Perancangan Pengendalian Lampu Ruangan Dengan Menggunakan Remot Kontrol Berbasis Mikrokontroler ATMega8535 Secara Hardware

DENGAN MENGGUNAKAN REMOT KONTROL BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA8535

SECARA HARDWARE

TUGAS AKHIR

NELVINA SARI SIMATUPANG 082408005

PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN PENGENDALIAN LAMPU

RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN REMOT KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : NELVINA SARI SIMATUPANG

Nim : 082408005

Program Studi : DIPLOMA III (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departeman : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Juni 2011 Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua Program Studi D3 FIN

Dr. Susilawati, M.Si Dr. Susilawati, M.Si NIP.197412072000122001 NIP.197412072000122001

PERNYATAAN

PERANCANGAN PENGENDALIAN LAMPU RUANGAN DENGAN

MENGGUNAKAN REMOT KONTROL BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

SECARA HARDWARE

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mai 2011

NELVINA SARI SIMATUPANG 082408005

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas anugerah dan nikmat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan laporan proyek ini.

Tulisan ini berisikan laporan proyek yang berjudul “PERANCANGAN PENGENDALIAN LAMPU RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN REMOT KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 SECARA HARDWARE”.

Tugas akhir ini disusun sesuai dengan percobaan yang dilakukan dan disesuaikan dengan literatur yang ada, baik dari buku penunjang maupun internet, sehingga berguna bagi semua orang yang akan memperoleh informasi dari laporan ini. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, Penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu izinkan penulis untuk mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku PDI Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada Penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. 3. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si yang telah membantu saya dalam mengerjakan

tugas akhir ini.

4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

5. Ayahanda Toni Parinduhan Simatupang, Spd dan Ibunda Saddiah Siregar, Spd tercinta yang selalu memberikan semangat dan dukungan penuh kepada penulis baik secara moril maupun materil sehingga selesainya penulisan Tugas Akhir ini.

Dayurni Lesrari, Andy Harianto, dan Rezki Zariah Simatupang yang telah memberikan semangat dan perhatian kepada penulis sehingga dapat terus terpacu untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Sahabat-sahabatku Mulia Sari, Maya Azlina, Ema Sari Swandi, Irma Sika Girsang, Togu Rohulina, Sri mahyuni, Magda lena, Hazli, Ahmat Nawawi, Misrianto, Damai Lendra, Fanzi Putra, Romanto, dan seluruh teman-teman Jurusan Fisika Instrumentasi khususnya stambuk 08 yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penulis hingga selesainya Tugas Akhir ini.

Sekali lagi Penulis mengucapkan banyak ribuan terima kasih kepada semua pihak, dan Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan juga bagi para pembaca.

Akhir kata, dengan rasa ikhlas penulis memanjatkan doa kehadirat Allah SWT, agar kita semua dilindungi dan diberi kekuatan oleh-nya.

Medan, Mei 2011

ABSTRAK

Telah diarancang sebuah perangkat keras yang dapat menggantikan fungsi universal remote control dengan memanfaatkan terminal speaker computer untuk pengendali LED Infra Red. Perancangan ini dilakukan untuk pengendalian lampu rungan dengan menggunakan remote control berbasis mikrokontroler ATMega 8535. Perangkat keras yang ditambah pada computer terdiri atas : Sensor RC5, LED Infra Red, LCD, PCB, Transistor, Regulator, Resistor, Dioda, Relay, Lampu Indikator. Adapun alasan memilih mikrokontroler sebagai pengendali sistem ini adalah untuk mempermudah penulis didalam membuat program dan proses pengerjaan alat tersebut, serta mengurangi tingkat kesalahan yang tinggi. Dan faktor yang tidak kalah penting adalah dari segi ekonomis.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR TABEL xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Batasan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 2

1.4 Sistematika Penulisan 2

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler ATMega8535 4

2.1.1 Kontruksi ATMega8535 5

2.1.2 Pin-pin Pada Mikrokontroler ATMega8535 7

2.1.3 EEPROM ATMega8535 8

2.2 Infra Merah 9

2.2.1 Karakteristik Infra Merah 10

2.2.2 Jenis – jenis Infra Merah Berdasarkan Panjang Gelombang 10 2.3 Algoritma Enkripsi Rivest Code 5 (RC5) 10

2.4 Remote Control 11

2.5 Komponen Pendukung 11

2.5.1 Transistor 11

2.5.2 Capasitor 15

2.5.2.1 Electrolytic Capasitor (ELCO) 16 2.5.2.2 Ceramic Capasitor 17

2.5.2.3 Nilai Capasitor 17

2.5.3 Resistor 18

2.5.3.1 Fixed Resistor 19

2.5.3.2 Fariable Resistor 20

2.5.4 Dioda 22

2.5.4.1 Dioda Penyearah (rectifier) 24

2.5.4.2 Dioda Zener 25

2.5.4.3 Dioda Cahaya 25

2.6 Relay 25 2.7 Perangkat Keras(Hardware) 27 2.8 LCD(liquid Cristal Display) 28 2.9 Perancangan PCB (Printed Circuit Board) 33 2.9.1 Pembuatan Lay Out PCB 33

2.9.2 Pembuatan Jalur PCB 33 2.9.3 Proses Pembuatan PCB 34 2.9.4 Pelapisan dan Pemasangan Komponen 35 BAB 3 ANALISA RANGKAIAN DAN KERJA SISTEM 3.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay 36 3.2 Perancangan Rangkain Mikrokontroler ATMega8535 38

3.2.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 39 3.2.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 40

3.3 Rangkaian Pengendali Lampu 220 V AC 42

3.3.1 Rangkaian Catu Daya Baterai 44

3.3.2 Rangkaian Pen-Cas Baterai 45

3.3.3 Rangkaian Keypad 46

3.3.4 Pengujian Rangkaian Tombol Perancangan rangkaian keypad 46

3.3.5 Emulusi Remot Kontrol Terprogram Dengan Memanfaatkan Terminal Data Televisi 49

3.4 Rangkaian LED Indikator 51

3.5 Pengua t Sinyal 52

3.6 Perancangan Pengkodean RC5 53

3.8 Seven Segmen 55 3.8.1 Perancangan Rangkaian Display 57

BAB 4 PENGUJIAN ALAT

4.1 Analisa Rangkaian 59

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 62

5.2 Saran 62

DAFTAR PUSTAKA 63

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler ATMega8535 7

Gambar 2.2 Tipe transistor 12

Gambar 2.3 Transistor sebagai Saklar ON 13

Gambar 2.4 Karakteristik daerah saturasi pada transistor 14

Gambar 2.5 Transistor Sebagai Saklar OFF 14

Gambar 2.6 Skema Capasitor 16

Gambar 2.7 Electrolytic Capacitor (ELCO) 16

Gambar 2.8 Ceramic Capacitor 17

Gambar 2.9 Resistor karbon 19

Gambar 2.10 Potensio meter 21

Gambar 2.11 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer 21

Gambar 2.12 Simbol Dioda 22

Gambar 2.13 (a) Sifat dioda jika diberi bias maju dan (b)bias mundur 23 Gambar 2.14 Dioda penyearah (Rectifier) yang diberi arus bolak – balik (AC) 24 Gambar 2.15 Simbol Dioda Zener 25

Gambar 2.16 Simbol Dioda Cahaya ( LED) 25

Gambar 2.17 Simbol Dioda Relay 27 Gambar 2.18 Bentuk dan Susunan pin kaki LCD M1632 (Nelwan, P. A) 31

Gambar 3.1 Rangakaian PSA 36

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 39 Gambar 3.3 Rangkaian minimum mikrokontroler ATMega8535 41

Gambar 3.5 Rangkaian catu daya 45

Gambar 3.6 Pen-charge baterai 45

Gambar 3.7 Rangkaian keypad 47

Gambar 3.8 Rangkaian keypad 48

Gambar 3.9 Rangkaian LED Indikator 51

Gambar 3.10 Rangkaian penguat sinyal 52

Gambar 3.11 Susuna n Seven segmen 55

Gambar (A) Konfigurasi seven segmen tipe common anoda 56 Gambar (B) Konfigurasi seven segmen tipe common katoda 56

