Perencanaan Sistem pengontrolan Pengukuran Berat Timbangan Kenderaan Secara Automatis

Diajuka Sarjana

PERANC PENGUK

KEN an untuk me a (S-1) pada

DE UN TUG CANGAN KURAN B NDARAAN menuhi sala Departemen Univer JULKARN NIM PARTEME FAKU NIVERSITA GAS AKH SISTEM BERAT PA N SECARA ah satu syara

n Teknik Ele rsitas Sumat

Oleh:

NINE MAR M : 1004220

EN TEKNIK ULTAS TEK AS SUMATE MEDAN 2014 HIR PENGON ADA TIM A AUTOM at dalam men

ektro Fakulta era Utara RPAUNG 066 K ELEKTR KNIK ERA UTAR NTROLAN MBANGAN MATIS nyelesaikan P

as Teknik Un

RO RA N N Pendidikn niversitas

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERENCANAAN SISTEM PENGONTROLAN PENGUKURAN BERAT TIMBANGAN KENDARAAN SECARA AUTOMATIS

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana ( S1 ) Ekstensi Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara Disusun oleh :

JULKARNINE MARPAUNG NIM : 100422066

Sidang pada tanggal 16 Juli 2014 didepan penguji : 1. Ketua Penguji : Ir.Surya Tarmizi Kasim,M.Si ………... 2. Anggota Penguji : Ir.Syamsul Amien,M.Si ...

DISETUJUI OLEH : PEMBIMBING TUGAS AKHIR

Ir.Eddy Warman.MT Nip: 195412201980031001

DIKETAHUI OLEH :

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK USU

Ir.Surya Tarmizi Kasim,M.Si Nip : 19540431198601102 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Dalam hal pengukuran massa, pengukuran massa biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan timbangan manual. Defenisi timbangan itu sendiri adalah sebuah alat bantu yang digunakan untuk mengetahui berat suatu benda .dalam pemanfaatannya timbangan digunakan diberbagai bidang salah satunya dibidang perindustria dan untuk jalan umum, untuk mengetahui berat muatan kendaraan yang dibawa.

Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka dirancanglah suatu alat pengontrolan berat muatan kendaraan menggunakan mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pengendali.alat ini dirancang untuk menimbang berat muatan kendaraan secara Automatis.alat ini menggunakan satu buah sensor yaitu load cell.sensor diletakkan ditengah agar alat dapat menimbang secara baik.pada saat alat mendeteksi adanya beban, maka secara automatis sensor akan membaca dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler yang kemudian berat muatan kendaraan tersebut ditampilkan oleh LCD disertakan mengirim pesan lewat sms.

Dari hasil analisis data yang dilakukan mempunyai skala 1 : 1000 yang artinya 1 kg tampilan di LCD sama dengan berat 1 ton yang sebenarnya. pesan normal load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan diantara 2000kg

5000kg dan apabila berat muatan kendaraan melebihi dari 5000kg maka pesan over load akan terkirim.

Kata kunci :Mikrokontroler AT 89S51, LCD, Load cell.AVR 8535.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini

dengan judul "Perancangan Sistem Pengontrolan Pengukuran Berat Pada

Timbangan kendaraan Secara Automatis. Adapun Tugas Akhir ini dibuat untuk

memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis tidak bekerja sendirian dan tidak

terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis berkenan

menyampaikan terimaksih kepada :

1. Orangtua saya tercinta, R.Marpaung dan K.Sinaga yang telah memberikan

kasih sayang penuh serta memberikan dukungan moril, doa dan materil

yang tiada terkira dan tiada mungkin terbalaskan.

2. Bapak Ir.Eddy Warman.MT selaku Dosen Pembimbing.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim,M.Si selaku Ketua Departemen Teknik

Elektro, Fakultas Teknik USU.

4. Bapak Rahmad Fauzi, ST.,MT selaku Sekertaris Jurusan.

5. Bapak Surya Tarmizi Kasim,M.Si sebagai Ketua Penguji Sidang

6. Ir.Syamsul Amien, M.Si sebagai Penguji Sidang

5. Teman-teman satu angkatan yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

6. Seluruh staff pengajar dan Civitas Akademika Departemen Teknik Elektro,

Fakultas Teknik USU dan semua pihak yang banyak membantu.

Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini

sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik dari pembaca sangat diharapkan untuk

menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat.

Medan, Juli 2014

Penulis,

JULKARNINE MARPAUNG

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN _i

ABSTRAK _ii

KATA PENGANTAR _iii

DAFTAR ISI _v

DAFTAR GAMBAR _ix

DAFTAR TABEL _x

BAB I PENDAHULUAN ₁

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan dan manfaat Penulisan 2

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Metode Penulisan 3

1.5 Sistematika penulisan 4

BAB II DASAR TEORI ₅

2.1 Mikrokontroler AT 89S51 5

2.1.2 Struktur Mikrokontroler AT 89S51 9

2.1.3 Cara kerja Mikrokontroler AT 89S51 12

2.2 Motor DC ( STEPPER ) 12

2.2.1 Permanent Magnet Motor Stepper 14

2.2.2 Efek Pembebanan Pada Motor Stepper 14

2.2.3 Motor Stepper Type Variable Reluctance (VR) 17

2.2.4 Motor Stepper Type Permanent Magnet (PM) 18

2.2.5 Motor Stepper Tipe Hybrid (HB) 18

2.3 Sensor Load cell 19

2.4 Rangkaian inverting Op – amp 20

2.4.1 Operasi penguat Diferensial 21

2.5 Mikrokontroler AVR 8535 23

2.5.1 Konstruksi Mikrokontroler ATmega 8535 25

2.5.2 Pin – pin pada Mikrokontroler ATmega 8535 27

BAB III PERANCANGAN SISTEM ₂₈

3.1 Blok diagram rangkaian 28

3.2.1 Sensor RFID 30

3.2.2 Sensor Load cell 30

3.2.3 Pengendali mikrokontroler 31

3.2.4 Driver 32

3.2.5 Plant 33

3.2.6 Display LCD 16 x 2 33

3.2.7 SMS 35

3.3 Perancangan Software 36

3.3.1 Perancangan Flow chart 36

3.3.2 Perancangan program 38

3.4 Prinsip Kerja sistem 47

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT ₄₈

4.1 Pengujian RFID 48

4.1.1 Rangkaian RFID 48

4.2 Pengujian rangkaian driver load cell dan OP – AMP 49 4.2.1 Rangkaian pengujian Load cell dan OP – AMP 50

4.2.3 Analisa Data 51

4.2.4 Grafik Berat Tampilan Output Terhadap Berat Sesungguhnya 53

4.3 Pengujian rangkaian driver motor DC atau penguat arus 53

4.3.1 Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus 54

4.3.2 Data Pengujian Rangkaian Driver Motor DC atau Penguat Arus 54

4.3.3 Analisa data 54

4.4 Pengujian Pin ATmega 8535 55

4.4.1 Rangkaian Pengujian Pin AT MEGA 8535 56 4.4.2 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535 56

BAB V PENUTUP ₅₈

5.1 Kesimpulan 58

5.2 Saran 58

DAFTAR PUSTAKA ₅₉

DAFTAR GAMBAR

2.1 Konfigurasi Pin AT 89S51 6

2.2 Konfigurasi reset 6

2.3 Konfigurasi Kristal untuk osilator 8 2.4 Blok diagram mikrokontroler AT 89S51 9 2.5 Arsitektur mikrokontroler AT 89S51 10

2.6 Motor stepper 13

2.7 Perubahan gaya dan torsi saat Rotor menuju stator 15

2.8 Rotor tertunda satu step 16

2.9 Penampang Melintang dari Motor DC Tipe Variable Reluctance 18

2.10 Bentuk fisik sensor Load cell 19

2.11 IC LM 324 22

2.12 Pin diagram LM324 22

2.13 Konfigurasi pin ATmega 8535 (data sheet AVR ) 27

3.1 Diagram blok sistem 28

3.2 Rangkaian Driver motor stepper. 33

3.3 Pin out LCD M1362 hitachi 34

3.4 Flow chart 37

3.5 Rangkaian Proximity Reader 48

3.6 Rangkaian Pengujian Sensor Load Cell dan Penguat operasi 50 3.7 Grafik Berat Tampilan Output Terhadap Berat Sesungguhnya 53 3.8 Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus 54

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Pemberian Tegangan untuk Model Full step 16 Tabel 1.2 Pemberian Tegangan untuk Model half step 17

Tabel 1.3 Fungsi setiap pin 23

Tabel 1.4 Fungsi khusus port B 28

Tabel 1.5 Fungsi khusu Port C 28

Tabel 1.6 Fungsi khusu Port D 29

Tabel 1.7 Pin out LCD M1362 34

Tabel 1.8 Data Hasil Pengujian Rangkaian Proximity Reader 49 Tabel 1.9 Data Hasil Pengujian Sensor Load Cell dan Penguat Operasi 50 Tabel 2.1 Hasil Analisa Data Penguat Operasi Tegangan 51 Tabel 2.2 Data Percobaan Perhitungan Deviasi 52 Tabel 2.3 Data Pengujian Rangkaian Driver Motor DC 54 Tabel 2.4 Data resistansi tahanan dalam Motor DC 55 Tabel 2.5 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535 56

ABSTRAK

Dalam hal pengukuran massa, pengukuran massa biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan menggunakan timbangan manual. Defenisi timbangan itu sendiri adalah sebuah alat bantu yang digunakan untuk mengetahui berat suatu benda .dalam pemanfaatannya timbangan digunakan diberbagai bidang salah satunya dibidang perindustria dan untuk jalan umum, untuk mengetahui berat muatan kendaraan yang dibawa.

Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka dirancanglah suatu alat pengontrolan berat muatan kendaraan menggunakan mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pengendali.alat ini dirancang untuk menimbang berat muatan kendaraan secara Automatis.alat ini menggunakan satu buah sensor yaitu load cell.sensor diletakkan ditengah agar alat dapat menimbang secara baik.pada saat alat mendeteksi adanya beban, maka secara automatis sensor akan membaca dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler yang kemudian berat muatan kendaraan tersebut ditampilkan oleh LCD disertakan mengirim pesan lewat sms.

Dari hasil analisis data yang dilakukan mempunyai skala 1 : 1000 yang artinya 1 kg tampilan di LCD sama dengan berat 1 ton yang sebenarnya. pesan normal load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan diantara 2000kg

5000kg dan apabila berat muatan kendaraan melebihi dari 5000kg maka pesan over load akan terkirim.

Kata kunci :Mikrokontroler AT 89S51, LCD, Load cell.AVR 8535.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu tugas mahasiswa semester akhir program studi Teknik Konversi Energi Universitas Sumatera Utara yaitu menyusun Laporan Tugas akhir, dalam kesempatan ini, penulis memilih untuk membuat Tugas akhir berbentuk perancangan dan pembuatan proyek, sehingga pada akhirnya nanti penulis mengharapkan kedaan proyek ini berfungsi sesuai dengan spesifikasi perancangan dan dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pihak yang membahas proyek ini.

Seiring dengan perkembangan Ilmu dan Teknologi dibidang Elektro yang begitu cepat dan telah membawa manusia ke era globalisasi, maka perlu ditemukan teknologi yang sesuai kebutuhan dan memiliki efesiensi serta efektifitas yang baik. atas dasar pemikiran tersebut penulis merasa bahwa aplikasi Ilmu Elektro telah dapat menggantikan sistem kontrol yang konvensional dengan teknologi ini, penulis mencoba mengembangkan teknologi dalam pembuatan alat untuk mempermudah pekerjaan manusia, maka penulis merencanakan dan membuat Tugas akhir yang berjudul :" Perencanaan sistem pengontrolan pengukuran berat timbangan kendaraan secara Automatis ". atas dasar judul di atas maka penulis merasa bahwa aplikasi Ilmu elektro dapat memberikan gambaran nyata tentang automatisasi yang berhubungan dengan efesiensi waktu dan efektifitas pekerjaan.praktek dan penerapan prototype bisa diaplikasikan pada

industri kecil dan besar, baik sebagai proteksi dan efesiensi kerja.untuk lebih detailnya bisa kita lihat aplikasinya pada Industri Kelapa sawit.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan

a) Tujuan Pembuatan proyek ini adalah untuk menganalisa dan

merancang sistem pengontrolan pemakaian Mikrokontroler AT 89S51 yang berkaitan dengan pengaplikasian Ilmu yang diperoleh selama perkuliahan kedalam industri dan kehidupan sehari – hari. b) Selain itu, secara khusus tujuan proyek ini adalah untuk membuat

suatu sistem yang dapat mengontrol pengukuran berat pada kendaraan secara automatis dengan memakai sensor berat (Load cell ) serta dikontrol oleh mikrokontroler AT 89S51 dan AVR 8535.

c) Kendaraan tidak merusak jalan dan tidak mengurangi umur

kendaraan.

d) Manfaat yang diambil dari perancangan dan pembuatan sistem kontrol berat pada muatan kendaraan dengan pengiriman informasi lewat sms ini adalah menambah wawasan dan Ilmu pengetahuan di bidang Elektro khususnya pada pengontrolan.

1.3 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan pembahasan yang semaksimal mungkin pada pembuatan proyek skripsi ini, perlu kiranya penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas.

a) Penulis membahas bagaimana cara pengontrolan dengan

setiap blok diagram sistem dan menguraikan secara umum fungsi dari setiap konponen utama.

b) Perancangan dari produk ini banyak menggunakan komponen-komponen khusus yang perlu dijelaskan agar dapat memahami cara kerja dari rangkaian Mikrokontroler AT89S51 dan ATmega AVR 8535 dengan mudah dan juga sensor load cell.

c) Selain perangkat keras, perangkat lunak (program) yang digunakan untuk mengaktifkan perancangan ini menggunakan bahasa pemograman dengan Mikrokontroler AT89S51 yaitu memakai bahasa C.

1.4 Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan dalam tugas akhir ini adalah : 1. Studi literature

Yaitu dengan mempelajari buku referensi, jurnal, artikel dari internet, dan bahkan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan tugas akhir ini. 2. Metode diskusi

Yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing dan teman-teman mahasiswa mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan tugas akhir ini berlangsung.

3. Studi lapangan

1.5 Sistematika penulisan

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab, yang masing-masing bab akan membahas hal-hal tertentu. Adapun sistematika penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah:

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini uraian tentang latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, tujuan pembuatan proyek dan pembuatan laporan, batasan masalah, metode pengumpulan data, dan system sistematika penulisan laporan.

BAB II DASAR TEORI

Pada bab ini berisikan teori –teori yang digunakan sebagai landasan pembuatan rancangan dan penulisan laporan tugas akhir ini.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Pada bab ini membahas diagram blok sistem rangkaian dan penjelasan mengenai fungsi masing-masing blok

BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Pada bab ini membahas tentang pengujian rangkaian tiap blok dan pengujian sistem secara keseluruhan.

BAB V PENUTUP

BAB II DASAR TEORI 2.1 MIKROKONTROLER AT 89S51 [1]

Mikrokontroler adalah suatu unit yang dapat diprogram cara kerjanya, sehingga dapat dipergunakan untuk keperluan yang berbeda. Pada masa sekarang mikrokontroller banyak digunakan sebagai pengontrol pada peralatan – peralatan mulai dari mainan/hobie peralatan rumah tangga, sampai kontrol pada peralatan industri.

Beberapa mikrikontroler yang beredar di pasaran merupakan keluarga beberapa pabrik yang sudah terkenal, misal:

a. Intel.contoh : 8031,89C51 dll b. Zilog,contoh : Z8,Z8F1680 dll

c. Microchip, contoh : PIC6F84, PIC6F877 dll

d. Motorola, contoh :68HC11,MC68HC705V12CFN dll e. Philips Semiconductors,contoh:LPC2000,LPC900,LPC700

dll

f. Atmel contoh: AT 89S52 series ( ARM THUMB

architecture) AT90, Tiny&Mega series, AVR (Atmel Norway design), Atmel AT89 series( Intel 8051/MCS architecture).

Dalam pembahasan modul ini akan di jelaskan penggunaan mikrokontroler dari Atmel AT89S series, dengan alasan lebih mudah dalam pemogramannya, pengembangannya dan harganya yang murah serta telah banyak beredar di pasaran.

2.1.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT 89S51

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin AT 89S51

• Pin 1 sampai 8 (Port 1.0 s/d Port 1.7)

Ini adalah port 1 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah. Dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.Pada port ini juga digunakan sebagai saluran alamat pada saat pemograman dan verifikasi.

• Pin 9

Merupakan masukan reset (aktif tinggi), pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini.

• Pin 10 sampai 17 (Port 3.0 s/d Port 3.7)

Ini adalah port 3 merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai, maka ini dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu sebagian dari port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal.8 kontrol pada saat proses pemograman dan verifikasi.

Bit Fungsi Alternatif

P3.0 sebagai RXD alamat B0H; Untuk menerima data port serial P3.1 sebagai TXD alamat B1H; Untuk mengirim data port serial P3.2 sebagai INT0 alamat B2H; Interupsi eksternal 0

P3.3 sebagai INT1 alamat B3H; Interupsi eksternal 1

P3.4 sebagai T0 alamat B4H; Input Eksternal waktu/pencacah 0 P3.5 sebagai T1 alamat B5H; Input Eksternal waktu/pencacah 1 P3.6 sebagai WR alamat B6H; Jalur menulis memori data eksternal P3.7 sebagai RD alamat B7H; Jalur membaca memori data eksternal

• Pin 18 dan 19

Ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Pada mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada serpih yang sama (on chip) kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Karenanya 18 dan 19 sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL 1 dapat juga sebagai input untuk inverting oscilator amplifier dan input ke rangkaian internal clock sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscilator amplifier.

Gambar 2.3 konfigurasi Kristal untuk osilator

• Pin 20

Merupakan ground sumber tegangan yang diberi simbol GND.

