Aplikasi Sensor Lm35 Sebagai Thermometer Digital Dengan Output Suara

TUGAS AKHIR

YUSUF DOMINGGO MANURUNG 122408050

-

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai ahli madya

YUSUF DOMINGGO MANURUNG 122408050

PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2015

i

Judul : APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama / Nim : YUSUF DOMINGGO MANURUNG/122408050 Program Studi : FISIKA D-III

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 27 Juli 2015

Diketahui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Program Studi, Pembimbing,

Dr. Susilawati, M.Si Drs. Takdir Tamba, M.Eng. NIP 197412072000122001 NIP : 196006031986011002

ii

APLIKASI SENSOR LM35 SEBAGAI THERMOMETER DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA

TUGAS AKHIR

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

Medan, Juli 2015

YUSUF DOMINGGO M

iii

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini

berjudul “PERANCANGAN ALAT THERMOMETER BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA32 DENGAN OUTPUT SUARA”, meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya Tugas Akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc , selaku pembimbing, Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku ketua jurusan D-3 Fisika, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku dekan FMIPA USU. Seluruh dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih kepada Ayahanda dan Ibunda yang telah memberikan didikan terbaik bagi penulis serta abang dan kakak saya yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Rekan-rekan di D-3 Fisika 2012, terimakasih atas kerja sama selama perkuliahan. Proyek ini penulis dedikasikan untuk mereka sebagai ungkapan penghargaan atas keikhlasan, kesabaran, dan kasih sayang yang tak terhingga. Hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat membalas semua jasa dan kebaikan yang penulis terima dari berbagai pihak yang Telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca.

Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

iv ABSTRAK

Tujuan pembuatan proyek ini yang adalah merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler Atmega32, agar sensor serta lcd (display) dan speaker dapat bekerja secara otomatis pada saat sensor mendeteksi suhu. Metode yang digunakan dalam proyek ini adalah rancang bangun teknologi dengan tahapan sebagai berikut; (1) Perancangan sistem meliputi sistem minimum mikrokontroler Atmega32sebagai kendali utama. Masukan atau input berupa sensor LM35 dan keluaran atau output berupa suara (speaker),dan tampilan lcd. (2) Identifikasi Kebutuhan alat meliputi Atmega32, Sensor LM35, Power supply(Adaptor), LCD, speaker. (3) Perancangan perangkat keras meliputi sensor LM35, sistem minimum mikrokontroller, kendali suara, penampil LCD, catu daya. (4) Perancangan perangkat lunak (Software). (5) Pembuatan Sistem Mekanis. Bahan dalam pembuatan sistem mekanis ini dibuat dari bahan akrilik karena selain kuat, harganya juga lebih murah. (6) Pengujian. Tahap pengujian keseluruhan rangkaian “Thermometer Digital Dengan Output Suara” ini dilakukan dengan cara pengecekan jalur-jalur pada papan PCB (Printed Circuit Board) dan pengecekan keluaran tegangan pada tiap-tiap rangkaian menggunakan multimeter. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat thermometer digital dengan output suara berbasis mikrokontroler ATmega32.