Gambar 3.12 Rangkaian Display Seven Segmen 57

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi pin masing- masing 8

Tabel 2.2 Nilai Kapasitor 18

Tabel 2.3 Gelang Resistor 19

Tabel 2.4 Fungsi- fungsi terminal pada LCD (LCD M1632 Data Sheet) 31 Tabel 2.5 Fungsi pin modul LCD (LCD M1632 Data Sheet) 32

ABSTRAK

Telah diarancang sebuah perangkat keras yang dapat menggantikan fungsi universal remote control dengan memanfaatkan terminal speaker computer untuk pengendali LED Infra Red. Perancangan ini dilakukan untuk pengendalian lampu rungan dengan menggunakan remote control berbasis mikrokontroler ATMega 8535. Perangkat keras yang ditambah pada computer terdiri atas : Sensor RC5, LED Infra Red, LCD, PCB, Transistor, Regulator, Resistor, Dioda, Relay, Lampu Indikator. Adapun alasan memilih mikrokontroler sebagai pengendali sistem ini adalah untuk mempermudah penulis didalam membuat program dan proses pengerjaan alat tersebut, serta mengurangi tingkat kesalahan yang tinggi. Dan faktor yang tidak kalah penting adalah dari segi ekonomis.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang masalah

Pada saat ini pengendalian lampu masih dilakukan dengan cara manual, Caranya dengan menekan saklar ON/OFF . Cara ini dinilai tidak sesuai lagi dengan zaman yang sudah serba elektronik dan memiliki beberapa kelemahan, antara lain pengendalian ON/OFF peralatan tidak biasa dilakukan dari jarak jauh, sehingga pengguna harus langs ung menekan saklar ON/OFF pada tempat saklar tersebut berada. Disamping itu jika peralatan yang dikendalikan lebih dari satu buah dan jarak masing – masing peralatan berjauhan karena ruangan yang sangat besar, maka ini tentu saja tidak menghemat waktu dan tenaga manusia. Sehingga pencegahan penggunaan peralatan pengendalian lampu dan oleh pihak yang tidak berwenang tidak dapat dilakukan.

Berdasarkan masalah yang dikemukakan di atas, penulis ingin merancang perancangan pengendalian lampu denga n menggunakan remot kontrol. Jika menggunakan remot kontrol ini akan membantu kita mempermudah menghidupkan la mpu ruangan, karena pada remot kontrol ini menggunakan sinar infra merah yang mempunyai jarak tembus yang jauh asal tidak ada yang menghalangi antara pemancar infra merah dan penerima infra merah. Kegunaan remot kont rol ini akan membantu kita mempermudah menghidupkan lampu ruangan, karena pada remot kontrol ini menggunakan sinar infra merah yang mempunyai jarak tembus yang jauh asal tidak ada yang menghalangi antara pemancar infra merah dan penerima infra merah.

1.2 BATASAN MASALAH

Untuk membahas persoalan agar sesuai dengan tujuan, maka penulis membatasi pembahasan proyek. Adapun yang menjadi batasan masalah adalah sebagai berikut:

1. Hanya membahas prinsip kerja sistem untuk menguji pengendalian lampu ruangan dengan menggunakan remote control berbasis mikrokontroler ATMega 8535.

2. Pembahasan pada hardware komputer terbatas kepada penggunaannya dalam rangkaian dan tidak dibahas secara rinci.

3. Alat uji ini hanya dapat menguji pengendalian lampu ruangan dengan mengunakan remot control.

1.3 TUJUAN PENULISAN

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Membuat sebuah perancangan pengendalian lampu ruangan dengan menggunakan remote control yang berbasis mikrokontroler ATMega 8535 secara hardware.

2. Mempermudah menghidupkan la mpu ruangan, karena pada remote control ini menggunakan sinar infra merah yang mempunyai jarak tembus yang jauh asal tidak ada yang menghalangi antara pemancar infra merah dan penerima infra merah.

1.4 SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari perancangan pengendalian lampu rua ngan dengan menggunakan remot kontrol, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

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

BAB 2 LANDASAN TEORI

Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang perancangan pengendalian lampu ruangan dengan menggunkan remot kontrol (hardware), bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari pemancar infra merah.

BAB 3 ANALISA RANGKAIAN DAN KERJA SISTEM

Analisa rangkaian dan sistem kerja, dalam bab ini dibahas tentang sistem kerja per-blok diagram dan sistem kerja keseluruhan.

BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada sua tu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semi konduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan microprocessor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya), Mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin- rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Mikrokontroler yang bersangkutan.

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataup un data 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada Mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.

Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler ATMega8535 adalah sebagai berikut :

• Sebuah Central Processing Unit 8 bit • Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu • RAM internal 128 byte

• Flash memori 2 Kbyte

• Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal)

• Empat buah programable port I/O yang masing- masing terdiri dari delapan buah jalur I/o

• Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART

• Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika

• Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.

2.1.1 Kontruksi ATMega8535

Microcontroller ATMega8535 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 micro- fard dan resistor 10 kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini AT89C2051 otomatis

diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja Mikrokontroler. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada Mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.

Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbaga i jenis ROM. Untuk Mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC Mikrokontroler dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu Mikrokontroler menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89C2051 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan Mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 flash PEROM Programmer.

Memori data yang disediakan dalam chip AT*(S51 sebesar 128 kilo byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

ATMega8535 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga

kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0 dan T1 dipakai. ATMega8535 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register(SFR).

2.1.2 Pin-Pin pada Microcontroler ATMega8535 Deskripsi pin-pin pada Microcontroler ATMega8535 :

ATMega8535

1 VCC 20

2 19

3 18

4 17

5 16

6 15

7 14

8 13

9 12

10 GND 11

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler ATMega8535

VCC (Pin 20) Suplai tegangan GND (Pin 10) Ground

Port 3 (Pin 2,3,6 – pin 9,11)

Port 3 merupakan 7 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing- masing, yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1 Fungsi dari Masing – masing Pin Nama pin Fungsi

P3.0 (pin 2) RXD (Port input serial) P3.1 (pin 3) TXD (Port output serial) P3.2 (pin 6) INTO (interrupt 0 eksternal) P3.3 (pin 7) INT1 (interrupt 1 eksternal) P3.4 (pin 8) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (pin 9) T1 (input eksternal timer 1)

P3.7 (pin 11) RD (untuk membaca eksternal data memori)

RST (pin 1)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. XTAL1 (pin 4)

Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 5)

Output dari osilator.

2.1.3 EEPROM ATMega8535

Mikrokontroler ATMega8535 memiliki EEPROM sebesar 2 Kbyte untuk tempat penyimpanan data, dan 256 byte memory RAM. 128 byte dari memory tersebut menempati ruang sejajar dengan register fungsi khusus. Hal ini berarti memory yang 128 byte tersebut memiliki alamat yang sama tetapi berada pada ruang yang terpisah dengan SFR.

Bila suatu perintah diperlukan menuju alamat memory dengan alamat diatas 7FH, maka diperlukan mode pengalamatan yang berbeda sehingga CPU dapat menuju RAM atau menuju memori.

Sebagai contoh, perintah pengalamatan langsung berikut ini akan menuju SFR dengan alamat 0A0H, yaitu P2.

Mov 0A0H, #data

Sementara perintah yang untuk menuju memori dengan alamat 0A0H dikerjarakan dengan cara pengala matan tidak langsung, memori akan dituju bukan alamat P2.

Mov @R0, #data

Dalam hal ini, operasi stack adalah contoh untuk pengalamatan tidak langsung, sehingga memori dengan alamat diatas 128 pada RAM tersedia untuk keperluan stack.