• Pin 21 sampai 28 (Port 2.0 s/d Port 2.7)

Ini adalah port 2 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit (MOVX @ DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran/bus alamat tinggi (A8 – A15). Sedangkan pada saat mengakses ke data.9 memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit (MOVX @ R1), port 2 mengeluarkan isi dari P2 pada Special Function Register.

• Pin 29

Program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk

mengakses program memori eksternal masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).

• Pin 30

Address Latch Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat memori

eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori eksternal. Pena ini juga sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman.

• Pin 31

External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan

memori program. Apabila diset rendah (L) maka mikrokontroller akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal sedangkan apabila diset tinggi (H)

maka mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari memori program internal ketika isi program.11 counter kurang dari 4096. ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman (VPP = +12V) selama proses pemograman.

• Pin 32 sampai 39 (Port 0.0 s/d Port 0.7)

Ini adalah port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open colector, dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pada saat proses pemograman dan verifikasi port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. External pull-ups diperlukan selama proses verifikasi.

• Pin 40

Merupakan positif sumber tegangan yang diberi simbol Vcc. 2.1.2 Struktur Mikrokontroler AT 89S51

Blok diagram umum mikrokontroler adalah sebagai berikut :

Gambar 2.4. Blok diagram mikrokontroler AT 89S51

Masing – masing bagian tersebut saling dihubungkan melalui internal BUS, umumnya terdiri dari 3 jenis bus, yaitu :addres bus, data bus, dan control bus. Diagram Arsitektur AT 89S51

Gambar 2.5. Arsitektur mikrokontroler AT 89S51

Fungsi setiap bagian:

a Register adalah suatu tempat penyimpanan (Variabel) bilangan bulat 8 bit atau 16 bit. Pada umumnya register berjumlah banyak, dan masing-masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada yang memiliki fungsi umum.

b Accumulor (register A), merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai operand umum proses aritmatika dan logika.

c Program counter, merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai pencacah/penghitung eksekusi program mikrokontroler

d ALU (Arithmetical and Logical Unit), ALU memiliki kemampuan khusus dalam mengerjakan proses-proses arithmetika (penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian) dan operasi logika (AND, OR, XOR dan NOT) e Clock circuits, mikrokontroller merupakan rangkaian digital sekuensial,

dimana kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock. Karenanya diperlukan clock circuits yang menyediakan clock bagi seluruh bagian rangkaian

f Internal ROM (On Chip Flash), merupakan memori yang isinya tidak dapat diubah atau dihapus (pada saat mikrokontroler berjalan) isinya hanya dapat dibaca saja. ROM biasanya berisi program (urutan-urutan instruksi) untuk menjalankan mikrokontroler. Data pada ROM dibaca secara berurutan.

g Internal RAM, merupakan memori yang isinya 256 Kybite dapat diubah atau dihapus. RAM pada mikrokontroler biasanya berisi data-data variable dan register. Data yang tersimpan pada RAM bersifat hilang jika catu daya yang diberikan hilang (mati).

h Stack pointer, merupakan bagian dari RAM yang memiliki metode

penyimpanan dan pengambilan data yang khusus. Dimana data yang paling terakhir dimasukkan merupakan data yang pertama kali dibaca kembali (LIFO).

i I/O port (serial dan parallel), merupakan sarana yang digunakan

mikrokontroller untuk mengakses peralatan di luar dirinya, memasukan dan mengeluarkan data.

j Interrupt circuits, merupakan rangkaian yang mengendalikan sinyal-sinyal interupsi bail internal maupun eksternal, dengan adanya sinyal interupsi akan mengakibatkan program utama yang sedang dikerjakan berhenti sejenak, dan bercabang/.loncat ke program rutin layanan interupsi (RLI) yang diminta, setelah RLI selesai dikerjakan, mikrokontroller kembali melanjutkan program utama yang tertunda tadi.

Setiap mikrokontroler memiliki blok diagram dan arsitektur yang berbeda satu dengan yang lainnya, tergantung pada banyak device yang terintegrasi di

dalamnya, beberapa jenis mikrokontroler telah dilengkapi oleh ADC/DAC, PWM, WDT dan lain-lain.

2.1.3 Cara kerja Mikrokontroler AT 89S51

Prinsip kerja mikrokontroler adalah sebagai berikut :

a) Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter, mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan alamat sebagaimana yang tertera pada register Program Counter. Selanjutnya isi dari register Program Counter ditambah dengan satu (Increment) secara otomatis.

b) Instruksi yang diambil tersebut diolah dan dijalankan oleh mikrokontroler. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi, bisa membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, isi Port, atau melakukan pembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahan data.

c) Program Counter telah berubah nilainya (baik karena penambahan otomatis pada langkah 1, atau karena pengubahan-pengubahan pada langkah 2). Selanjutnya yang dilakukan oleh mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah 1. Demikian seterusnya hingga power dimatikan. 2.2 MOTOR DC (STEPPER)

Motor stepper adalah motor DC yang khusus berputar dalam suatu derajat yang tetap yang disebut step (langkah). Satu step antara 0,9 sampai 90° [2]. Motor stepper terdiri dari rotor dan stator. Rotor adalah permanen maget sedangkan stator adalah elektromagnet. Rotor akan bergerak jika stator diberi aliran listrik. Aliran listrik ini membangkitkan medan magnet dan membuat rotor menyesuaikan dengan kutub magnet yang dimilikinya. Motor stepper digunakan khusus menentukan posisi batang motor tanpa harus mempergunakan sensor

posisi. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menghitung jumlah step yang harus diberikan dari posisi acuan. Ukuran dari step ditentukan oleh jumlah rotor dan kutub stator. Tidak ada kesalahan kumulatif yaitu kesalahan sudut tidak terus bertambahan dengan meningkatnya step.

Gambar 2.6. motor stepper

Motor stepper bekerja secara lup terbuka, yaitu pengatur mengirimkan sejumlah step ke motor untuk menggerakkan rotor ke posisi yang diinginkan. Sebagai contoh motor stepper pada floppy disk drive. Motor stepper memiliki kecepatan yang rendah dan sering digunakan tanpa reduksi gigi gerigi (gear reduction). Suatu jenis motor stepper dengan 500 pulsa/detik akan berputar150 rpm [2]. Tetapi motor stepper dapat dibuat berputar 1 rpm atau kurang dengan akurasi yang tinggi. Terdapat tiga jenis motor stepper yaitu magnet permanen, variable reluctance dan hibrid.

2.2.1 Permanent Magnet Motor Stepper

Permanent Magnet (PM) Stepper Motor menggunakan magnet permanen sebagai rotornya. Pada gambar 2.6 adalah jenis PM Motor Stepper dengan 4 medan (stator). Jika kumparan medan 1 diberi energi listrik maka kutub selatan rotor akan tertarik menuju kumparan ini. Jika kumparan 1 tidak diberi energi dan kumparan 2 diberi energi maka rotor akan berputar dan menuju kumparan 2. Jadi rotor memiliki step 90° untuk setiap kali pemberian energi ini.

Salah satu sifat motor stepper yang diinginkan adalah rotor akan mengarah kepada kutub yang terdekat meski tidak dialiri listrik. Anda akan merasakan hentakan magnet ini jika memutar motor stepper dengan tangan. Gejala ini disebut detent torque atau residual torque (torsi sisa). Torsi residu ini sangat diperlukan karena membuat motor berhenti pada step terakhir yang diperintahkan.

2.2.2 Efek Pembebanan Pada Motor Stepper

Dalam pengerjaan lup terbuka seharusnya motor stepper harus bergerak satu step setiap kali diperintah tetapi jika bebanya terlalu berlebihan motor stepper memiliki torsi untuk membuat satu step. Mungkin rotor akan berputar sedikit kemudian kembali ke posisi semula tanpa mencapai satu step. Ini yang disebut dengan stalled. Jika pengatur tidak memiliki umpan balik maka pengatur tidak akan pernah tahu kalau tidak tercapai sebuah step. Pada saat rotor tepat pada kutub stator torsinya adalah nol, torsi hanya terjadi pada saat rotor tepat pada kutub stator. Kejadian ini digambarkan pada gambar 2.7 Saat stator dialiri listrik terjadi gaya pada kutub utara rotor untuk bergerak menuju kutub selatan stator. Terjadi torsi yang memutar rotor dan gaya tarik semakin bertambah. Pada saat

rotor tepat di depan stator (gambar terakhir di Gambar 2.7) terjadi gaya tarik yang paling besar tetapi torsinya tidak ada. Pada prakteknya rotor akan berhenti sebelum tepat di depan stator saat torsi step yang melemah ini sama dengan torsi beban.

Gambar 2.7 Perubahan gaya dan torsi saat Rotor menuju stator

Misal rotor diinginkan berputar berlawanan arah jarum jam. Jika rotor tertinggal satu step (langkah) dari stator yaitu pada saat rotor baru mau bergerak kumparan kedua sudah dialiri (Gambar 2.8). Hal ini menyebabkan rotor bisa berputar berlawanan arah jarum jam tetapi bisa juga searah jarum jam dalam mengejar kutub utara stator. Karena itu dibatasi agar rotor tidak tertingal lebih dari setengah step. Pada saat ini torsi yang dimiliki motor akan cukup untuk memutar rotor sampai ke arah yang diinginkan tanpa harus stall. Pada saat motor berputar dengan cepat, step dari motor akan tetap dengan adanya kelembaban dari rotor.

