LKP : Analisis dan Dokumentasi Jam Analog Menggunakan RTC (Real Time Clock) Berbasis Microcontroller Untuk Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya.

ANALISIS DAN DOKUMENTASI JAM ANALOG MENGGUNAKAN RTC (REAL TIME CLOCK) BERBASIS MICROCONTROLLER UNTUK

MASJID NASIONAL AL-AKBAR SURABAYA

LAPORAN KERJA PRAKTEK

Disusun Oleh :

Nama : Rachmawati Oktaria Mardiyanto NIM : 10.41020.0102

Program : S1 (Strata Satu) Jurusan : Sistem Komputer

SEKOLAH TINGGI

MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER SURABAYA

2013

STIKOM

iii ABSTRAKSI

PT. Widya Cipta Tehnik sering menangani proyek pada pabrik gula, terutama proyek pada mesin-mesin yang menggunakan PLC untuk pengendaliannya serta sering menangani proyek pada bidang elektronik dan mekanik. Pada bidang elektronik dan mekanik kali ini PT. Widya Cipta Tehnik menangani proyek tentang jam analog yang berukuran besar dan akan diletakkan di Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya. Jam analog ini menggunakan jarum sebagai penunjuk waktu dan sensor reed switch sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Dengan menggunakan microcontroller, IC RTC, dan sensor reed switch kita dapat membuat jam analog yang sudah otomatis terkontrol menunjukkan waktu. Pada sistem ini microcontroller ATmega8535 berfungsi sebagai pengontrol sistem meliputi pembacaan waktu serta penulisan register-register pada RTC, menerima sinyal input dari sensor, memberikan trigger pada relay yang akan memicu motor power window, mendeteksi penekanan tombol, dan menerima serta mengirimkan data serial ke LCD yang digunakan untuk mengatur parameter yang dibutuhkan. RTC digunakan sebagai acuan waktu pada sistem. Informasi yang disediakan adalah detik, menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. Pengaksesan RTC oleh microcontroller dilakukan secara serial dengan protokol komunikasi I2C. Sensor

magnet reed switch berfungsi sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Sensor magnet

reed switch akan memberikan input tegangan setiap 15 menit pada

microcontroller. Dengan melakukan beberapa analisis dan penambahan beberapa

komponen agar jam analog untuk Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya dapat dengan baik.

STIKOM

vi DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAKSI ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Kerja Praktek ... 3

1.3. Perumusan Masalah ... 4

1.4. Batasan Masalah ... 4

1.5. Waktu dan Lama Kerja Praktek ... 4

1.6. Ruang Lingkup Kerja Praktek ... 5

STIKOM

vii

1.7. Metodologi ... 5

1.8. Sistematika Penulisan ... 6

BAB II GAMBARAN UMUM PEERUSAHAAN 2.1 Sejarah Singkat Perusahaan ... . 8

2.2 Visi ... 9

2.3 Misi ... 10

2.4 Tujuan ... 10

2.5 Makna lambang PT. Widya Cipta Tehnik ... 10

2.6 Pengertian Lambang ... 10

2.7 Struktur Organisasi ... 11

2.8 Alur Kerja Organisasi... 12

2.9 Denah Lokasi ... 13

BAB III TEORI PENUNJANG 3.1 DT AVR Low Cost Micro System ... 14

3.1.1 Spesifikasi Hardware ... 14

3.1.2 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper ... 15

STIKOM

viii

3.2 Relay ... 19

3.2.1 Prinsip Kerja dan Simbol Relay ... 20

3.2.2 Jenis-jenis Relay ... 21

3.3 RTC (Real Time Clock) ... 22

3.3.1 Pin-pin yang Terdapat Pada IC RTC DS1307 ... 22

3.3.2 Komunikasi I2C ... 24

3.4 Motor DC ... 25

3.5 Microcontroller Atmega8535 ... 27

3.5.1 Pin-pin Pada Microcontroller Atmega8535 ... 28

3.6 Power Supply ... 30

3.7 Sensor Magnet Reed Switch ... 32

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perangkat Keras ... 33

4.1.1 Minimum System ATmega 8535 ... 34

4.1.2 Downloader ... 36

4.1.3 RTC DS1307 ... 38

4.2 Perangkat Lunak ... 40

4.2.1 Flowchart ... 40

STIKOM

ix

4.3 Hasil Pengujian Program Menggunakan Simulasi ... 46

4.3.1 Pengujian Pengaksesan RTC oleh Microcontroller ... 46

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ... 50

5.2 Saran ... 50

DAFTAR PUSTAKA ... 52

LAMPIRAN

STIKOM

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Lambang PT. Widya Cipta Tehnik ... 10

Gambar 2.2 Struktur Organisasi PT. Widya Cipta Tehnik ... 11

Gambar 2.3. Denah Lokasi ... 13

Gambar 3.1 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper ... 15

Gambar 3.2 Alokasi Pin J10-J13 ... 16

Gambar 3.3 Alokasi Pin J14 ... 16

Gambar 3.4 Alokasi Pin J9 (Konfigurasi port ISP) ... 16

Gambar 3.5 Alokasi Pin J4 dan J5 (Konfig. port untuk kom. serial) ... 17

Gambar 3.6 Port yang menghubungkan antara komputer dengan DT-AVR Low Cost Micro System secara serial ... 17

Gambar 3.7 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC ... 18

Gambar 3.8 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar ... 18

Gambar 3.9 Konfigurasi port bila menggunakan tipe AVR® tanpa internal ADC ... 19

Gambar 3.10 Relay yang tersedia di pasaran ... 20

STIKOM

xi

Gambar 3.11 Skema Relay elektromekanik ... 21

Gambar 3.12 RTC DS1307 ... 22

Gambar 3.13 Motor DC dan Gear Box ... 26

Gambar 3.14 Konfigurasi Pin ATmega8535 ... 28

Gambar 3.15. Alur dari power supply ... 31

Gambar 3.16. Sensor Magnet Reed Switch... 32

Gambar 3.17 Sistem Sensor Magnet ... 32

Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Jam ... 33

Gambar 4.2 Skema Rangkaian Minimum System ATmega8535 ... 35

Gambar 4.3 Pinout AVR USB ISP ... 36

Gambar 4.4 Pemilihan Programmer pada menu Setting di Code Vision AVR ... 37

Gambar 4.5 Window Programmer Setting pada Code Vision AVR ... 38

Gambar 4.6 Rangkaian RTC DS1307 ... 39

Gambar 4.7 Flowchart program pada microcontroller ... 42

Gambar 4.8 Data waktu dari RTC yang dibaca oleh microcontroller dan ditampilkan pada LCD system ... 49

STIKOM

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Fungsi Khusus Port B ... 29

Tabel 3.2 Fungsi Khusus Port C ... 29

Tabel 3.3 Fungsi Khusus Port D ... 30

Tabel 4.1 Keterangan pinout AVR USB ISP ... 36

STIKOM

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Lampiran Coding

Lampiran 2. Kartu Bimbingan Kelompok Kerja Praktek

Lampiran 3. Acuan Kerja Praktek

STIKOM

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Teknik Komputer Surabaya merupakan salah satu lembaga pendidikan yang melahirkan lulusan-lulusan muda yang berpola pikir akademik bertindak professional dan berakhlak. Selain itu juga berupaya melaksanakan program-program pendidikan yang bertujuan menghasilkan lulusan-lulusan yang tidak saja memahami ilmu pengetahuan dan teknologi, akan tetapi juga mampu mempraktekkan serta mengembangkannya baik di dunia pendidikan maupun di dunia industri. Dengan mengikuti Kerja Praktek ini diharapkan mahasiswa bisa mendapatkan nilai tambahan terhadap materi kuliah yang telah diberikan serta dapat menambah ilmu pengetahuan dan keterampilan mahasiswa tentang dunia kerja sekaligus mendapatkan pengalaman kerja secara nyata di perusahaan/instansi dan bekerja sama dengan orang lain dengan disiplin ilmu yang berbeda-beda. Sekaligus mencoba menerapkan ilmu pengetahuan yang telah diperoleh dalam kuliah.