Demikian juga dengan EEPROM yang ada pada ATMega8535, data pada memori tersebut diset dengan memberikan nilai logika 1 pada bit EEMEM, yaitu bit pada register WMCOM pada alamat SFR dengan nilai lokasi 96H. EEPROM memiliki alamat mulai dari 000H sampai dengan 7FF. Untuk mencapai data dengan alamat tersebut diatas digunakan perintah MOVX, sementara untuk mencapai data dengan alamat diluar chip digunakan perintah yang sama tetapi dengan mengatur nilai EEMEN dengan logika LOW.

Selama penulisan ke EEPROM, dapat juga dilakukan pembacaan tetapi harus dimulai dari bit MSB, sekali penulisan telah selesai, data yang benar telah tersimpan dengan baik pada lokasi memori EEPROM tersebut.

2.2 Infra Merah

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya

tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi keceraha n gambar matahari dalam tata surya teleskop

2.2.1 Karakteristik Infra Merah 1. tidak dapat dilihat oleh manusia

2. tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

3. dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas panjang gelombang pada infra merah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

2.2.2 Jenis – jenis Infra Merah Berdasarkan Panjang Gelombang 1. Infra merah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm 2. Infra merah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm 3. Infra merah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm

2.3 Algoritma Enkripsi Rivest Code 5 (RC-5)

RC-5 (Rivest Code-5) merupakan enkripsi stream simetrik yang dibuat oleh RSA Data Security, Inc (RSADSI). Metode enkripsi ini pada awalnya dirancang untuk enkripsi yang menggunakan mikroprosesor (perangkat keras), tetapi pada tahap pengembangannya algoritma ini cocok diterapkan dengan menggunakan perangkat keras maupun perangkat lunak. Secara ringkas algoritma ini bekerja dengan penambahan modulus 2w, melakukan

EX-OR dan melakukan rotasi x kekiri dengan jumlah y bit. RC-5 memiliki kelebihan dalam menentukan jumlah kata kunci yang digunakan, hal ini berarti akan memilih tingkat keamanan yang digunakan sesuai dengan aplikasinya. Tulisan ini membahas tentang algoritma enkripsi RC-5 yang dikemukakan oleh Ronald L. Rivest dari MIT Laboratory for Computer Science.

2.4 Remote Control

Remote control bukanlah alat yang asing lagi untuk kita, dimana- mana kita dapat menemukan adanya remote control, seperti remote contorl TV mobil remot DVD atau alat elektronik lainya. Apalagi kita sebagai anak elektro atau sebagai penggemar dari alat-alat elektronik.

Pada remote control terdapat dua bagian yang utama yaitu : bagian transmiter dan bagian receiver. Bagian transmitter dalam hal ini menggunakan remote yang sudah jadi, yaitu remote untuk TV. Sedangkan bagian penerimanya dibangun dari dioda infra merah, filter, dan penguat sinyal/amplifier.

2.5 Komponen Pendukung 2.5.1 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.

Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Gambar 2.2 simbol tipe transistor

Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada

kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai

saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar : C

B

E

C B

E

Gambar 2.3 Transistor sebagai Saklar ON

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :

Rc Vcc

I_max = ………..……….(2.1)

Rc Vcc I

.

hfe _B = ……….……….(2.2)

Rc . hfe

Vcc

I_B= ……….(2.3)

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

B BE B B R V V

I = − ……….(2.4)

VB = IB . RB + VBE………..(2.5)

BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + ………(2.5)

Jika tegangan VB telah mencapai BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + , maka transistor akan saturasi, dengan

Ic mencapai maksimum.

Gambar dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah harga VCE

pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data. Saklar On

Vcc Vcc

IC R

RB

VB

IB VBE

Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat

besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar dikenal sebagai daerah saturasi.

Gambar 2.4 Karakteristik daerah saturasi pada transistor

Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada

kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2.5 Transistor Sebagai Saklar OFF Saklar Off Vcc

Vcc

IC R

RB

VB

IB VBE

VCE

Titik Sumbat (Cut off) IB > IB(sat)

IB = IB(sat)

IB

Penjenuhan (saturation) IC

Rc Vcc

IB = 0

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan

kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

hfe I

I C

B = ………(2.6)

IC = IB . hfe ….………(2.7)

IC = 0 . hfe ………..………(2.8)

IC = 0 ………..(2.9)

Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :

Vcc = Vc + VCE …………..………(2.10)

VCE = Vcc – (Ic . Rc) …..………(2.11)

VCE = Vcc …..………(2.12)

2.5.2 Capasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah pla t metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan- muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.

dielektrik

Elektroda Elektroda

Gambar 2.6 Skema Capasitor

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.5.2.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Gambar 2.7 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan

polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

2.5.2.2 Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

Gambar 2.8 Ceramic Capacitor

2.5.2.3 Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah,

karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.2 Nilai Kapasitor

Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).

2.5.3 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable R esistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari

bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

2.5.3.1 Fixed Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association)

Gambar 2.9 Resistor karbon

Tabel 2.3 Gelang Resistor

WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG IV

Hitam 0 0 1 -

Coklat 1 1 10 -

Merah 2 2 100 -

Jingga 3 3 1000 -

Hijau 5 5 100000 -

Biru 6 6 1000000 -

Violet 7 7 10000000 -

Abu-abu 8 8 100000000 -

Putih 9 9 1000000000 -

Emas - - 0,1 5%

Perak - - 0,01 10%

Tanpa Warna - - - 20%

Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.

2.5.3.2 Variable Resistor

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan denga n mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh

penggunaan dari semi- fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.

Gambar 2.10 Potensio meter

Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistordan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers, ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar:

Gambar 2.11 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat

cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.

2.5.4 Dioda

Dioda adalah suatu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN Junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif (P type) dan bahan negatif (N type). Apabila kedua bahan tersebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut Dioda. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan membentuk Katoda. Pada dioda, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.

A K

Gambar 2.12 Simbol Dioda

Sifat umum dioda adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan dioda terbalik maka dioda tidak akan dapat menghantarkan arus listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya.

Dioda memiliki dua elektroda (kaki), yaitu anoda dan katoda. Kaki – kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasangannya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang jauh dari tanda cincin berarti kaki anoda.

Jika P (anoda) diberi tegangan positif dan N (katoda) diberi tegangan negatif maka pemberian tegangan ini disebut bias maju (biased forward), seperti yang diperlihatkan pada (Gambar a). Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P (anoda) diberi tegangan negatif dan N (katoda) diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur (biased reverse). Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam dioda sangat kecil sehingga dapat diabaikan (Gambar b).

a. Bias Maju ( Biased Forward )

b. Bias Mundur ( Biased Reverse )

Gambar 2.13 (a) Sifat dioda jika diberi bias maju dan (b) bias mundur

Pada saat diberi biased forward, dioda dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju (forward). Sebaliknya, jika dioda diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse

P N

I = 0

A K

P N

I

Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana dioda akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan dioda akan terbuka jika kondisi sebaliknya. Macam – macam dioda yang harus diketahui adalah :

1. Dioda Penyearah (Rectifier) 2. Dioda Zener

3. Dioda Cahaya (LED – Light Emiting Dioda)

2.5.4.1 Dioda Penyearah (Rectifier)

Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detektor, dan lain – lain. Prinsip kerja dari dioda penyearah adalah sebagai berikut :

a. Simbol b. Cara kerja dioda penyearah

Gambar 2.14 Dioda penyearah (Rectifier) yang diberi arus bolak – balik (AC)

Arus AC yang mendorong elektron keatas melalui resistor, saat melewati dioda hanya ½ periode positif dari teganga n input yang akan memberikan biased forward pada dioda, sehingga dioda akan menghantarkan selama ½ periode positif. Tetapi untuk ½ periode negatif, dioda dibias reverse dan terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat

mengalir. Dengan demikian, arus AC telah disearahkan oleh dioda ini menjadi arus yang searah (DC).

2.5.4.2 Dioda Zener

Dioda zener merupakan dioda yang banyak sekali digunakan setelah dioda penyearah. Lambang dari dioda zener dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.15 Simbol Dioda Zener

2.5.4.3 Dioda Cahaya (LED : Light Emitting Dioda)

LED merupakan salah satu jenis dioda yang mengubah energi perpindahan electron-electron yang jatuh dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwana – warninya cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda – beda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin hitung, jam digital, dan lain – lain.