v

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Daftar isi v

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1

1.2. Tujuan Penelitian 2

1.3. Perumusan Masalah 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat Penelitian 2

1.6. Sistematika Penelitian 3

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Sensor suhu LM35 4

2.1.1. Struktur Sensor LM35 5

2.1.2. Karakteristik LM35 7

2.1.3. Prinsip Kerja LM35 10

2.1.4. Kelebihan dan kelemahan LM35 11

2.2. LCD (Liquid Crystal Display) 11

2.2.1. Konfigurasi pin LCD 14

2.3. Mikrokontroler ATmega32 14

2.4. Bahasa Pemograman C 22

2.4.1. Struktur Bahasa C 24

2.4.2. Pengenal 24

2.4.3. Tipe Data 25

2.4.4. Konstanta dan Variabel 27

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

3.1.1. Fungsi Tiap Blok 29

3.1.2. Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan Output Suara 30

3.2. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 31

3.3. Rangkaian Power Supply 32

3.4. Rangkaian Sensor LM35 33

3.5. Perancangan Rangkaian LCD 35

3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020 36

3.7. Flowchart System 38

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 39

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply 40

4.3. Pengujian Sensor LM35 40

4.4. Interfacing LCD 2x16 43

vi BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 47

5.2. Saran 48

Daftar Pustaka

vii

Tabel 2.1.Konfigurasi Pin LCD 14

Tabel 2.2. Koneksi Pin Paralel dan ATMega32 17

Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port A 19

Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port B 20

Tabel 2.5. Fungsi Khusus Port C 21

Tabel 2.6. Fungsi Khusus Port D 22

Tabel 2.7. Tipe Data 27

viii

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35 5

Gambar 2.2. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu 6

Gambar 2.3. Kaki-Kaki LM35 7

Gambar 2.4. Grafik Akurasi LM35 Terhadap Suhu 8

Gambar 2.5. Rangkaian Sensor LM35 9

Gambar 2.6. LCD 16 x 2 12

Gambar 2.7. Susunan Pin Atmega32 16

Gambar 2.8. Arsitektur Mikrokontroler Atmega32 16

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian 28

Gambar 3.2. Gambar Rangkaian Lengkap thermometer digital dengan output

suara 30

Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 31

Gambar 3.4. Rangkaian Power Supply (PSA) 32

Gambar 3.5. Rangkaian Sensor LM35 34

Gambar 3.6. Rangkaian LCD 35

Gambar 3.7. Rangkaian Modul Suara WTV 020 36

Gambar 3.8. Flowchart 38

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler 39

Gambar 4.2. Sensor LM35 40

iv ABSTRAK

Tujuan pembuatan proyek ini yang adalah merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler Atmega32, agar sensor serta lcd (display) dan speaker dapat bekerja secara otomatis pada saat sensor mendeteksi suhu. Metode yang digunakan dalam proyek ini adalah rancang bangun teknologi dengan tahapan sebagai berikut; (1) Perancangan sistem meliputi sistem minimum mikrokontroler Atmega32sebagai kendali utama. Masukan atau input berupa sensor LM35 dan keluaran atau output berupa suara (speaker),dan tampilan lcd. (2) Identifikasi Kebutuhan alat meliputi Atmega32, Sensor LM35, Power supply(Adaptor), LCD, speaker. (3) Perancangan perangkat keras meliputi sensor LM35, sistem minimum mikrokontroller, kendali suara, penampil LCD, catu daya. (4) Perancangan perangkat lunak (Software). (5) Pembuatan Sistem Mekanis. Bahan dalam pembuatan sistem mekanis ini dibuat dari bahan akrilik karena selain kuat, harganya juga lebih murah. (6) Pengujian. Tahap pengujian keseluruhan rangkaian “Thermometer Digital Dengan Output Suara” ini dilakukan dengan cara pengecekan jalur-jalur pada papan PCB (Printed Circuit Board) dan pengecekan keluaran tegangan pada tiap-tiap rangkaian menggunakan multimeter. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat thermometer digital dengan output suara berbasis mikrokontroler ATmega32.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi memberikan manfaat bagi kehidupan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Dengan kemajuan teknologi, banyak peralatan manual mempunyai kekurangan dalam hal kecepatan, ketepatan, dan ketelitian, sehingga peralatan manual tidak dapat diandalkan lagi dan mulai dialihkan menjadi peralatan yang lebih praktis, otomatis, dan efisien dalam penggunaannya. Penggunaan thermometer sebagai pengukur suhu sudah sangat lazim ditemui. Saat ini thermometer telah banyak digunakan oleh masyarakat, umumnya thermometer yang digunakan adalah thermometer manual (yang menggunakan air raksa), selain itu pada dasarnya thermometer tersebut dirancang untuk orang yang memiliki kondisi fisik yang normal terutama dalam kemampuan melihat. Secara umum thermometer dengan output suara ini menggunakan sensor LM35 memiliki tingkat akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

Berkaitan dengan masalah tersebut, proyek ini menjelaskan tentang perancangan alat thermometer berbasis Mikrokontroller ATMega32 dengan output suara yang dapat digunakan untuk mereka yang mengalami keterbatasan dalam melihat.

1.2. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan pembuatan Tugas Akhir ini adalah:

1. Membuat thermometer digital dengan output suara

2. Mengetahui cara kerja dari rangkaian thermometer digital yang akan dibuat

3. Menganalisis performansi alat berdasarkan parameter rangkaian

1.3. Perumusan Masalah

Adapun permasalahan dalam proyek ini adalah bagaimana membuat sebuah alat yang memanfaatkan LM35 sebagai sensor yang dapat mendeteksi suhu ruangan dengan rangkaian modul suara wtv 020 sebagai output suaranya.

1.4. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam proyek ini adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan Mikrocontroler ATMega32 sebagai pusat pengolah data yang mana mikrokontroler ini sudah sangat umum digunakan .

2. Suara yang dihasilkan akan berulang setiap 10 detik sesuai dengan suhu. 3. Output dalam bilangan bulat (tanpa koma)

4. Range pengukurannya 20 º C – 70 º C. 1.5. Manfaat Penelitian

1.6. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, maka penulis membuat sistematika penulisan laporan ini sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Meliputi latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Dalam bab ini akan dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja rangkaian.

BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Meliputi tentang perancangan rangkaian dan program yang digunakan.

BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA

Meliputi pengujian alat dan analisanya.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Mengenai kesimpulan yang didapat setelah membuat proyek ini dan saran yang diberikan demi pengembangan proyek ini di masa mendatang.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. SENSOR SUHU LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

2.1.1. Struktur Sensor LM35

Gambar 2.1. Sensor Suhu LM35

Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai

dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

Gambar 2.2. Skematik rangkaian dasar sensor suhu

Gambar diatas kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sedeCrhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan), maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat

kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perberubah-ubahan, maka alat ukur yang demikian ini tidak dapat digunakan.

