Manfaat Penelitian Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan Motor DC

berharga dari pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab, sehingga dapat dijaga keamanan dan kerahasiaannya. Sistem pengamanan ini menggunakan pintu otomatis. Pintu otomatis yang ada pada umumnya akan terbuka jika ada orang yang akan masukkeluar dari pintu tersebut, dan pintu akan menutup sendiri secara otomatis jika dalam beberapa menit tidak ada orang yang akan masukkeluar dari pintu tersebut. Tetapi dalam hal keamanan, adakalanya pintu otomatis diset sedemikian agar tidak semua orang dapat memasuki ruangan yang memiliki sistem pengamanan tersebut.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari perancangan alat ini, antara lain: 1. Merancang dan membuat alat yang dapat mensimulasikan pengamanan ruangan dari orang yang tidak berkepentingan. 2. Menggunakan led super bright merah dan photo dioda sebagai sensor halangan terhubung ke mikrokontroler. 3. Menggunakan bahasa C sebagai bahasa pemrograman mikrokontroler.

1.3 Manfaat Penelitian

Dengan pengembangan lebih lanjut, miniatur security ruangan dapat digunakan sebagai sistem security rumahkantor sesuai karakteristik sensor yang digunakan.

1.4 Pembatasan Masalah

Dikarenakan banyaknya pembahasan pada pintu otomatis ini, maka penulis membatasi masalah pada: 1. Mikrokontroler AVR ATmega8535 sebagai alat kontrol pintu otomatis. 2. Sensor halangan yang terbuat dari led super bright merah dan photo dioda. 3. Pengontrolan motor DC sebagai motor untuk menggerakkan pintu otomatis. Universitas Sumatera Utara

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan skripsi ini terbagi menjadi beberapa bagian utama yaitu: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisikan pendahuluan yang menjelaskan mengenai latar belakang perumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan tugas akhir. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AVR Atmega8535 hardware dan software, photodioda, led super bright merah dan bahasa program yang digunakan. BAB III METODE PENELITIAN Bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan perangkat keras alat yang meliputi perancangan miniatur dan pembuatan rangkaian elektronik. Pada bab ini juga dibahas pembuatan perangkat lunak untuk pemrograman mikrokontroler ATmega8535. BAB IV HASIL DAN ANALISA Bab ini berisikan pengujian alat dan analisa tugas akhir yang telah dibuat. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan bab penutup yang berisikan kesimpulan dan saran. Universitas Sumatera Utara BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler Atmega8535

Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus Agus Bejo, 2007. Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika. Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot. Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR Alf and Vegard’s Risc processor ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC Reduce Instruction Set Computing dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, TimerCounter, PWM, analog comparator, dll M.Ary Heryanto, 2008. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535. Universitas Sumatera Utara Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut: 1. Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah TimerCounter 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.

2.1.1 Konstruksi ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah. a. Memori program ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi. b. Memori data ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register IO dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register IO yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM menggunakan instuksi LD atau ST atau dapat juga diakses sebagai IO menggunakan instruksi IN atau OUT, dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM. c. Memori EEPROM Universitas Sumatera Utara ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register IO yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri. ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timercounter 8 bit dan 1 buah timercounter 16 bit. Ketiga modul timercounter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timercounter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timercounter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Serial Peripheral Interface SPI merupakan salah satu mode komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter USART juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Universitas Sumatera Utara Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.

2.1.2 Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535

Gambar 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535 Data Sheet AVR Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP Dual Inline Package dapat dilihat pada gambar 2.1. 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 merukan pin Ground. 3. Port A PortA0…PortA7 merupakan pin inputoutput dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B PortB0…PortB7 merupakan pin inputoutput dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Universitas Sumatera Utara Tabel 2.1 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 TimerCounter0 Output Compare Match Output PB2 AIN0 Analog Comparator Positive Input INT2 External Interrupt 2 Input PB1 T1 Timer Counter1 External Counter Input PB0 T0 T1 TimerCounter External Counter Input XCK USART External Clock InputOutput 4. Port C PortC0…PortC7 merupakan pin inputoutput dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C Pin Fungsi khusus PC7 TOSC2 Timer Oscillator Pin2 PC6 TOSC1 Timer Oscillator Pin1 PC5 InputOutput PC4 InputOutput PC3 InputOutput PC2 InputOutput PC1 SDA Two-wire Serial Buas Data InputOutput Line PC0 SCL Two-wire Serial Buas Clock Line 5. Port D PortD0…PortD7 merupakan pin inputoutput dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini. Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D Pin Fungsi khusus PD7 OC2 TimerCounter Output Compare Match Output Universitas Sumatera Utara PD6 ICP TimerCounter1 Input Capture Pin PD5 OC1A TimerCounter1 Output Compare A Match Output PD4 OC1B TimerCounter1 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 6. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 7. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 8. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 9. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.2 Motor DC