Waktu sangat penting bagi kehidupan sehari-hari. Untuk dapat mengetahui waktu, kita dapat menggunakan alam sekitar, dengan cara melihat arah dan posisi matahari. Namun pada zaman yang modern ini, sudah ditemukan jam untuk mengetahui kapan waktu bekerja, waktu pulang, waktu beribadah, dan juga waktu untuk beristirahat. Model dari jam sendiri ada dua macam, yaitu jam analog dan jam digital. Jenisnya pun ada dua yaitu jam dinding dan jam tangan.

STIKOM

2

Jam dinding sudah menjadi bagian yang penting dalam kehidupan kita. Setiap tempat sudah dipastikan ada jam yang diletakkan di dinding ruangan, di letakkan di atas meja, maupun dijadikan sebuah menara sebagai pengingat waktu di tengah kota. Begitu juga dengan tempat-tempat ibadah yang merupakan menjadi salah satu penunjuk waktu untuk melaksanakan ibadah dengan tepat waktu. Namun kebanyakan jam yang biasa ditemukan di pasaran masih dalam ukuran yang cukup kecil, sehingga bila diletakkan pada gedung atau tempat yang besar orang akan kesulitan dalam melihat, dan juga kebanyakan jam di pasaran masih menggunakan alat-alat manual.

PT. Widya Cipta Tehnik merupakan perusahaan mechanical – electrical engineering dan contractor. Perusahaan ini mengerjakan proyek pengadaan PLC, instrument, pengerjaan elektronika beserta program sehingga mesin atau alat elektronik dapat bekerja dengan baik. Kantor PT. Widya Cipta Tehnik terletak di kota Surabaya.

PT. Widya Cipta Tehnik sering menangani proyek pada pabrik gula, terutama proyek pada mesin-mesin yang menggunakan PLC untuk pengendaliannya serta sering menangani proyek pada bidang elektronik dan mekanik. Pada bidang elektronik dan mekanik kali ini PT. Widya Cipta Tehnik menangani proyek tentang jam analog yang berukuran besar dan akan diletakkan di Masjid Nasional Al-Akbar Surabaya.

Jam analog ini menggunakan jarum sebagai penunjuk waktu dan sensor reed switch sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Dengan menggunakan microcontroller dan IC RTC, kita dapat membuat atau menggunakan alat yang

sudah otomatis terkontrol atau terprogram dalam menunjukkan waktu.

STIKOM

3 1.2 Tujuan Kerja Praktek

Dalam melaksanakan Kerja Praktek disuatu perusahaan maupun instansi, maka mahasiswa sebagai seorang yang menjalankan syarat pendidikan tinggi tentunya memiliki tujuan-tujuan yang hendak dicapai dalam melaksanakan kegiatan praktek ini.

Beberapa tujuan Kerja Praktek yang dimaksud adalah sebagai berikut : 1. Menambah pengetahuan dan pemahaman kepada mahasiswa tentang

penerapan berbagai pengetahuan baik teori maupun praktek yang diperoleh pada perkuliahan dan diterapkan pada lapangan pekerjaan yang sesungguhnya di tempat praktek terutama dalam bidang elektronika dan program (Microcontroller dan RTC).

2. Menambah pengetahuan tambahan tentang hal - hal yang belum didapat di bangku perkuliahan mengenai microcontroller dan RTC.

3. Dapat melihat dan merasakan secara langsung kondisi dan keadaan dunia kerja yang sesungguhnya, sehingga memperoleh pengalaman yang lebih banyak lagi.

4. Dapat menerapkan dan mempraktekkan secara langsung teori yang telah didapat dibangku perkuliahan pada saat melaksanakan Praktek Kerja Lapangan dalam hal microcontroller dan RTC.

5. Mendidik dan melatih untuk dapat menyelesaikan dan mengatasi berbagai masalah yang dihadapi di lapangan dalam melaksanakan praktek.

STIKOM

4

6. Dapat membantu memperluas wawasan dan pengetahuan bagi penulis sebagai seorang mahasiswa terhadap disiplin ilmu yang telah diperoleh pada saat belajar di bangku perkuliahan.

1.3 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana menganalisa kesalahan suatu rangkaian elektronika dan program yang telah berjalan pada jam analog?

2. Bagaimana membuat dokumentasi mengenai program yang berjalan dalam microcontroller untuk jam analog?

1.4 Batasan Masalah

Penulis membatasi pembahasan hanya pada analisis jam analog yang menggunakan RTC berbasis microcontroller yang ditangani oleh PT. Widya Cipta Tehnik.

1.5 Waktu dan Lama Kerja Praktek

Kerja Praktek di PT. Widya Cipta Tehnik dilaksanakan selama 5 minggu yang dimulai pada tanggal 19 Agustus 2013 – 19 September 2013.

STIKOM

5 1.6 Ruang Lingkup Kerja Praktek

Sasaran kerja praktek adalah agar mahasiswa mendapatkan pengalaman belajar melalui pengamatan di bidang analisis jam analog yang menggunakan RTC berbasis microcontroller:

a. Mengamati alur kerja PT. Widya Cipta Tehnik dalam menangani proyek (berawal dari tender hingga pengerjaan proyek).

b. Menganalisa rangkaian elektronika dan program yang sudah dimplementasikan pada jam analog.

c. Mendokumentasikan hal-hal yang berkaitan dengan rangkaian elektronika dan program yang telah diimplementasikan pada jam analog.

1.7 Metodologi

Untuk menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh penulis maka penulis mendapatkan bimbingan langsung dari karyawan PT. Widya Cipta Tehnik. Melakukan pengamatan pada masjid yang membutuhkan proyek jam analog. Dari pengamatan tersebut dilakukan analisa dari data-data mengenai pengerjaan proyek tersebut. Pengamatan itu meliputi proses mendapatkan proyek, kemudian pengerjaan proyek itu, setelah itu pembuatan rangkaian elektronika dan program untuk jam analog pada masjid tersebut, penulis lebih berfokus pada analisis rangkaian elektronika dan program yang akan ditanam pada jam analog. Adapun teknik atau metode yang penulis lakukan adalah sebagai berikut :

1. Observasi, yaitu dengan melakukan pengamatan terhadap lokasi dan ukuran yang berhubungan dengan jam analog yang akan dibuat.

STIKOM

6

2. Wawancara, yaitu dengan melakukan tanya jawab terhadap ahli bidang microcontroller dan RTC pada karyawan perusahaan dalam hal ini adalah

pemiliknya sendiri mengenai program yang telah di-download ke dalam microcontroller pada jam analog. Penulis melakukan wawancara kepada Bpk.

Ir. Wahyudi Hariyanto, beliau sedikit menjelaskan mengenai program untuk berjalannya pada jam analog.