2.1.2. Karakteristik Sensor LM35.

Gambar 2.3. kaki-kaki LM35

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. 4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 2.4. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

Gambar 2.5. Rangkaian Sensor LM35

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 µ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah : • Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

• Lineritas +10 mV/ º C.

• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang. • Range +2 º C – 150 º C.

• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V. • Arus yang mengalir kurang dari 60 µA

2.1.3. Prinsip Kerja Sensor LM35

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin

untuk ditanahkan.

Maka dapat disimpulkan prinsip kerja sensor LM35 sebagai berikut: • Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap

suhu

• Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.

Vout=10 mV/oC

Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10mV

2.1.4. Kelebihan dan Kelemahan Sensors LM35

• Kelebihan:

a. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150 oC b. Low self-heating, sebesar 0.08 oC

c. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V d. Rangkaian tidak rumit

e. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

• Kekurangan:

Membutuhkan sumber tegangan untuk beroperasi

2.2. LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD ( Liquid Crystal Dispalay ) sering diartikan dalam bahasa indonesia sebagai tampilan kristal cair merupakan suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.

LCD dapat menampilkan karakter ASCI sehingga kita bisa menampilkan campuran huruf dan angka sekaligus berwarna ataupun tidak berwarna, hal ini disebabkan karena terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya didalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih dibagian

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.

Dalam menampilkan karakter untuk membantu menginformasikan proses dan control yang terjadi dalam suatu program robot kita sering menggunakan LCD. Ada beberapa jenis LCD perbedaannya hanya terletak pada alamat menaruh karakternya. Salah satu LCD yang sering dipergunakan adalah LCD 16x2 artinya LCD tersebut terdiri dari 16 kolom dan 2 baris. LCD ini sering digunakan karena harganya yang relatif murah dan pemakaian nya yang mudah. LCD yang kita gunakan masih membutuhkan agar dapat dikoneksikan dengan system minimum dalam suatu mikrokontroler. Driver tersebut berisi rangkaian pengaman, pengatur tingkat kecerahan backligt maupun data serta untuk mempermudah pemasangan di mikrokontroler (portable-red).

Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. 2. Setiap terdiri dari 5 x 7 dot-matrix cursor.

3. Terdapat 192 macam karakter.

4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM ( maksimal 80 karakter ).

5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit. 6. Dibangun oleh osilator lokal.

7. Satu sumber tegangan 5 Volt.

8. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. 9. Bekerja pada suhu 0oC sampai 550C.

2.2.1. Konfigurasi Pin LCD

Tabel 2.1. Konfigurasi Pin LCD

No Simbol Level Fungsi

1 Vss - 0 Volt

2 Vcc - 5+10% Volt

3 Vee - Penggerak LCD

4 RS H/L H=Memasukkan Data,L=Memasukkan Ins

5 R/W H/L H=Baca, L=Tulis

6 E Enable Signal

7 DB0 H/L

Data Bus

8 DB1 H/L

9 DB2 H/L

10 DB3 H/L

11 DB4 H/L

12 DB5 H/L

13 DB6 H/L

14 DB7 H/L

15 V+BL

Kecerahan LCC

16 V-BL

2.3. Mikrokontroler ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 adalah mikrokontroler 8-bit keluaran Atmel dari keluarga AVR. Pihak Atmel menyatakan bahwa AVR bukanlah sebuah akronim atau singkatan dari suatu kalimat tertentu, perancang arsitektur AVR, Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan tidak memberikan jawaban yang pasti tentang singkatan AVR ini (http://en.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR). Mikrokontroler ini dirancang berdasarkan arsitektur AVR RISC (Reduced Instruction Set Computer)

yang mengeksekusi satu instruksi dalam satu siklus clock sehingga dapat mencapai eksekusi instruksi sebesar 1 MIPS (Million Instruction Per Second) setiap 1 MHZ frekuensi clock yang digunakan mikrokontroler tersebut. Frekuensi clock yang digunakan dapat diatur melalui fuse bits dan kristal yang digunakan. Jika kristal yang digunakan sebesar 16 MHZ sehingga frekuensi clock-nya sebesar 16 MHZ maka eksekusi instruksinya mencapai 16 MIPS (Atmel, 2009).

ATmega32 memiliki fitur utama antara lain: 16K x 16 byte In-System Programmable Flash Program memory dari alamat 0000H sampai 3FFFH. Flash memory ini terbagi menjadi dua bagian yaitu application flash section dan boot flash section. Data memori sebesar 2144 byte yang terbagi atas 32 general purpose register, 64 I/O register, dan 2KB internal SRAM (Static Random Access Memory), 1 KB EEPROM (Electrically Eraseable Read Only Memory), 32 I/O pin, tiga unit timer/counter, internal dan eksternal interrupt, USART (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver Transceiver), TWI (Two-wire Serial Interface), 10-bit ADC (Analog to Digital Converter) delapan saluran, SPI (Serial Programmable Interface), watchdog timer, dan internal clock generator. Seperti telah disebutkan di atas, ATmega32 memiliki 32 general purpose register, dan register ini terhubung langsung dengan dengan ALU (Arithmatic Logic Unit) sehingga dua register dapat sekaligus diakses dalam satu instruksi yang dieksekusi tiap clock-nya. Sehingga arsitektur seperti ini lebih efisien dalam eksekusi kode program dan dapat mencapai eksekusi sepuluh kali lebih cepat dibandingkan mikrokontroler CISC (Complete Instruction Set Computer) (Atmel, 2009). Gambar 2.1, 2.2, dan 2.3 masing-masing menunjukkan desain memori, susunan pin, dan arsitektur mikrokontroler ATmega32.

