Rancang Bangun Pengisi Cairan ke Botol Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535

(1)

(2)

(3)

Lampiran 2 : Listing Program

/******************************************************* This program was created by the

CodeWizardAVR V3.12 Advanced Automatic Program Generator

Project : Version :

Date : 06/01/2016 Author :

Company : Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 8.000000 MHz Memory model : Small

External RAM size : 0 Data Stack size : 128

*******************************************************/

#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdlib.h> #define pump PORTD.0

(4)

#define d1 PORTD.2 #define d2 PORTD.3 #define pb1 PINB.0 #define pb2 PINB.1 #define pb3 PINB.2

int data, data1, data2,i=150,x,u=0,counter=0; char buff[10];

// Alphanumeric LCD functions #include <alcd.h>

// Declare your global variables here

// Voltage Reference: AREF pin

#define ADC_VREF_TYPE ((0<<REFS1) | (0<<REFS0) | (0<<ADLAR))

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | ADC_VREF_TYPE;

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);

// Start the AD conversion ADCSRA|=(1<<ADSC);

// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & (1<<ADIF))==0);

(5)

ADCSRA|=(1<<ADIF); return ADCW;

}

void read_sensor(void) {

data=read_adc(0); data1=read_adc(1); data2=read_adc(2); }

void main(void) {

// Declare your local variables here

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

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRA=(0<<DDA7) | (0<<DDA6) | (0<<DDA5) | (0<<DDA4) | (0<<DDA3) | (0<<DDA2) | (0<<DDA1) | (0<<DDA0);

// Port B initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3) | (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (0<<DDB0);

(6)

// Port C initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRC=(0<<DDC7) | (0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2) | (0<<DDC1) | (0<<DDC0);

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=Out Bit4=Out Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=Out DDRD=(1<<DDD7) | (1<<DDD6) | (1<<DDD5) | (1<<DDD4) | (1<<DDD3) | (1<<DDD2) | (0<<DDD1) | (1<<DDD0);

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected

TCCR0=(0<<WGM00) | (0<<COM01) | (0<<COM00) | (0<<WGM01) | (0<<CS02) | (0<<CS01) | (0<<CS00);

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock

(7)

// Clock value: 1000.000 kHz // Mode: Fast PWM top=0x00FF // OC1A output: Non-Inverted PWM // OC1B output: Non-Inverted PWM // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer Period: 0.256 ms // Output Pulse(s):

// OC1A Period: 0.256 ms Width: 0 us // OC1B Period: 0.256 ms Width: 0 us // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (0<<WGM13) | (1<<WGM12) | (0<<CS12) | (1<<CS11) | (0<<CS10);

TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock

(8)

// Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0<<AS2;

TCCR2=(0<<WGM20) | (0<<COM21) | (0<<COM20) | (0<<WGM21) | (0<<CS22) | (0<<CS21) | (0<<CS20);

TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off

// INT1: Off // INT2: Off

MCUCR=(0<<ISC11) | (0<<ISC10) | (0<<ISC01) | (0<<ISC00); MCUCSR=(0<<ISC2);

// USART initialization // USART disabled

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// The Analog Comparator's positive input is // connected to the AIN0 pin

(9)

// The Analog Comparator's negative input is // connected to the AIN1 pin

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000.000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped ADMUX=ADC_VREF_TYPE;

SFIOR=(1<<ADHSM) | (0<<ADTS2) | (0<<ADTS1) | (0<<ADTS0);

// SPI initialization // SPI disabled

// TWI initialization // TWI disabled

TWCR=(0<<TWEA) | (0<<TWSTA) | (0<<TWSTO) | (0<<TWEN) | (0<<TWIE);

// Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0

(10)

// EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 3 // D5 - PORTC Bit 4 // D6 - PORTC Bit 5 // D7 - PORTC Bit 6 // Characters/line: 16 lcd_init(16);

while (1) { u++;

if(u==200){u=0;} i--;

if(i<50){i=60;}

if (pb1==0){counter=0;lcd_clear();}

read_sensor();

if(data<35 && data1<35 && data2<=40) {

x=0; d1=0;d2=1; OCR1B=i; OCR1A=i; lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(" "); }

(11)

else if(data>35 && data1<35 && data2<=40) { pump=0; d1=0;d2=1; OCR1B=i; OCR1A=i; }

else if(data>35 && data1>35 && data2>40) { pump=0; d1=0;d2=1; OCR1B=i; OCR1A=i; }

else if(data>35 && data1>35) { d1=0;d2=0; OCR1B=0; OCR1A=0; lcd_gotoxy(0,0); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Mengisi Tabung "); if(data2<=40)

{

(12)

} }

if(data>35 && x==0) {

x=1; counter++; if (counter>=100) {

counter=0; lcd_clear(); }

}

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Jumlah Botol= "); itoa(counter,buff);

lcd_gotoxy(14,0); lcd_puts(buff);

} }

(13)

Lampiran 3 : Foto Alat

(a) Gambar 3.1 (a). Foto alat kondisi konveyor jalan

(b) Gambar 3.1. (b) Foto Alat kondisi Konveyor saat sensor mendeteksi keberadaan botol. Konveyor berhenti dan pompa aktif mengisi cairan ke tabung.

(14)

Lampiran 4 Gambar Dokumentasi dan Pengambilan Data

Gambar 4 (a) Foto pengambilan data tegangan sensor photodioda sebelum mendeteksi botol

Gambar 4 (b). Foto pengambilan data tegangan sensor photodioda sebelum mendeteksi botol

(15)

Gambar 4 ( c ) Foto pengambilan data tegangan sensor photodioda 3 untuk deteksi botol penuh.

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Apryandi, Subhan. 2013. Rancang Bangun Sistem Detektor Kebakaran via Handphone Berbasis Mikrokontroler. Laporan Tugas Akhir Universitas Tanjungpura: Pontianak Ardi,Winoto, 2008. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya

dengan Bahasa C pada WinAVR + CD Informatika, Bandung Atmel.2008.Microcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash Bishop, Owen. 2004. Dasar-Dasar Elektronika. Erlangga : Jakarta

Syahrul, 2012. Mikrokontroler AVR Atmega8535 (Dengan Assembler) +CD. Informatika, Bandung

Budiharto, Widodo, 2005. Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroller. Penerbit Andy: Yogyakarta

Julianti, Elisa dan Mimi Nurminah, 2006, Buku Ajar Tekologi Pengemasan, Universitas Sumatera Utara Press : Medan

Spivakovsky,A. 1980. Conveyor and Related Equipment, MIR Publisher: Moscow

Surakusuma, Aditya P. 2009 . Desain Rancang Bangun Pengisi Cairan Otomatis. Skripsi Universitas Indonesia: Depok

Widodo Budiharto, dan Sigit Firmansyah. 2005. Elektronika Digital dan Mikroprosesor. Penerbit Andi: Yogyakarta

Irma Tri Anjaswati. 2013. http://irmatrianjaswati-fst11.web.unair.ac.id/artikel_detail-84996-Sensor-sensor%20photodioda.html

(Diakses 15 Januari 2016)

http://www.atmel.com/product/ATMega8535. Atmel Corporation : USA (diakses 11 Agustus 2015)

(Diakses 12 Agustus 2015)

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/teori-motor-dc-dan-jenis-jenis-motor-dc/ (Diakses 05-05-2015)

http://elektronika-dasar.web.id/aplikasi-photo-dioda/ (Diakses 15 Januari 2016)

dosen.narotama.ac.id

(29)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1Diagram Blok Penelitian

Diagram blok dalam penelitian merupakan rangkaian beberapa alat yang saling berhubungan dan terintegrasi untuk melakukan kerja yang sama. Berikut adalah diagram blok cara kerja alat dalam melakukan pengisian cairan secara otomatis.

