Limit Switch L298 Pengaturan tirai berdasarkan waktu nyata.

3.3 Perancangan Perangkat Keras

Ada beberapa bagian utama dalam perancangan subsistem perangkat keras prototipe ruangan, yaitu : a. Sistem minimum ATmega8535 b. Rangkaian LCD 2x16 c. Rangkaian RTC DS1307 d. Rangkaian motor DC e. Keypad 4x4

3.3.1 Sistem Minimum ATmega8535

Sistem minimum yang digunakan pada tugas akhir ini merupakan produksi dari Creative Vision dengan chip IC keluarga Atmel dengan seri ATmega8535. Sistem minimum berfungsi sebagai IO untuk mengolah data dari RTC dan mengendalikan motor DC yang telah diprogram dalam mikrokontroler ATmega8535 pada prototipe ruangan. Mikrokontroler membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu rangkaian osilator dan rangkaian reset. Gambar 3.4. Sistem minimum ATmega8535 Perancangan penggunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler ATmega8535 disesuaikan dengan kebutuhan yaitu sejumlah 25 pin. Rangkaian RTC membutuhkan 2 pin pada PortC, keypad 4x4 membutuhkan 8 pin pada PortA, limit switch membutuhkan 2 pin, driver sebagai penggerak motor menggunakan 3 buah pin, sedangkan LCD dengan 7 pin pada PortB. Tabel 3.1. menunjukan penggunaan port pada mikrokontroler yang digunakan sebagai input dan output dari RTC dan motor DC. XTAL yang digunakan untuk sistem minimum ini 12 MHz. Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler. Fungsi PORT Mikro Keterangan INPUT RTC DS1307 Port C.0 SCL pada RTC Port C.1 SDA pada RTC Keypad Port A.0-7 Data dari pengguna Limit switch Port D.0,1 Memutus gerak motor DC OUTPUT Driver Port D.4,6 Komunikasi mikro-driver Port D.5 Keluaran PWM motor DC LCD Port B.0-2, 4-7 Penampil Secara keseluruhan rangkaian sistem minimum ATmega8535 ditunjukkan pada gambar 3.5. Gambar 3.5. Rangkaian Sistem Minimum ATmega8535 [2]

3.3.2 Rangkaian LCD 2x16

LCD digunakan untuk menampilkan data output dari mikrokontroler. LCD yang digunakan adalah LCD 2x16 yang memiliki tipe LMB162A. Dalam perancangan ini mode yang digunakan untuk menuliskan data ke LCD sebanyak 4 bit mode nibble. Port B.0, port B.2, port B.4 dan port B.6 digunakan sebagai port data, sedangkan port B.1, port B.3 dan port B.5 digunakan sebagai port pengatur interface LCD. Tegangan maksimal untuk LCD sebesar 5V DC sehingga dalam perancangan digunakan resistor variabel sebesar 10 k Ω yang berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin Vcc LCD. Dengan menggunakan informasi pada tabel 2.16 maka dapat dibuat rangkaian LCD 2x16 seperti pada gambar di bawah ini: Gambar 3.6. Rangkaian LCD [7]

3.3.3 Rangkaian RTC DS1307

Jenis komunikasi RTC DS1307 adalah I 2 C. ATmega8535 memiliki hardware I 2 C pada portC.1 sebagai SDA dan portC.0 sebagai SCL. RTC DS1307 membutuhkan 2 dua buah pull-up resistor pada kaki SDA dan SCL. Resistor ini digunakan untuk membuat kondisi logika pada jalur SDA dan SCL menjadi high ketika tidak ada sinyal dari mikrokontroler. Sumber tenaga yang digunakan sebesar 5 volt. Nilai resistor yang digunakan pada R 1 dan R 2 sebesar 4,7 KΩ. XTAL yang digunakan memiliki nilai 32,768 KHz sesuai dengan datasheet DS1307. Gambar 3.7. Rangkaian RTC DS1307 Pin 3 digunakan untuk pemasangan baterai cadangan, sedangkan pin 5 dan 6 disambungkan ke pin mikrokontroler sebagai masukan data. Sumber tenaga cadangan diperlukan pada RTC DS1307 agar dapat menyimpan tanggal dan waktu sehingga tetap berjalan ketika catu daya utama dimatikan. Oleh karena itu digunakan Micro Lithium Cell dengan tegangan keluaran 3 volt.

3.3.4 Rangkaian Motor DC

Perancangan ini menggunakan sebuah driver untuk menggerakkan motor dengan kecepatan tertentu. Jenis driver yang digunakan dengan seri L298. Rangkaian ini membutuhkan sumber tegangan sebesar 5 volt sebagai tegangan masukan driver dan 6 volt merupakan sumber tegangan untuk menggerakkan motor DC. Port yang digunakan sebagai pengendali kecepatan motor adalah portD.5. PortD.4 dan portD.6 pada mikrokontroler digunakan sebagai komunikasi antara driver pengendali arah dengan mikrokontroler. Pin enable diberi tegangan 5 volt dan PWM untuk kecepatan rotasi antara 00h – FFh 8 bit. Motor DC membutuhkan pulsa PWM dan pengaturan OCR1A OCR1B untuk menentukan arah putaran motor. Modulasi PWM dilakukan dengan cara mengubah lebar pulsa dari suatu pulsa data. Pengaturan register untuk memeroleh lebar pulsa yang akan digunakan pada mode phase correct PWM adalah sebagai berikut: 1. TCCR1A = 0b10000001 Bit 7:6 dan bit 4:3 merupakan pengaturan keluaran pada pin OCR1A OCR1B mode phase correct PWM. 2. TCCR1B = 0b00000001 Bit 4:3 dilakukan untuk menentukan mode operasi TimerCounter1 yaitu phase correct PWM. Bit 2:0 merupakan bit pengatur prescaler clock yang masuk ke dalam register TCNT1. Clock osilator yang digunakan sama dengan clock CPU yaitu 12Mhz. Gambar 3.8. Rangkaian driver L298 Untuk menentukan frekuensi phase correct PWM dapat diperoleh menggunakan persamaan 2.4 sehingga diperoleh nilai sebagai berikut : Nilai frekuensi yang diperoleh adalah 23,529 KHz, nilai frekuensi selalu berbanding terbalik dengan waktu, sehingga dapat diperoleh lebar pulsa untuk satu siklus dengan perhitungan sebagai berikut : 3.1