Gambar 2.7. Susunan Pin Atmega32

ATmega32 memiliki clock generator internal sehingga mikrokontroler ini dapat bekerja langsung tanpa menggunakan clock eksternal. Sinyal clock internal yang dibangkitkan sebesar 1 MHZ. Jadi, cukup dengan menghubungkan Vcc dan Gnd dengan tegangan 5V DC mikrokontroler ini dapat bekerja.

Untuk membuat program untuk ATmega32 dapat digunakan WinAVR atau AVR Studio yang dapat diperoleh secara gratis (freeware). Namun dalam pembahasan, ini software yang digunakan adalah WinAVR. Program dibuat dalam bahasa C dan menambahkan file header untuk ATmega32 yang berisi register-register pada ATmega32. Setelah program di-compile akan menghasilkan file dengan tipe Intel hex (.hex). File inilah yang nantinya akan di-programkan ke ATmega32 melalui interface bsd programmer (Brian Dean's Programmer) yang terhubung ke komputer melalui port paralel. Koneksi antara ATmega32 dan port paralel untuk bsd programmer diberikan oleh tabel berikut ini

Tabel 2.2 Koneksi Pin Port Paralel dan ATmega32

Port paralel ATmega32

No pin Nama pin No pin Nama pin

7 D5 9 Reset

8 D6 8 SCK

9 D7 6 MOSI

10 S6 7 MISO

Secara fungsional konfigurasi pin ATMega32 adalah sebagai berikut: a. VCC

- Tegangan sumber b. GND (Ground)

- Ground

c. Port A (PA7 – PA0)

Port A adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin memilki internal pull-up resistor. Output buffer port A dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port A digunakan sebagai input dan di pull-up secara langsung, maka port A akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin dari port A memiliki fungsi khusus yaitu dapat berfungsi sebagai channel ADC (Analog to Digital Converter) sebesar 10 bit. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port A dapat ditabelkan seperti yang tertera pada tabel 2.1

Tabel 2.3 Fungsi khusus port A

Port Alternate Function

PA7 ADC7 (ADC input channel 7) PA6 ADC6 (ADC input channel 6) PA5 ADC5 (ADC input channel 5) PA4 ADC4 (ADC input channel 4) PA3 ADC3 (ADC input channel 3) PA2 ADC2 (ADC input channel 2) PA1 ADC1 (ADC input channel 1) PA0 ADC0 (ADC input channel 0)

d. Port B (PB7 – PB0)

Port B adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin mengandung internal pull-up resistor. Output buffer port B dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port B digunakan sebagai input dan di pull-down secara external, port B akan mengalirkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan.

Pin-pin port B memiliki fungsi-fungsi khusus, diantaranya : 1. SCK port B, bit 7

Input pin clock untuk up/downloading memory. 2. MISO port B, bit 6

3. MOSI port B, bit 5

Pin input data untuk downloading memory.

Fungsi-fungsi khusus pin-pin port B dapat ditabelkan seperti yang tertera pada tabel dibawah ini

Tabel 2.4 Fungsi khusus port B

Port Alternate Function

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB6 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB5 SS (SPI Slave Select Input)

PB3

AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OCO (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB2

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

PB1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB0

T0 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output)

e. Port C (PC7 – PC0)

Port C adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port C dapat

mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port C digunakan sebagai input dan di pull-down secara langsung, maka port C akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port C dapat ditabelkan seperti yang tertera pada tabel 2.3

Tabel 2.5 Fungsi khusus port C

Port Alternate Function

PC7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2) PC6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1) PC6 TD1 (JTAG Test Data In) PC5 TD0 (JTAG Test Data Out) PC3 TMS (JTAG Test Mode Select) PC2 TCK (JTAG Test Clock)

PC1 SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line) PC0 SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

f. Port D (PD7 – PD0)

Port D adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port D dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port D digunakan sebagai input dan di pull-down secara langsung, maka port D akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port D dapat ditabelkan seperti yang tertera pada tabel dibawah ini

Tabel 2.6 Fungsi khusus port D

Port Alternate Function

PD7

OC2 (Timer / Counter2 Output Compare Match Output)

PD6 ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD6

OCIB (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

PD5 TD0 (JTAG Test Data Out) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input) PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin)

2.4 Bahasa Pemograman C

Bahasa C dikembangkan pada Lab Bell pada tahun 1978, oleh Dennis Ritchi dan Brian W. Kernighan. Pada tahun 1983 dibuat standar C yaitu stnadar ANSI ( American National Standards Institute ), yang digunakan sebagai referensi dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini termasuk Turbo C.