Gambar 2.8. Rotor tertunda satu step

Motor stepper melaksanakan perputaran dari satu posisi ke posisi lainnya berdasarkan step, dimana perubahan setiap ini merupakan pengubahan kutub-kutub magnet dari motor stepper. Setiap perubahan satu step akan membuat motor stepper berputar dengan derajat tertentu yang biasanya antara 0,90 sampai 300 setiap step. Prinsip kerja motor stepper ada dua macam, yaitu full step dan half step. Untuk model full step data yang diberikan pada setiap lilitan hanya 4 step seperti pada tabel 1.1. Sedangkan untuk model half step data yang diberikan ada sebanyak 8 step seperti pada tabel 1.2

Tabel 1.1 Pemberian Tegangan untuk Model Full Step

Step

Tegangan yang Diberikan pada Lilitan

Arah Putaran Searah Jarum Jam Arah Putaran Berlawanan Arah dengan Jarum Jam

L3 L2 L1 L0 L3 L2 L1 L0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 2 0 1 0 0 0 0 1 0 3 0 0 1 0 0 1 0 0 4 0 0 0 1 1 0 0 0

Tabel 1.2 Pemberian Tegangan untuk Model Half Step

Step

Tegangan yang Diberikan pada Lilitan

Arah Putaran Searah Jarum Jam Arah Putaran Berlawanan Arah dengan Jarum Jam

L3 L2 L1 L0 L3 L2 L1 L0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 2 1 0 0 1 0 0 1 0 3 1 0 0 0 0 1 1 0 4 1 1 0 0 0 1 0 0 5 0 1 0 0 1 1 0 0 6 0 1 1 0 1 0 0 0 7 0 0 1 0 1 0 0 1 8 0 0 1 1 0 0 0 1

Motor stepper adalah salah satu tipe motor yang sangat banyak dipergunakan sebagai penggerak/pemutar pada peralatan sistem kontrol di industri, instrumentasi dan juga pada peralatan-peralatan elektronik seperti printer tetapi walaupun demikian pada dasarnya hanya terdapat 3 tipe motor motor stepper :

2.2.3 Motor Stepper Type Variable Reluctance (VR)

Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator

diberi energi dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh kutub-kutub stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR) :

Gambar 2.9 Penampang Melintang dari Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR)

2.2.4 Motor Stepper Type Permanent Magnet (PM)

Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan (perhatikan gambar 2.9). Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah yaitu antara 750 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya.

2.2.5 Motor Stepper Tipe Hybrid (HB)

Motor stepper tipe hybrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe hybrid memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki magnet permanen yang

tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hybrid dapat menghasilkan resolusi langkah yang tinggi yaitu antara 3,60 hingga 0,90 per langkah atau 100 - 400 langkah setiap putarannya.

2.3 SENSOR LOAD CELL [ 3 ]

Load cell adalah komponen utama pada sistem timbangan digital.tingkat keakurasian timbangan bergantung dari jenis load cell yang dipakai.sensor load cell apabila diberi beban pada inti besi maka nilai resistansi di strain gaugenya akan berubah yang dikeluarkan melalui empat buah kabel. Dua kabel sebagai eksitasi dan dua kabel lainnya sebagai sinyal keluaran ke kontrolnya gambar 2.10 dibawah adalah bentuk fisik dari sensor load cell

Gambar 2.10 Bentuk fisik sensor Load cell

Sebuah load cell terdiri dari konduktor strain gauge, dan wheatstone bridge.berikut ini beberapa penjelasan mengenai defenisi load cell.tegangan keluaran dari sensor load cell sangat kecil, sehingga untuk mengetahui perubahan tegangan keluaran secara linier dibutuhkan rangkaian penguat instrumen. Dalam hal ini digunakan IC amplifier instrumen INA 125 yang memang dibuat khusus

untuk menguatkan tegangan keluaran yang sangat kecil hingga kurang dari mili volt, salah satunya sensor Load Cell, hingga ukuran tegangan dalam satuan mili volt.gambar rangkaian dapat dilihat pada gambar 2.10. agar tegangan dapat terukur secara linier digunakan penguatan sebesar 1000 kali.

2.4 RANGKAIAN INVERTING ( PENGUAT PEMBALIK OPERASIONAL AMPLIFIER)

Konsep Dasar Teori

Defenisi Operasional Amplifier

OP – AMP ( Operasional Amplifiers ) pada hakekatnyan merupakan sejenis IC. Didalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas beberapa transistor, resistor dan atau dioda jikalau suatu rangkaian, masukan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dan sebagainya oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OP – AMP.

Namun demikian OP – AMP dapat pula dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya : sebagai penguat audio, pengaturan nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dsb. OP – AMP banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000kali).

Sejarah perkembangan OP – AMP

Pengembangan rangkaian terpadu IC luar telah ada sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada “chip ” silikon tunggal . rangkaian terpadu merupakan susunan antara transistor, diode sebagai penguat beda dan pasangannya darlington.kemudian tahun 1963 industri semikonduktor Fairchild

memperkenalkan IC OP – AMP pertama kali µA 702, yang mana merupakan pengembangan IC OP –AMP yang lain sebelumnya, dimana tegangan sumber (catu daya ) dibuat tidak sama yaitu +UCC = +12 V dan –UEE = -6 V, dan resistor inputnya rendah sekali yaitu( KW) dan gain (3600 V/V).

KARAKTERISTIK IDEAL OP –AMP

1. Penguatan tegangan tak terhingga (Av = ~) “ penguatan tegangan bergantung pada tegangan sumber Vcc”.

2. Impedansi input tak berhingga (Zin = ~)

3. Bandwithnya mendekati tak hingga dengan demikian delay timenya

hamper tak ada Bw = ~ ∆t = 0

4. Impedansi Out put kecil sekali (Zout = 0) 5. Vout = 0 jika Vin = 0

2.4.1 Operasi penguat Diferensial Prinsip kerja penguat diferensial :

1. Pada saat tegangan masukan = 0 (titik dan terhubung ke massa ), dan besarnya tegangan selisih pada kedua basis 0 pada kedua kolektor sama besar , dan pada keluaran terjadi perubahan

tegangan pada →∆ 0

2. Pada saat tegangan masukan 0 ( titik terhubung ke massa ), dan besarnya tegangan selisih pada kedua basis =

Ada dua kemungkinan kejadian :

1. Bila berpolaritas positif, maka pada kondisi ini arus kolektor menyebabkan tegangan keluaran ke arah negatif ( lebih kecil daripada 0 → ∆ = negatif

Penting untuk diketahui, bahwasanya perubahan tegangan keluaran berlawanan arah dengan perubahan tegangan masukan

Gambar 2.11 IC LM 324

Untuk lebih jelasnya keterangan pada :

Tabel 1.3 Fungsi setiap pin

Pin No Function Name

1 Output of 1st comparator Output 1

2 Inverting input of 1st comparator Input

1-3 Non-inverting input of 1st comparator Input 1+

4 Supply voltage; 5V (up to 32V) Vcc

5 Non-inverting input of 2nd comparator Input 2+

6 Inverting input of 2nd comparator Input

2-7 Output of 2nd comparator Output 2

8 Output of 3rd comparator Output 3

9 Inverting input of 3rd comparator Input

3-10 Non-inverting input of 3rd comparator Input 3+

11 Ground (0V) Ground

12 Non-inverting input of 4th comparator Input 4+

13 Inverting input of 4th comparator Input

4-14 Output of 4th comparator Output 4

2.5 MIKROKONTROLLER 8535

Mikrokontroler adalah IC yang dapat deprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus.biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.

Beberapa tahaun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan trutama dalam pengontrolan robot.seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemograman yang ikut juga berubah.salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alfand Vegard’s Risc processor) Atmega 8535 yang menggunakan teknologi RISC ( Reduce Instruction Set Computing ) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya memmembutuhkan satu siklus

clock untuk mengeksekusi satu instruksi program.secara umum, AVR dapat

dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90xx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx.Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya.Dari segi arsitektur dan arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hamper sama.

Mikrokontroler AVR ATmega 8535 memiliki fitur yang cukup lengkap, Mikrokontroler AVR ATmega 8535 telah dilengkapi dengan ADC internal

EEPROM internal, timer / counter, PWM, analog comparator, dll). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler AVR dengan lebih mudah dan efesien, serta dapat mengembangkan kreativitas pengguna mikrokontroler ATmega 8535.

Fitur – fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega 8535 adalah sebagai berikut: [ 4 ]

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A,port B, port C, dan D 2. ADC internal sebanyak 8 saluran

3. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan perbandingan CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Memori Flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write 6. Port antarmuka SPI

7. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat deprogram saat operasi. 8. Antarmuka komparator analog.

