Perancangan Sistem Pengendali Lampu-Lampu Otomatis Menggunakan Pemancar Amplitude Shift Key Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 Berbasis Hardware

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI LAMPU-LAMPU OTOMATIS MENGGUNAKAN PEMANCAR AMPLITUDO SHIFT KEY BERBASIS

MIKROKONTROLER AT MEGA 8535 BERBASIS HARDWARE

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya SELFIA DEBORA

082408045

PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI

LAMPU-LAMPU OTOMATIS

MENGGUNAKAN PEMANCAR AMPLITUDO SHIFT KEY BERBASIS MIKROKONTROLER AT MEGA 8535 BERBASIS HARDWARE

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : SELFIA DEBORA

Nomor Induk Mahasiswa : 082408021

Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Medan, Mei 2011 Disahkan / Disetujui Oleh:

Ketua Program Studi

D3 Fisika Instrumentasi: Dosen Pembimbing:

Dr. Susilawati, Msi. Dr. Perdinan Sinuhaji, MS.

NIP:197412072000122001 NIP:195903101987031002

PERNYATAAN

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI LAMPU-LAMPU OTOMATIS

MENGGUNAKAN PEMANCAR AMPLITUDO SHIFT KEY BERBASIS

MIKROKONTROLER AT MEGA 8535 BERBASIS 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, Juni 2011

SELFIA DEBORA 082408021

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, Maha Pengasih dan Maha Penyayang,dengan limpahan karunia-Nya lah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dalam waktu yang telah di tetapkan.

Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapakan terima kasih yang mendalam kepada semua pihak yang telah memberikan dukungannya baik moril maupun materil. Untuk itu penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Keluarga tercinta yang paling penulis sayangi dan cintai, terima kasih selama ini telah memberikan cinta dan kasih sayang yang sangat besar kepada penulis, Ayahanda Sitompul dan ibunda tercinta Pakpahan yang telah bersusah payah bermandikan keringat memberikan yang terbaik kepada penulis sehingga penulis dapat mengartikan arti hidup dan cinta yang sesungguhnya, abangku yang ku sayang Zefri Herianto yang senantiasa selalu mendukung penulis, kakakku yang kusayang Rusli Elisabet yang selalu memberi keceriaan untuk penulis, Aku selalu menyanyangi kalian. (I love my family)

2. Keluarga besar Universitas Sumatera Utara khususnya Departemen Fisika : a. Ketua Departemen Fisika: Dr. Marhaposan Situmorang

b. Ketua Program Studi D3 Fisika Instrumentasi: Dr.Susilawati,MSi. c. Sekretaris Departemen Fisika: Dr.Perdinan Sinuhaji,MS.

d. Dan seluruh staf pengajar pada Fakultas MIPA

3. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada dosen pembimbing: Dr.Perdinan Sinuhaji,MS , yang telah mempermudah penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Untuk sahabat-sahabatku yang keren dan gokil- gokil stambuk 2008 khususnya Damai lendra yang selalu bantu dalam menyelesaikan smuanya,Irma ,Omri,Nathanael, dan masih banyak lagi,terimakasih atas bantuan dan dukungan kalian.

Dengan penuh kerendahan hati, penulis mengharap kritik dan saran dari semua pihak atas segala kekurangan yang penulis sadari sepenuhnya dalam Tugas Akhir ini, guna perbaikan dikemudian hari.

Medan, Mei 2011 Penulis

SELFIA DEBORA 082408021

ABSTRAK

Sistem lampu lampu otomatis menggunakan pemancar ASK (Amplitudo Shift Key) ini apabila ada orang ingin menghidupkan lampu tidak perlu manggunakan saklar cukup otomatis menggunakan frekuensi kesegala arah dengan menekan tombol pemancar pada lampu 1 maka penerima akan menerima sinyal sehingga lampu akan bisa hidup secara otomatis,begitu juga seterusnya sampai kepada lampu 8.

Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler AT Mega 8535, 1 pemancar dan 1 penerima. Mikrokontroler AT Mega 8535 sebagai otak dari system yang berfungsi menerima sinyal sampai batas maksimum jarak 10 meter.

DAFTAR ISI

halaman

Lembar Persetujuan i

Penrnyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Daftar isi v

Daftar Gambar vi

Daftar Tabel vii

Bab 1 Pendahuluan 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Tujuan Penulisan 2

1.4. Batasan Masalah 3

1.5. Sistematika Penulisan 3

Bab 2 Landasan Teori 6

2.1. Perangkat Keras (Hardware) 6

2.1.1. Mikrokontroler AT Mega 8535 6

2.1.2. Fitur AT Mega 8535 8

2.2. Perangkat Lunak (Software) 12

2.2.1. Software 8535 Editor,Assembler ,Simulator 12

2.2.2. Software Downloader 13

2.2.3. Software Desain PCB 17

2.3. Komponen-Komponen Pendukung 18

2.3.1. Resistor 18

2.3.2. Kapasitor 19

2.3.3. Transistor 21

2.3.4. LCD(Liquid Cristal Display) 22 2.3.5. Pemancar ASK(Amplitudo Shift Key) 27

Bab 3 Perancangan Sistem 29

3.1. Diagram Blok Rangkaian 29

3.2. Perancangan PSA(Power Supply Adaptor) 30 3.3. Rangkaian Mikrokontroler AT Mega 8535 31 3.3.1. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler 33 3.4. Rangkaian Pemancar Inframerah dan Penerima Inframerah 34

