilengkapi dengan back light.

(26)

Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).

Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain:

1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd 2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V

3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras.

4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).

5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.

6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.

7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 – Pin 14).

(27)

8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD. Adapun gambar dari LCD 2x16 adalah sebagai berikut:

Gambar 3.6 Fisik LCD

2.4 Bahasa Pemrograman CodeVisionAVR

Bahasa yang digunakan dalam CodeVisionAVR adalah bahasa C, Bahasa pemrograman C merupakan salah satu bahasa pemrograman komputer. Dibuat pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi Unix di Bell Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam mengembangkan software aplikasi. C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis platform sistem operasi dan arsitektur komputer, bahkan terdapat beberepa compiler yang sangat populer telah tersedia.

2.5 Baterai

Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

(28)

2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai) 3. Pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Baterai yang digunakan pada mikrokontroller ini mempunyai tegangan listrik 8,4 volt, dan berbentuk kotak. Batrei ini dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder. Dan kedua-duanya bersifat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible

reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya

bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

Gambar 2.5 Fisik Baterai Krisbow

2.6 Frekuensi dalam Signal Generator

Frekuensi dalam signal generator menghasilkan suara. Suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang longitudinal yang merambat melalui

(29)

medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).

Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.

2.7 Program USB Downloader ISP

USB Downloader merupaan perangkat hardware / tools yang digunakan untuk mengisi firmware ke mikrokontroler AVR dan dapat dikatakan sebagai penghenal. AVR USB Downloader memiliki interface USB yang memudahkan programmer jika ingin memprogram mikrokontroler melalui Laptop. AVR USB Downloader dapat digunakan dengan aplikasi external downloader seperti AVRDude, Khazama, atupun yang lainnya. Internet Service Provider (ISP) atau Penyelenggara Jasa Internet (PJI) adalah sebuah perusahaan atau sebuah organisasi yang menyediakan jasa layanan koneksi akses internet untuk perseorangan, perkantoran, kampus, sekolah, dan lain - lain.

(30)

BAB 3

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok Sistem

Di bawah ini adalah digram blog sistem :

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Diagram blok diatas menggambarkan aliran proses dari input hingga output yaitu proses kerja sistem. Kerja sistem dimulai dari mengatur frekuensi dan amplitudo pada function generator dan menghubugkannya kespeaker, setelah diatur lalu function generator yang telah dihubungkan kespeaker dihidupkan dan speaker akan menghasilkan suara yang akan dibaca oleh sensor suara 1, dan sensor suara 2 akan membaca setelah suara yang dikeluarkan speaker diredamkan oleh sekat yang terbuat dari bahan kaca, kayu, plastik dan baja. Setelah frekuensi ( suara ) yang dikeluarkan oleh speaker dibaca oleh kedua sensor maka pembacaan dari sensor suara akan diproses dimikrokontroller dan ditampilkan pada LCD. Pada mikrokontroller digunakan 3 tombol pushbutton, tombol 1 berfungsi untuk

(31)

menampilkan fungsi intensitas ( menampilkan pembacaan nilai decibel ), tombol 2 berfungsi untuk menampilkan fungsi Voltage ( menampilkan pembacaan nilai tegangan ), tombol 3 berfungsi untuk pin reset ( mengembalikan ketampilan awal pada LCD ).

3.2 Sensor Suara (Sound Sensor)

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu merubah gelombang

Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik. Sensor suara ini ada 2,

yang mana memiliki fungsi yang sedikit berbeda, sensor yang partama terletak di ruang 1 untuk membaca langsung frekuensi dari speaker yang langsung diproses ke mikro dan ditampilkan di layar LCD, kemudian sensor yang kedua berada di ruangan ke 2 untuk membaca frekuensi yang telah terhalang oleh bahan yang diuji dan dapat di katakan bahwa sensor yang berada di ruangan 2 membaca frekuensi yang telah diredam oleh bahan, kemudian diproses di mikro dan ditampilkan di layar LCD.

3.2.1 Prinsip Kerja & Komponen Sensor Suara (Sound Sensor)

Prinsip kerja sensor suara yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaan nya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu:

1. Mic Kondenser

Adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.

(32)

2. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

3. Capasitor

Adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan.