3. Studi literatur atau kepustakaan, yaitu dengan cara membaca buku-buku yang ada hubungannya dengan proyek yang dikerjakan.

4. Penulisan dan penyusunan laporan dari pelaksanaan kerja praktek yang telah dilakukan sebagai pertanggungan jawab kepada perusahaan dan STIKOM.

1.8 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan hasil praktek kerja lapangan pada pengerjaan proyek di PT. Widya Cipta Tehnik adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang masalah, tujuan kerja praktek, perumusan masalah, batasan masalah, waktu dan lama kerja praktek, ruang lingkup kerja praktek, metodologi, serta sistematika penulisan.

BAB II : GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

Pada bab ini membahas tentang sejarah singkat PT. Widya Cipta Tehnik, visi, misi, tujuan, makna logo perusahaan, pengertian lambang perusahaan, struktur organisasi, denah lokasi, serta pengalaman kerja.

STIKOM

7 BAB III : LANDASAN TEORI

Pada bab ini dibahas teori yang berhubungan dengan teori penunjang, dimana dalam teori penunjang ini meliputi tentang bagian – bagian mengenai pengerjaan proyek oleh PT. Widya Cipta Tehnik.

BAB IV : DESKRIPSI SISTEM

Pada bab ini dibahas mengenai analisis dan dokumentasi rangkaian elektronika dan program pada jam analog di Masjid Nasional Al-Akbar yang menjadi proyek PT. Widya Cipta Tehnik.

BAB V : PENUTUP

Berisi kesimpulan serta saran sehubungan dengan adanya kemungkinan pengembangan sistem pada masa yang akan datang.

STIKOM

8 BAB II

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

2.1 Sejarah Singkat Perusahaan

Sejalan dengan perkembangan pembangunan di Indonesia dan persaingan bebas era globalisasi, dibutuhkan profesionalisme disegala bidang. Tenaga ahli yang berpendidikan, berpengalaman dan berketrampilan tinggi merupakan akar dari profesionalisme.

PT. Widya Cipta Tehnik, berlandaskan semangat profesionalisme, secara agresif dan pasti akan menempatkan diri sebagai yeng terbaik dalam service dan

teknologi di dalam market yang kami layani. Membangun dan membina hubungan secara mendalam antara pelanggan, pegawai dan pemasok serta mitra kerja, merupakan sumber kekuatan kami.

Dengan berprinsip selalu menjaga komitmen dengan mengedepankan Win-Win Solution dalam setiap mengerjakan proyek-proyeknya, sehingga PT. Widya

Cipta Tehnik sampai saat ini tetap dipercaya oleh para pelanggan.

Demikian semoga dengan prospek dan peluang yang cerah dimasa mendatang, dapat kita lakukan kerjasama yang saling menguntungkan. Kemudian berdasarkan surat izin usaha perdagangan No. 503/7767.7A/436.6.11/2009 tanggal 15 Desember 2009 perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik resmi terdaftar di Deperindag kota Surabaya. Adapun akta perusahaan dan serta akta perubahannya adalah :

STIKOM

9

1. CV. WIDYA CIPTA TEHNIK Akta NO. 6 tanggal 26 April 1989 Notaris : VENNY TRISUPENI, SH

No. PN : W.10.UM.07.10.1-40/CV 1989 tanggal 29 April 1989 2. Akta Perubahan No. 18 Tanggal 2 Juni 2004

Notaris : YATININGSIH, SH, MH

3. Akta Pendirian PT : No. 47 Tanggal 18 Juni 2004

Notaris : YATININGSIH, SH, MH SK Kehakiman : C-06372 HT.01.01 TH 2005

Tanggal 10 Maret 2005

4. Akta Pemindahan Hak Saham Nomor. 53

Tanggal 21 Pebruari 2007 Notaris : YATININGSIH, SH, MH

5. Akta Berita Acara Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa PT. WIDYA CIPTA TEHNIK

Nomor : 54 tanggal 21 Pebruari 2007 Notaris : YATININGSIH, SH, MH 6. Akta Perubahan Anggaran Dasar

PT. WIDYA CIPTA TEHNIK

Nomor : 75 tanggal 24 Februari 2010 Notaris : YATININGSIH, SH, MH

2.2 Visi

Menempatkan perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik sebagai yang terbaik dalam service dan teknologi di dalam market yang kami layani.

STIKOM

10 2.3 Misi

Berdasarkan semangat profesionalisme, secara agresif dan pasti akan menempatkan diri sebagai yang terbaik dalam pelayanan dan teknologi di dalam market yang kami layani. Membangun dan membina hubungan secara mendalam

antara pelanggan, pegawai dan pemasok serta mitra kerja, merupakan sumber kekuatan kami.

2.4 Tujuan

PT. Widya Cipta Tehnik adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang mechanical – electrical engineering dan contractor memiliki tujuan untuk tetap dipercaya oleh semua kliennya.

2.5 Makna Lambang PT. Widya Cipta Tehnik

Lambang PT. Widya Cipta Tehnik dapat dilihat pada Gambar 2.1 berikut :

Gambar 2.1 Lambang PT. Widya Cipta Tehnik

Lingkaran penuh bertuliskan WiTek berwarna biru dikelilingi lingkaran merah bertuliskan PT. Widya Cipta Tehnik Surabaya.

2.6 Pengertian Lambang

Warna biru tebal yang bertuliskan WiTek dengan corak yang tegas bermakna PT. Widya Cipta Tehnik adalah perusahaan yang selalu membangun mitra kerja yang baik antara owner, pegawai dan klien. Lambang Witek yang dikelilingi lingkaran merah tebal bermakna PT. Widya Cipta Tehnik sebisa

STIKOM

11

mungkin menjaga komitmen setiap pekerjaan yang dilimpahkan ke perusahaan ini. Lingkaran merah tak terputus bertuliskan PT. Widya Cipta Tehnik Surabaya mengartikan bahwa perusahaan ini adalah organisasi perusahaan yang terbuka dalam inovasi teknologi masa depan.

2.7 Struktur Organisasi

Struktur organisasi merupakan sistem pengendali jalannya kegiatan dimana terdapat pembagian tugas dan tanggung jawab dari masing-masing bagian pada organisasi tersebut, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2 Struktur Organisasi PT. Widya Cipta Tehnik

STIKOM

12 2.8 Alur Kerja Organisasi

Setiap posisi pada perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik memiliki deskripsinya masing-masing yang telah ditetapkan sesuai dengan jabatannya. Berikut adalah alur kerja organisasi perusahaan ini dari awal hingga akhir proses pengerjaan proyek.

1. Klien yang akan mengadakan tender akan mengirim surat undangan tender kepada sekretaris perusahaan.

2. Setelah surat diterima oleh sekretaris, maka setelah itu akan dilaporkan kepada direktur utama, bahwa klien tersebut mengadakan tender mengenai proyek tertentu yang diperlukan klien itu.

3. Direktur utama akan menunjuk beberapa pegawainya untuk menghadiri annwijzing (penjelasan mengenai tender). Biasanya direktur akan

menunjuk dua pegawainya terdiri dari satu orang teknisi dan satu orang pendamping. Menghadiri annwijzing ini adalah syarat pertama dari

keikutsertaan perusahaan dalam suatu tender.