3.5. Rangkaian LCD 35

3.6. Rangkaian LED Indikator 36

3.7. Rangkaian ASK (Amplitudo Shift Key) 37

Bab 4 Pengujian Rangkaian 41

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT Mega 8535 41 4.2. Pemancar ASK(Amplitudo Shift Key) 42 4.2.1. Pengujian Sistem Komunikasi Radio 42 4.2.2. Pengujian Modulasi Frekuensi 44 4.2.3. Pengujian Penguat Frekuensi Yang Ditala 45

4.2.4. Rangkaian Penerima FM 46

4.2.5. Rangkaian Penguat Frekuensi Menengah 48

4.2.6. Rangkaian Pemancar FM 49

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 50

5.1 Kesimpulan 50

5.2 Saran 51

Daftar Pustaka 52

DAFTAR GAMBAR

Gambar2.1. Susunan Pin IC Mikrokontroler ATM8535 8 Gambar2.2.1. ATM8535 Editor,Assembler,Simulator 11

Gambar2.2.2. ISP-Flash Programmer 12

Gambar2.2.3. Software Desain PCB (Printed Circuit Board) 16

Gambar2.3.1. Resistor Karbon 17

Gambar3.3.2. Skema Kapasitor 18

Gambar2.3.3. Simbol Tipe Transistor 19

Gambar2.3.4. Bentuk dan Susunan pin kaki LCD 22

Gambar3.1. Blok Diagram Rangkaian 27

Gambar3.2. Rangkaian Power Supply Adaptor (PSA) 28 Gambar3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATM8535 29 Gambar3.3.1. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 30 Gambar3.4.1. Rangkaian Pemancar Inframerah 31 Gambar3.4.2. Rangkaian Penerima Sinar Inframerah 32

Gambar3.5. Rangkaian LCD 33

Gambar3.7. Rangkaian ASK (Amplitudo Shift Key) 35 Gambar4.2.1. Elemen- Elemen Sistem Komunikasi Radio 39 Gambar4.2.4.Diagram Blok Diagram Penerima Sinyal FM 41

Gambar4.2.4. Rangkaian Tuner 43

Gambar4.2.5. Rangkaian Penguat IF 43

DAFTAR TABEL

Tabel 2.3.4. Fungsi-Fungsi Terminal pada LCD(LCD M1632 DataSheet) 23 Tabel 2.3.4. Fungsi Pin modul LCD( LCD M1632 DataSheet) 23

ABSTRAK

Sistem lampu lampu otomatis menggunakan pemancar ASK (Amplitudo Shift Key) ini apabila ada orang ingin menghidupkan lampu tidak perlu manggunakan saklar cukup otomatis menggunakan frekuensi kesegala arah dengan menekan tombol pemancar pada lampu 1 maka penerima akan menerima sinyal sehingga lampu akan bisa hidup secara otomatis,begitu juga seterusnya sampai kepada lampu 8.

Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler AT Mega 8535, 1 pemancar dan 1 penerima. Mikrokontroler AT Mega 8535 sebagai otak dari system yang berfungsi menerima sinyal sampai batas maksimum jarak 10 meter.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Penggunaan peralatan manual sedikit demi sedikit mulai tergantikan dengan peralatan otomatis. Selain sistem kerjanya yang sama, peralatan otomatis dapat melakukan pekerjaannya sendiri tanpa harus dikendalikan oleh pengguna.

Penggunaan peralatan otomatis sangatlah efisien, jika menggunakan peralatan yang manual, maka satu peralatan harus dikendalikan oleh satu orang, ini sangatlah tidak efisien. Berbeda dengan peralatan otomatis, dimana satu orang dapat

mengendalikan beberapa peralatan otomatis sekaligus, hanya butuh waktu yang sedikit untuk memantau peralatan tersebut, apakah bekerja dengan benar atau tidak.

Salah satu peralatan otomatis yang sudah mulai banyak digunakan adalah Sistem pengaman rumah digital menggunkan sensor gerak dan calling seluler, sistem pengaman rumah ini banyak digunakan di rumah rumah mewah, gedung perkantoran, museum yang memiliki barang barang berharga.

Sistem lampu lampu otomatis menggunakan pemancar Amplitudo Shift Key (ASK) apabila ada orang ingin menghidupkan lampu tidak perlu manggunakan saklar cukup tomatis menggunakn frekuensi kesegala arah

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam tugas proyek ini akan dibuat sebuah Sistem lampu lampu otomatis menggunakan pemancar Amplitudo Shift Key (ASK) apabila ada orang ingin menghidupkan lampu tidak perlu manggunakan saklar cukup tomatis menggunakn frekuensi kesegala arah Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler AT Mega 8535, 1 pemancar dan 1 penerima. Mikrokontroler AT Mega 8535 sebagai otak dari system yang berfungsi menerima sinyal.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara. 2. Membuat sebuah Sistem lampu lampu otomtis menggunakan pemancar

Amplitudo Shift Key (ASK) bertujuan memudahkan kita karena pemancar dapat memancarkan sinyal ke segala arah

3. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan terhadap realita.