Motor DC Direct Current adalah peralatan elektromagnetik dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang desain awalnya diperkenalkan oleh Michael faraday lebih dari seabad yang lalu E. Pitowarno, 2006. Motor DC dikendalikan dengan menentukan arah dan kecepatan putarnya. Arah putaran motor DC adalah searah dengan arah putaran jarum jam Clock WiseCW atau berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam Counter Clock WiseCCW, yang bergantung dari hubungan kutub yang diberikan pada motor DC. Kecepatan putar motor DC diatur dengan besarnya arus yang diberikan. Gambar 2.2 Sebuah motor DC Innovative Electronics Universitas Sumatera Utara Motor DC dipakai untuk menggerakkan roda robot. Digunakan H-Brighge IC L298 sebagai penguat motor DC yang berfungsi sebagai driver, sebab sangat tidak mungkin mengendalikan motor DC langsung dari mikrokontroler yang memiliki arus dan tegangan terbatas. Untuk itu digunakan H-Brihge sebagai driver motor DC H.Andrianto, 2008. Metode Pulsa with modulation atau PWM dapat digunakan untuk mengatur kecepatan motor dan untuk menghindarkan rangkaian mengkomsumsi daya berlebih. PWM dapat mengatur kecepatan motor karena tegangan yang diberikan dalam selang waktu tertentu saja. PWM ini dapat dibangkitkan melalui software. Lebar pulsa PWM dinyatakan dalam Duty Cycle. Misalnya duty cycle 10 , berarti lebar pulsa adalah 110 bagian dari satu perioda penuh E. Pitowarno, 2006. Berikut adalah rumusan frekuensi sinyal keluaran pin output compare OC1AOC1B dengan menggunakan timercounter1 A.Bejo, 2008: a. Mode Phase Correct PWM f OC1A_PCP = f OSC …….2.1 2 N 1+TOP f OC1B _PCP = f OSC …….2.2 2 N 1+TOP D = OCR1A+OCR1B 100 …….2.3 TOP Keterangan: f OC1A_PCP = frekuensi output OC1A mode PCP f OC1B_PCP = frekuensi output OC1B mode PCP f OSC = frekuensi kristal osilator D = duty cycle N = skala clock Tabel 2.1 TOP = nilai maksimum counter TCNT1 b. Mode CTC f OC1A_CTC = f OSC ……..2.4 2 N 1 + OCR1A f OC1B_CTC = f OSC ……..2.5 2 N 1 + OCR1B Universitas Sumatera Utara Keterangan: f OC1A_CTC = frekuensi output OC1A mode CTC f OC1B_CTC = frekuensi output OC1B mode CTC f OSC = frekuensi Kristal osilator N = skala clock Tabel 2.1 OCR1A = isi register OCR1A OCR1B = isi register OCR1B c. Mode Fast PWM f OC1A_FastPWM = f OSC ……..2.6 N 1 + TOP f OC1B_FastPWM = f OSC ……..2.7 N 1 + TOP Keterangan: f OC1A_FastPWM = frekuensi output OC1A mode fast PWM f OC1B_FastPWM = frekuenai output OC1B mode fast PWM f OSC = frekuensi Kristal osilator N = skala clock Tabel 2.1 TOP = nilai maksimum counter TCNT1 Tabel 2.4 Skala Clock TimerCounter CS12 CS11 CS10 Deskripsi Tidak ada clock, timercounter berhenti. 0 0 1 Skala clock = 1, clock timer = clock osilator 0 1 0 Skala clock = 8, clock timer = 18 clock osilator 0 1 1 Skala clock = 64, clock timer = 164 clock osilator 1 0 0 Skala clock = 256, clock timer = 1256 clock osilator 1 0 1 Skala clock = 1024, clock timer = 11024 clock osilator 1 1 0 Sumber clock eksternal pada pin T0, clock pada transisi turun. 1 1 1 Sumber clock eksternal pada pin T0, clock pada transisi naik. Sumber : Data sheet ATmega8535 Universitas Sumatera Utara IC L298 sudah mencukupi digunakan sebagai rangkain driver. Cukup dihubungkan ke mikrokontroler dan diberi tegangan sebesar 7 volt dengan arus minimal 2 ampere rangkaian driver berbasis L298 sudah dapat digunakan. Selain itu, supply IC L298 dapat diberi tegangan sampai 50 Volt Data Sheet L298. Gambar 2.3 Konfigurasi pin IC L298 Data sheet L298 Untuk menjalankan motor, pin enable A dan enable B pada IC L298 harus diberi logika 1. Current sensing A dan current sensing B dihubungkan ke ground. Input 1 dan input 2 masing-masing berlogika 1 dan 0, output 1 dan output 2 dihubungkan ke motor.

2.3 Led Super Bright Merah dan Photo Dioda