4. Kemudian pegawai yang ditunjuk oleh direktur utama akan melaporkan hasil dari annwijzing kepada direktur utama dan sekretaris.

5. Sekretaris menyusun surat penawaran didampingi bagian keuangan untuk menentukan daftar harga yang akan ditawarkan pada klien.

6. Surat penawaran diberikan kepada klien dan perusahaan tinggal menunggu pengumuman pemenang tender yang diadakan klien.

7. Jika perusahaan PT. Widya Cipta Tehnik diumumkan menang dalam tender tersebut. Direktur utama kembali menunjuk pegawai yang akan mengerjakan proyek tersebut, selanjutnya tanggung jawab proyek akan

STIKOM

13

diserahkan kepada koordinator proyek hingga proyek selesai dikerjakan. Selama proyek berjalan bagian keuangan mengawasi keuangan dan pajak.

2.9 Denah Lokasi

Lokasi PT. Widya Cipta tehnik dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.

Gambar 2.3 Denah Lokasi PT. Widya Cipta Tehnik

STIKOM

14 BAB III TEORI PENUNJANG

Pada bab tiga penulis menjelaskan tentang teori penunjang kerja praktek yang telah dikerjakan.

3.1 DT AVR Low Cost Micro System

DT AVR Low Cost Micro System merupakan sebuah modul single chip

dengan basis mikrkontroler AVR® dan memiliki kemampuan untuk melakukan komunikasi data serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui

ISP (In System Progrmming ). Modul ini cocok untuk aplikasi-aplikasi sederhana hingga menengah. Contoh aplikasi yang dapat mempergunakan modul ini adalah pengendali tampilan LED, pengendali driver motor, voltmeter digital, komunikasi data antara modul dengan PC, dan masih banyak contoh lainnya.

3.1.1 Spesifikasi Hardware

1. Microcontroller ATmega 8535 yang mempunyai 8 KB Flash

Memory dan 8 Channel ADC dengan resolusi 10 bit.

2. Mendukung varian AVR® 40 pin, antara lain: AT90S8535, AT90S8515, ATmega8535, ATmega8515, ATmega16(L), dan ATmega162(L) (Seri AVR® yang tidak memiliki ADC membutuhkan converter socket).

3. Memilik jalur input/output hingga 35 pin.

4. Terdapat Eksternal Brown Out Detector sebagai rangkaian reset.

STIKOM

15

5. Konfigurasi jumper untuk melakukan pemilihan beberapa model pengambilan tegangan referensi untuk tipe AVR® dengan internal ADC.

6. LED Programming Indicator

7. Frekuensi Osilator sebesar 4MHz.

8. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor RJ11.

9. Tersedia port untuk pemrograman secara ISP.

10. Tegangan input Power Supply 9-12VDC dan output tegangan 5VDC.

3.1.2 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper

Gambar 3.1 Tata Letak dan Konfigurasi Jumper (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

STIKOM

16

Gambar 3.2 Alokasi Pin J10-J13 (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Gambar 3.3 Alokasi Pin J14 (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Untuk pemrograman secara ISP (In-System Programming) konfigurasi port dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.4 Alokasi Pin J9 (Konfigurasi port ISP) (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

STIKOM

17

Bila menggunakan komunikasi serial, J4 dan J5 harus dikonfigurasikan seperti berikut:

Gambar 3.5 Alokasi Pin J4 dan J5 (Konfigurasi port untuk komunikasi serial)

(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Bila ingin menghubungkan antara komputer dengan Low Cost Micro System secara serial seperti pada tabel di bawah ini:

Gambar 3.6 Port yang menghubungkan antara komputer dengan DT-AVR Low Cost Micro System secara serial

(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Apabila menggunakan AVR® dengan internal ADC, tegangan referansi dapat diperoleh dari AVCC atau Aref. Untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC, jumper J6, J7, dan J8 harus dikonfigurasikan sebagai berikut:

STIKOM

18

Gambar 3.7 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC

(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Sedangkan untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar yang harus dikonfigurasi adalah J8. Konfigurasi J8 adalah sebagai berikut:

Gambar 3.8 Konfigurasi port untuk mendapatkan tegangan referensi (Aref) dari luar

(INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Bila menggunakan tipe AVR® tanpa internal ADC, harus

menggunakan conversion socket. Konfigurasi jumper J6, J7, dan J8 adalah sebagai berikut:

STIKOM

19

Gambar 3.9 Konfigurasi port bila menggunakan

tipe AVR® tanpa internal ADC (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009) Ketiga konfigurasi jumper digunakan untuk melakukan konfigurasi pada pin 30, 31, dan 32 pada microcontroller. Untuk beberapa

microcontroller, misalnya ATmega 8515, pin-pin tersebut berfungsi sebagai

Port E (PE.0-PE.2).

3.2 Relay

Secara sedernaha relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:

a. Alat yang menggunakan gaya elektromekanis untuk menutup atau membuka kontakm saklar.

b. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik.

STIKOM

20

Gambar 3.10 Relay yang tersedia di pasaran

Secara umu, relay digunakan untuk memenuhi fungsi-fungsi berikut;

a. Remote Control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak

jauh.

b. Penguat daya : menguatkan arus atau tegangan.

Contoh: starting relay pada mesin mobil.

c. Pengatur logika control suatu sistem.

3.2.1 Prinsip Kerja dan Simbol Relay

Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat

yang mendapat arus listrik, sedangkan contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact

ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed(kondisi awal sebelum diaktifkan close).

Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay: ketika Coil

mendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contactakan menutup.

STIKOM

21

Gambar 3.11 Skema Relay elektromekanik 3.2.2 Jenis-jenis Relay

Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasarkan pole dan throw

yang dimilikinya. Pole adalah banyaknya contact yang dimiliki oleh

relay, sedangkan throw merupakan banyaknya kondisi (state) yang

mungkin dimiliki contact.

Berikut ini penggolongan relay berdasarkan jumlah pole dan

throw:

a. SPST (Single Pole Single Throw) b. DPST (Double Pole Single Throw) c. SPDT (Single Pole Double Throw) d. DPDT (Double Pole Double Throw) e. 3PDT (Three Pole Double Throw) f. 4PDT (Four Pole Double Throw)

STIKOM

22 3.3 RTC (Real Time Clock)

RTC (Real Time Clock) adalah jenis pewaktu yang bekerja berdasarkan waktu yang sebenarnya atau dengan kata lain berdasarkan waktu yang ada pada jam kita. Agar dapat berfungsi, pewaktu ini membutuhkan dua parameter utama ynag harus ditentukan, yaitu pada saat mulai (start) dan pada saat berhenti (stop).

DS1307 merupakan salah satu tipe IC RTC yang dapat bekerja dalam daya listrik rendah. Di dalamnya berisi waktu jam dan kalender dalam format BCD. Waktu jam kalender memberikan informasi detik, menit, jam, hati, tanggal, bulan, dan tahun yang valid sampai 2100 karena compensation valid up to 2100. Untuk bagian jam dapat berformat 24 jam atau 12 jam. Pendeteksi sumber listrik juga disediakan untuk mendeteksi kegagalan sumber listrik dan langsung mengalihkannya ke sumber baterai.

Gambar 3.12 RTC DS1307 3.3.1 Pin-pin yang Terdapat Pada IC RTC DS1307

X1 dan X2 : dihubungkan dengan kristal quartz 32.768 kHz. Rangkaian osilator internal ini disediakan untuk

beroperasi dengan sebuah kristal yang mempunyai kapasitansi beban tertentu (CL) yakni 12.5 pF.