1.4 Batasan Masalah

Penulisan tugas akhir ini dibatasi pada:

1. Studi cara kerja rangkaian yang meliputi diagram blok dan menguraikan secara umum fungsi dari masing- masing komponen utama dalam blok tersebut 2. Amplitudo Shift Key (ASK) Komunikasi radio merupakan suatu sistem

hubungan jarak jauh dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media transmisinya

3. Mikrokontroler yang digunakan yaitu AT Mega 8535, jadi hanya mikrokontroler ini yang akan diuraikan cara kerjanya dan cara pemrogramannya.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari Sistem lamp u lampu otomatis menggunakan pemancar Amplitudo Shift Key (ASK), maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

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

BAB II. 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 mikrokontroler AT Mega 8535 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari pemancar infra merah, cara kerja potodioda dan rangkaian penerimanya.

BAB III. ANALISA RANGKAIAN DAN KERJA SISTEM

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

Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT Mega 8535.

BAB V. 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 suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras (HardWare)

Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Vendor dari

mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens.

2.1.1. Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler merupakan sebuah single chip yang didalamya telah

dilengkapi dengan CPU (Central Prosessing Unit); RAM ( RandomAcces Memory); ROM ( Read only Memory), Input, dan Output, Timer\ Counter, Serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi –aplikasi control dan buka aplikasi serbaguna. Mikrokontroler umumnya bekerja pada frekuensi 4MHZ-40MHZ. Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. Read only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan

catu daya. Sesuai dengan keperluannya, sesuai dengan susunan MCS-51. Memory penyimpanan program dinamakan sebagai memory program.Random Acces Memory

data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan UART (Universal Asychoronous Receiver Transmitter) yaiut port serial komunikasi serial asinkron, USART (Universal Asychoronous\Asy choronous Receiver Transmitter) yaitu port yang digunakan untuk komunikasi serial asinkron dan asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat dari Uart, SPI ( Serial Port Interface), SCI ( Serial Communication Interface ), Bus RC (

Intergrated circuit Bus ) merupakan 2 jalur yang terdapat 8 bit, CAN ( Control Area Network ) merupakan standard pengkabelan SAE (Society of Automatic Enggineers). Pada system computer perbandingan RAM dan ROM- nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,sedangkan rutin-rutin antar muka pernagkat keras disimpan dalm ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM- nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relative lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sedrhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Microctroller yang bersangkutan.

Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secar luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau proyek mahasiswa yang menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah. Hal ini dikarenakan produksi misal yang dilakukan oleh para produse chip seperti Atmel, Maxim, dan Microchip. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hampir setiap peralatan elektronika canggih. Alat-alat canggih pun sekarang ini sangat bergantung pada kemampuan mikrokontroler tersebut. Mikrikontroler AVR memilki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan

instruksi CS51 yang membutuhkan siklus 12 clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVRberteknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapatdikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membedakan masing- masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsiektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hampir sama.

2.1.2. Fitur ATMega 8535

Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut :

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal

16MHz.

2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte , dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte. 3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

2.1.3. Konfigurasi ATMega 8535

Konfigurasi pin ATMega 8535 bisa dilihat pada gambar 2.3. di bawah ini. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 8535 sebagai berikut:

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

3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus , yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Oscilat.

6. Port D (PD0.. PD7 merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10.AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.1.3.Pin ATMega 8535

Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki.

1. PORT A

Merupakan 8-bit directional port I/O. 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 A/D coverter.

2. PORT B

Merupakan 8 bit directional port I/O. 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 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 terlihat pada tabel berikut.

Tabel 2.1.3.1 Konfigurasi Pin Port B ATMega 8535

PORT PIN FUNGSI KHUSUS

PB0 T0 = timer/ counter 0 external counterinput PB1 T1 = timer/counter 0 external counter input PB2 AINO = analog comparator positive input PB3 AINI =analog comparator negative input

PB4 SS = SPI slave select input

PB5 MOSI = SPI bus master output/slave input PB6 MISO = SPI bus master input/slave output

PB7 SCK = SPI bus serial clock

3. PORT C

Merupakan 8-bit directional port I/O. 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 oscilator untuk timer/counter 2.

4. PORT D

Merupakan 8-bit directional port I/O. 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.

Port Pin Fungsi Khusus PD0 RDX (UART input line)

PD1 TDX (UART output line)

PD2 INT0 ( external interrupt 0 input ) PD3 INT1 ( external interrupt 1 input )

PD4 O C 1 B ( T i m e r / C o u n t e r 1 o u t p u t c o m p a r e B m a t c h o u t p u t ) PD5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match

output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

5. RESET

RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low

selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset. 6. XTAL1

XTAL1 adalah masukan ke inverting oscilator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.

7. XTAL2

XTAL2 adalah output dari inverting oscilator amplifier. 8. Avcc

Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.