Dalam beberapa literature, bahasa C digolongkan bahasa level menenganh karena bahasa C mengkombinasikan elemen bahasa tinggi dan elemen bahasa rendah. Kemudahan dalam level rendah merupakan tujuan diwujudkanya bahasa C. pada tahun 1985 lahirlah pengembangan ANSI C yang dikenal dengan C++

(diciptakan oleh Bjarne Struostrup dari AT % TLab). Bahasa C++ adalah pengembangan dari bahasa C. bahasa C++ mendukung konsep pemrograman berorientasu objek dan pemrograman berbasis windows.

Sampai sekarang bahasa C++ terus brkembang dan hasil perkembangannya muncul bahasa baru pada tahun 1995 (merupakan keluarga C dan C++ yang dinamakan java). Istilah prosedur dan fungsi dianggap sama dan disebut dengan fungsi saja. Hal ini karena di C++ sebuah prosedur pada dasanya adalah sebuah fungsi yang tidak memiliki tipe data kembalian (void). Hingga kini bahasa ni masih popular dan penggunaannya tersebar di berbagai platform dari windows samapi linux dan dari PC hingga main frame.

Ada pun kekurangan dan Kelebihan Bahasa C sebagai berikut : • Kelebihan Bahasa C:

· Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.

· Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.

· Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci.

· Proses executable program bahasa C lebih cepat · Dukungan pustaka yang banyak.

· C adalah bahasa yang terstruktur

· Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah

penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. Melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin

dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.

• Kekurangan Bahasa C:

· Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai.

· Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.

2.4.1 Struktur Bahasa C

a. Program bahasa C tersusun atas sejumlah blok fungsi.

b. Setiap fungsi terdiri dari satu atau beberapa pernyataan untuk melakukan suatu proses tertentu.

c. Tidak ada perbedaan antara prosedur dan fungsi.

d. Sstiap program bahasa C mempunyai suatu fungsi dengan nama “main” (Program Utama).

e. Fungsi bisa diletakkan diatas atau dibawah fungsin “main”. f. Setiap statemen diakhiri dengan semicolon (titik koma).

2.4.2 Pengenal

Pengenal (identifier) merupakan sebuah nama yang didefenisikan oleh pemrograman untuk menunjukkan indetitas dari sebuah konstanta, variable, fungsi, label atau tipe data khusus. Pemberian nama sebuah pengenal dapat ditentukan bebas sesuai keinginan pemrogram tetapi harus memenuhi atura berikut :

• Karakter pertama tidak boleh menggunakan angka

• Karakter kedua dapat berupa huruf, angka, atau garis bawah. • Tidak boleh menggunakan spasi.

• Bersifat Case Sensitive, yaitu huru capital dan huruf kecil dianggap

berbeda.

• Tidak boleh mengunakan kata – kata yang merupakan sitaks maupun

operator dalam pemrograman C, misalnya : Void, short, const, if, static, bit, long, case, do, switch dll.

2.4.3 Tipe Data

Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan dalampembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut

Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C : 1. Tipe Data Karakter

Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah -127 - 127. Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0 - 255. Pada dasarnya setiap

karakter memiliki nilai ASCII, nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe data karakter ini.

2. Tipe Data Bilangan Bulat

Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam-macam tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat. Kita dapat menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, kiata akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel c.

Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika saya ingin melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int.

3. Tipe Data Bilangan Berkoma

Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma. Tipe data tersebut adalah float dan double. Double lebih memiliki panjang data yang lebih banyak dibandingkan float. Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar.

Tabel 2.7 Tipe Data

Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai

Bit 1 byte 0 atau 1

Char 1 byte -128 s/d 127

Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255

Signed Char 1 byte -128 s/d 127

Int 2 byte -32.768 s/d 32.767

Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767

Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535

Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767

Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647 Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295

Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647

Float 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38

Double 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38

2.4.4 Konstanta Dan Variabel

Konstanta dan variable merupakan sebuah tempat untuk menyimpan data yang berada di dalam memori. Konstanta berisi data yang nilainya tetap dan tidak dapat diubah selama program dijalankan, sedangkan variable berisi data yang bisa berubah nilainya pada saat program dijalankan.

BAB 3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian

3.1.1 Fungsi Tiap Blok

1. Blok Sensor LM35 : Sebagai pendeteksi Suhu

2. Blok mikrokontroller : Mengkonversi data dari sensor dan modul Suara

3. Blok LCD : Sebagai tampilan instruksi

4. Blok power supply : sebagai penyedia tegangan ke system dan sensor

5. Blok Modul suara : sebaga media memainkan suara 6. Blok speaker :sebagai output suara dari suhu.

3.1.2 Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan Output Suara

Gambar 3.3 Gambar Rangkaian Lengkap Thermometer digital Dengan Output Suara

3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega32

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32

Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega32. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 11.0592 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega32 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke Jack 10 Pin header sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

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

3.3. Rangkaian Power Supply

Gambar 3.4 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 3.3 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, termasuk ke mikro dan lcd. Rangkaian tersebut berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada.