Untuk mengetahui secara umum alur tahapan pembuatan ini ditunjukkan pada gambar 3.1 sebagai berikut:

Gambar 3.1 Diagram Blok Penelitian Sensor Photodioda (1) Layar LCD

Mik

ro

kont

ro

ller ATM

EGA

8

53

5

Motor DC Pompa air Driver Motor Driver Relay Sensor Photodioda (2) Sensor Photodioda (3) Driver Motor Motor DC

(30)

Blok Sensor Photodioda : Berfungsi sebagai masukan pendeteksian keberadaan objek Blok Mikrokontroller : Berfungsi mengatur semua proses dan inputan

Blok Driver Motor : Mengatur pergerakan Motor DC

Blok Motor DC : Berfungsi pengatur pergerakan konveyor

Blok Driver Relay : Blok ini menggerakkan relay untuk mengaktifkan pompa Blok Pompa Air : Blok pompa air sebagai aktif pengisian objek botol. Blok display layar LCD : Sebagai output tampilan instruksi dari sensor

Pada blok diagram diatas (Gambar 3.1), maka dapat dijelaskan cara kerja dari rancang bangun sistem pengisi cairan otomatis. Setelah alat dinyalakan maka sensor akan mendeteksi keberadaan sebuah botol, apabila terdeteksi adanya sebuah botol maka sensor Photodioda memberikan sinyal logika ke mikrokontroller, Mikrokontroller mengatur semua proses yang akan berlangsung mulai dari pendeteksian keberadaan objek, pengisian cairan .Mikrokontroller sebagai otak dari rancang bangun sistem pengisi cairan secara otomatis ini. 3.2Diagram Alir Program

Diagram alir program merupakan alur jalannya dimulai program hingga hasil data yang telah diproses oleh program di mikrokontroler. Berikut merupakan diagram alir program dalam sistem kontrol pengisian cairan ke dalam botol dan pengukuran sensor menggunakan sensor photodioda.

Pada gambar di bawah ini (gambar 3.2), program diawali dengan start yaitu memasukkan semua defenisi fungsi, kemudian pada inisialisasi program yaitu mendefinisikan chip mikrokontroler yang digunakan dalam program. Proses inisialisasi output berupa konveyor jalan, berhenti atau mundur.

Saat konveyor berjalan dan berhenti, kemudian sensor mendeteksi jika botol kosong maka pompa air akan aktif dan mengisi cairan, jika penuh sensor menonaktifkan pengisian kemudian konveyor berjalan maju. Pengisian akan berlangsung jika data dari sensor photodiode 1 dan 2 mendeteksi kebedaraan botol, Data dikrikm ke mikrokontroller untuk mengaktifkan pompa air. Jika botol penuh maka sensor photodiode 3 sebagai kontol pengisian volume tetap 160 mL akan mengirim data kembali ke mikrokontoller untuk menghentikan pengisian air dan menonaktifkan pompa air. Data keluaran program selesai dan akan terus berulang saat dilakukan perulangan pengukuran dan pengisian.

(31)

Gambar 3.2 Flowchart cara kerja program Inisialisasi

Start

Konveyor Jalan

Sensor 1 dan 2 mendeteksi Deteksi botol?

Sensor 3 Isi botol (Pompa aktif)

Sensor 3 deteksi botol

penuh Y

Konveyor berhenti

T Y

(32)

3.3.1 Skematik Rangkaian Power Suplay

Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply 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, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.3 berikut ini :

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply

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 diode bridge, 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.

3.3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8535 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

(33)

Gambar 3.4 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8535

Dari gambar 3.3, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 14.138 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 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.

3.3.3 Perancangan 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

(34)

ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 10

KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.Gambar 3.5 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.