9. AREF

AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk operasional ADC, suatu level tega ngan antara AGND dan Avcc harus diberikan ka kaki ini. 10. AGND

jika board memiliki analog ground yang terpisah.

2.2. Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak (software) adalah seperangkat intruksi yang disusun menjadi sebuah program untuk memerintahkan microcomputer melakukan suatu pekerjaan. Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu software yang

dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal.

2.2.1 Software 8551 Editor , Assembler, Simulator

Instruksi- instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8551 Editor, Assembler, Simulator. Tampilannya seperti di bawah ini.

Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.

Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroller.

2.2.2. Software Downloader

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini

Gambar 2.2.2 ISP- Flash Programmer 3.a

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk

mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroller.

Instruksi Transfer Data

Instruksi transfer data terbagi menjadi dua kelas operasi sebagai berikut :

• Transfer data umum ( General Purpose Transfer ), yaitu : MOV, PUSH dan POP.

• Transfer spedifik akumulator ( Accumulator Specific Transfer ), yaitu : XCH, XCHD, dan MOVC.

Instruksi transfer data adalah intruksi pemindahan /pertukaran data antara

operand sumber dengan operand tujuan. Operand-nya dapat berupa register, memori atau lokasi suatu memori. Penjelasan instruksi transfer data tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

MOV : Transfer data dari Register satu ke Register yang lainnya, antara Register

dengan Memory.

PUSH : Transfer byte atau dari operand sumber ke suatu lokasi dalam stack yang alamatnya ditunjuk oleh register penunjuk.

XCH : Pertukaran data antara operand akumulator dengan operand sumber.

XCHD : Pertukaran nibble orde rendah antara RAM internal ( lokasinya ditunjukkan oleh R0 dan R1 ).

Instruksi Aritmatik

Operasi dasar aritmatik seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian dimiliki oleh AT8535 dengan mnemonic : INC, ADD, SUBB, DEC, MUL dan DIV. Penjelasan dari operasi mnemonic tersebut dijelaskan sebagai berikut : INC : Menambah satu isi sumber operand dan menyimpan hasilnya ke

operand tersebut

ADD : Penjumlahan antara akumulator dengan sumber operand dan hasilnya disimpan di akumulator

SUBB : Pengurangan akumulator dengan sumber operand, hasilnya disimpan dalam operand tersebut.

DEC : Mengurangi sumber operand dengan 1. dan hasilnya disimpan pada

operand tersebut.

MUL : Perkalian antara akumulator dengan Register B.

DIV : Pembagian antara akumulator dengan Register B dan hasilnya disimpan dalam akumulator, sisanya di Register B.

Instruksi Logika

Mikrokontroller ATM8535 dapat melakukan operasi logika bit maupun operasi logika

• Operasi logika operand tunggal, yang terdiri dari CLR, SETB, CPL, RL, RR, dan SWAP.

• Operasi logika dua operand seperti : ANL, ORL, dan XRL.

Operasi yang dilkukan oleh ATM8535 dengan pembacaan instruksi logika tersebut dijelaskan dibawah ini :

CLR : Menghapus byte atau bit menjadi nol. SETB : Menggeser bit atau byte menjadi satu. CPL : Mengkomplemenkan akumulator. RL : Rotasi akumulator 1 bit ke kiri. RR : Rotasi akumulator ke kanan. SWAP : Pertukaran nibble orde tinggi.

Instruksi Transfer Kendali

Instruksi transfer kendali (control transfer) terdiri dari (3) tiga kelas operasi yaitu :

• Lompatan tidak bersyarat ( Unconditional Jump ) seperti : ACALL, AJMP, LJMP,SJMP

• Lompatan bersyarat ( Conditional Jump ) seperti : JZ, JNZ, JB, CJNE, dan DJNZ.

• Insterupsi seperti : RET dan RET1. Penjelasan dari instruksi diatas sebagai berikut :

ACALL : Instruksi pemanggilan subroutine bila alamat subroutine tidak lebih dari 2 Kbyte.

LCALL : Pemanggilan subroutine yang mempunyai alamat antara 2 Kbyte – 64 Kbyte.

LJMP : Lompatan untuk percabangan maksimum 64 Kbyte. JNB : Percabangan bila bit tidak diset.

JZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah nol. JNZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah tidak nol. JC : Percabangan terjadi jika CY diset “1”.

CJNE : Operasi perbandingan operand pertama dengan operand kedua, jika tidak sama akan dilakukan percabangan.

DJNZ : Mengurangi nilai operand sumber dan percabangan akan dilakukan apabila isi operand tersebut tidak nol.

RET : Kembali ke subroutine.

RET1 : Kembali ke program interupsi utama.

2.2.3 Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13r

Untuk mendesain PCB dapat digunakan software EAGLE 4.13r yang dapat

di-download di internet secara gratis. Tampilan software EAGLE 4.13r dapat dilihat pada gambar 2.1.3. di bawah ini :

Gambar 2.2.3 Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13r

Cara menggunakan software ini terlebih dahulu yang dikerjakan adalah mendesain skematik rangkaian, setelah itu memindahkannya ke dalam bentuk board

dan mendesain tata letak komponen sesuai keinginan tetapi harus sesuai jalur rangkaiannya agar rangkaian dapat berfungsi sesuai dengan skematiknya.