9. Port USART untuk komunikasi serial.

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

11.Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 Mhz

12. Dan lain – lainnya.

2.5.1 Konstruksi ATmega 8535

Mikrokontroler ATmega 8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM.ketiganya memiliki ruang sendiri terpisah.

a) Memori program

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

ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM

(menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

c) Memori EEPROM

ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register-register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega 8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran

ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega 8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended

input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega 8535

memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, ATmega 8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri. timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain.

sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.

Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode

komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535.

Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and

Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi

serial yang dimiliki oleh ATmega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.

2.5.2 Pin – pin pada Mikrokontroler ATmega 8535

Konfigurasi pin ATmega 8535 dengan kemasan 40 pin DIP ( Dual inline package) dapat dilihat pada gambar .dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing – masing pin ATmega 8535 sebagai berikut :

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merupakan pin ground

3. Port A ( Port A0…Port A7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC

4. Port B ( Port B0…PortB7 ) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada table dibawah ini.

Tabel 1.4 Fungsi khusus Port B Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3

AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB2 _{INT2 (}AIN0 (_{External Interrupt 2 Input}Analog Comparator Positive Input₎ )

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

PB0

T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output)

Port C ( Port C0…Port C7) merupakan pin in/out dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada table dibawah ini.

Tabel 1.5 Fungsi Khusus Port C Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

PC5 Input/Output

PC4 Input/Output

PC3 Input/Output

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

Port D ( Port D0 …..Port D7) merupakan pin input/out dua arah dan pin fungsi khusu, seperti yang terlihat pada table dibawah ini.

Tabel 1.6 Fungsi khusus Port D Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD0 RXD (USART Input Pin)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Blok Diagram Rangkaian

Diagram blok pada gambar 3.1 adalah diagram rancangan dasar sistem Perancangan sistem pengontrolan pengukuran berat pada timbangan kendaraan secara automatis.diagram menggambarkan aliran proses dari input hingga output, dimana input sistem ada beberapa masukan yaitu input data dari smart card dan input data dari smart card dan berat kendaraan yang ditimbang proses kerja sistem adalah mengolah input menjadi suatu out put yang diinginkan yang akan dibahas lebih detail pada bagian berikutnya sebagai pemroses adalah sebuah rangkaian pengendali yaitu mikrokontroler output sistem adalah kondisi yang diberikan oleh mikrokontroler yaitu status proses dan kendali pintu palang, out put juga menentukan pengiriman pesan melalui sms .

3.2 Perancangan Hardware

Rancangan rangkaian kendali Perancangan sistem pengontrolan pengukuran berat pada timbangan kendaraan secara automatis. Rangkaian pengendali sistem menggunakan mikrokontroler sebagai pusat pengendali untuk seluruh kerja sistem yaitu sebagai monitoring beban dan mengendalikan input dan output.rangkaian bekerja menerima input yaitu kendaraan masuk kemudian diproses dengan mengukur berat kendaraan sekaligus beban yang diangkut, kemudian memberikan output sesuai dengan kriteria yang ditentukan, rancangan rangkaian terdiri dari beberapa bagian utama dengan fungsi kerja masing – masing bagian. Adapun bagian – bagian sistem adalah sebagai berikut :

1. Sensor

2. Pengendali Mikrokontroler 3. Driver ( penguat arus ) 4. Plant

5. Display

6. Hand phone ( pengirim pesan )

Adapun penjelasan pada point – point diatas ialah : 1.Sensor

Perancangan ini menggunakan 2 sensor input yaitu sensor : 1. Sensor RFID

2. LOAD CELL ( sensor berat )

3.2.1 Sensor RFID

Adalah sensor yang berfungsi mendeteksi atau membaca kode identitas dari satu anggota atau member, sensor akan membaca kode dan membandingkan

dengan data base yang telah di program untuk ferifikasi, jika kode RFID sesuai maka sistem akan dapat dilanjutkan dengan mengijinkan (membuka pintu masuk ) pada kendaraan tsb.sensor RFID yang digunakan adalah sensor RFID pasif, tipe sensor RFID yaitu ID 012 dengan kemampuan out put data serial kecepatan data serial sensor ini adalah 9600 Bps dengan data asinkron, dengan demikian out put data serial dapat secara langsung diberikan pada masukan serial port mikrokontroler.

3.2.2 Sensor Load cell ( sensor berat )

Load cell merupakan salah satu sensor untuk mengukur berat ataupun tekanan dalam rancangan ini load cell berfungsi mengukur berat kendaraan dengan muatannya untuk mengetahui apakah berat beban yang diangkut sesuai kategori yang ditentukan atau diluar kategori, dalam hal ini digunakan load cell adalah tipe 110493342 dengan berat maksimal 50 kg.

Prinsip kerja load cell

Mendeteksi tekanan pelat dengan mengeluarkan nilai resistansi yang sebanding dengan tekanan yang diberikan pada load cell dengan kata lain load cell mendeteksi besar tegangan yang dikeluarkan pelat load cell bila diberi tekanan. Out put tegangan load cell sangat kecil yaitu pada orde sehingga pada prakteknya tegangan tersebut harus diperkuat dengan rangkaian penguat tegangan, terdapat 4 buah kabel keluaran load cell yaitu untuk tegangan IN Vcc + 5 volt, ground 0 volt dan 2 keluaran sensor. Out put load cell diberikan kepada rangkaian penguat untuk dikuatkan .

3.2.3 Pengendali mikrokontroler

Fungsi mikrokontroler adalah sebagai pengendali sistem, terdapat 2 jenis mikrokontroler yang digunakan dalam rancangan ini dengan fungsi berbeda yaitu mikrokontroler jenis AVR ATmega 8535 dan jenis MCS AT 89S51 rancangan menentukan dua mikrokontroler karena rancangan menggunakan dua masukan port serial dengan mode komunikasi berbeda sehingga dua masukan tersebut tidak dapat ditangani oleh satu mikrokontroler perbedaannya adalah kecepatan build rate dan mode komunikasi .mikrokontroler ATmega dalam rancangan berfungsi sebagai pengendali utama yang menangani kendali pintu palang sekaligus mendeteksi berat dan menentukan apakah kendaraan berat kendaraan normal atau tidak .selain itu mikrokontroler ATmega 8535 juga berfungsi sebagai pengirim pesan pada pemilik (owner) yaitu pesan singkat sms.input mikrokontroler ATmega 8535 adalah pada masukan analog yaitu masukan dari sensor berat yang telah dikuatkan oleh rangkaian penguat dalam rangkaian adalah pada Pa.0 (pin 40), sedangkan out put mikrokontroler deprogram pada port B untuk kendali motor pintu palang ( pin 1 – 8 ), out put lain yaitu pada LCD deprogram pada port C ( Pin 22 – 29 ) .untuk komunikasi data dan ponsel digunakan port serial yaitu Pd 0 dan Pd 1 pada pin 14 da pin 15 , pin 9 pada mikrokontroler berfungsi sebagai RESET dan pin 12 – 13 sebagai masukan Kristal osilator .mikrokontroler ini di program dengan bahasa C dengan menggunakan editor CV AVR Versi 2.05.

Pada mikrokontroler MCS AT89S51 berfungsi sebagai deteksi kode ID dari kartu RFID.sensor RFID memberikan data serial melalui port serial mikrokontroler yaitu pada port P.3.0 kode tersebut akan diferifikasi menggunakan program yang telah dibuat, jika hasil ferifikasi benar mikrokontroler akan

mengeluarkan suatu sinyal pada mikrokontroler utama, bahwa identitas adalah benar sehingga kendaraan diizinkan untuk masuk dan sebaliknya jika kode salah maka pintu palang tidak akan terbuka.out put mikrokontroler MCS AT89S51 diprogram pada port 01 yaitu P1 dan P1.1 pada pin 1 dan pin 2, Kristal pada pin 18 dan 19 juga berfungsi sebagai masukan clock demikian juga resistor pada pin 09 berfungsi sebagai reset.

3.2.4 Driver

Yang dimaksud dengan driver adalah suatu rangkaian yang berfungsi sebagai penguat arus atau penguat tegangan dalam rancangan ini terdapat 2 rangkaian penguat yaitu :

1. Penguat arus

Penguat arus dirancang dengan menggunakan TR NPN yang terhubung secara common emitter .fungsi penguat arus adalah untuk mengendalikan dan menjalankan stepper motor.terdapat 4 buah TR untuk sebuah motor stepper dengan demikian ada 8 TR yang digunakan untuk 2 buah motor stepper .tipe TR yaitu BD 139 NPN penguat dirancang untuk bekerja untuk kondisi ON dan OFF ( switching )

2.Penguat tegangan ( volt )

Pada penguat tegangan menggunakan rangkaian op – amp dengan IC LM 324, fungsi penguat tegangan adalah menguatkan tegangan sensor load cell (sensor berat) sehingga mencapai tegangan yang cukup untuk diberikan pada masukan ADC .penguatan tegangan pada rangkaian ini lebih kurang 1000 kali . jenis rangkaian penguat tegangan adalah penguat diferensial yaitu penguat yang menguatkan perbedaan IN masukan membalik dan masukan tak membalik.