Gambar 3.5. Rangkaian LCD

Dari gambar 3.5, rangkaian ini terhubung ke PB.0 - PB.6, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komparator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535. 3.3.4. Rangkaian Sensor Photodioda

Rangkaian sistem sensor berupa photodiode yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini (Gambar 3.6). Tampak pada rangkaian menggunakan rangkaian sensor photodiode 3 buah yang berhadap-hadapan. 2 sensor sebagai sensor penanda letak botol dan 1 sensor lagi sebagai sensor penanda batas pengisian cairan ke botol. Rangkaian sensor ini dapat disebut juga dengan sistem sensor halangan.

Biasanya sering digunakan untuk perangkat yang membutuhkan gerakan dan juga beberapa kinerja untuk menggerakkan perangkat tersebut. Rangkaian sensor tersebut bisa berupa rangkaian sensor suhu, cahaya, gerak dan juga infra merah.

Pastinya dalam membuat rangkaian sensor Infrared atau biasa disebut rangkaian sensor proximity ini, dibutuhkan beberapa komponen seperti infrared itu sendiri yang akan

(35)

berfungsi sebagai sumber cahaya atau biasa disebut light source dan juga sebuah photodioda yang akan bertindak sebagai sensor cahaya photodetector.

Cara kerja sensor photodiode ini seperti halnya prinsip kerja sensor halangan. Komponen photodioda akan digunakan sebagai sensor cahaya dimana komponen sensor infrared tersebut yang akan bertindak sebagai sumber cahaya. Ketika komponen Infrared akan ditembakkan pada photodiode, maka cahaya akan langsung menuju ke sensor photodioda yang menerima cahaya tersebut. Komponen sensor Photodioda yang menerima cahaya tersebut, akan memiliki nilai resistansi yang cukup rendah sehingga menghasilkan tegangan yang besar.

Pada sistem ini di Photodioda dan infrared digunakan sebagai pendeteksi adanya botol jika terdeteksi konveyor berhenti, pompa aktif melakukan pengisian cairan dan ketika sensor photodioda mendeteksi botol telah terisi pada batas pengisian cairannya maka sensor kedua menonaktifkan pompa dan mengaktifkan konveyor untuk kembali berjalan. Berikut dibawah ini dapat kita lihat letak sensor photodiode pada rangkaian, dapat dilihat pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian Sistem Sensor Photodioda 3.3.5 Rangkaian Relay

(36)

(Gambar 3.7). Gambar rangkaian relay pada sistem otomasi. Relay ini memisahkan tegangan 5 volt dengan 12 Volt dari beban yang dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.

Relay merupakan salah satu komponen elektronik yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Rangkaian ini menggunakan relay 12 volt, ini berarti jika positif relay (kaki 1) dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negative relay (kaki 2) dihubungkan ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang mengakibatkan saklar terhubung.

Pada rangkaian ini untuk mengaktifkan atau menon-aktifkan relay digunakan transistor type PNP. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatif relay dihubungkan ke kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terrhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktif.

Sebaliknya jika transistor tidak aktif, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktif. Kumparan pada relay akan menghasilkam tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktifkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini.

Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut . Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan.

Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktifkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan kerusakan pada transistor.

3.3.6 Skematik Rangkaian Lengkap

Rangkaian-rangkaian seperti dijelaskan diatas pada: (gambar 3.3, 3.4, 3.5 , 3.76dan 3.7 dihubungkan dan disimulasi menggunakan software proteus isis, sehingga dapat dilihat berjalannya rangkaian tersebut, sebelum melakukan pengujian dapat kita lihat dari gambar 3.8 .

Berupa rangkaian skematik lengkap semua komponen dan alat lengkap yang telah dijelaskan pada uraian prosedur satu persatu. Dapat kita lihat dari gambar berikut di bawah ini sebagai berikut (gambar 3.8).

(37)

(38)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt.

Sehingga, dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan +12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni. Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil.