Setelah selesai di desain layout PCBnya, barulah siap di-print dan di- transfer ke PCB. Pada proses pentransferan layout PCB ke PCB dapat digunakan kertas

Transfer Paper.

2.3 Komponen – Komponen Pendukung

2.3.1 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 seperti ditunjukkan pada gambar 2.5 berikut :

Gambar 2.3.1 Resistor Karbon

2.3.2 Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat 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. Skema kapasitor dapat dilihat pada gambar 2.3.2 dibawah :

Gambar 2.3.2 Skema Kapasitor.

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 berhe nti bila kapasitor telah penuh. Yang

membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini. Seperti ditunjukkan pada gambar Di bawah ;

C

B

E

C

B

E

NPN PNP

Kapasitor Elektrolit Kapasitor Kera mik

2.3.3 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.

Gambar 2.3.3. 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.

2.3.4 LCD (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.

e. Dapat diinterfacekan ke MCU 8 atau 4.

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

g. Internal data.

i. Tegangan +5 Volt PSU tunggal

Liquid cristal display ini mempunyai 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.

b. Busy Flag

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 2.3.4 :

Gambar 2.3.4. 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 2.3.4 dan tabel 2.3.4

Tabel 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 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 Pembacaan Address Counter dan Busy Flag ² Pengiriman Data Register

² Pembacaan Data Register

2.3.5 Pemancar ASK (Ampitudo Shift Key)

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.

Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu:

1. modulasi analog, di mana proses modulasi merupakan respon atas informsi

o Modulasi berdasarkan sudut

§ Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)

§ Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)

o Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)

§ Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used

on the radio AM band)

§ Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)

§ Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)

§ Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to

§ single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)

§ Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)

§ Quadrature amplitude modulation (QAM)

o Misal persamaan gelombang pembawa dirumuskan sebagai berikut :

Uc = Ac sin (wc + qc)

Dalam modulasi amplitudo (AM) maka nilai ‘Ac’ akan berubah-ubah menurut fungsi dari sinyal yang ditumpangkan. Sedangkan dalam modulasi sudut yang diubah-ubah adalah salah satu dari komponen ‘wc + qc’. Jika yang diubah- ubah adalah komponen ‘wc’ maka disebut Frekuensi Modulation (FM), dan jika komponen ‘qc’ yang diubah-ubah maka disebut Phase Modulation (PM).

2. modulasi digital, di mana suatu sinyal analog di- modulasi berdasarkan aliran

data digital. Teknik yang umum dipakai dalam modulasi digital adalah :

o Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas

berdasarkan fase.

o Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas

o Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas

amplitudo.

2.3.6 Inframerah

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari caha ya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasigelombang 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 kecerahan gambar matahari dalam tata surya teleskop

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

Secara garis besar alat ini terdiri dari , rangkaian ASK, Penerima dan Pengirim. Diagram blok dari alat ini ditunjukkan oleh gambar 3.1 berikut ini

Vreg LM7805CT IN OUT TIP32C 100ohm 100uF 330ohm 220V 50Hz 0Deg

TS_PQ4_12 2200uF 1uF 1N5392GP 1N5392GP 12 Volt 5 Volt

3.2. Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2. Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika

rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.3.Rangkaian Mikrokontroler AT Mega 8535

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

Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroller AT Mega 8535

Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT Mega 8535. tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan

mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT Mega 8535. dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga

digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm. Resistor 4k7 ohm yang dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ). Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3.. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.

3.3.1 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535

Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum Mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar di atas. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua bua h kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT Mega 8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan

masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset

mikrokontroler ini.Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer

inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset,

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

3.4. Rangkaian pemancar dan penerima sinar infra merah

Gambar 3.4.1. Rangkaian Pemancar infra merah

Pada rangkaian di atas digunakan 2 buah LED infra merah yang diparalelkan, dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh infra merah semakin kuat, karena merupakan gabungan dari buah LED infra merah. Resistor yang digunakan adalah

100 ohm sehingga arus yang mengalir pada masing- masing LED infra merah adalah

sebesar: 5 0,05 50

100

V

i A atau mA

R

= = =

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.

Pantulan dari sinar infra merah akan diterima oleh fotodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan sinyal tertentu, dimana jika fotodioda menerima pantulan sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low (0), namun jika fotodioda tidak menerima pantulan sinar infra merah, maka output dari rangkaian

penerima akan mengeluarkan logika high (1). Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:

3.5. Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

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

Gambar 3.5. Rangkaian LCD

Rangkaian ini terhubung ke PB.0 .... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller AT Mega 8535

P2 . 6 AT8 9 S5 1

LED1

100Ω 3.6. 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:

Katoda LED dihubungkan resistor 100 ohm kemudian dihubungkan ke P2.6 mikrokontroler AT89S51. 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

Modulasi Frekuensi adalah suatu proses dengan cara mengubah ubah frekuensi gelombang pembawa sinusoidal yaitu dengan cara menyelipkan sinyal-sinyal

informasi pada gelombang pembawa tersebut.