STIKOM

23

Vcc dan GND : sebagai power supply utama. Vcc merupakan tegangan input +5 volt sedangkan GND merupakan ground. Ketika tegangan 5 volt

digunakan pada batas normal, RTC dapat diakses secara penuh dan data dapat ditulis dan dibaca. Ketika Vcc kurang dari 1.25 x Vbat, proses penulisan dan pembacaan menjadi terhalang. Namun demikian, proses perhitungan waktu tetap berjalan. Pada saat Vcc kurang dari Vbat, RAM dan penghitung waktu terhubung dengan baterai 3 volt.

Vbat : tegangan input baterai lithium cell 3 volt.

Tengangan baterai harus antara 2.5-3.5 volt.

SCL (Serial Clock Input ) : digunakan untuk mensinkronkan perubahan data pada antarmuka serial.

SDA (Serial Data Input/Output) : meupakan pin input/output untuk antarmuka serial 2 kawat. Pin SDA membutuhkan ressitor pull-up eksternal.

SWQ/OUT (Square Wave/Output Driver)

STIKOM

24 3.3.2 Komunikasi I2C

Pada protokol antarmuka I2C, dimana perangkat mengirim data ke bus didefinisikan sebagai pemancar (transmitter) dan sebaliknya saat menerima data didefinisikan sebagai penerima (receiver). Perangkat yang mengendalikan pesan disebut Master dan sebaliknya perangkat yang

dikendalikan disebut Slave.

Pada antarmuka I2C terdapat 2 kondisi untuk memulai dan mengakhiri komunikasi serial. Pertama adalah kondisi START. Perubahan

sinyal jalur data (SDA) dari tinggi ke rendah pada saat jalur pulsa (SCL) tinggi maka kondisi ini didefinisikan sebagai START. Kondisi kedua adalah

STOP. Perubahan sinyal jalur data (SDA) dari rendah ke tinggi pada saat

jalur pulsa (SCL) tinggi maka kondisi ini didefinisikan sebagai STOP.

Operasi transfer data dilaksanakan pada periode antara kondisi START dan

STOP.

Kondisi lain yang perlu dicermati pada antarmuka I2C adalah bilamana kedua jalur baik SDA maupun SCL berkondisi tinggi maka status

serpih dalam kondisi tidak sibuk dan siap diajak berkomunikasi. Kemudian kondisi yang berkaitan dengan Data Sah, ini terjadi bilamana status SDA

setelah kondisi START adalah stabil pada periode SCL yang tinggi. Kondisi

logika SDA berubah selama periode SCL rendah.

Pada setiap akhir dari penerimaan dari perangkat baik alamat maupun data, perangkat master harus membangkitkan sinyal ACK

(acknowledge), yaitu dengan memberikan pulsa tambahan pada SCL. SDA

STIKOM

25

harus dikondisikan rendah selama periode pulsa dari SCL. Untuk

mempermudah pemahaman, pada intinya pada setiap akhir penerimaan byte maka master wajib membangkitkan kondisi ACK yaitu kondisi pemberian

sinyal pulsa tambahan pada SCL pada kondisi di mana SDA harus ditetapkan rendah. Namun kondisi ACK dapat ditetapkan dengan SDA yang tinggi pada akhir periode transfer di mana master kemudian membangkitkan kondisi STOP.

3.4 Motor DC

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus.

Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk

menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar, dan gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih besar. Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen

utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi

STIKOM

26

untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding.

Gearbox dapat dihitung dengan menggunakan persanaan sebagai berikut:

1 1 = 2 2 Dimana:

1∶ � � � � �

2∶ � � � � � ( � � )

1 ∶ ℎ� � � � � �

2 ∶ ℎ� � � � � � � �

Gambar 3.13 Motor DC dan Gear Box

STIKOM

27 3.5 Microcontroller ATmega8535

Microcontroller AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.

Microcontroller AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal,

EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator,dll (M.Ary Heryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar microcontroller keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta

dapat mengembangkan kreativitas penggunaan microcontroller ATmega8535.

Fitur-fitur yang dimiliki oleh microcontroller ATmega8535 adalah

sebagai berikut:

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

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 7. Port antarmuka SPI

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Antarmuka komparator analog.

10.Port USART untuk komunikasi serial.

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

12.Dan lain-lainnya.

STIKOM

28

3.5.1 Pin-pin pada Microcontroller ATmega8535

Gambar 3.14 Konfigurasi Pin ATmega8535 (ATMEL, 2007)

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar 3.19. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

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

3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

masukan ADC.

4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan

pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 3.1.

STIKOM

29

Tabel 3.1 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 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/Counter External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output) Sumber: ATMEL (2007)

5. PortC (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 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 PC2 Input/Output

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

Sumber: ATMEL (2007)

6. PortD (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin

fungsi khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 3.3.

STIKOM

30

Tabel 3.3 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) Sumber: ATMEL (2007)

7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-reset microcontroller. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pinmasukan clockeksternal.

9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC. 10. AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi ADC.

3.6 Power Supply

Pada dasarnya Fungsi utama dari power supply adalah mengubah aliran listrik arus bolak-balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (di Indonesia, PLN). Menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada PC. Power supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion sendiri terdiri dari tiga macam: AC/DC Power Supply, DC/DC Converter, dan DC/AC Inverter. Power supply untuk PC sering juga disebut sebagai PSU (Power Supply Unit). PSU termasuk power conversion AC/DC. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi-fungsi berikut ini:

STIKOM

31

1. Sebagai konversi input listrik AC menjadi DC.

2. Memberikan arus listrik/tegangan DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan.

3. Dapat menghasilkan arus listrik DC yang lebih merata, dapat mengendalikan arus listrik/tegangan agar tetap terjaga tetapi tergantung beban daya.

4. Perubahan kenaikan temperature kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input.

5. Mencegah naiknya tegangan listrik (jika terjadi).

Gambar 3.15 Alur dari power supply

STIKOM

32 3.7 Sensor Magnet Reed Switch

Reed Switch atau sensor magnet atau disebut juga relay buluh merupakan

alat yang akan terpengaruh oleh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada output. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembaban, asap, ataupun uap.

Gambar 3.16 Sensor Magnet Reed Switch (ECE, 2011)

Gambar 3.17 Sistem Sensor Magnet

Reed switch sama seperti relay, magnet permanen digunakan sebagai

ganti wire coil. Ketika magnet berada jauh maka dalam keadaan terbuka tetapi ketika magnet berada dekat maka dalam keadaan tertutup.

STIKOM

33 BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Perangkat Keras

Informasi waktu yang akan ditunjukkan oleh jarum dan motor power window yang telah dimodifikasi menggunakan gear akan digunakan sebagai penggerak jarum jam. Informasi mengenai waktu aktual akan diambil dari RTC yang digunakan sebagai pewaktu pada sistem. Parameter-parameter yang diperlukan oleh sistem untuk bekerja dengan benar akan diberikan dengan bantuan computer melalui komunikasi serial. Blok diagram keseluruhan sistem terdapat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Jam

Microcontroller yang digunakan pada sistem ini, yaitu ATmega8535 dan

berfungsi sebagai pengontrol sistem. Pengontrol yang dilakukan meliputi pembacaan waktu serta penulisan register-register pada RTC, dalam sistem ini

STIKOM

34

tipe RTC yang digunakan adalah DS1307, menerima sinyal input dari sensor, memberikan trigger pada relay yang akan memicu motor power window,

mendeteksi penekanan tombol dari user, dan menerima serta mengirimkan data

serial ke komputer yang digunakan untuk mengatur parameter-parameter yang dibutuhkan.