Gambar 2.16 Simbol Dioda Cahaya ( LED)

2.6 Relay

Relay adalah suatu rangkaian switch magnetik yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi

output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.

Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpidah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada kadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian.

Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi : a. Normaly Open (NO), saklar akan tertutup bila dialiri arus b. Normaly Close (OFF), saklar akan terbuka bila dialiri arus

c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang nomalnya tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B.

Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat basis transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.

Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungan kawat.

Bentuk relay yang digunakan da bentuk relay dengan rangkaian driver dapat dilihat pada gambar :

Gambar 2.17 Simbol Dioda Relay

2.7 Perangkat Keras (Hardware)

Pengertian dari hardware atau dalam bahasa indonesianya disebut juga dengan nama perangkat keras adalah salah satu komponen dari sebuah komputer yang sifat alat nya bisa dilihat dan diraba oleh manusia secara langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi untuk mendukung proses komputerisasi. Hardware dapat bekerja berdasarkan perintah yang telah ditentukan ada padanya, atau yang juga disebut dengan dengan istilah instruction set. Dengan adanya perintah yang dapat dimengerti oleh hardware tersebut, maka hardware tersebut dapat melakukan berbagai kegiatan yang telah ditentukan oleh pemberi perintah.

Secara fisik, Komputer terdiri dari beberapa komponen yang merupakan suatu sistem. Sistem adalah komponen-komponen yang saling bekerja sama membentuk suatu kesatuan. Apabila salah satu komponen tidak berfungsi, akan mengakibatkan tidak berfungsinya suatu komputer dengan baik. Komponen komputer ini termasuk dalam kategori elemen perangkat keras (hardware). Berdasarkan fungsinya, perangkat keras komputer dibagi menjadi :

1. Perangkat masukan (Input device) Vcc

Tr VB

Dioda

Perangkat masukan berfungsi untuk memasukkan data, baik berupa teks, foto, maupun gambar ke dalam komputer.Contoh perangkat input misalnya keyboard, mouse, light-pen, scanner, dan sebagainya.

2. perangkat keluaran (Output device)

perangkat keluaran dipergunakan untuk menampung dan menghasilkan data yang dikeluarkan, misalnya monitor dan printer.

3. Perangkat pengolah data (Processor)

Perangkat pengolah data dipergunakan untuk mengolah data.Pengolah data meliputi unit pengolah pusat (CPU/Central Processing Unit) dan juga mikroprosesor.

2.8LCD (Liquid Cristal Display)

LCD merupakan penampil karakter elektronik, kapasitas karakter yang dapat ditampungoleh LCD bergantung kepada spesifikasi dari pabrik. Disini digunakan LCD

Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc terdiri atas dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf/angka dua baris, masing- masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.

LCD ini memiliki ciri-ciri sebgai berikut :

a. LCD ini terdiri atas 32 karakter dengan 2 baris masing- masing 16 karakter dengan

displsy dot matrik 5x7.

b. Karakter generator ROM dengan 192 tipe karakter.

c. Karakter generator RAM dengan 8 bit karakter. d. 80x8 bit display data RAM.

f. Dilengkapi fungsi tambahan; display clear, cursor home, display on / off, corsor on / off, display character blink, cursor shift, display shift.

g. Internal data.

h. Internal otomatis, reset pada saat power on.

i. Tegangan +5 Volt PSU tunggal

Liquid cristal display ini memp unyai konsumsi daya relatif rendah dan terdapat sebuah kontroler CMOS di dalamnya. Kontroler tersebut sebgai pembangkit dari karakter ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi tampilan dikontrol oleh suatu instruksi dan modul LCd dapat dengan mudah untuk diinterfacekan dengan mikrokontroller. Masukan yang diperlukan untuk mengendalikan modul ini berupa bus data yang masih termultiflex dengan bus alamat serta 3 bit sinyal kontrol. Sementra pengendalian dot matrik LCD dilakukan secara internal oleh kontroler yang sudah ada pada modul LCD.

Dasar-dasar pengoperasian LCD ini terdiri atas pengoperasian dasar pada register,

busy flag, address counter, display data RAM. a. Register

Kontroller dari LCD mempunyai 2 buah register 8 bit yaitu register instruksi (IR) dan register data (DR). IR menyimpan instruksi seperti display clear, cursor shift dan

display data (DD RAM) serta character generator (CG RAM). DR menyimpan data untuk ditulis di DD RAM atau CG RAM ataupun membaca data dari DD RAM atau CG RAM. Ketika data ditulis ke DD RAM atau CG RAM, maka DR secara otomatis menulis data ke DD RAM atau CG RAM. Ketika data pada DD RAM atau CG RAM akan di baca maka alamat data ditulis pada IR, sedangkan data akan dimasukan melalui DR dan mikrokontroller membaca data Dr.

Busy flag menunjukan bahwa module siap untuk menerima instruksi selanjutnya. Register seleksi sinyal akan melalui BD₇ jika RS=0 dan R/W=1. jika bernilai 1 maka modul LCD sedang melakukan kerja internal dan instruksi tidak akan diterima. Oleh karena itu status dari flag harus diperiksa sebelum melaksanakan instruksi selanjutnya.

c. Address Counter

Address Counter menunjukan lokasi memori dalam modul LCD. Pemilihan lokasi alamat itu diberikan lewat register instruksi (IR). Ketika data di baca atau ditulis dari DD RAM atau CG RAM maka Address Counter secara otomatis menaikan atau menurunkan alamat tergantung dari entry mode set.

d. Display Data RAM (DD RAM)

Pada LCD masing- masing pin mempunyai ringe alamat tersendiri. Alamat itu diekspresikan dengan bilangan hexadesimal. Untuk line 1 range alamat berkisar antara 00_H-0F_H sedangkan untuk line 2 alamat berkisar antara 40_H-4F_H.

e. Character Generator ROM (CG ROM)

CG ROM mempunyai tipe dot matrik 5x7. alamat pada LCD telah tersedia ROM sebagai pembangkit character dalam kode ASCII.

f. Character Generator RAM (CG RAM)

CG RAM untuk membuat karakter tersendiri melauli program. Berikut bentuk dan Susunan pin kaki LCD M1632 pada gambar 2.5 :

Gambar 2.18 Bentuk dan Susunan pin kaki LCD M1632 (Nelwan, P. A)

Untuk mengetahi fungsi masing- masing terminal dan pin dari LCD tipe ini dapat dilihat dalam tabel 2.5.1 dan tabel 2.5.2 sebagai berikut :

Tabel 2.4 Fungsi-fungsi terminal pada LCD (LCD M1632 Data Sheet)

Nama Sinyal No.Term I/O Tujuan Fungsi

DB₀-DB₃ 4 I/O MPU Sebagai lalu lintas data dan instruksi ke dan dari MPU, lower byte

DB₄-DB₇ 4 I/O MPU Sebagai lalu lintas data dan instruksi ke dan dari MPU, lower byte

E 1 I MPU Sinyal start (read/write)

R/W 1 I MPU Sinyal seleksi register, 0 : write 1 : Read RS 1 I MPU Sinyal seleksi register

0 : Instruksi register Busy Flag & @ (read) VLC 1 - PSU Driver LCD

VDD 1 - PSU 5 volt

Tabel 2.5 Fungsi pin modul LCD (LCD M1632 Data Sheet)

No Simbol Level

1 Vss - Gnd

2 Vcc - POWER 5V ±

10%

3 Vee - SUPPLY Lcd Drive

4 RS H/L

5 R/W H/L

6 E H,

7 DB0 H/L

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 - Tegangan lampu 4 - 4,2V

16 V-BL - Penerangan Gnd

H : Baca L : Tulis

Enable Signal

DATA BUS

Fungsi

H : Data Input L : Instruksi Input

Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempelkan dibalik panel LCD, berfungsi mengatur tampilan informasi selain berfungsi mengatur komunikasi M1632 dengan mikrokontroler. Dengan demikian pemakaian M1632 menjadi sederhana, sistem lain pada Ml632 cukup mengirimkan kode-kode ASCII dari informasi yang ditampilkan seperti memakai sebuah printer.