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Pengujian pemrograman dalam hal penelitian ini menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8535.

ATMega menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya. Gambar pengujian ATMega 8535 mengggunakan mode ISP (In System Programming) dapat dilihat pada gambar 4.1 di bawah ini (Gambar 4.1).

4.3. Interfacing LCD 2x16

Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk

(39)

high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada

layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan

memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 )

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:

#include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <alcd.h> void main(void) {

PORTA=0xff; DDRA=0x0F; PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F; PORTD.7 = 1; DDRD.7 = 0; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("KONVEYOR JALAN"); }

(40)

Gambar 4. 2 Pengujian LCD display 16x2

Program di atas akan menampilkan kata “KONVEYOR JALAN” . Seperti pada gambar 4.2 di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor berdasarkan kondisi masukan berupa botol kosong ataupun botol sudah terisi dan jumlah bool yang sudah terisi cairan.

4.4 Pengujian Sensor Photodioda

Pengujian rangkaian sensor potodioda dengan cara mengukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat pancaran led infrared terdeteksi botol dengan tidak terdeteksi botol dan data sensor deteksi air penuh. Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk digunakan, berikut adalah data sensor ketika terdeteksi botol dan tidak terdeteksi botol.

Pengujian ini dimasukkan ke dalam tabel pengujian sensor photodiode. Berupa data tegangan di sensor saat mendeteksi botol dan data tegangan sensor saat mendeteksi air penuh. Pengujian dan pengukuran data tegangan menggunakan multimeter.Berikut tabel datanya dapat dilihat dari tabel data di bawah ini.

Tabel Data 4.1 Data Sensor Deteksi Botol (Sensor 1 dan Sensor 2)

Sensor Tegangan Sebelum Deteksi

Botol (V)

Tegangan Setelah Deteksi Botol (V)

Sensor 1 0.126 2.917

(41)

Tabel Data 4.2 Data Sensor Deteksi Air Penuh (Sensor 3)

Uji Sebelum Deteksi

Botol

Sesudah Deteksi Botol

Setelah Deteksi Air Penuh

1 0.134 0.157 2.178

2 0.122 0.158 2.181

3 0.131 0.150 2.179

4.5Pengujian Motor DC

Driver motor DC menggunakan IC L298 diatas digunakan untuk mngendalikan 2 unit motor DC secara independent, aplikasi driver motor DC menggunakan IC L298. Untuk membuat driver motor DC dengan IC L298 cukup sederhana dan hanya menambahkan dioda dumper untuk tiap driver H-bridge IC L298 seperti pada gambar rangkaian driver motor DC diatas.

Menggunakan rangkaian driver motor DC IC L298 diatas pin enable (EN) untuk motor 1 (1EN) dan motor 2 (2EN) dihubungkan ke VCC. Kemudian untuk motor DC 1 dikontrol oleh pin 1A1 dan 1A2 dengan memberikan logika HIGH atau LOW pada pin tersebut, begitu juga untuk motor DC 2 dengan jalur kontrol adalah pin 2A1 dan 2A2. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat tabel konfigurasi kendali motor DC dengan IC L298 sebagai berikut.

Driver motor L298 digunakan sebagai pemicu dari arah pergerakan motor dc. L298 memiliki 2 buah pin enable, 4 buah pin input, dan 4 buah pin output yang mana memungkinkan bagi kita untuk mengontrol 2 buah motor dc, namun pada rangkaian driver kali ini hanya dipakai 1 buah motor dc jadi pin yang dipakai cukup 1 buah enable (ENB/PIN 11), 2 buah pin input (IN3/PIN 10 dan IN4/PIN12), dan 2 buah output (OUT3/PIN13 dan OUT4/PIN14) yang dihubungkan dengan motor dc.Hasil data logika L298 dapat kita lihat seperti tabel 4.6 di bawah ini, sebagai berikut yakni berupa tabel data 4.3 Logika L298 disederhanakan dalam bentuk tabel yang didapat dari penyesuaian dari datasheet L298H dan pengujian.