RTC digunakan sebagai acuan waktu pada sistem. Informasi yang disediakan adalah detik, menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. Pengaksesan RTC oleh microcontroller dilakukan secara serial dengan protokol komunikasi I2C.

Sensor magnet reed switch berfungsi sebagai pendeteksi lokasi jarum jam. Sensor magnet reed switch akan memberikan input tegangan setiap 15 menit pada

microcontroller.

Agar sistem ini dapat bekerja, dibutuhkan pengaturan beberapa parameter. Pengaturan parameter menggunakan komputer yang akan dihubungkan dengan microcontroller melalui USB to Serial Converter DT-HiQ AVR USB ISP mkII.

Komunikasi antara komputer dengan microcontroller dilakukan secara serial.

4.1.1 Minimum System ATmega8535

Pada rangkaian minimum system ATmega8535 yang digunakan

pada sistem dapat diilustrasikan seperti gambar 4.2. Port A yaitu PA2 digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada angka 3 (menunjukkan waktu 15 menit pertama) dan PA5 digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada angka 6 (menunjukkan waktu 15 menit kedua). Sama halnya pada Port A, pada Port C yaitu PC0 digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang

STIKOM

35

menunjukkan pada angka 9 (menunjukkan waktu 15 menit ketiga) dan PC3 digunakan sebagai masukkan untuk sensor jam yang menunjukkan pada angka 12 (menunjukkan waktu 15 menit keempat).

Pin PB0-PB2 akan dihubungkan dengan Pin 4-5 pada LCD yang digunakan sebagai Register Select, Read/Write, dan Enable. Pin PB5-PB8

akan dihubungkan dengan Pin 11-14 pada LCD yang digunakan sebagai jalur data untuk mengeluarkan outputan. Pin PD7 digunakan untuk mendeteksi penekanan tombol dari user. Pin PD5 akan dihubungkan dengan relay dimana relay akan memicu motor untuk bergerak disetiap menitnya.

Gambar 4.2 Skema Rangkaian Minimum System ATmega8535

STIKOM

36

Komunikasi dengan RTC dilakukan dengan protokol I2C melalui pin PD2 sebagai jalur clock untuk sinkronisasi komunikasi dan pin PD3 sebagai jalur pertukaran data. Pin VCC diberi masukkan tegangan operasi berkisar antara 4.5 V sampai dengan 5.5 V.

4.1.2 Downloader

Untuk melakukan download program digunakan perangkat bantu

AVR USB ISP yang akan dihubungkan dengan port USB (Universal Serial

Bus) pada computer. Sebelum downloader dapat digunakan perlu dikakukan

instalasi drver terlebih dahulu. Konfigurasi pinout dan keterangan dari

downloader terdapat pada Gambar 4.3 dan Tabel 4.1.

Gambar 4.3 Pinout AVR USB ISP (INNOVATIVE ELECTRONICS, 2009)

Tabel 4.1 Keterangan pinout AVR USB ISP

Nama No. Pin I/O Keterangan

VTG 2 - Catu daya dari target board (2.7-5.5 V) GND 4, 6, 8, 10 - Titik referensi

LED 3 Output Sinyal kontrol untuk LED (Lighting Emitting Diode) atau multiplexer (optional)

MOSI 1 Output Command dan data dari AVR USB ISP ke target AVR MISO 9 Input Data dari target AVR ke AVR USB ISP

SCK 7 Output Serial Clock, dikendalikan oleh AVR USB ISP RESET 5 Output Reset¸dikendalikan oleh AVR USB ISP Sumber: INNOVATIVE ELECTRONICS (2009)

STIKOM

37

Pin MOSI, pin MISO, pin SCK, pin RESET dan pin VTG pada AVR USB ISP masing-masing akan dihubungkan pada pin MOSI, pin MISO, pin SCK, pin RESET dan pin VCC yang terpadat pada microcontroller. Program editor dan compiler yang digunakan untuk

pembuatan program adalah Code Vision AVR. Pengaturan penggunaan

downloader pada Code Vision AVR dilakukan dengan memmilih menu

Setting, kemudian pilihan Programmer seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4.4

Gambar 4.4 Pemilihan Programmer pada menu Setting di Code Vision AVR

Setelah memilih Programmer pada menu Setting, akan muncul

window Programmer Setting seperti pada Gambar 4.5, yang dilanjutkan

dengan memilih tipe programmer AVR yaitu Atmel AVRISP MkII (USB).

STIKOM

38

Gambar 4.5 Window Programmer Setting pada Code Vision AVR

4.1.3 RTC DS1307

Rangkaian RTC DS1307 terdapat pada Gambar 4.6. Membutuhkan nilai tegangan dari catu daya utama berkisar 4.5 V - 5.5 V, sedangkan catu daya cadangan (baterai) memiliki nilai tegangan 3V. Jalur komunikasi RTC dilakukan dengan protokol I2C melalui pin PD2 (yang terhubung dengan pin SDA pada RTC) (yang terhubung dengan pin SCL pada RTC) Pin SDA dan SCL yang berada pada RTC masing-masing diberi resistor pull-up. RTC

membutuhkan rangkaian osilator eksternal yang hanya terdiri dari crystal

dengan nilai frekuensi 32.768 kHz yang dihubungkan pada pin 1 dan pin 2 tanpa tambahan kapasitor.

STIKOM

39

Gambar 4.6 Rangkaian RTC DS1307

Penggunaan RTC harus terlebih dahulu diawali dengan inisialisasi register control. Pengaturan register control RTC pada program dapat

dilakukan dengan menggunakan fungsi sebagai berikut:

// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz

rtc_init(0,1,0);

Pengaturan data waktu pada program dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi-fungsi sebagai berikut:

rtc_set_time (15,8,20);

Pembacaan data waktu pada program dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi-fungsi sebagai berikut:

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik);

STIKOM

40 4.2 Perangkat Lunak

Perangkat lunak pada sistem ini hanya dibuat untuk microcontroller. Dan untuk menguji apakah program berhasil atau tidak akan dijalankan terlebih dahulu pada simulasi yang telah dibuat pada Proteus 7 Profesional sebelum dijalankan

pada perangkat yang sebenarnya. 4.2.1 Flowchart

Flowchart perangkat lunak pada microcontroller terdapat pada

Gambar 4.7 dan Gambar 4.8. Instruksi pertama yang dijalankan oleh microcontroller adalah initialisasi. Inisialisasi ini melingkupi

register-register pada microcontroller, register-register pada RTC, dan

variable-variabel yang akan digunakan pada program. Instruksi yang berikutnya akan dijalankan adalah pendeteksian penekanan tombol yang dilakukan user.

Bila user melakukan penekanan switch maka relay akan memicu

motor untuk bergerak, hal ini bertujuan apabila waktu yang ditunjukkan oleh LCD sistem tidak menunjukkan waktu yang sama pada alat yang sebenarnya. Motor akan berhenti apabila user menghentikan penekanan

switch dan waktu pada alat yang sebenarnya telah menunjukkan waktu yang sama dengan LCD sistem.

STIKOM

41

Setelah melakukan instruksi inisialisasi user tidak melakukan

penekanan switch, maka program akan menjalankan instruksi selanjutnya yaitu pendeteksian menit, ini dilakukan untuk mendeteksi perubahan setiap menitnya. Bila menit berubah, program akan mendeteksi kembali apa yang akan dijalankan, jika menit yang saat ini sedang berjalan telah dibagi dengan 15 dan memiliki sisa bagi atau tidak sama dengan 0, maka relay akan

memicu motor untuk berpindah ke menit berikutnya.

Apabila kondisi yang terjadi berkebalikan dengan kondisi yang diharapkan (menit yang saat ini sedang berjalan telah dibagi dengan 15 dan tidak memiliki sisa bagi atau sama dengan 0), maka program akan melakukan pendeteksian kembali, pada kondisi ini program akan mendeteksi 4 kondisi sekaligus, apabila salah satu kondisi terpenuhi relay

akan memicu motor untuk menunjuk waktu setiap 15 menit.

STIKOM

42

Gambar 4.7 Flowchart program pada microcontroller

STIKOM

43

Program utama pada microcontroller yang disusun berdasarkan flowchart pada Gambar 4.7 dan 4.8 adalah sebagai berikut:

// Declare your global variables here #define RELAY PORTD.5

#define SWITCH PIND.7

#define JAM3 PINA.2 #define JAM6 PINA.5 #define JAM9 PINC.0 #define JAM12 PINC.3 unsigned char jam, menit, detik; unsigned char omenit, odetik; unsigned int i,j;

unsigned char sensor[13]; const int dT = 275;

const int S_OFF = 0; const int S_ON = 1;

unsigned char sjam[3], smenit[3], sdetik[3];

void main(void) {

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTA=0x00; DDRA=0xFF;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0x00; DDRB=0x00;

// Port C initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTC=0x00; DDRC=0xFF;

STIKOM

44 // Port D initialization

// Func7=In Func6=Out Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=Out Func0=Out

// State7=T State6=0 State5=T State4=T State3=T State2=T State1=0 State0=0

PORTD=0x00;

DDRD=0xBC; ///--->>>> OUTPUT INPUT

// I2C Bus initialization i2c_init();

// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz

rtc_init(0,1,0);

// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(8);

// Global enable interrupts #asm("sei")

//rtc_set_time (15,8,20);

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); omenit = menit;

odetik = detik; while (1)

{

// Place your code here if(SWITCH == 1)

{ RELAY = 0;

i = 0;

while((SWITCH == 1) && (i < 110)) {

i++; }

STIKOM

45 if(i > 100) {

RELAY = 1; while(SWITCH == 1); }

RELAY = 0; delay_ms(3000); }

else {

omenit = menit;

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); itoa(jam, sjam); itoa(menit, smenit); itoa(detik, sdetik); lcd_clear(); lcd_puts(sjam); lcd_putchar(':'); lcd_puts(smenit); lcd_putchar(':'); lcd_puts(sdetik);

if(omenit != menit) //jika menitnya berubah {

if((menit % 15) != 0) {

RELAY = 1; delay_ms(dT); RELAY = 0;

delay_ms(3000); }

else if((menit == 15) && (JAM3 == S_OFF)) {

RELAY = 1;

while(JAM3 == S_OFF); RELAY = 0; delay_ms(3000); }

else if((menit == 30) && (JAM6 == S_OFF)) {

RELAY = 1;

while(JAM6 == S_OFF); RELAY = 0;

delay_ms(3000); }

else if((menit == 45) && (JAM9 == S_OFF)) {

RELAY = 1;

while(JAM9 == S_OFF); RELAY = 0;

delay_ms(3000);

STIKOM

46 }

else if((menit == 0) && (JAM12 == S_OFF)) {

RELAY = 1;

while(JAM12 == S_OFF); RELAY = 0;

delay_ms(3000); }

}

delay_ms(100); }

} }

4.3 Hasil Pengujian Program Menggunakan Simulasi

Pengujian-pengujian yang dilakukan pada sistem adalah pengujian pengaksesan RTC oleh microcontroller dan keluaran yang dihasilkan.

4.3.1 Pengujian Pengaksesan RTC Oleh Microcontroller

Pada pengujian ini memiliki tujuan untuk mengetahui apakah microcontroller dapat melakukan pengaksesan pada RTC DS1307 atau

tidak, baik untuk mengubah data pada RTC maupun untuk membaca data dari RTC.

Langkah-langkah untuk melakukan pengujian pada RTC DS1307 adalah sebagai berikut:

1. Berikan tegangan catu daya +9 V pada modul sistem, kemudian nyalakan sistem.

2. Download program pengujian RTC berikut pada microcontroller.

STIKOM

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

// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>

#include <stdlib.h> // I2C Bus functions #asm

.equ __i2c_port=0x12 ;PORTD .equ __sda_bit=2

.equ __scl_bit=3 #endasm

#include <i2c.h>

// DS1307 Real Time Clock functions #include <ds1307.h>

void main(void) {

// USART initialization

//Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 UCSRA=0x00;

UCSRB=0xD8; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x19;

// I2C Bus initialization i2c_init();

// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz

rtc_init(0,1,0);

// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the

//Project|Configure|CCompiler|Libraries|Alphanumer ic LCD menu:

// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2

STIKOM

48 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(8);

// Global enable interrupts #asm("sei")

//Pengaturan waktu: 15:08:20

rtc_set_time (15,8,20);

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); omenit = menit;

odetik = detik; while (1)

{

omenit = menit;

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); itoa(jam, sjam); itoa(menit, smenit); itoa(detik, sdetik); lcd_clear(); lcd_puts(sjam); lcd_putchar(':'); lcd_puts(smenit); lcd_putchar(':'); lcd_puts(sdetik); } }

3. Matikan catu daya

4. Hubungkan DT-HiQ AVR USB ISP mkII dengan modul sistem dan komputer.

5. Nyalakan catu daya pada modul sistem, kemudian nyalakan sistem. 6. Amati pada LCD sistem, lakukan pengamatan data yang diterima

dari RTC.

STIKOM

49

Dari langkah-langkah pengujian di atas didapatkan hasil bahwa RTC DS1307 dapat berjalan sesuai dengan harapan. Program yang di-download pada microcontroller pertama-tama akan melakukan inisialisasi

register control pada RTC yang kemudian akan dilanjutkan dengan

inisialisasi waktu yaitu jam, menit, dan detik. Setelah proses inisialisasi selesai, microcontroller akan melakukan pembacaan data pada RTC secara

terus menerus yang kemudian akan dikirimkan pada LCD sistem sebagai output apabila terdapat perubahan data.

Gambar 4.8 Data waktu dari RTC yang dibaca oleh microcontroller dan ditampilkan pada LCD sistem

STIKOM

50 BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada kerja praktek yang penulis lakukan yaitu menganalisa dan mendokumentasi mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dari jam analog. Didapatkan hasil pergerakkan motor pemutar jam berjalan sesuai dengan sinyal yang diberikan RTC. Posisi jarum dapat dibaca dengan baik oleh microcontroller melalui sensor reed switch.

5.2 Saran

Pada rangkaian elektronika terutama pada bagian LCD perlu ditambahkan resistor sebesar 10 KΩ yang dipasang pada kaki 3 dan pada kaki 5 supaya dapat menghasilkan tingkat kecerahan LCD lebih maksimal.

Untuk sensor jam analog satu kabel dimasukkan pada microcontroller

sebagai data inputan, sedangkan kabel yang lain dimasukkan pada VCC sebagai tegangan referensi. Pada sensor luar yang berhadapan dengan jarum jam lebih baik diberi pegas kecil supaya dapat membaca nilai output dengan benar.

Pada minimum sistem diberi catu daya tersendiri, sedangkan motor akan mendapatkan catu daya langsung dari UPS. Hal ini dilakukan karena jika motor dan minimum sistem diberi 1 tegangan dari power supply yang sama maka

amperemeter yang dikeluarkan dari tegangan tersebut akan terserap oleh motor,

STIKOM

51

sehingga minimum sistem tidak dapat melakukan pembacaan waktu dengan tepat

(disebabkan oleh kekurangan amperemeter, microcontroller seperti melakukan

perintah reset saat menjalankan program).

Lebih baik sebelum melakukan download program, pendeklarasian

variabel antara program dan letak pin pada minimum sistem terlebih dahulu

dilakukan pencocokan supaya antara program dan alat dapat berjalan dengan lancar.

STIKOM

52

DAFTAR PUSTAKA

Digikey. 1995. How Reed Switches are used with a Magnet. 01 Oktober 2013. URL: http://www.digikey.com/PDF/MEDER_Reedswitch.pdf

ECE (Excel Cell Electronic). 1995. Reed Sensor. 01 Oktober 2013. URL:

http://www.ece.com.tw/upload/products120120720165716.pdf

I n n o v a t i v e E l e c t r o n i c s . 2 0 1 1 . D T - A V R L o w C o s t M i c r o S y s t e m.

2 5 S e p t e m b e r 2 0 1 3 . U R L :

http://www.innovativeelectronics.com/innovativeelectronics/dtavrlcm.htm IT Telkom Digital Library. 2011. Ensiklopedia RTC (Real Time Clock).

29 September 2013. URL: digilib.ittelkom.ac.id.

Pratama, Ghora Putra. 2011. Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC (Real Time Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler. Surabaya.

Sonathe Physic. 2011. Teori power supply (Catu Daya). 03 Oktober 2013. URL: http://sonathephysic.blogspot.com/2011/09/catu-daya-sederhana.html

STIKOM

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

// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>

#include <stdlib.h> // I2C Bus functions #asm

.equ __i2c_port=0x12 ;PORTD .equ __sda_bit=2

.equ __scl_bit=3 #endasm

#include <i2c.h>

// DS1307 Real Time Clock functions #include <ds1307.h>

void main(void) {

// USART initialization

//Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 UCSRA=0x00;

UCSRB=0xD8; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x19;

// I2C Bus initialization i2c_init();

// DS1307 Real Time Clock initialization // Square wave output on pin SQW/OUT: On // Square wave frequency: 1Hz

rtc_init(0,1,0);

// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the

//Project|Configure|CCompiler|Libraries|Alphanumer ic LCD menu:

// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2

STIKOM

48 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(8);

// Global enable interrupts #asm("sei")

//Pengaturan waktu: 15:08:20 rtc_set_time (15,8,20);

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); omenit = menit;

odetik = detik; while (1)

{

omenit = menit;

rtc_get_time(&jam, &menit, &detik); itoa(jam, sjam); itoa(menit, smenit); itoa(detik, sdetik); lcd_clear(); lcd_puts(sjam); lcd_putchar(':'); lcd_puts(smenit); lcd_putchar(':'); lcd_puts(sdetik); } }

3. Matikan catu daya

4. Hubungkan DT-HiQ AVR USB ISP mkII dengan modul sistem dan komputer.

5. Nyalakan catu daya pada modul sistem, kemudian nyalakan sistem. 6. Amati pada LCD sistem, lakukan pengamatan data yang diterima

dari RTC.

STIKOM

49

Dari langkah-langkah pengujian di atas didapatkan hasil bahwa RTC DS1307 dapat berjalan sesuai dengan harapan. Program yang di-download pada microcontroller pertama-tama akan melakukan inisialisasi register control pada RTC yang kemudian akan dilanjutkan dengan inisialisasi waktu yaitu jam, menit, dan detik. Setelah proses inisialisasi selesai, microcontroller akan melakukan pembacaan data pada RTC secara terus menerus yang kemudian akan dikirimkan pada LCD sistem sebagai output apabila terdapat perubahan data.

Gambar 4.8 Data waktu dari RTC yang dibaca oleh microcontroller dan ditampilkan pada LCD sistem

STIKOM

50 BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada kerja praktek yang penulis lakukan yaitu menganalisa dan mendokumentasi mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dari jam analog. Didapatkan hasil pergerakkan motor pemutar jam berjalan sesuai dengan sinyal yang diberikan RTC. Posisi jarum dapat dibaca dengan baik oleh microcontroller melalui sensor reed switch.

5.2 Saran

Pada rangkaian elektronika terutama pada bagian LCD perlu ditambahkan resistor sebesar 10 KΩ yang dipasang pada kaki 3 dan pada kaki 5 supaya dapat menghasilkan tingkat kecerahan LCD lebih maksimal.

Untuk sensor jam analog satu kabel dimasukkan pada microcontroller sebagai data inputan, sedangkan kabel yang lain dimasukkan pada VCC sebagai tegangan referensi. Pada sensor luar yang berhadapan dengan jarum jam lebih baik diberi pegas kecil supaya dapat membaca nilai output dengan benar.

Pada minimum sistem diberi catu daya tersendiri, sedangkan motor akan mendapatkan catu daya langsung dari UPS. Hal ini dilakukan karena jika motor dan minimum sistem diberi 1 tegangan dari power supply yang sama maka amperemeter yang dikeluarkan dari tegangan tersebut akan terserap oleh motor,

STIKOM

51

sehingga minimum sistem tidak dapat melakukan pembacaan waktu dengan tepat (disebabkan oleh kekurangan amperemeter, microcontroller seperti melakukan perintah reset saat menjalankan program).

Lebih baik sebelum melakukan download program, pendeklarasian variabel antara program dan letak pin pada minimum sistem terlebih dahulu dilakukan pencocokan supaya antara program dan alat dapat berjalan dengan lancar.

STIKOM

52

DAFTAR PUSTAKA

Digikey. 1995. How Reed Switches are used with a Magnet. 01 Oktober 2013. URL: http://www.digikey.com/PDF/MEDER_Reedswitch.pdf

ECE (Excel Cell Electronic). 1995. Reed Sensor. 01 Oktober 2013. URL: http://www.ece.com.tw/upload/products120120720165716.pdf

I n n o v a t i v e E l e c t r o n i c s . 2 0 1 1 . D T - A V R L o w C o s t M i c r o S y s t e m. 2 5 S e p t e m b e r 2 0 1 3 . U R L :

http://www.innovativeelectronics.com/innovativeelectronics/dtavrlcm.htm IT Telkom Digital Library. 2011. Ensiklopedia RTC (Real Time Clock).

29 September 2013. URL: digilib.ittelkom.ac.id.

Pratama, Ghora Putra. 2011. Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC (Real Time Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler. Surabaya. Sonathe Physic. 2011. Teori power supply (Catu Daya). 03 Oktober 2013. URL:

http://sonathephysic.blogspot.com/2011/09/catu-daya-sederhana.html

STIKOM