Hitachi M1632 LCD Module dapat diakses secara 4 bit maupun 8 bit interface, namun rutin-rutin built in program yang ada pada DST-51 sudah dirancang untuk meng-akses LCD Module ini secara 4 bit interface.

Pada dasarnya akses dari microcontroller ke Modul LCD ini terdiri dari 4 jenis sebagai berikut:

² Pengiriman Instruksi Register

² Pengiriman Data Register

² Pembacaan Data Register

2.9 Perancangan PCB (Printed Circuit Board)

PCB adalah tempat komponen dimana komponen – komponen tersebut diletakkan seperti dioda, resistor dan komponen lainnya. PCB harus diproses menjadi jalur – jalur yang dapat menghubungkan komponen – komponen agar membentuk rangkaian yang diinginkan. Proses pembuatan PCB dibagi menjadi tiga tahap yaitu :

1. Pembuatan lay out PCB 2. Pembuatan jalur PCB 3. Proses Pembuatan PCB

2.9.1 Pembuatan Lay Out PCB

Proses ini adalah langkah pertama didalam pembuatan PCB, dimana tata letak komponen harus dirancang terlebih dahulu agar nantinya komponen dapat dipasang teratur dan rapi. Pengaturan tata letak komponen disesuaikan dengan bentuk dan besar komponen serta hubungannya dalam rangkaian. Perencanaan tata letak komponen dapat dibuat pada kertas milimeter agar mudah diketahui ukuran – ukurannya dan hubungan – hubungannya antara komponen agar tidak terjadi kekeliruan atau tidak terjadi pertemuan antara satu jalur dengan jalur yang lainnya. Membuat jalur yang menghubungkan antara komponen harus sependek mungkin dan penyusunan komponen diusahakan serapi mungkin.

2.9.2 Pembuatan Jalur PCB

Perencanaan jalur – jalur pada kertas milimeter sesuai dengan tata letak komponen, hubungan dibuat sesingkat mungkin dan sedapat mungkin dihindari penggunaan kabel

penghubung. Jika perencanaan jalur – jalur sudah jadi maka rangkaian itu digambar pada kertas transparan (kalkir). Jalur dibuat dengan rapido, ukuran rapido disesuaikan dengan tebal jalur. Kertas transparan berguna sebagai klise dalam proses untuk pembuatan PCB.

2.9.3 Proses Pembuatan PCB

Dalam proses pembuatan PCB ada beberapa langkah yang dapat dilakukan, hal pertama yang dilakukan adalah lapisan tembaga dibersihkan dengan menggunakan bahan pencuci sehingga permukaan bebas dari debu dan bahan lemak yang melekat. Pola yang telah dibuat pada kertas dipindahkan kepermukaan PCB, jalurnya digambar dengan menggunakan spidol atau letraset. Letraset adalah gambar tempel yang dapat ditempelkan pada kertas atau PCB.

Bila penggunaan pola ini telah dianggap sempurna maka proses pembuatan ini dapat dilanjutkan dengan menggunakan cairan kimia yang dapat melarutkan tembaga yaitu FeClO3

(ferri klorit). Bahan kimia ini dapat diperoleh dari took dalam bentuk padat, larutan ini dibuat dengan perbandingan volume FeClO3 dan air kira – kira 1 : 5 maka proses pelarutan tembaga

akan memerlukan waktu kira – kira 15 menit sampai 20 menit.

FeClO3 ini dapat dilarutkan kedalam air panas, tapi harus diperhatikan bahwa larutan

ini dapat menyebabkan korosi sehingga wadah yang digunakan harus terbuat dari bahan non logam. PCB yang telah dipersiapkan dimasukkan kedalam larutan dengan permukaan tembaganya menghadap keatas sambil digoyang – goyangkan sampai lapisan tembaga yang tidak tertutup spidol atau letraset larut dengan sempurna.

Proses selanjutnya adalah mencuci PCB ini dengan menggunakan air sampai PCB ini benar – benar bersih kemudian dikeringkan. PCB yang telah dikeringkan dibor untuk pemasangan komponen dengan menggunakan mata bor 0.8 sampai dengan 1 milimeter. Bila telah selesai bersihkan serbuk – serbuk yang menempel pada papan PCB tersebut.

2.9.4 Pelapisan Dan Pemasangan Komponen

Dalam pelapisan dan pemasangan komponen yang pertama sisi jalur PCB diamplas untuk meyakinkan jalur tersebut benar – benar bersih, kemudian jalur PCB dipoleskan dengan lotfet. Jalur yang telah dipoles lalu dilapisi dengan timah tipis secara merata kemudian pemasangan komponen dapat dilakukan.

BAB III

ANALISA RANGKAIAN DAN KERJA SISTEM

3.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay

Pengujian pada rangkaian power supplay ini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran, dari rangkaian ini dengan menggunakan voltmeter digital. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan keluaran pertama sebesar 4,9 volt dan tegangan keluaran yang kedua sebesar 14.8 volt. Tegangan keluaran pertama tidak tepat 5 volt, dan tegangan keluaran kedua tidak tepat 15 volt, hal ini dapat disebabkan oleh kualitas dari komponen yang digunakan, namun hal ini tidak menjadi masalah, karena tegangan yang dibutuhkan oleh rangkaian mikrokontroler ATMega8535 dan rangkaian mikrokontroler ATMega8535 adalah sebesar 4,5 – 6.0 volt. Dengan demikian rangkaian ini telah berjalan dengan baik.

Cara kerja dari Power supplay adaptor (PSA)

v Trafo t1 bekerja menurunkan tegangan yang masuk melalui jala-jala pln dari 220 volt ac menjadi 15 volt ac.

v selanjutnya dioda d1, d2, d3, d4 membentuk dioda jembatan untuk mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc, keempat dioda tersebut bekerja sebagai penyearah dan capacitor c1 2200µF bekerja sebagai filter sehingga tegangan dc yang dihasilkan menjadi rata.

v led1 akan menyala sebagai indikator bahwa rangkaian power supply sedang dihubungk an ke jala-jala pln.

v sementara r1 dengan nilai 1 kohm digunakan untuk membatasi arus yang melewati led1 sekitar 15mA agar led tidak terbakar.

v Tegangan dc pada titik A adalah 16.5 volt dan tegangan kerja led adalah 1.5 volt sehingga arus yang mengalir melalui led1 dan r1 adalah 15 mA.

v IC LM7805 bekerja sebagai regulator untuk memberikan tegangan output sebesar 5 volt dc, kemampuan IC LM7805 mensuply arus hanya berkisar 300 mA, sehingga diperlukan transistor TIP132 sebagai penguat arus.

v Transistor tip132 bekerja jika tegangan pada resistor R2 sudah melampaui tegangan kerja emiter dan basis transistor tip132 yaitu 0.6 volt, untuk itu R2 akan memberikan tegangan yang diperlukan jika arus listrik melewati R2 melampaui 60 mA, dengan demikian tegangan output dapat dijaga tetap 5 volt sementara arus yang dapat disupply dapat mencapai 3A, sesuai dengan kemampuan transistor tiP132.

v Capacitor c2 bekerja sebagai filter dari noise yang dihasilkan oleh R2, dan C3 membuang noise dari output Lm7805 dan transistor tiP132.

v Saklar S1 digunakan sebagai pemutus arus ke rangkaian utama jika tidak diperlukan. sementara led2 bekerja sebagai lampu indikator bahwa psa sedang aktif atau tidak

nilai R3 dipilih sebesar 330 ohm untuk menjaga arus menggunakan led berkisar 10 mA karena tegangan pada resistor menjadi 3.5 volt sementara tegangan pada led adalah 1.5 volt.

v Capacitor c4 bekerja sebagai pembuang noise akibat kontak saklar sebelum digunakan pada rangkaian utama. Noise selalu terjadi pada saat saklar kontak dari posisi off ke posisi on, capacitor c4 juga membuang noise bawaan dari akibat kerja komponen sebelumnya.