Pengujian dilakukan dengan cara memberi inputan berupa logika “1” dan “0” pada

masing-masing pin inputan secara bergantian kemudian melihat perubahan pada pergerakan motor yang terlebih dahulu sudah disambungkan pada pin-pin output dari driver. Berikut adalah tabel hasil pengujian rangkaian driver motor L298 (tabel 4.4 Pengujian L298).

(42)

Tabel 4.3 logika L298

(43)

4.6Pengujian Data

Pengujian data sensor photodiode 3 dilakukan sebanyak lima kali pengambilan data. Pengambilan data waktu menggunakan stopwatch. Kemudian nilai waktu yang didapat tersebut dirata-ratakan. Hal ini untuk melihat range waktu respon sensor dan pompa air terhadap volume air dan botol. Data Pengujian Pengisian Air volume terhadap waktu, dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel data 4.5 Data V(mL) –vs- t (s)

Berdasarkan data yang didapat pada tabel 4.5 ditemukan bahwa waktu pengisian rata-rata berkisar antara 24.6-35.42 detik. Data yang didapat kemudian dapat dirata-ratakan sehingga nilai rata-rata waktu pengisian pada volume yang tetap yakni 160 mL adalah 30s. Faktor-faktor ralat yang didapat berupa kecepatan respon pompa air terhadap pengisian, konsisi selang air, kontinuitas air dan pengambilan data waktu menggunakan stopwatch yang bukan merupakan bagian dari alat. Hal ini berupa kondisi atau posisi selang air dan

No V (mL) t (s)

1 160 29

160 25

160 32

160 32.86

160 27

2 160 24.6

160 28

160 28.98

160 30.58

160 35.42

3 160 29.74

160 28.9

160 31.75

160 30.33

160 28.45

4 160 30.23

160 30.63 160 31.08 160 29.07 160 29.15

5 160 30.09

160 31.73

160 29.05

160 31.07

(44)

pengisian yang didapat berkisar antara 30 detik. Rata-rata dari tiap pengisian dapat dijelaskan pada grafik dan tabel data 4.6.

4.4.2 Data Pengisian Air Waktu Rata-Rata dan Volume Konstan

Pengisian air ke botol dengan volume yang tetap membutuhkan waktu. Mulai dari sensor photodida 1 dan 2 mendeteksi posisi botol. Sensor photodiode 3 mengaktifkan pompa air sampai botol penuh pada volume kontrol pengisian ke botol. Maka diperoleh data sebagai berikut sebagai acuan bahwa alat ini menghasilkan aplikasi pada bidang industri yang ekonomis dan efisien.

Tabel data 4.6 ∆V (mL)-vs-∆t (s) No.

∆V

(mL) ∆t (s)

1 160 29,172

2 160 29,516

4 160 29,834

6 160 30,032

12 160 30.41

Gambar 4.3 Grafik ∆V (mL)-vs-∆t (s)

Penyajian data berupa grafik ∆V (mL)-vs-∆t (s) dapat kita lihat pada grafik 4.9. Data yang diperoleh dari pengolahan grafik adalah bahwa waktu pengisian rata-rata terhadap volume yang tetap. Pengisian air ke botol adal 30 s. Didapat dari grafik yang berupa graris lusu menandakan grafik yang konstan.

(45)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Pembuatan rancang bangun pengisi cairan ke dalam botol berbasis mikrokontroller ATMega 8535 secara otomatis telah berhasil dilakukan. Menghasilkan waktu terhadap volume keluaran yang dapat dijadikan sebagai solusi aplikasi terhadap industri yang lebih praktis, mudah dan ekonomis.