Rangkaian tersebut bermula dari tegangan AC dari PLN sebesar 220VAC masuk ke trafo. Kemudian Trafo menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.

LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk memasok arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.

Tegangan 3.3 volt DC langsung diambil dari keluaran dioda bridge penyearah. IC LM317 membutuhkan tegangan ±7.5 V dan arus ±100 mA. Untuk mendapatkan nilai Vout 3.3 dipakai resistor 200 Ω dan 300 Ω.

3.4. Rangkaian sensor LM35

Rangkaian dasar sensor suhu LM35. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Pada sistem LM35 di hubungkan ke PORTA.0 karena pada port tersebut di gunakan sebagai adc (analog digital converter). Di bawah ini adalah skematik rangkaian dari sensor lm35.

Gambar 3.5. Rangkaian sensor LM35

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 µ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius. • Lineritas +10 mV/ º C.

• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang. • Range +2 º C – 150 º C.

• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V. • Arus yang mengalir kurang dari 60 µA

3.5. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.

Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.

3.6. Rangkaian Modul Suara Wtv 020

Gambar 3.7 Rangkaian Modul Suara WTV 020

Modul chip WTV-020SD membaca berkas audio/suara dalam format AD4 dengan memainkan suara yang sudah direkam sebelumnya (menggunakan komputer) dan disimpan pada media penyimpanan kartu mikro SD (file storage Micro-SD-Card) dengan sistem berkas FAT (File Allocation Table file system). Fitur dan Spesifikasi WTV-020-SD Audio Player Module

1. Mengurangi dan memainkan (decode & play) berkas audio Microsoft Wave Audio (*.WAV) dengan sampling rate 6 kHz hingga 16 kHz. Pastikan penyandian dalam format PCM 4-bit / 8-bit, uncompressed.

2. Mengurai dan memainkan (decode & play) berkas audio dengan 4-bit ADPCM (*.AD4) dengan sampling rate antara 6 kHz hingga 32 kHz, juga mendukung sampling rate 36 kHz.

3. Membaca berkas audio yang tersimpan kartu SD berkecepatan tinggi (High- Speed SD-Card) berkapasitas hingga 2 GB via on-board SD-Card Reader (file system: FAT).

4. Dapat mengenali format dan sampling rate dari berkas audio yang tersimpan dan menguraikannya sesuai meta data yang tertera secara otomatis

5. Dapat dikendalikan langsung oleh pemakai dengan menyambungkan tombol (moda manual) ataupun secara terprogram lewat koneksi serial (sambungkan dengan pin digital I/O pada mikrokontroler / Arduino board Anda; membutuhkan hanya 2 pin untuk koneksi: DI / Data Input dan CLK / CLocK signal)

6. Memori internal untuk mengingat posisi terakhir pada berkas audio yang dimainkan

3.7 Flowchart System

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega32

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 ATMega32.

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler

ATMega32 menggunakan kristal dengan frekuensi 11.0592 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan +12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil.

4.3 . Pengujian Sensor LM35.

Sensor ini bekerja dengan sangat baik, sesuai dengan datasheet yang dikeluarkan pihak pabrikan. Sensor ini sudah menjadi sensor standar internasional karena telah dipakai pada kejuaraan- kejuaraan robot pemadam api tingkat dunia. Tegangan keluarannya linier dengan perubahan sebesar 10mV untuk setiap kenaikan atau penurunan sebesar 1C.

Melalui pengujian pada suhu ruangan maupun air yang didinginkankan dan dipanaskan, data keluaran hampir dikatakan sangat baik karena misalnya ketika suhu pada saat kalibrasi dengan termometer alkohol sebesar 23C maka keluaran dari rangkaian LM35 adalah sebesar 0,23V, dan nilai antara keluaran dengan suhu yang terbaca dari termometer sangatlah akurat. Pengukuran dilakukan dengan memberikan panas dengan suhu tertentu pada sensor LM35 dan diukur dengan tegangan output yang dihasilkan. Kemudian dibandingkan dengan

tegangan output sensor LM 35 dari data book. Pada saat suhu 0C, output sensor

LM35 mengeluarkan tegangan 0 volt. Setiap kenaikan 10C, output sensor LM35 akan naik sebesar 10 mVolt. Sensor LM35 membutuhkan power supply sebesar 5 volt

Rumus Untuk Menghitung Persen Ralat:

Tabel 4.1. Pengukuran Sensor LM35

SUHU

(0C)

OUTPUT LM35

(mVolt)

OUTPUT LM35

Dari databook

(mVolt)

Error

32 316 320 1,25

33 322,6 330 2,24

34 345 340 1,45

35 354 340 1,45

36 362 360 0,55

37 375 370 1,35

38 384 380 1,05

39 389 390 2,56

40 403 400 0,75

41 409 410 0,25

4.4. Interfacing LCD 2x16

Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 )

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:

#include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include <delay.h>

#include <alcd.h> void main(void)

{

PORTA=0xff; DDRA=0x0F; PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F; PORTD.7 = 1; DDRD.7 = 0; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("tes lcd"); }

Program di atas akan menampilkan kata “tes lcd” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan pemberitahuan.