Pengukurannya :

Pada saat tanpa beban nilai tegangan dc pada dioda penyearah adalah 17.5 volt, tetapi pada saat rangkaian power supply mendapat beban tegangan turun menjadi 15 volt sesuai dengan nilai nominal pada trafo. Tegangan output pada regulator adalah 5.2 volt pada saat tanpa beban tetapi tetap bertahan pada 5.1 volt pada saat ada beban sampai pada saat beban maksimum.

3.2 Perancangan Rangkain Mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 pada penelitian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem. Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ini akan menunggu pengiriman sinyal dari sensor-sensor RC5 yang diletakkan pada dinding. Sinyal yang ditunggu adalah sinyal low. Jadi dalam keadaan normal akan terus- menerus mengirim sinyal high, maka sensor akan terus-menerus mengirimkan sinyal high. Ketika terjadi pengiriman sinyal low dari salah satu sensor, yang berarti sensor tersebut terkena rembesan air, maka rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ini akan melihat sensor mana yang mengirimkan sinyal low tersebut kemudian rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 mengirimkan data tertentu ke proportional display untuk menampilkan letak/ posisi dari sensor yang telah

mengirimkan sinyal low tersebut. Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 ditunjukkan oleh gambar berikut :

Ω

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMega8535. Kapasitor 10 µF dan resistor Kohm bekerja sebagai “ power on reset” bagi Mikrokontroler ATMega8535 dan kristal 12 MHZ bekerja sebagai penentu nilai clock kepada

Mikrokontroler, sementar kapasitor 30 µF bekerja sebagai resenator terhadap kristal.

Pada IC mikrokontroler ATMega8535 ini terdapat 15 pin input output (I/O), dimana 9 pin akan dihubungkan ke-9 sensor RC5, dan 2 pin akan dihubungkan dengan proportional display. Dengan demikian rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 dapat mengetahui pengiriman sinyal dari setiap sensor RC5 kemudian menampilkan posisi dari pengaturan pada proportional display.

3.2.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8535 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supplay sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan

dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega8535. Program yang diberikan adalah sebagai berikut :

Loop:

Cpl P3.7 Acall Tunda Sjmp Loop Tunda:

Mov R7,#255 Tnd:

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Program di atas akan mengubah logika yang ada pada P3.7 selama selang waktu tunda. Jika logika pada P3.7 high maka akan diubah menjadi low, demikian juga sebaliknya jika logika pada P3.7 low maka akan diubah ke high, demikian seterusnya.

Logika low akan mengaktifkan transistor sehingga LED akan menyala dan logika high akan menonaktifkan transistor, sehingga LED padam. Dengan demikian program ini akan membuat LED berkedip terus-menerus. Jika LED telah berkedip terus- menerus sesuai dengan program yang diinginkan, maka rangkaian mikrokontroler telah berfungsi dengan baik.

3.2.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:

5V VCC 10uF 5V VCC 2 1 30pF 30pF

XTAL 12 MHz

AT89S51 P0.3 (AD3) P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) Vcc P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) RST EA/VPP P3.0 (RXD) P3.1 (TXD) P3.2 (INT0) P3.3 (INT1) P3.4 (T0) ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P3.6 (WR) P3.5 (T1) P3.7 (RD) XTAL2 XTAL1

GND P2.0 (A8)

1 2 3 4 5 6 7 8 40 39 38 37 36 35 34 33 9 10 11 12 13 14 15 32 31 30 29 28 27 26 16 17 18 19 20 25 24 23 22 21 4.7kΩ 2SA733 5V VCC LED1

Gambar 3.3 Rangkaian minimum mikrokontroler ATMega8535

Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroler ATMega8535 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open colektor dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3. Masing-masing port dihubungkan dengan resistor, resistor ini berfungsi agar arus yang dikeluarkan

2SC945

4.7kΩ

P2.4 AT89S51

Dioda 12V Lampu 1

220 V (PLN)

4.7kΩ 2SA733

12V

4.7kΩ 330Ω

oleh masing- masing pin cukup besar untuk mentrigger transistor. Pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum mikrokontroler ATMega8535 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroler tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubung ke Pin 17 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.

3.3 Rangkaian Pengendali Lampu 220 V AC

Rangkaian pengendali lampu tampak seperti gambar di bawah ini :

Relay

Gambar 3.4 Rangkaian Pengendali Lampu 220 volt AC

Pada rangkaian di atas, untuk menghubungkan rangkaian dengan 220 V AC digunakan relay. Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari

lempengan logam sebagai saklar dan kumparan (koil) yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positip relay (kaki 1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negatip relay (kaki 2) dihubungkan ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar (kaki 3) terhubung ke kaki 4. Dengan demikian, jika kita gunakan kaki 3 dan kaki 4 pada relay sebagai saklar untuk menghidupkan/mematikan lampu maka kita dapat menghidupkan/ mematikan lampu dengan cara mengaktipkan atau menaon-aktipkan relay.

Pada rangkaian ini untuk mengaktipkan atau menon-aktipkan relay digunakan transistor tipe NPN. Cara kerjanya sama dengan proses menghidupkan alarm yang telah dijelaskan sebelumnya. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktip. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktip.

Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktipkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktipkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan kerusakan pada transistor.

Transistor yang digunakan dalam rangkaian di atas adalah transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip apabila tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt. Resistor 4,7 Kohm pada basis berguna untuk membatasi arus yang masuk pada basis agar transistor tidak rusak. Dengan memberikan tahanan sebesar 4,7 Kohm berarti arus yang masuk ke basis

sebesar 5 0,001 1

4.700

V volt

A mA

R = ohm= = .

Seperti telah dijelaskan di atas bahwa transistor jenis NPN akan aktip apabila tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt, dimana basis dihubungkan dengan P2.4 AT89S51. P2.4 akan memiliki tegangan sebesar 5 volt jika diset high (1) dan memiliki tegangan 0 volt jika diset low (0). Dengan demikian kita sudah dapat mengendalikan (menghidupkan/ mematikan) transistor melalui program.

Program yang harus diisikan untuk mengaktipkan transistor yang akan mengaktipkan relay, sehingga lampu hidup adalah sebagai berikut,

Setb P2.4

Dan untuk mematikan lampu maka program yang harus diisikan adalah,

Clr P2.4

Dengan demikian kita sudah dapat menghidupkan dan mematikan lampu melalui program. Rangkaian ini dilengkapi dengan sebuah LED indikator, LED ini dihubungkan

dengan transistor A733 yang akan aktip jika mendapatkan tegangan yang lebih kecil dari 4,2 volt. Jika transistor pertama (C945) aktip maka kolektornya akan mendapat tegangan 0 volt, hal ini akan menyebabkan transistor kedua (A733) aktip sehingga menyalakan LED

indikator. Jadi LED indikator ini akan menyala jika relay aktip atau lampu menyala.

3.3.1 Rangkaian Catu Daya Baterai

Baterei yang digunakan adalah baterei 12 volt, sedangkai rangkaian mikrokontroler membutuhkan tegangan 5 volt. Sehingga dibutuhkan rangkaian adaptor untuk beteri.

Vreg LM7805CT IN OUT TIP32C 100Ω 100uF 330Ω 2200uF 1uF

Baterei 5 Volt DC

0 Volt

+

-220 V AC

0 V

LED1 330Ω

Relay

( - ) Baterei 18 V

18 V CT

Rangkaian catu daya baterei yang dibuat juga terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian pada saat terjadi pemadaman listrik oleh PLN. Rangkaian catu daya baterei ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 3.5 rangkaian catu daya

Positip baterei dihubungkan ke regulator 7805, sehingga tegangan masuk 12 volt akan diubah menjadi tegangan keluaran 5 volt. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekuranga n arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.