Gambar 3.2 Rangkaian Driver motor stepper.

3.2.5 Plant

Yang dimaksud dengan plant adalah objek kendali dalam hal ini adalah pintu gerbang masuk dan keluar. Rancangan ini menggunakan motor stepper sebagai penggerak mekanis pintu palang. Jenis motor adalah motor stepper unipolar 4 phasa sehingga sehingga seluruh motor memiliki 4 buah kumparan yang harus diberi arus secara berurutan. Kendali arus dilakukan oleh mikrokontroler melalui program, merek motor stepper adalah mitsumi dengan tipe Q 44 – 4244 dan resistansi internal 54,5 Ω ( ohm )

3.2.6 Display LCD 16 x 2

Display merupakan salah satu out put yang berfungsi menampilkan pesan atau status sistem.dalam hal ini adalah pesan proses misalnya membuka atau menutup pintu palang pesan data yaitu data berat muatan kendaraan yang terukur oleh sensor dan pesan status yaitu status normal atau tidak normal. Display yang digunakan adalah display CD tipe / M1632 yang dapat menampilkan 16 x 2 karakter .merek display adalah HITACHI dengan kode H44780. Display dikendalikan langsung oleh Mikrokontroler ATmega 8535 pada port C.

No Na 1 VC 2 GN 3 VE 4 RS 5 R/ 6 E 7 D0 8 D1 9 D2 10 D3 11 D4 12 D5 13 D6 14 D7 ama pin CC ND EE S /W 0 1 2 3 4 5 6 7

Gambar 3.33 pin out LC Table 1.7 p De + 5 0V Teg Reg =H 1 = Ena pen Dat Dat Dat Dat Dat Dat Dat Dat

CD M1362 h pin out skripsi 5V V gangan kon gister selec H

= read, 0 = w able clock ngirimandan

ta bus 0 ta bus 1 ta bus 2 ta bus 3 ta bus 4 ta bus 5 ta bus 6 ta bus 7

hitachi

ntras LCD ct, 0 = Reg

write LCD, logi n pembacaa

gister perint

ka 1 setiap an data

tah, 1

15 Anoda (kabel coklat untuk LCD Hitachi )

Tegangan positif backlight

16 Katoda (kabel merah untuk LCD Hitachi )

Tegangan negatif backlight

3.2.7 SMS (Short Message Service)

Pengiriman sms juga merupakan out put sistem dimana, rancangan ini akan mengeluarkan suatu pesan pada pemilih atau owner status berat kendaraan yang masuk dan yang akan keluar. Apakah normal atau tidak normal dalam hal ini adalah berat beban atau muatan, sebagai alat pengirim pesan digunakan ponsel sebuah ponsel Siemens C35. Dengan komunikasi data standar AT command. Mikrokontroler berkomunikasi data melalui port serial dengan kecepatan 19.200 Bps. Dengan format data standar yaitu AT command khusus untuk piranti merek Siemens, pesan yang akan dikirim diformat pada kode ( Pdu ) dan dikirim ke ponsel dengan perintah – perintah tertentu yang diatur dengan program.

SMS merupakan salah satu layanan pesan teks yang dikembangkan dan distandarisasi oleh suatubadan yang bernama ETSI (European Telecomunication Standards Institute) sebagai bagian dari pengembangan GSM Phase 2, yang terdapat pada dokumentasi GSM 03.40 dan GSM 03.38. Fitur SMS ini memungkinkan perangkat Stasiun Seluler Digital (Digital Cellular Terminal, seperti ponsel) untuk dapat mengirim dan menerima pesan-pesan teks dengan panjang sampai dengan 160 karakter melalui jaringan GSM. (ETSI, 1996).

SMS dapat dikirimkan ke perangkat Stasiun Seluler Digital lainnya hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan pelayanan GSM. Lebih dari

sekedar pengiriman pesan biasa, layanan SMS memberikan garansi SMS akan sampai pada tujuan meskipun perangkat yang dituju sedang tidak aktif yang dapat disebabkan karena sedang dalam kondisi mati atau berada di luar jangkauan layanan GSM.

Jaringan SMS akan menyimpan sementara pesan yang belum terkirim, dan akan segera mengirimkan ke perangkat yang dituju setelah adanya tanda kehadiran dari perangkat di jaringan tersebut.

Dengan fakta bahwa layanan SMS (melalui jaringan GSM) mendukung jangkauan/jelajah nasional dan internasional dengan waktu keterlambatan yang sangat kecil, memungkinkan layanan SMS cocok untuk dikembangkan sebagai aplikasi-aplikasi seperti: pager, e-mail, dan notifikasi voice mail, serta layanan pesan banyak pemakai (multiple users). Namun pengembangan aplikasi tersebut masih bergantung pada tingkat layanan yang disediakan oleh operator jaringan. (Gupta, 2003).

3.3 Perancangan Software

Setelah perancangan hardware selesai, kemudian mulailah dengan perancangan software. Dalam peracangan software ini terbagi atas 2 bagian yaitu perancangan flowchart dan perancangan program.

3.3.1 Perancangan Flowchart

Adapun tujuan perancangan flowchart adlah untuk memudahkan kita di dalam perancangan program yang akan digunakan. Flowcahat yang digunakan dalam perancangan alat ini adalah sebagai berikut :

tidak

tidak

tidak

Gambar 3.4 flow chart

Mulai

Reset hardware inisialisasi port & LCD

Baca input RFID melalui kontroler sekunder

Ada kode RFID ?

ya

Verifikasi kode ID

Kode benar ?

Buka pintu gerbang masuk .

Baca berat muatan sensor dengan sensor Load cell

Baca sensor ID yang keluar gerbang ?

2 Ton

5 ?

Buka gerbang keluar , indicator hijau

Kirim pesan sms (load normal)

Buka gerbang keluar , indicator hijau

Kirim pesan sms (over load)

3.3.2 Perancangan Program

Dalam perancangan program, dibutuhkan beberapa pembagian dari program tersebut (untuk memudahkan dalam pembuatan aplikasi per bagiannya), adapun masing-masing pembagian program seperti berikut ini:

program bagian pertama #include <mega8535.h> #asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm

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

Perintah diatas adalah perintah untuk menyertakan file – file bantu pada library yangb tersedia pada paket CV AVR misalnya file mega 8535, file LCD, dsb.

program bagian kedua

#define ADC_VREF_TYPE 0x00 #define fosc 4000000

#define baud 19200

#define ubrr_val (fosc/(16*baud))-1 #define RXC 7

Merupakan perintah untuk mendefenisikan konstanta sesuai dengan data yang akan digunakan oleh program.

program bagian ketiga

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); delay_us(10);

ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10;

return ADCW; }

Perintah diatas merupakan rutin untuk membaca data ADC program bagian ketiga

// Declare your global variables here long int W;

char buf[33],j;

perintah untuk mendeklarasikan variable sesuai dengan tipenya. program bagian kelima

void SendMessage1(void); void SendMessage2(void); void Display(void);

void step_IN(void); void step_OUT(void); void main(void) {

Perintah untuk mendeklarasikan nama rutin yang dibuat.

program bagian ke enam PORTA=0x00;

DDRA=0x00; PORTB=0x00; DDRB=0xFF; PORTC=0x00; DDRC=0x00; PORTD=0xFF; DDRD=0x30;

Merupakan perintah untuk inisialisasi port dan mengisi nilai port. program bagian ke tujuh

UCSRA=0x00; UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x0C;

perintah untuk menginisialisasi port serial yaitu 19200 Bps byte dan 1 byte stop. program bagian ke delapan

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84;

SFIOR&=0xEF;

program bagian ke Sembilan lcd_init(16);

perintah untuk menginisialisasi LCD. program bagian kesepuluh lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("LOAD MONITORING"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" VIA SMS"); lcd_gotoxy(0,1);

delay_ms(1000);

perintah untuk menampilkan pesan pembuka pada LCD. program bagian kesebelas

//SendMessage(); while (1) {

while (PIND.6 == 1){}

Perintah untuk mendeteksi input pada port P.6 yaitu input yang diberikan oleh sensor RFID jika berlogika 1 perintah akan menunggu hingga port P.6 berlogika 0.

program bagian keduabelas

lcd_clear();lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(" OPEN GATE");PORTD=0xFF; step_IN();

perintah untuk membuka pintu palang dan menampilkan pesan pintu palang terbuka pada LCD.

program bagian ketigabelas x1: delay_ms(2000);

perintah untuk menunda waktu 2 detik. program bagian empatbelas

while (PIND.7 == 1){W = read_adc(0)*10;Display();if (W > 5000) {PORTD.4 = 1;PORTD.5 = 0;}else {PORTD.4 = 0;PORTD.5 = 1;}}

merupakan perintah untuk mendeteksi pin P.7 yaitu masuk dari rangkaian RFID untuk fase keluar. Jika port P.7 berlogika 1 maka program akan melakukan pembacaan berat menampilkan berat pada LCD dan menghidupkan lampu indikator sesuai dengan kondisi berat.