4.5. Pengujian Rangkaian Modul Suara WTV 020

Pengujian pada bagian ini digunakan untuk melihat kemampuan modul suara WTV-020SD yang menyimpan database suara yang dikontrol secara otomatis melalui mikrokontroler ATMEGA32 Untuk mengeluarkan suara yaitu dengan menghubungkan output pada penguat audio yang ada dalam WTV-020SD dengan headset sehingga mampu kita dengar.

1. Direkam terlebih dahulu suara yang ingin dikontrol pada laptop dengan menggunakan bantuan microphone.

2. Dikonversi suara audio yang direkan kedalam format ekstensi *.ad4 dengan frekuensi 32 khz dan diberi penamaan nnnn.ad4. “n” adalah nomor urut dari suara audio, dimulai dari bilangan 0000.

3. Dicopy file audio ke micro sd kapasitas 2 GB dengan file system type FAT.

4. Ditekan tombol play.

5. Dengarkan suara yang dihasilkan.

6. Ditekan tombol next untuk mendengar file audio selanjutnya.

Dari hasil pengujian yang dilakukan didapatkan untuk masin-masing suara yang dihasilkan adalah benar sesuai dengan masukan alamat yang diberikan, dapat dikatakan bagian record dan playback dapat bekerja baik.

4.6. Pengujian ADC

ADC dioperasikan pada mode handshaking. Thermometer digital yang dibuat memiliki rentan suhu suhu 0 oC sampai dengan 100oC . Saat suhu ruangan, output sensor berkisar antara 0,30 volt – 0,33 volt sedangkan pada saat suhu mencapai 100oC, output sensor akan bernilai 1 volt. Agar pembacaan ADC lebih teliti maka nilai Vref haruslah setengah dari nilai inputan tertinggi

Vref = ½ Vin Vref = ½ x 1volt Vref = 0,5volt

4.7. Pengujian Sistem

Pengujian ini dilakukan untuk menguji waktu respon dari termometer digital dan termometer air raksa. Pengujian ini dilakukan dengan melakukan pengukuran waktu yang diperlukan oleh sensor termometer digital dan

termometer air raksa mencapai pengukuran suhu rungan awal 33 0C hingga

mencapai suhu 37 0C. Dalam percobaan ini, pengukuran dilakukan sebanyak dua kali untuk mendapatkan data kumulatif sehingga didapat waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh termometer digital dan termometer air raksa untuk mendapatkan suhu normal yang tepat. Setiap kali pengukuran, suhu pada sensor dikembalikan pada suhu ruangan. Gambar 4.3. menunjukkan hasil pengujian dari sensor suhu dan termometer air raksa.

Gambar 4.3. Grafik Suhu Thermometer Digital dan Thermometer Air Raksa Terhadap Waktu

0

50

100

150

200

250

33

34

35

36 37

Thermome

ter Digital

Thermome

ter Air

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

Dari perancangan dan pembuatan alat thermometer dengan output suara, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Thermometer yang telah didesain memiliki output berupa suara dan display digital dengan range suhu 20°C - 70°C dengan akurasi (± 0.5°C). 2. Output yang dikeluarkan dalam bentuk suara berupa pengukuran dalam

bilagan bulat

3. Alat ini memiliki kelemahan yaitu adanya ketidakstabilan hasil yang didapatkan dimana tegangan pada sensor LM35 selalu berubah-ubah

5.2. SARAN

1. Diperlukan rancangan yang lebih teliti lagi agar rangkaian ini dapat bekerja lebih sempurna.

2. Untuk pembuatan alat selanjutnya sebaiknya mengunakan IC ISD2590 sebagai output suara .

3. Diharapkan agar lebih mempelajari lagi tentang sensor suhu dan pengaplikasian nya

DAFTAR PUSTAKA

Malvino, Albert Paul. 1987. Aproksimasi Rangkaian SemiKonduktor. Jakarta : Erlangga

Putra eko afgianto.2002.Teknik Antar Muka Komputer: Konsep dan Aplikasi Yogyakarta: Graha ilmu.

Muhsin, Muhammad. 2004.Elektronika Digital Teori dan Penyelesaian Soal. Yogyakarta: Penerbit ANDI.