3.3.2 Rangkaian Pen-Cas Baterai

Rangkaian pen-cas baterei pada alat ini berfungsi untuk men-cas baterei ketika baterei dalam keadaan kosong. Gambar rangkaian pen-charge baterei ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Komponen utama pada rangkaian ini adalah dua buah dioda penyearah. Dioda ini dihubungkan ke output travo stepdown pada tegangan 18 volt. Dengan menggunakan dua buah dioda ini, maka tegangan bolak-balik yang dihasilkan oleh travo akan disearahkan oleh dioda penyearah tersebut.

Komponen lainnya yang ada pada rangkaian pen-charge baterei ini adalah sebuah resistor 330 ohm dan sebuah LED. Resistor berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir ke LED. Sedangkan LED tersebut berfungsi sebagai indikator dari rangkaian, dimana ketika rangkaian ini aktip, maka LED indikator akan menyala.

Rangkaian ini akan dihubungkan ke relay, sehingga dengan demikian dengan mengaktipkan/menonaktipkan relay, maka hubungan rangkaian ini ke baterei dapat dihubungkan atau diputuskan.

3.3.3 Rangkaian keypad

Rangkaian keypad yang digunakan adalah rangkaian keypad yang telah ada dipasaran. Keypad ini terdiri dari 16 tombol yang hubungan antara tombol-tombolnya seperti tampak pada gambar di atas. Rangkaian ini dihubungkan ke port 2 mikrokontroler ATMega8535.

3.3.4 Pengujian Rangkaian Tombol Perancangan rangkaian keypad

Rangkaian Keypad berfungsi sebagai tombol untuk memasukan pin. Kemudian data yang diketikkan pada keypad akan diterima oleh mikrokontroler ATMega8535 untuk

kemudian diolah. Rangkaian keypad ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Tb 1 Tbl 2 Tbl 3 Tbl 4 P2.0

P2.1

P2.2 P2.3

P2.4 P2.5

P2.6 P2.7

Gambar 3.7 Rangkaian keypad

Pengujian rangkaian tombol ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan mikrokontroler ATMega8535, kemudian memberikan program sederhana untuk mengetahui baik/tidaknya rangkaian ini. Rangkaian dihubungkan ke port 2. Untuk Mengecek penekanan pada 4 tombol yang paling atas, maka data awal yang dimasukkan ke port 2 adalah FEH. Dengan demikian maka pin P2.0 akan mendapat logika low (0), dan yang lainnya mendapat logika high (1), seperti berikut :

Tbl 1 Tbl 2 Tbl 3 Tbl 4

P2.0 0 P2.1 1

P2.2 1 P2.3 1

P2.4 1 P2.5 1

P2.6 1 P2.7 1

Gambar 3.8 Rangkaian keypad

Jika terjadi penekanan pada Tbl 1, maka P2.0 akan terhubung ke P2.4 yang menyebabkan P2.4 juga akan mendapatkan logika low (0). Seperti berikut :

P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0

1 1 1 0 1 1 1 0

Data pada port 2 akan berubah menjadi EEH. Data inilah sebagai indikasi adanya penekanan pada tombol 1.

Jika terjadi penekanan pada Tbl 2, maka P2.0 akan terhubung ke P2.5 yang menyebabkan P2.5 juga akan mendapatkan logika low (0). Seperti berikut :

P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0

Data pada port 2 akan berubah menjadi DEH. Data inilah sebagai indikasi adanya penekanan pada tombol 2. Demikian seterusnya untuk tombol-tombil yang lain.

Program yang diisikan pada mikrokontroler untuk menguji rangkaian keypad adalah sebagai berikut :

Tombol1:

Mov P0,#0FEH Mov a,P0

Cjne a,#0EEH,Tombol2 Setb P3.7

Sjmp Tombol1 Tombol2:

Cjne a,#0DEH,Tombol1 Clr P3.7

Sjmp Tombol1

Program diatas akan menunggu penekanan pada tombol 1 dan tombol 2, jika tombol 1 ditekan, maka program akan menyalakan LED yang ada pada P3.7. Jika tombol 2 ditekan, maka program akan mematikan LED yang ada pada P3.7.

Jika rangkaian telah berjalan sesuai program yang diberikan, maka rangkaian telah berfungsi dengan baik.

3.3.5 Emulusi Remot Kontrol Terprogram Dengan Memanfaatkan Terminal Data Televisi

Perkembangan teknologi elektronika menimbulkan kecenderungan untuk membuat kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan praktis, salah satunya adalah pengendalian tanpa

kabel. Pengendalian tanpa kabel ada beberapa macam, antara lain dengan menggunakan : gelombang radio, ultrasonik, dan cahaya infra red, namun pada umumnya peralatan elektronik seperti : TV, sattelite receiver, video player, tape recoder, CD player, dan laser-disk player menggunakan pengalih cahaya infra red pada pengendaliannya. Dengan memasyarakatkan alat – alat yang dikendalikan oleh pengendali infra red tersebut, muncul berbagai jenis sistem pengkodean karena tidak adanya suatu standar yang mengikat tiap produsen peralatan elektronik untuk memakai satu teknik pengkodean saja. Philips misalnya menggunakan standar pengkodean dengan nama RC5 sedangkan SONY mengambil nama sama dengan perusahaannya yaitu standar pengkodean SONY.

Karena masing – masing peralatan dapat mempunyai standar pengkodean yang berbeda, maka konsekuensi yang harus ditanggung oleh pemakai yang menggunakan beberapa peralatan yang berbeda mereknya adalah penggunaan beberapa (lebih dari 1) pengendali infra red. Masalah tersebut terselesaikan dengan diciptakannya pengendali infra red yang dapat menggantikan beberapa pengendali yang berbeda sistem pengkodeannya, sehingga pemakai yang memiliki beberapa peralatan bereda dapat mengendalikan peralatannya itu dengan sebuah pengendali saja (universal remot kontrol). Pengendali itu harus diprogram terlebih dahulu sebelum dapat dioperasikan dan memp unyai harga yang cukup mahal (berbanding lurus dengan jumlah tombol yang dapat diprogram), selain itu tiap tombol pengendali sulit untuk dikenali fungsinya bila tidak diberi keterangan sesuai yang diinginkan oleh pemakai.

Telah dirancang sebuah perangkat lunak dan perangkat keras yang dapat menggantikan fungsi universal remot kontrol dengan memanfaatkan terminal speaker komputer untuk pengendali LED infra red. Perangkat keras yang ditambahkan pada komputer hanya sebuah penguat arus dan 6 buah LED infra red. Sedangkan perangkat lunak digunakan untuk pengendali sinyal dan otomasi tiap – tiap peralatan, ditulis dengan bahasa

P2 . 6 AT8 9 S5 1

LED1

100Ω

pemrograman Borland Delphi. Sebagai batasan, hanya digunakan pengkodean RC5 dan sony, namun dari perangkat lunak yang dibuat memungkinkan penambahan pengkodean lain yang digunakan.

3.4 Rangkaian LED Indikator

Rangkaian LED indikator ini berfungsi untuk memastikan bahwa penekanan pada tombol menu telah dikenali oleh mikrokontroler. Jadi jika penekanan pada salah satu tombol menu, maka mikrokontroler akan memerintahkan LED indikatornya untuk menyala. Rangkaian LED indikator ditunjukkan oleh gambar berikut ini:

Gambar 3.9 Rangkaian LED Indikator

Katoda LED dihubungkan resistor 100 ohm kemudian dihubungkan ke P2.6 mikrokontroler ATMega8535. Sedangkan anodanya dihubungkan ke ground. Dengan demikian, jika P2.6 diberi logika high (1), maka tegangan pada P2.6 sebesar 5 volt, sehingga arus akan mengalir melalui resistor ke LED kemudian ke ground. Akibatnya LED akan menyala.

Arus yang menyalir pada LED secara teori dapat dihitung sebagai berikut :

5

0,05 50 100

V

i A atau mA

R

= = =

Arus yang mengalir pada LED sebesar 50 mA.