4. Resistor

Adalah komponen elektronika yang memang didesain memiliki dua kutup yang nantinya dapat digunakan untuk menahan arus listrik apabila di aliri tegangan listrik di antara kedua kutub tersebut.

5. Trimpot

Adalah sebuah resistor variabel kecil yang biasanya digunakan pada rangkaian elektronika sebagai alat tuning atau bisa juga sebagai re-kalibrasi.

3.2.2 Rangkaian Sensor Suara (Sound Sensor)

Di bawah ini adalah gambar rangkaian analog sensor suara (sound sensor), rangkaian PCB analog sensor suara (sound sensor) dan gambar fisik sensor suara (sound sensor).

(33)

Gambar 3.2 Rangkaian analog sensor suara (sound sensor)

(34)

Gambar 3.4 Bentuk fisik sensor suara

3.2.3 Transistor BC558B dan BC548B

Transistor yang digunakan pada rangkaian ini ada 3 buah yang terdiri dari :

 Transistor pertama Q1 berfungsi sebagai penguat yang memberikan penguatan sebesar 25 x 28dB dalam rentang frekuensi 300 Hz -30 kHz, sehingga akan memberikan level sinyal output dalam kisaran 25-75 mV. Level sinyal dapat disesuaikan dengan RV1 (sensitivitas kontrol).

 Transistor kedua Q2 berfingsi sebagai signal rectifier. Untuk mendeteksi tingkat suara tertinggi diperlukan titik referensi, dan pada skematik hanya melihat di bagian “akan negative” pada gelombang.

(35)

Dengan memperkuat titik di mana gelombang suara mulai turun, dapat mengidentifikasi titik tertinggi dari level suara. Maka dari itu, transistor Q2 (PNP) “di-bias-kan” hingga kondisi Cut-Off dan hanya memperkuat sinyal “akan negatif”. Resultan dari sinyal “akan positif” pada kaki kolektor Q2 menyebabkan D1 aktif dan menyebabkan C4 terisi hingga puncak tegangan sinyal.

 Transistor ketiga Q3 berfungsi sebagai pengikut emitor (emitter-follower) dan buffer sinyal ( dan memberikan impedansi output yang rendah ). Rangkaian ini memberikan kenaikan tegangan output yang cepat dengan perubahan yang sangat lambat, sebanding dengan nilai C4. Pada dasarnya, nilai dari C4 mendefinisikan “waktu tunda” dari level output tertinggi hingga kembali ke 0. Waktu peluruhan dari sinyal output adalah sekitar 0,5 detik dengan nilai C4 seperti yang ditunjukkan. Jika kita mengganti nilai C4 dengan 2,2 uF, maka waktu peluruhannya adalah sekitar 2 detik.

3.3 Mikrokontoller

Mikrokontroller merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Acces

Memory), ROM (Read Only Memory), input dan output, timer/counter, serial com

port secara spesifik digunakan untuk aplikasi-aplikasi control dan buka aplikasi serbaguna. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus.

(36)

3.3.1 Prinsip Kerja & Komponen Mikrokontroller

Cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroller umumnya bekerja pada frekuensi 12MHz – 16MHz. Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. ROM (Read Only Memory) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Memori penyimpanan program dinamakan sebagai memory program. RAM (Random Acces Memory) isinya akan sirna jika IC kehilangan catu daya dan dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data. Komponen yang termasuk dalam mikrokontroller adalah:

1. Mikrokontoller ATMEGA32

Mikrokontroler ini memiliki clock dan kerjanya tinggi sampai 16 MHz, ukuran flash memorinya cukup besar, kapasistas SRAM sebesar 2 KiloByte, 32 buah port I/O yang sangat memadai untuk berinteraksi dengan LCD dan keypad.

2. Trimpot

Adalah sebuah resistor variabel kecil yang biasanya digunakan pada rangkaian elektronika sebagai alat tuning atau bisa juga sebagai re-kalibrasi.

3. LED

Light Emitting Diode adalah suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.

(37)

Adalah komponen elektronika yang memang didesain memiliki dua kutup yang nantinya dapat digunakan untuk menahan arus listrik apabila di aliri tegangan listrik di antara kedua kutub tersebut.

5. Dioda

Adalah komponen aktif yang memiliki dua kutub dan bersifat semikonduktor. Dioda juga bisa dialiri arus listrik ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya. Pada rangkaian mikrokontroller ini diode berfungsi sebagai pengaman jika terjadi short ( tegangan balik ). 6. IC Regulator 7805

IC Regulator tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan.

7. Crystal

Kristal lazimnya digunakan untuk rangkaian osilator yang menuntut stabilitas frekuensi.

8. Capasitor

Adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan.

9. LCD

suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.

10.Push bottom

(38)

3.3.2 Rangkaian Sytem Minimum Mikrokontroller

Di bawah ini adalah gambar rangkaian analog mikrokontroller, rangkaian PCB analog mikrokontroller dan bentuk fisik mikrokontroller.

Gambar 3.5 Rangkaian analog Mikrokontroller

(39)

Gambar 3.7 Bentuk fisik dari mikrokontroller

3.3.3 Rangkaian Keseluruhan Alat

dibawah ini adalah gambar keseluruhan rangkaian alat :

(40)

3.3.4 Regulator pada IC LM7805

IC Regulator tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. IC regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yakni regulator tegangan tetap (3 kaki) dan regulator tegangan yang dapat diatur (3 kaki dan banyak kaki). Kaki di sini menyatakan terminal IC. IC regulator tegangan tetap (3 kaki) yang sekarang ini populer adalah seri 78 untuk tegangan positif dan seri 79 untuk tegangan negatif. Regulator seri 78 tersedia dalam beberapa variasi tegangan keluaran mulai dari 5 volt sampai 24 volt, seperti 7805, 7806 ,7808, 7810, 7815, 7818, dan 7824. Besarnya tegangan keluaran IC seri 78 atau 79 ini dinyatakan dengan dua angka terakhir dari serinya. Contoh IC 7805 adalah regulator tegangan positif dengan tegangan keluaran 5 Volt. IC 7915 adalah regulator tegangan negative dengan tegangan -15 Volt.

 Cara kerja rangkaian

Tegangan AC 220 V/ 240V dari PLN diturunkan tegangannya oleh Transformator (fungsi trafo adlah menaikkan dan menurunkan tegangan). Pada rangkaian diatas tegangan diturunkan menjadi 12 Volt AC. Tegangn 12V AC ini kemudian disearahkan(diubah menjadi tegangan DC) dengan 4 buah Dioda (Rangkaian Dioda Bridge) 1N4001 menjadi tegangan searah 12 Volt s/d 16 Volt.

Tegangan DC yang dihasilkan belum benar-benar DC (maksudnya masih terdapat ripple AC dengan frekwensi sesuai input dari PLN (sekitar 50-60 Hz). Maka digunakanlah 2 buah kondensator yang berfungsi memfilter dan memperkecil ripple AC sehingga makin mendekati grafik tegangan DC. Kondensator yang digunakan bernilai 4700uF dan 100nF.

(41)

Untuk merubah tegangan menjadi 5V diperlukan IC regulator 7805 yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan output menjasi 5 Volt DC. Ripple AC yang masih ada di filter kembali melalui dua Condensator 100nF dan 1uF. Jadi dari tegangan AC 220V/240V dari PLN bisa diubah menjadi tegangan DC 5V oleh rangkaian ini.

3.4 LCD (liquid crystal Display)

LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut.

Modul prosesor M1632 pada LCD tersebut memiliki memori tersendiri yaitu: CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory),dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).

Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632

(42)

DBO-DB adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.

 RS

RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.

 R/W

RW adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan

 Enable (E)

Enable (E) berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data high (1) untuk mode write.

3.4.1 Penulisan Data Register Perintah LCD M1632

Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika

(43)

1 pada E Clock. Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi.

3.4.2 Pembacaan Data Register Perintah LCD M1632

Proses pembacaan data pada register perintah biasa digunakan untuk melihat status busy dari LCD atau membaca Address Counter. RS diatur pada logika 0 untuk akses ke Register Perintah, R/W diatur pada logika 1 yang menunjukkan proses pembacaan data. 4 bit nibble tinggi dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock dan kemudian 4 bit nibble rendah dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock. Untuk Mode 8 bit interface, pembacaan 8 bit (nibble tinggi dan rendah) dilakukan sekaligus dengan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

(44)

3.5 CodeVisionAVR

CodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler yang sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah di sediakan oleh program tersebut. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C.

CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler yang akan kita gunakan.

3.6 Miniatur Ruangan Vacum

Miniatur ruangan vacum terbuat dari papan, yang telah didempul dengan ketebalan kurang lebih 2,5cm. miniatur ini memiliki panjang 30cm tinggi 15cm dan lebar 15cm. Dimana miniatur ruangan ini akan di bagi menjadi 2 bagian yaitu ruangan yang pertama untuk frekuensi langsung dari speaker. Dan ruangan yang kedua untuk membaca frekuensi yang terhalang oleh bahan yang telah diuji.dapat dikatakan ruangan yang ke dua untuk tempat peredm suara. Kemudian ruangan tersebut didalamnya dibalut karpet. Material yang akan diuji yaitu: Metal, Besi, Kaca, Seng dan Papan dengan ketebalan yang sama yaitu 0,4mm.

(45)

ruang sensor 1 dudukan speaker

sekat / pembatas

ruang sensor 2

dudukan mikrokontroller

Gambar 3.10 Sketsa ruang vacum

Gambar 3.11 ruang vakum tampak atas

3.7 Signal Generator

Function Generator adalah piranti pembangkit sinyal, dimana sinyal yang dihasilkannya dapat berupa sinyal berbentuk sinusoida, segitiga ataupun square

(46)

yang dapat diatur frekuensinya. Function generator ini bisa menghasilkan sinyal dalam bentuk sinus, segitiga dan kotak dengan tegangan puncak ke puncak mulai dari 0 s/d 20 Vpp. Frekuensinya bisa diatur mulai dari 0 s/d 22 KHz.

3.7.1 Prinsip Kerja & Komponen Signal Generator

Prinsip kerja Frekuensi pembawa dibangkitkan oleh sebuah osilator LC yang sangat stabil, menghasilkan sebuah bentuk gelombang sinus yang baik dan tidak memiliki dengung yang cukup besar atau modulasi derau. Frekuensi osilasi dipilih melalui sebuah pengontrol rangkuman frekuensi dan sebuah cakera penyetel nonius ( vernier ). Rangkaian LC dirancang agar memberikan suatu keluaran yang tetap konstan sepanjang setiap rangkuman frekuensi.

3.8 Speaker

Speaker atau pengeras suara adalah sebuah transduser yang mengubah sinyal listrik menjadi frekuensi audio (suara) melalui komponen-komponen yang terpasang di dalamnya seperti lilitan, magnet, dan membran. Getaran membran inilah yang nantinya kan menghasilkan suara. Speaker Tweeter adalah speaker yang biasanya berukuran kecil 0,5 inci, paling besarpun berukuran 4 inci, tergantung merk dan kemampuan cakupan frekuensinya. Fungsi tweeter adalah untuk mereproduksi frekuensi tinggi yang cakupannya pada rentang 3500 Hz hingga 20 Khz. Contoh suara frekuensi tinggi ini antara lain adalah seperti suara vokal, cymbal drum dan suara dentingan alat musik lainnya. Tweeter pun juga ada yang dikenal dengan sebutan super tweeter / ribbon tweeter. Jenis ini memiliki

(47)

bentuk yang berbeda dari tweeter biasa, biasanya persegi panjang dibentuk plat tipis dan mampu menghasilkan suara high frekuensi yang tidak dapat dijangkau oleh tweeter biasa, yaitu pada rentang 5 – 23 Khz.

Gambar 3.12 Fisik speaker

3.8.1 Cara Kerja Speaker

Cara kerjanya membuat suara pada dasarnya prinsip kerja speaker adalah kebalikan dir mikrofon. Speaker sebagai perangkat output yang merubah sinyal elektrik menjadi suara melalui getaran membran sedangkan microfon sebagai perangkat input yang merubah suara menjadi sinyal elektrik.

 Diafragma (membrane)

Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone fleksibel (diafragma) secara cepat. Getaran tersebut adalah hasil induksi magnet yang mengalir melalui lilitan. Cone biasanya terbuat dari kertas yang terhubung pada ujung suspension (surround). Surround sendiri merupakan material fleksibel yang menggerakkan cone yang terletak pada bingkai logam (basket).