Jika sinyal informasi (modulasi) telah diselipkan maka frekuensi gelombang pembawa akan naik menuju maksimum dalam arah positif kemudian frekuensi gelombang pembawa akan turun menuju frekuensi aslinya dengan sesuai amplitude sinyal ke modulasi menuju nol.Selanjutnya pada setengah-setengah siklus berikutnya frekuensi gelombang pembawa akan turun ke harga minimum sesuai dengan

amplitude sinyal ke modulasi yang menuju arah maksimum dalam arah

negative,kemudian frekuensi gelombang akan naik kembali menuju harga aslinya sesuai dengan amplitude sinyal ke modulasi yang turun kembali ke nol.

3.8. Diagram alir (Flow Chart) 3.8.1. Pemancar/Remote

BAB 4

PENGUJIAN RANGKAIAN

4.1 Pengujian Rangkaian Mik rokontroller AT Mega 8535

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT Mega 8535 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan cara menghubungkan sebuah LED ke pin P0.0 dan memberikan program sederhana pada mikrokontroller ATM8535. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Setb P0.0

Acall tunda

Clr P0.0

Acall tunda

Sjmp Loop

Tunda:

Mov r7,#255

Tnd: Mov r6,#255

Djnz r6,$

Djnz r7,tnd

Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P0.0 detik kemudian mematikannya secara terus menerus (flip – flop). Perintah Setb P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika high yang menyebabkan LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika low yang menyebabkan LED akan mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut tampak berkedip. jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT Mega 8535, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT Mega 8535 telah bekerja dengan baik.

4.2 Pemancar Amplitudo Shift Key (ASK)

4.2.1 Pengujian Sistem Komunikasi Radio

Komunikasi radio merupakan suatu sistem hubungan jarak jauh dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media transmisinya. Informasi yang dikirim melalui komunikasi radio terdiri dari berbagai jenis, misalnya suara, gambar, teks dan data lainnya. Proses pengiriman sinyal informasi tersebut dinamakan Propagasi Gelombang Radio. Propagasi Gelombang Radio adalah peristiwa

perambatan gelombang radio dari antena pemancar (Tx = Transmiter) ke antena penerima (Rx = Receiver).

Pada unit transmitter berfungsi untuk mengubah sinyal IF dari modulator menjadi sinyal RF dan kemudian sinyal ini dikrim ke antena untuk dipancarkan. Sedangkan pada unit receivernya berfungsi untuk mengubah sinyal RF yang diterima oleh antena menjadi sinyal IF. Masing – masing sistem komunikasi radio beroperasi

pada band frekuensi yang berbeda. Klasifikasi band frekuensi radio secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.2.1.

Tabel 4.2.1.

Jenis – Jenis Frekuensi Radio

Jenis Frekuensi

Exteremely Low Frequency (ELF) Dibawah 300 Hz Infra Low Frequency (ILF) 0,3 – 3 KHz Very Low Frequency (VLF) 3 – 30 KHz Low Frequency (LF) 30 – 300 KHz Medium Frequency (MF) 0,3 – 3 MHz High Frequency (HF) 3 – 30 MHz Very High Frequency (VHF) 30 – 300 MHz Ultra High Frequency (UHF) 0,3 – 3 GHz Super High Frequency (SHF) 3 – 30 GHz Exteremely High Frequency (EHF) 30 – 300 GHz

Penggunaan utama dari komunikasi radio dua arah pada jalur – jalur VHF dan UHF adalah komunikasi antara sebuah stasiun induk (base station) dan beberapa unit mobile yang ditempatkan pada kendaraan – kendaraan, kapal laut dan kapal terbang. Untuk mengatasi bukit – bukit atau gedung – gedung yang tinggi di daearah perkotaan dalam prakteknya antena stasiun induk diletakan dipuncak suatu bukit atau

gedung agar antena tersebut lebih tinggi. Sistem pengiriman sinyal – sinyal biasanya digunakan antena yang dipolarisasikan tegak dan mengarah kesemua jurusan

(Omnidirectional) baik pada stasiun maupun pada unit – unit mobile.

Secara umum diagram blok dari sistem komunikasi radio diperlihatkan pada gambar 2.18. pemancar (Tx) berfungsi untuk mengkopel pesan ke media transmisi dalam bentuk sinyal yang ditransmisikan. Untuk transmisi yang efektif dan efisien dilakukan bermacam cara untuk memproses sinyal, cara yang paling aman adalah dengan modulasi yaitu proses untuk menyesuaikan sinyal dengan sifat – sifat media transmisi dengan menggunakan gelombang pembawa. Media transmisi dapat berupa kabel koaksial, udara atau serat optik. Gelombang elektromagnetik dari pemancar biasanya dilepaskan keruang bebas oleh antena.

Gambar 4.2.1. Elemen – Elemen Sistem Komunikasi Radio Sistem ini merupakan suatu jaringan yang memproses penyampaian sinyal dengan bantuan frekuensi radio (RF). Komunikasi dapat diartikan sebagai salah satu metode penyampaian sinyal melalui perangkat radio khususnya frekuensi modulasi (FM).

Sistem ini merupakan sistem komunikasi satu arah dimana hanya satu sisi saja yang berfungsi sebagai pengirim dan sisi yang lain berfungsi sebagai penerima.

4.2.2 Pengujian Modulasi Frekuensi

Transducer Amplifier Transmiter Receiver Amplifier Transducer

Sinyal elektronis + gangguan Sinyal elektronis + gangguan Sinyal elektronis + gangguan Antena Transonis Antena Penerima Hubungan radio + gangguan

Modulasi frekuensi adalah suatu proses dengan cara mengubah – ubah frekuensi gelombang pembawa sinusoidal yaitu dengan cara menyelipkan sinyal – sinyal informasi pada gelombang pembawa tersebut.

Jika sinyal informasi (pemodulasi) telah diselipkan maka frekuensi

gelombang pembawa akan naik menuju harga maksimum dalam arah positif kemudian frekuensi gelombang pembawa akan turun menuju harga frekuensi aslinya sesuai dengan harga amplitudo sinyal pemodulasi yang menuju nol. Selanjutnya pada setengah setengah siklus berikutnya, frekuensi gelombang pembawa akan turun ke harga minimum sesuai dengan harga amplitudo sinyal pemodulasi yang menuju harga maksimum dalam arah negatif, kemudian frekuensi gelombang akan naik kembali menuju harga aslinya sesuai dengan harga amplitudo sinyal pemodulasi yang turun kembali ke harga nol.

4.2.3 Pengujian. Penguat Frekuensi Yang Ditala Penguat RF yang ideal harus menunjukan : 1. Perolehan daya tinggi

2. Gambar derau rendah

3. Fungsi pindah linear dengan daerah dinamis yang besar tanpa distorsi antar modulasi (IMD) atau distorsi modulasi silang (CMD)

4. Stabilitas dinamis yang baik

5. Admitansi pindah balik rendah sehingga antena akan terisolasikan dari pencampur dan isolator local.

6. Selektifitas yang cukup untuk mencegah masuknya frekuensi IF bayangan dan frekuensi tanggapan palsu lainnya kedalam masukan pencampur.

Penguat RF yang ditala (Tuned RF Amplifiers) biasanya digunakan untuk memberikan penguatan dan selektif ujung depan (Front End) pada pesawat – pesawat penerima audio untuk memisahkan sinyal – sinyal yang masuk dari antena sehingga didapatkan (Filtering) bandpass yang tepat yang diperlukan pada penguat – penguat frekuensi antara (Intermediate Frekuensi = IF) pada pesawat penerima itu dan untuk menyediakan penyaringan yang menghilangkan harmonisa pada rangkaian –

rangkaian pemancar.

Pada frekuensi – frekuensi yang tinggi, kestabilan (Stability) merupakan suatu masalah berat dan jenis penguat yang mempunyai umpan balik dalam (Internal Feed Back) yang sangat rendah, seperti penguat basis bersama (Commonbase) dan penguat kaskode itulah yang lebih sering digunakan.

Karakteristik filter bandpass dihasilkan oleh suatu atau beberapa rangkaian – rangkaian tala didalam rangkaian penguat. Karena lebar bidang (lebar jalur) respons suatu rangkaian tala tergantung pada Q-nya, yang ada pada gilirannya tergantung pula pada besarnya resistansi didalam atau terhubung kerangkaian tala tersebut, diperlukan perhatian dalam penyesuaian impedansi yang semestinya untuk mempertahankan karakteristik yang diinginkan.

4.2.4. Rangkaian Penerima FM

Rangkaian penerima FM dirancang untuk menerima sinyal modulasi frekuensi (FM) yang berasal dari pemancar melalui antena setelah sinyal frekuensi diterima maka diubah kedalam bentuk tegangan untuk mengaktifkan rangkaian penggerak motor. Adapun bagian – bagian rangkaian penerima ini terlihat pada gambar diagram blok dibawah ini.

Antena

Gambar 4.2.4. Diagram Blok Rangkaian Penerima Sinyal FM Pada bagian daerah tuner terdiri dari :

Ø Power RF Ø Local Osilator Ø Mixer

Yang terletak dalam suatu rangkaian dan dikemas menjadi satu rangkaian tuner atau penerima sinyal frekuensi yang dapat ditala (diatur). Rangkaian penguat RF (Radio Frekuensi) dirancang untuk menguatkan sinyal frekuensi radio yang ditangkap oleh antena. Komponen penguat menggunakan transistor C828 yang mempunyai faktor penguatan (Fe) adalah 100. Kapasitor C3 dan C2 sebagai penerus sinyal AC ke ground sedangkan induktor L1 dan L2 adalah sebagai peredam arus, adapun rangkaian penguat ini terlihat pada bagian awal dari rangkaian tuner.

Rangkaian osilator dirancang untuk membangkitkan sinyal frekuensi yang lebih besar dari sinyal frekuensi yang masuk kapasitor C4. Komponen osilator ini menggunakan induktor dan kapasitor variabel (L3 dan VC1) sedangkan transistor TR2 dan TR3 digunakan sebagai Buffer tingkatan penguatan penyangga sebelum

Power RF Mixer IF AMP

Rangkaian Penggerak Motor Local

diteruskan ke penguat IF, adapun rangkaian osilator terlihat pada bagian rangkaian tuner dibawah ini

Gambar 4.2.4. Rangkaian Tuner 4.2.5. Rangkaian Penguat Frekuensi Menengah ( IF )

Rangkaian penguat frekuensi menengah ini dirancang untuk menguatkan sinyal frekuensi yang berasal dari buffer. Komponen penguat menggunakan transistor C828 yang dihubungkan secara paralel sehingga menghasilkan dua kali penguatan. Adapun rangkaian penguat IF terlihat pada gambar dibawah ini.

C3 C1 C2 L1 L2 L3

R1 R2

R3 _R4

R5 R6 R7 R8 R9 C4 C5 C6 C7 TR1 TR2 TR3 V R1 Antena +12 Volt

0 Volt P o w e r R F

Osilator

Gambar 4.2.5. Rangkaian Penguat IF

4.2.6. Rangkaian Pemancar FM

Rangkaian pemancar digunakan untuk memancarkan frekuensi modulasi kerangkaian penerima. Pada rangkaian ini terdiri dari :

1. Rangkaian Modulasi Frekuensi (FM) 2. Rangkaian Osilator

3. Rangkaian Buffer

4. Rangkaian Penguat Daya RF

Dari keempat rangkaian diatas mempunyai fungsi yang berbeda – beda namun didalam penggabungannya menjadi sebuah rangkaian yang dapat

memancarkan frekuensi modulasi (FM). Untuk lebih jelas dan terarah didalam

perancangan ini, maka penulis memisahkan rangkaian sesuai dengan fungsinya seperti terlihat pada gambar 4.2.6 berikut.

MODULATOR OSILATOR BUFFER PENGUAT DAYA

Ke Rangkaian Penggerak Motor

+12 Volt

0 Volt

Gambar 4.2.6.. Rangkaian Pemancar

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Alat yang dirancang mampu menyalakan lampu secara otomatis dengan jarak maksimum 10 meter,dimana Amplitudo Shift Key dapat menerima dan memancarkan sinyal frekuensi sehingga lampu bisa menyala secara otomatis.

2. Mikrokontroler merupakan pusat pengolah data yang cukup handal dalam Merancang sistem pengendali lampu otomatis dengan pemancar

Amplitudo Shift Key dan menampilkan pesan pada LCD karena dengan mikrokontroler kita dapat mengatur program-program sesuai dengan fungsi yang kita inginkan dan dapat ditampilkan dengan LCD.

3. Sistem Pengendali lampu otomatis ini dapat bekerja secara cepat dan teliti dalam menangkap sinyal frekuensi untuk menyalakan lampu .

4. Tampilan Liquid Cristal Display (LCD) membuat alat ini lebih menarik dan cukup jelas dalam memberikan informasi.

5.2. Saran

1. Dengan beberapa pengembangan sistem pengendali lampu-lampu ini akan lebih baik lagi hasilnya dengan menambahkan DTMF untuk dapat

mengendalikan dengan jarak jauh.

2. Dengan menggunakan pemancar dan penerima yang lebih bagus lagi maka didapatkan hasil yang lebih maksimal.

3. Sistem pengendali rumah ini sebaiknya diberikan daya cadangan agar dapat tetap berfungsi dan hasil akan lebih sempurna.

Andi,2003,“Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT Mega 8535”, Penerbit : PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

Budiharto,Widodo,2005,”Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler”,Penebit : PT Elex Media Komputindo,Jakarta.

Eko, Agfianto, 2002, “Belajar Mikrokontroler AT Mega 8535(Teori dan Aplikasi)”, Edisi pertama, Cetakan pertama,Penerbit : Gava Media ,

Yogyakarta.

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

LAMPIRAN

4. Tampilan Liquid Cristal Display (LCD) membuat alat ini lebih menarik dan cukup jelas dalam memberikan informasi.

5.2. Saran

1. Dengan beberapa pengembangan sistem pengendali lampu-lampu ini akan lebih baik lagi hasilnya dengan menambahkan DTMF untuk dapat

mengendalikan dengan jarak jauh.

2. Dengan menggunakan pemancar dan penerima yang lebih bagus lagi maka didapatkan hasil yang lebih maksimal.

3. Sistem pengendali rumah ini sebaiknya diberikan daya cadangan agar dapat tetap berfungsi dan hasil akan lebih sempurna.

DAFTAR PUSTAKA

Andi,2003,“Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT Mega 8535”, Penerbit : PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

Budiharto,Widodo,2005,”Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler”,Penebit : PT Elex Media Komputindo,Jakarta.

Eko, Agfianto, 2002, “Belajar Mikrokontroler AT Mega 8535(Teori dan Aplikasi)”, Edisi pertama, Cetakan pertama,Penerbit : Gava Media ,

Yogyakarta.

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

LAMPIRAN

Gambar Rangkaian PCB bagian penerima

Gambar Rangkaian penerima Amplitudo Shift Key