Namun jika P2.6 diberi logika low (0), maka tegangan pada P2.6 sebesar 0 volt, sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui resistor dan LED. Akibatnya LED akan mati

3.5 Penguat Sinyal

Rangkaian ini berfungsi untuk memperkuat sinyal yang dihasilkan oleh sensor RC5 sehingga cukup kuat untuk memberikan logika high atau logika low kepada µC ATMega8535. Rangkaian penguat sinyal ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.10 Rangkaian penguat sinyal

Sinyal dari sensor akan diperkuat oleh transistor A733 sebagai penguat depan sekaligus menyesuiakan impedansi input terhadap Op-Amp 358. Op-Amp LM 358 sebagai penguat ganda non inverting memperkuat sinyal yang dihasilkan oleh penguat depan yaitu transistor A733. Pada Op_Amp pertama sinyal akan dikuatkan sampai maksimal 100 kali penguatan. Kemudian output dari Op-Amp pertama ini akan diinputkan ke Op-Amp kedua untuk dikuatkan lagi sampai maksimal 100 kali penguatan. Dengan demikian output dari Op-Amp kedua mampu mendrive transistor C945 untuk menekan logika high atau logika low pada pin input µC ATMega8535.

Transistor C945 ini merupakan transistor jenis NPN. Transistor ini akan aktip (saturasi) jika pada basis diberikan tegangan lebih besar dari 0,7 volt. Jika transistor ini aktif, maka kolektor akan terhubung ke emiter sehingga tegangan pada kolektor akan jatuh menjadi 0 volt. Jatuhnya tegangan pada kolektor dari 5 volt ke 0 volt inilah yang merupakan indikasi

adanya sensor RC5. Jatuhnya tegangan pada kolektor dari 5 volt ke 0 volt ini juga akan menyebabkan LED indikator menyala.

Kolektor dari transistor ini akan dihubungkan ke µC ATMega8535, sehingga perubahan tegangan yang terjadi pada kolektor akan dapat diketahui oleh µC ATMega8535.

3.6 Perancangan Pengkodean RC5

Kodengan RC5 yang dikembangkan oleh perusahaan philips mengalami tiga kali perubahan susunan, panjang kode alamat, dan perintah. Frekuensi sub-carrier 36 KHz dan selang waktu minimum antara 2 data = 89 ms. Bila dituliskan dengan urutan darii kode terlama sampai terbaru maka format data RC5 adalah sebagai berikut :

a. Panjang data : 14 bits Header : tidak ada

Format data : S1 S0 T A4 A3 A2 A1 A0 C5 C4 C3 C2 C1 C0 Jumlah kombinasi alamat : 2 x 2³x2 = 32

Jumlah kombinasi perintah : 2³x2³ = 64

Keterangan : S = Start bits berjumlah 2 T = Toggle bit berjumlah 1

A = Address bits (alamat) berjumlah 5 C = Commond bits (perintah) berjumlah 6

b. Panjang data : 13 bits Header : tidak ada

Format data : G4 G3 G2 G1 G0 C5 C4 C3 C2 C1 C0 S1 S0 Jumlah kmbinasi alamat : 2x2³x2 = 32

Jumlah kombinasi perintah = 2³x2³ = 64

Keterangan : G = Group bits (kelompok) berjumlah 5 C = Commond bits (perintah) berjumlah 6

S = Stop bits berjumlah 2 c. Panjang data : 13 bits

Header : tidak ada

Format data : G4 G3 G2 G1 G0 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 S Jumlah kombinasi alamat : 2x2³x2 = 32

Jumlah kombinasi perintah = 2³x2³x2 = 128

Keterangan : G = Group bits (kelompok) berjumlah 5 C = Commond bits (perintah)berjumlah 7 S = Stop bit berjumlah 1

Data lengkap kode alamat/kelompok dari perintah RC5 dapat dilihat pada (Philips, 1997 dan Rigby, 1992).

3.7 Pengujian Rangkaian Sensor Infra Red

Pengujian pada pada rangkaia n sensor infra red ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian ini dengan sumber tegangan 5 volt, kemudian meletakkan potodioda dan infra red secara bersebelahan. Ketika diletakkan benda berwarna putih dihadapannya. Maka pantulan sinar infra red akan mengenai potodioda, sehingga menyebabkan LED indikator pada rangkaian penerima akan menyala, dan tegangan output rangkaian sebesar 0,09 volt. Namun ketika diletakkan benda berwarna hitam di depan infra red dan potodioda, maka pantulan infra red tidak mengenai potodioda, hal ini menyebabkan

LED indikator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari rangkaian ini sebesar 4,9 volt.

Pengujian selanjutnya dilakukan dengan cara menghubungkan rfangkaian ini dengan rangkaian mikrokontroler Atmega8535, dan memberikan program tertentu pada mikrokontroler Atmega8535. Untuk mendeteksi adanya sinyal yang dikirimkan oleh rangkaian sensor infra red, maka mikrokontroler harus diprogram untuk dapat mengecek sinyal apa yang dikirimkan oleh sensor. Jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal high (1), berarti benda dihadapannya berwarna hitam, namun jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal low, maka ini berarti benda dihadapannya berwarna putih.

3.8 Seven Segmen

Seven segmen merupakan komponen elektronika yang banyak digunakan untuk menampilkan angka. Seven segmen ini sebenarnya merupakan LED yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu pola tertentu, dimana jika LED –LED tersebut dinyalakan dengan kombinasi tertentu, maka akan terbentuk suatu angka tertentu.

seven segmen mempunyai 7 buah segmen ditambah 1 segmen yang berfungsi sebagai desimal point. Gambar susunan dari seven segmen ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Segmen yang atas disebut segmen a, segmen sebelah kanan atas disebut segmen b, dan seterusnya sesuai gambar di atas. Dp merupakan singkatan dari desimal point.

Seven segmen ada 2 tipe, yaitu common anoda dan common katoda. Pada seven segmen tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positip dan katoda dari masing- masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar (A) konfigurasi seven segmen tipe common anoda

Sesuia dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka katodanya harus diberi tegangan 0 volt atau logika low. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka katoda pada segmen a harus diberi tegangan 0 volt atau logika low, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya.

Pada seven segmen tipe common katoda, kaoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke ground dan anoda dari masing- masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini :

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B C D E FG

In Clock Out

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 4094 D7

2 3 10

14 13 12 11 7 6 5 4

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B C DE FG

In Clock Out

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 4094 D7

2 3 10

14 13 12 11 7 6 5 4

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B C DE F G

In Clock Out

D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 4094 D7

2 3 10

14 13 12 11 7 6 5 4

5V

VCC

i i i

P3.0 AT89S51

P3.1 AT89S51

Sesuai dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka anodanya harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka anoda pada segmen a harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya.

3.8.1 Perancangan Rangkaian Display

Setiap penekanan pada tombol password, nilainya kan ditampilkan ke display. Rangkaiannya adalah sebagai berikut :

Gambar 3.12 Rangkaian Display Seven Segmen

Display ini menggunakan 3 buah seven segmen yang dihubungkan ke IC 4094 yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah 8 bit data serial yang masuk menjadi keluaran 8 bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan dengan P3.0 dan P3.1 ATMega8535. P3.0 merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler ATMega8535. Sedangkan P3.1 merupakan sinyal clock untuk pengiriman data serial.

63

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, 2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Edisi Pertama Penerbit: Gava Media, Yogyakarta.

Agfianto, 2002. Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta.

Andi, 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

Albert Paul Malvino, 1984. “Elektronika Principles”, Mc Graw Hill.

Ignatius Hartono, 1987. “301 Rangkaian Elektronika”, Elex Media Komputindo.

Malvino, Albert paul, 2003. Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama, Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta.

Paulus Andi Nalwan, 2003. “Teknik Antarmuka dan pemograman mikrokontroller AT89c2051”, Elex Media Komputindo.

Suhata, 2004. Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik via Line Telepon, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta.