Untuk menentukan debit air menggunakan persamaan: � =
� �
................................................................................................................ 2.1
Dimana : Q : Debit liters
V : Volume liter t : Waktu s
2.3 Water Flow Sensor G12
Water Flow Sensor ini terbuat dari plastik dimana didalamnya terdapat rotor
dan sensor Hall Effect. Saat air mengalir melewati rotor, rotor akan berputar. Kecepatan putaran ini akan sesuai dengan besarnya aliran air. Output dari sensor
Hall Effect merupakan pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1
sinyal SIG selain jalur 5V dc danGround. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 2.1 Water Flow Sensor G12
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2Mechanic Dimensi Water Flow sensor
Tabel 2.2 Komponen Sensor
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor
Water Flow Sensor ini terdiri atas katup plastik, rotor air, dan sebuah sensor
Hall-Effect . Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena efek
Hall. Efek Hall ini didasarkan pada efek medan magnetik terhadap partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada arus listrik yang mengalir pada device efek
Hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan
medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi device tersebut
disebut potensial Hall. Potensial Hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui device.
2.4. Mikrokonbtroler ATMega8535
Mikrokontrolersesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil.Sebelum ada
Universitas Sumatera Utara
mikrokontrolertelah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor.Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena
terdapat berbagai alasan, diantaranya : a.
Tersedianya IO
IO dalam mikrokontroler sudah tersedia PORT input dan output. b.Memori Internal
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada.Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga
memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang
kemudian beralih kemikrokontroler.Namun demikian masih memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari
mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler adalahsuatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena
didalamnya sudah terdapat memori dan sistem inputoutput dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR Alf and Vegard’s RISC processor standar memiliki
arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi
MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC seperti komputer.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Blok Diagram ATMega8535 Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian
sebagai berikut : 1.
Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
Universitas Sumatera Utara
3.
Tiga buah TimerCounter dengan kemampuan pembandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
6.
SRAM sebesar 512 byte.
7.
Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8.
Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka SPI.
10.
EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11.
Antarmuka komparator analog.
12.
Port USART untuk komunikasi serial
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx.Pada dasarnya
yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa
dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu Atmega8535.Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535
juga memiliki fasilitas yang lengkap.Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega.Perbedaannya hanya pada fasilitas dan
IO yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya.Salah satu contohnya adalah ATMega 8535.Memiliki teknologi RISC
dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51.Dengan fasilitas yang lengkap tersebut
menjadikan Atmega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
2.4.1 Konfigurasi PIN ATMega8535
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega8535 Mikrokontroler Atmega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah,
dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port IO yang dapat menjadi pin inputoutput
sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian port, yang masing-masingnya terdiri atas8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk
keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC.Untuk lebih jelasnya, konfigurasi pin Atmega8535 dapat dilihat pada
gambar 2.4. Berikut ini adalah susunan pin-pin dari Atmega8535;
•
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya
•
GND merupakan pin ground
•
Port A PA0..PA7 merupakan pin IO dua arah dan pin masukan ADC
•
Port B PB0..PB7 merupakan pin IO dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TimerCounter, Komparator Analog, dan SPI
Universitas Sumatera Utara
•
Port C PC0..PC7 merupakan pin IO dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator
•
Port D PD0..PD7 merupakan pin IO dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial
USART
•
Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
•
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592
MHz.
2.4.2. Port-Port Pada ATMega8535 Dan Fungsinya
o
Port A
Merupakan 8-bit directional port IO. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor dapat diatur per bit. Output buffer Port A dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A DDRA harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A
digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan
pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi AD converter.
o
Port B
Merupakan 8-bit directional port IO. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor dapat diatur per bit. Output buffer Port B dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data
Universitas Sumatera Utara
Direction Register port B DDRB harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang
bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam
tabel berikut.
o
Port C
Merupakan 8-bit directional port IO. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor dapat diatur per bit. Output buffer Port C dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C DDRC harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C
digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port
C PC6 dan PC7 juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk
timercounter 2.
o
Port D
Merupakan 8-bit directional port IO. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor dapat diatur per bit. Output buffer Port D dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D DDRD harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D
digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port
D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut
Universitas Sumatera Utara
2.5.Peta Memori ATMega8535
ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaituProgram Memory dan Data Memoryditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROMMemory untuk penyimpan
data.
2.5.1. Program Memory
ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory
untuk menyimpan program.Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash
Section .Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader,
yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi
yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader.
Gambar 2.5 Peta Memori Program
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535.
Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan IO Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan
untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, IO register terdiri dari 64 register.
Gambar 2.6Peta Memori Data
2.5.3. EEPROM Data Memory
ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan system address register, data register
dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari 000 sampai 1FF.
Gambar 2.7 EEPROM Data Memor
Universitas Sumatera Utara
2.5.4. Status Register SREG
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yangdilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian
dari inti CPUmikrokontroler.
Gambar 2.8 Status Register ATMega 8535
• Bit 7 – I : Global Interrupt Enable
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akanclear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware,
setelah program interrupt dieksekusi,maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.
• Bit 6 – T : Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalamoperasi bit.
• Bit 5 – H: Half Carry Flag • Bit 4 – S : Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement OverflowFlag V.
• Bit 3 – V : Two’s Complement Overflow Flag
Digunakan dalam operasi aritmatika
Universitas Sumatera Utara
• Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.
• Bit 1 – Z : Zero Flag
Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
• Bit 0 – C : Carry Flag
2.6.LCD Liquid Crystal Display
LCD Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan
diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD
dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : • a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
• b. Mempunyai 192 karakter tersimpan. • c. Terdapat karakter generator terprogram.
• d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit. • e. Dilengkapi dengan back light.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9LCD Liquid Crystal Display
Tabel 2.4. Deskripsi Pin pada LCF
Pin Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
4 “RS” InstructionRegister Select
5 “RW” ReadWrite LCD Registers
6 “EN” Enable
7-14 Data IO Pins
15 Vcc
16 Ground
Universitas Sumatera Utara
BAB III PERANCANGAN DAN PROGRAM
3.1 Diagram Blok
Secara garis besar, perancangan alat pengujian Sensor Flowmeter akibat peletakan sensor, ini terdiri dari Mikrokontroler 8535, LCD shield 16x2, Sensor
Flowmeter G12 , wadah tempat ukur air standar dan Penampungan. Diagram
blok dari perancanganalaT Uji Sensor Flowmeter ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3.1. Diagram blok
Dari diagram blok diatas dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler merupakan sistem akan menerima data yang dikirimkan oleh SensorFlowmeterberupa logic
atau pulsa.Sensor Flowmeter yang digunakan terdiri dari dua buah yang berfungsi sebagai alat untuk menguji posisi terbalik pada saluran pipa airdengan cara
membandingkan volume air yang lewat pada sensor flowmeter pertama dengan volume air pada sensor kedua.waktu perambatan tersebut yang akan dikonversi ke
Universitas Sumatera Utara
dalam bentuk Liter. Kemudian data akan diolah menggunakan Mikrokontroler yang menggunakan bahasa C dan data akan ditampilkan pada LCD 16x2. perintah
secara manual diberikan dari luar atau pengguna. Penampungan Air berfungsi untuk menampung air yang dikeluarkan dari alat uji.
3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535