Winoto, Ardi 2008. Mikrokontroler AVR ATMega8/32/16/6535 dan pemogramannya dengan bahasa C pada WinAVR. Bandung: Penerbit Informatika.

http://www.alldatasheet.com diakses bulan Juni 2015 http://www.atmel.com diakses bulan Juni 2015

http://elektronika-dasar.web.id/tag/dasar-teori-sensor-suhu-lm35/ diakses bulan Juni 2015

{

PORTA=0xff; DDRA=0x0F; PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F; PORTD.7 = 1; DDRD.7 = 0; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("tes lcd"); }

Program di atas akan menampilkan kata “tes lcd” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan pemberitahuan.

4.5. Pengujian Rangkaian Modul Suara WTV 020

Pengujian pada bagian ini digunakan untuk melihat kemampuan modul suara WTV-020SD yang menyimpan database suara yang dikontrol secara otomatis melalui mikrokontroler ATMEGA32 Untuk mengeluarkan suara yaitu dengan menghubungkan output pada penguat audio yang ada dalam WTV-020SD dengan headset sehingga mampu kita dengar.

1. Direkam terlebih dahulu suara yang ingin dikontrol pada laptop dengan menggunakan bantuan microphone.

2. Dikonversi suara audio yang direkan kedalam format ekstensi *.ad4 dengan frekuensi 32 khz dan diberi penamaan nnnn.ad4. “n” adalah nomor urut dari suara audio, dimulai dari bilangan 0000.

3. Dicopy file audio ke micro sd kapasitas 2 GB dengan file system type FAT.

4. Ditekan tombol play.

5. Dengarkan suara yang dihasilkan.

6. Ditekan tombol next untuk mendengar file audio selanjutnya.

Dari hasil pengujian yang dilakukan didapatkan untuk masin-masing suara yang dihasilkan adalah benar sesuai dengan masukan alamat yang diberikan, dapat dikatakan bagian record dan playback dapat bekerja baik.

4.6. Pengujian ADC

ADC dioperasikan pada mode handshaking. Thermometer digital yang dibuat memiliki rentan suhu suhu 0 oC sampai dengan 100oC . Saat suhu ruangan, output sensor berkisar antara 0,30 volt – 0,33 volt sedangkan pada saat suhu mencapai 100oC, output sensor akan bernilai 1 volt. Agar pembacaan ADC lebih teliti maka nilai Vrefharuslah setengah dari nilai inputan tertinggi

Vref= ½ Vin Vref = ½ x 1volt Vref = 0,5volt

4.7. Pengujian Sistem

Pengujian ini dilakukan untuk menguji waktu respon dari termometer digital dan termometer air raksa. Pengujian ini dilakukan dengan melakukan pengukuran waktu yang diperlukan oleh sensor termometer digital dan termometer air raksa mencapai pengukuran suhu rungan awal 33 0C hingga mencapai suhu 37 0C. Dalam percobaan ini, pengukuran dilakukan sebanyak dua kali untuk mendapatkan data kumulatif sehingga didapat waktu rata-rata yang dibutuhkan oleh termometer digital dan termometer air raksa untuk mendapatkan suhu normal yang tepat. Setiap kali pengukuran, suhu pada sensor dikembalikan pada suhu ruangan. Gambar 4.3. menunjukkan hasil pengujian dari sensor suhu dan termometer air raksa.

Gambar 4.3. Grafik Suhu Thermometer Digital dan Thermometer Air Raksa Terhadap Waktu

0

50

100

150

200

250

33

34

35

36 37

Thermome

ter Digital

Thermome

ter Air

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

Dari perancangan dan pembuatan alat thermometer dengan output suara, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Thermometer yang telah didesain memiliki output berupa suara dan display digital dengan range suhu 20°C - 70°C dengan akurasi (± 0.5°C). 2. Output yang dikeluarkan dalam bentuk suara berupa pengukuran dalam

bilagan bulat

3. Alat ini memiliki kelemahan yaitu adanya ketidakstabilan hasil yang didapatkan dimana tegangan pada sensor LM35 selalu berubah-ubah

5.2. SARAN

1. Diperlukan rancangan yang lebih teliti lagi agar rangkaian ini dapat bekerja lebih sempurna.

2. Untuk pembuatan alat selanjutnya sebaiknya mengunakan IC ISD2590 sebagai output suara .

3. Diharapkan agar lebih mempelajari lagi tentang sensor suhu dan pengaplikasian nya

DAFTAR PUSTAKA

Malvino, Albert Paul. 1987. Aproksimasi Rangkaian SemiKonduktor. Jakarta : Erlangga

Putra eko afgianto.2002.Teknik Antar Muka Komputer: Konsep dan Aplikasi Yogyakarta: Graha ilmu.

Muhsin, Muhammad. 2004.Elektronika Digital Teori dan Penyelesaian Soal. Yogyakarta: Penerbit ANDI.

Winoto, Ardi 2008. Mikrokontroler AVR ATMega8/32/16/6535 dan pemogramannya dengan bahasa C pada WinAVR. Bandung: Penerbit Informatika.

http://www.alldatasheet.com diakses bulan Juni 2015 http://www.atmel.com diakses bulan Juni 2015

http://elektronika-dasar.web.id/tag/dasar-teori-sensor-suhu-lm35/ diakses bulan Juni 2015