program bagian limabelas

if (W > 5000) {PORTD.4 = 1;PORTD.5 = 0;SendMessage2();while (W > 5000) {W = read_adc(0)*10;Display();} goto x1;}

perintah untuk mendeteksi apakah berat 5000 kg jika yam aka lampu indikator akan merah disertai pengiriman pesan over load.

program bagian keenambelas

if ((W <= 5000)&&(W >= 2000)) {step_OUT();PORTD.4 = 0;PORTD.5 = 1;SendMessage1();}

jik berat diantara 2000 kg 5000 kg maka pintu palang akan terbuka lampu indikator hijau dan pengiriman pesan sms load normal.

program bagian ketujuh belas

};

Jika berat dibawah 2000 kg maka indikator akan merah tidak akan terbuka. program bagian kedelapanbelas

}

void SendMessage1(void) {

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" SEND MESSAGE "); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" NORMAL LOAD "); printf("AT+CMGS=24");

delay_ms(1000); printf("%c",0x0D); delay_ms(2000);

printf("06912618010000B1000C810812562063820000FF0BCEB7BC1D 6683D8EF303100");

delay_ms(1000); printf("%c",0x1A); delay_ms(2000); Display(); }

Merupakan perintah untuk mengirim pesan load normal yaitu perintah – perintah untuk menampilkan status pada LCD kemudian mengirim kode sms ke ponsel dan disertai pengiriman kode pdu ke ponsel.

program bagian kesembilanbelas void SendMessage2(void) {

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" SEND MESSAGE "); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf(" OVER LOADING "); printf("AT+CMGS=25");

delay_ms(1000); printf("%c",0x0D); delay_ms(2000);

printf("06912618010000B1000C810812562063820000FF0C4F7B590E62 BEC3E4B4FB0C00");

delay_ms(1000); printf("%c",0x1A); delay_ms(2000); Display(); }

Merupakan perintah untuk mengirim pesan over load yaitu perintah – perintah untuk menampilkan status pada LCD kemudian mengirim kode sms ke ponsel dan disertai pengiriman kode pdu ke ponsel.

program bagian keduapuluh void Display(void)

{lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("LOAD MONITORING"); sprintf(buf,"WEIGHT : %i kg",W); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(buf);delay_ms(500); }

Merupakan rutin untuk menampilkan berat terukur pada layar LCD program bagian keduapuluh satu

void step_IN(void){ for (j=0;j<16;j++){

PORTB=0x01; delay_ms(5); PORTB=0x03; delay_ms(5); PORTB=0x02; delay_ms(5); PORTB=0x06; delay_ms(5); PORTB=0x04; delay_ms(5); PORTB=0x0c; delay_ms(5); PORTB=0x08; delay_ms(5); PORTB=0x09; delay_ms(5); }

PORTB=0x00; delay_ms(3000); for (j=0;j<16;j++){

PORTB=0x08; delay_ms(5); PORTB=0x0c; delay_ms(5); PORTB=0x04; delay_ms(5); PORTB=0x06; delay_ms(5); PORTB=0x02; delay_ms(5); PORTB=0x03; delay_ms(5); PORTB=0x01; delay_ms(5);

}

PORTB=0x00; }

program pada bagian keduapuluh dua void step_OUT(void){

for (j=0;j<13;j++){

PORTB=0x90; delay_ms(5); PORTB=0x80; delay_ms(5); PORTB=0xc0; delay_ms(5); PORTB=0x40; delay_ms(5); PORTB=0x06; delay_ms(5); PORTB=0x20; delay_ms(5); PORTB=0x30; delay_ms(5); PORTB=0x10; delay_ms(5); }

PORTB=0x00; delay_ms(3000); for (j=0;j<13;j++){

PORTB=0x30; delay_ms(5); PORTB=0x20; delay_ms(5); PORTB=0x60; delay_ms(5); PORTB=0x40; delay_ms(5); PORTB=0xc0; delay_ms(5); PORTB=0x80; delay_ms(5); PORTB=0x90; delay_ms(5); }

PORTB=0x00; }

Merupakan perintah untuk menggerakkan motor stepper buka dan tutup kembali pintu keluar dengan cara yang sama.

3.4 Prinsip kerja sistem

Cara kerja sistem ini adalah dengan cara membaca output dari sensor berat, jika berat yang diukur sesuai dengan berat yang diinginkan, maka lampu indikator warna hijau akan menyala yang menandakan bahwa pintu palang keluar bisa dibuka dengan menggunakan kartu pengenal (RFID) sekaligus mengirim pesan kepada pemilik yang isi pesannya adalah load normal, dan sebaliknya jika berat yang diukur melebihi kapasitas, maka lampu indicator warna merah akan menyala yang menandakan bahwa pintu palang keluar tidak bisa dibuka sekaligus mengirim pesan kepada pemilik yang isi pesannya adalah over load. Untuk membuka pintu palang keluar solusinya adalah dengan mengurangi berat muatan kendaraan.

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT

4.1 Pengujian RFID

Pengujian rangkaian proximity reader adalah untuk mengetahui apakah

proximity reader dapat menbaca kode dari kartu akses dan mengirimkan kode tersebut rangkaian mikrokontroller AVR 8535. Adapun langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut :

1. Memasukkan catu daya pada rangkaian.

2. Memeriksa pin output dari RFID pada pin 9 dengan menggunakan logika probe

4.1.1 Rangkaian RFID

VCC 5

9

1

GND Gambar 3.5 Rangkaian Proximity Reader

4.1.2 Data Hasil Pengujian Proximity Reader

Tabel 1.8 Data Hasil Pengujian Rangkaian Proximity Reader

Kondisi Proximity Pin 6 Tegangan Output (V)

Mengidentifikasi Pulsa Keluar 0-5

Tidak Mengidentifikasi Tidak Ada Pulsa 0

Dari hasil pengujian diperoleh data ketika proximity reader mengidentifikasi kartu akses smart card maka pada pin 6 akan menghasilkan pulsa jika menggunakan logic probe. Artinya RFID sedang mengeluarkan data pada pin outnya, ini berarti bahwa proximity reader dapat melakukan fungsinya dengan baik yaitu mengidentifikasi kartu akses yang ditandai dengan adanya pulsa keluaar dari pin out nya, sehingga hasil pengujian sesuai degna yang diharapkan pada perancangan.

4.2 Pengujian Rangkaian Driver Load Cell dan Penguat Operasi

Pengujian dilakukan pad rangkaian sensor yaitu load cell dan penguat yaitu untuk menguji respon sensor terhadap berat serta fungsi penguat dalam menguatkan sinyal keluaran sensor. Tujuannya adalah untuk menguji dan mengetahui apakah rangkaian bekerja sesuai yang diizinkan atau tidak.

Prosedur pengujian adalah dengan mengaktifkan catu daya rangkaian dan mengukur teganagn pada titik-titik tertentu seperti yang terlihat pada gambar.

4.2.1 Rangkaian Pengujian Load Cell dan Penguat Operasi

Gambar 3.6 Rangkaian Pengujian Sensor Load Cell dan Penguat operasi

4.2.2 Data Hasil Pengujian Sensor Load Cell dan Penguat Operasi Tabel 1.9 Data Hasil Pengujian Sensor Load Cell dan Penguat Operasi

NO

PERCOBAAN

INPUT (Kg)

TP1 (mV)

TP2 (mV)

TP3 (mV)

TP4 (V)

TP5 (V)

Tampilan LCD (Kg)

1 0.08 27.1 26.7 47.9 0.33 0.05 370

2 0.16 26.5 26.1 46.5 0.54 0.05 820

3 0.24 25.5 25 45 0.76 0.05 1240

4 0.32 25.3 24.9 38.5 0.98 0.05 1640

5 0.40 24.6 24.4 42.4 1.18 0.05 2060

6 0.48 24 23.6 41.1 1.37 0.05 2480

7 0.56 23.6 23.1 39.8 1.58 0.05 2900

8 0.64 22.9 22.5 38.3 1.51 0.05 3340

10 0.8 22.2 21.2 35.4 2.25 0.05 4220

11 0.95 21.3 21.1 32.9 2.63 0.05 5000

12 0.98 21.1 20.8 32.3 2.73 0.05 5160

4.2.3 Analisa Data

1. Penguatan Tegangan (gain)

A =

=

.

. . 5 .