(48)

Elektromagnet diposisikan pada bidang magnet yang konstan yang terbuat dari magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil (lilitan) dan magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut menggetarkan udara di depan speaker dan membentuk gelombang suara.

3.9 Baterai KRISBOW Alkaline Battery 250mAh-8,4V

(irreversible reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi

(49)

BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM

4.1 Pengujian Sensor Suara (Sound Sensor)

Pengujian rangkaian ini dengan diberi besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun (merubah besaran suara menjadi besaran listrik). Dan sebelumnya rangkaian ini diprogram lebih dulu dengan program downloader sebagai pengenalnya.

4.2 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroller Atmega 32

Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega 32.

4.2.1 Program Intensitas dan Voltage Mikrokontroller Atmega 32 /***************************************************** This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.05.0 Professional Automatic Program Generator

(50)

Project : Version :

Date : 7/1/2014 Author : NeVaDa Company : Comments:

Chip type : ATmega32 Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 12.000000 MHz Memory model : Small

External RAM size : 0 Data Stack size : 512

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

#include <mega32.h> #include <stdio.h> #include <delay.h>

// Alphanumeric LCD Module functions #include <alcd.h>

(51)

#define ADC_VREF_TYPE 0x60

// Read the 8 most significant bits // of the AD conversion result

unsigned char 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 ADCH; }

// Declare your global variables here unsigned int sensor1,sensor2,sens1,sens2,i; char buff[16];

char buff_1[16]; char buffer[16]; char buffer_1[16]; void voltage() {

(52)

sens1=read_adc(0)*0.26756484; sens2=read_adc(1)*0.26756484;

sprintf(buffer,"Sensor1= %d mV",sens1); sprintf(buffer_1,"Sensor2= %d mV",sens2); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(buffer);

lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(buffer_1); delay_ms(500);

lcd_clear(); }

void intensitas() {

sensor1=read_adc(0);

if(sensor1>=0&&sensor1<=16) {

sensor1=55;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=16&&sensor1<=32) {

sensor1=56;

(53)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=32&&sensor1<=64) {

sensor1=57;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=64&&sensor1<=96) {

sensor1=58;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=96&&sensor1<=128) {

sensor1=59;

(54)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=128&&sensor1<=160) {

sensor1=60;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=160&&sensor1<=192) {

sensor1=61;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=192&&sensor1<=224) {

sensor1=62;

(55)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=224&&sensor1<=256) {

sensor1=63;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=256&&sensor1<=288) {

sensor1=64;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=288&&sensor1<=320) {

sensor1=65;

(56)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=320&&sensor1<=352) {

sensor1=66;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=352&&sensor1<=384) {

sensor1=67;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=384&&sensor1<=416) {

sensor1=68;

(57)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=416&&sensor1<=448) {

sensor1=69;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=448&&sensor1<=470) {

sensor1=70;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=470&&sensor1<=492) {

sensor1=71;

(58)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=492&&sensor1<=524) {

sensor1=72;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=524&&sensor1<=556) {

sensor1=73;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=556&&sensor1<=588) {

sensor1=74;

(59)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=588&&sensor1<=620) {

sensor1=75;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=620&&sensor1<=652) {

sensor1=76;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=652&&sensor1<=684) {

sensor1=77;

(60)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=684&&sensor1<=716) {

sensor1=78;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=716&&sensor1<=748) {

sensor1=79;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=748&&sensor1<=780) {

sensor1=80;

(61)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=780&&sensor1<=810) {

sensor1=81;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=810&&sensor1<=842) {

sensor1=82;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=842&&sensor1<=876) {

sensor1=83;

(62)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=876&&sensor1<=908) {

sensor1=84;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=908&&sensor1<=940) {

sensor1=85;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=940&&sensor1<=952) {

sensor1=86;

(63)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=952&&sensor1<=972) {

sensor1=87;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=972&&sensor1<=992) {

sensor1=88;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=992&&sensor1<=1002) {

sensor1=89;

(64)

{

sensor1=sensor1+i; }

}

else if(sensor1>=1002) {

sensor1=90;

for(i=0;sensor1<=15;sensor1++) {

sensor1=sensor1+i; }

}

sensor2=read_adc(1); // Sensor 2 baca adc if(sensor2>=0&&sensor2<=16)

{

sensor2=55;