Tabel 2.1Hasil Analisa Data Penguat Operasi Tegangan

NO

PERCOBAAN Vin(-) (V)

Vout (V)

Vin(+)

(V) A

1 _0.0479 0.33 0.05 _157.143

2 _0.0465 0.54 0.05 _154.286

3 _0.045 0.76 0.05 ₁₅₂

4 _0.0385 0.98 0.05 _85.2174

5 _0.0424 1.18 0.05 _155.263

6 _0.0411 1.37 0.05 _153.933

7 _0.0398 1.58 0.05 _154.902

8 _0.0383 1.51 0.05 _129.06

9 _0.0369 2.03 0.05 _154.962

10 _0.0354 2.25 0.05 _154.11

11 _0.0329 2.63 0.05 _153.801

2. Perhitungan deviasi

Faktor pengali (Q) dalam penyesuaian berat sesungguhnya dengan berat miniatur dari data pengujian :

Type equation here.

| |

0

0.0 5

Tabel 2.2 Data Percobaan Perhitungan Deviasi

NO BERAT SESUNGGUHNYA (Kg) BERAT TAMPILAN LCD (Kg) FAKTOR PENGALI (k) BERAT PERHITUNGAN (Kg) DEVIASI

1 0.08 370 4625 0.071887486 0.008113

2 0.16 820 5125 0.159318211 0.000682

3 0.24 1240 5166.666667 0.240920222 0.00092

4 0.32 1640 5125 0.318636423 0.001364

5 0.4 2060 5150 0.400238433 0.000238

6 0.48 2480 5166.666667 0.481840444 0.00184

7 0.56 2900 5178.571429 0.563442455 0.003442

8 0.64 3340 5218.75 0.648930275 0.00893

9 0.72 3770 5236.111111 0.732475191 0.012475

10 0.8 4220 5275 0.819905917 0.019906

11 0.95 5000 5263.157895 0.971452508 0.021453

4.2.4 Grafik Berat Tampilan Output Terhadap Berat Sesungguhnya

Gambar 3.7 Grafik Berat Tampilan Output Terhadap Berat Sesungguhnya

4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus

Pengujian dilakukan pada rangkaian penguat arus yaitu penguat untuk menjalankan motor stepper, pengujian dilakukan dengan memberikan input pada rangkaian driver dan mengukur tegangan input dan output yaitu pada basis dan kolektor untuk transistor pada BD 139.

4.3.1 Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus

Gambar 3.8 Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus

4.3.2 Data Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus

Tabel 2.3 Data Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper atau Penguat Arus

Logika VB1(V) VB2(V) VB3(V) VB4(V) VC1(V) VC2(V) VC3(V) VC4(V)

Keadaan Kumpran 0 0 0 0 0 12.41 12.41 12.41 12.41 OFF 1 0.61 0.61 0.61 0.61 0.2 0.2 0.2 0.2 ON

4.3.3 Analisa data

Logika 1 ,

=

; 0

= . 0.00 5

0 0.00 5 0.

0.00 5 0. 0.

= . .

. .

Tabel 2.4 Data resistansi tahanan dalam Motor DC

Logika NO Ib Ic Ie Rd

1

1 0.00251 0.27617 0.27868 44.2119

2 0.00251 0.27617 0.27868 44.2119

3 0.00251 0.27617 0.27868 44.2119

4 0.00251 0.27617 0.27868 44.2119

4.4 Pengujian Pin AT MEGA 8535

Bagian ini merupakan pemroses keseluruhan dari sistem ini. Rutin yang dikerjakan ditulis dalam bahasa C yang selanjutnya di download pada memori internal yang tersedia.

4.4.1 Rangkaian Pengujian Pin AT MEGA 8535

4.4.2 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535

Tabel 2.5 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535

Pin Teg Pin (V)

1 0.06 2 0.06 3 0.06 4 0.06 5 0.06 6 0.06 7 5 8 5 9 0 10 5

11 5 12 5 13 5 14 5 15 5 16 5 17 1.79 18 1.79 19 2.19 20 0 21 5 22 1.61 23 1.61 24 1.61 25 1.74 26 1.74 27 1.66 28 1.57 29 1.66 30 1.66 31 1.66 32 5 33 5 34 5 35 5 36 5 37 5 38 5 39 5 40 5

BAB V

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil analisis perhitungan dan pengukuran deviasinya sangat kecil yang artinya sistem bekerja akurat.

Pada perhitungan didapat hasil 0.971452508 kg sementara pengukuran sebenarnya 0.95kg jadi hasil deviasinya sebesar 0.021453

2. Pesan normal load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan 2000 kg 5000 lampu indikator warna hijau akan menyala dan kendaraan boleh keluar

3. Pesan over load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan melebihi 5000kg, lampu indikator warna merah akan menyala dan kendaraan tidak boleh keluar.

4. Meningkatkan sensifitas penimbangan yang lebih tinggi.

5.2 Saran

Diharapkan alat ini dapat lebih dikembangkan lagi, baik dari segi fungsi maupun aplikasi serta implementasi yang lebih baik dan luas, seperti :

1. Fungsi dari alat yang diharapkan bisa diperluas bukan hanya simulasi tetapi juga dapat di aplikasikan pada jalan umum, industri kecil ataupun industri besar.

2. Peneraan atau kalibrasi terhadap alat ukur perlu dilakukan agar tingkat kesalahan pengukuran (error) juga dapat berkurang.

3. Alat ini juga diharapkan dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan keluaran tidak hanya melalui LCD dan hand phone (pesan sms) saja tetapi dapat jug dilakukan percetakan data menggunakn print dan jaringan.

DAFTAR PUSTAKA

1. http:/www.atmel/products/prod20.htm

2. http://www.himaone.net/

3. Aris Agung Setyawan, “Load Cell Handbook”,

www.loadcellteori.wordpress.com

4. Lingga Wardhana, “Mikrokontroler AVR seri ATM 8535 simulasi hardware dan aplikasi”, ANDI, Jakarta, 2006.

5. Syablan Rangkuti, “Mikrokontroler ATMEL AVR Simulasi dan praktek ISIS & PROTEUS Code vision AVR”, Jakarta, 2011.

6. Bruce Carter,Hand book of Operational amplifier applications.

7. Endra Pitowarn, “Mikroprosesor dan Interfacing”, ANDI, Jakarta, 2005. 8. Imadejoni, Budi Raharjo, “Pemograman C & Implementasi”, Informatika,

Jakarta, 2006.

9. Magga, R.2011. Penggunaan Strain Gage (Load Cell) Untuk Analisa Tegangan Pada Pembebanan Statik Batang Aluminium.Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,Universitas Tadulako.Tondo, Palu.

4.4.1 Rangkaian Pengujian Pin AT MEGA 8535

4.4.2 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535

Tabel 2.5 Data Hasil Pengujian Pin AT MEGA 8535

Pin Teg Pin (V)

1 0.06 2 0.06 3 0.06 4 0.06 5 0.06 6 0.06 7 5 8 5 9 0 10 5

11 5 12 5 13 5 14 5 15 5 16 5 17 1.79 18 1.79 19 2.19 20 0 21 5 22 1.61 23 1.61 24 1.61 25 1.74 26 1.74 27 1.66 28 1.57 29 1.66 30 1.66 31 1.66 32 5 33 5 34 5 35 5 36 5 37 5 38 5 39 5 40 5

BAB V

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil analisis perhitungan dan pengukuran deviasinya sangat kecil yang artinya sistem bekerja akurat.

Pada perhitungan didapat hasil 0.971452508 kg sementara pengukuran sebenarnya 0.95kg jadi hasil deviasinya sebesar 0.021453

2. Pesan normal load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan 2000 kg 5000 lampu indikator warna hijau akan menyala dan kendaraan boleh keluar

3. Pesan over load akan terkirim apabila berat muatan kendaraan melebihi 5000kg, lampu indikator warna merah akan menyala dan kendaraan tidak boleh keluar.

4. Meningkatkan sensifitas penimbangan yang lebih tinggi. 5.2 Saran

Diharapkan alat ini dapat lebih dikembangkan lagi, baik dari segi fungsi maupun aplikasi serta implementasi yang lebih baik dan luas, seperti :

1. Fungsi dari alat yang diharapkan bisa diperluas bukan hanya simulasi tetapi juga dapat di aplikasikan pada jalan umum, industri kecil ataupun industri besar.

2. Peneraan atau kalibrasi terhadap alat ukur perlu dilakukan agar tingkat kesalahan pengukuran (error) juga dapat berkurang.

3. Alat ini juga diharapkan dapat dikembangkan lagi dengan menambahkan keluaran tidak hanya melalui LCD dan hand phone (pesan sms) saja tetapi dapat jug dilakukan percetakan data menggunakn print dan jaringan.

DAFTAR PUSTAKA

1. http:/www.atmel/products/prod20.htm

2. http://www.himaone.net/

3. Aris Agung Setyawan, “Load Cell Handbook”, www.loadcellteori.wordpress.com

4. Lingga Wardhana, “Mikrokontroler AVR seri ATM 8535 simulasi hardware dan aplikasi”, ANDI, Jakarta, 2006.

5. Syablan Rangkuti, “Mikrokontroler ATMEL AVR Simulasi dan praktek ISIS & PROTEUS Code vision AVR”, Jakarta, 2011.

6. Bruce Carter,Hand book of Operational amplifier applications.

7. Endra Pitowarn, “Mikroprosesor dan Interfacing”, ANDI, Jakarta, 2005. 8. Imadejoni, Budi Raharjo, “Pemograman C & Implementasi”, Informatika,

Jakarta, 2006.

9. Magga, R.2011. Penggunaan Strain Gage (Load Cell) Untuk Analisa Tegangan Pada Pembebanan Statik Batang Aluminium.Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,Universitas Tadulako.Tondo, Palu.