2. Analisa data pengisian air ke botol (volume) terhadap waktu. Menghasilkan sistem kontrol yang dapat dianalisa. Sistem kontrol pengisian menggunakan aplikasi sensor photodioda dengan pengisian volume pada botol yang didapat tetap yakni 160 mL dengan rata-rata data waktu pengukuran pengisian menggunakan stopwatch yakni 30 detik. Waktu yang didapat berubah-ubah karena pengisian menggunakan pompa air yang dipengaruhi oleh kondisi selang air, kontinuinitas air dan kecepatan respon pompa air.

5.2. Saran

Penelitian selanjutnya diharapkan peneliti bisa melengkapi sistem kontrol pengisian yang dilengkapi alat penghitung waktu yang telah dikalibrasi. Selain itu, peneliti selanjutnya diharapkan dalam pengambilan data memastikan bahwa botol yang diisi cairan benar-benar kering dan kosong agar sensor tidak mendeteksi bahwa kondisi air yang di tepi botol yang tidak kering dengan kondisi botol telah terisi sehingga konveyor jalan. Wadah untuk pompa air dan harus diperhatikan jarak dan ketinggiannya sebaiknya dalam penempatan rancang bangun pengisi cairan ke dalam botol ini memiliki sistem air yang kontinu.

(46)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan dipaparkan mengenai teori-teori yang mendukung proses perancangan dan pembuatan pengisi cairan secara otomatis yang mendasari dilakukannya penelitian ini. Adapun teori-teori tersebut antara lain:

Sistem yang Dirancang

Sistem yang akan dirancang menggunakan sensor Photodioda sebagai sensor utamanya, kemudian objek diletakkan pada konveyer ban berjalan yang digerakkan dari motor DC. Sistem akan mendeteksi secara otomatis melalui sensor Photodioda kemudian data dikirimkan ke mikrokontroller AT-Mega 8535.

2.1 Sensor Photodioda Pengertian Photodioda

Photodioda adalah suatu jenis dioda yang resistansinya berubah-ubah kalau cahaya yang jatuh pada dioda berubahubah intensitasnya. Dalam gelap nilai tahanannya sangat besar hingga praktis tidak ada arus yang mengalir. Semakin kuat cahaya yang jatuh pada dioda maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin besar. Jika photodioda persambungan p-n bertegangan balik disinari, maka arus akan berubah secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang dikenakan pada persambungan tersebut.

Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor. Biasanya yang dipakai adalah silicon (Si) atau gallium arsenide (GaAs), dan lain-lain termasuk indium antimonide (InSb), indium arsenide (InAs), lead selenide (PbSe), dan timah sulfide (PBS). Bahan-bahan ini menyerap cahaya melalui karakteristik jangkauan panjang gelombang, misalnya: 250 nm ke 1100 untuk nm silicon, dan 800 nm ke 2,0 μm untuk GaAs.

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi diode foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. (Irma Tri Anjaswati. 2013)

(47)

Sensor Photodioda

Photodioda adalah sensor cahaya yang termasuk kategori sensor cahaya photo conductive yaitu sensor cahaya yang akan mengubah perubahan intensitas cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada terminal sensor tersebut. Dioda photo merupakan sensor cahaya yang akan mengalirkan arus listrik satu arah saja dimana akan menglirkan arus listrik dari kaki anoda ke kaki katoda pada saat menerima intensitas cahaya. Photodioda sering digunakan pada aplikasi penerima cahaya infra merah ataupun pada aplikasi sensor pembaca garis pada robot line follower atau line tracert.

Photodioda ini dapat dikonfigurasikan untuk memberikan logika HIGH atau LOW tergantung dari konfigurasi rangkaian yang digunakan. Berikut contoh aplikasi rangkaian sensor cahaya menggunakan dioda Photodioda Photo Didesain Untuk Memberikan Logika LOW Pada Saat Menerima Cahaya Dengan konfigurasi rangkaian dioda photo seperti diatas maka rangkaian akan memberikan logika LOW pada saat dioda photo menerima pancaran cahaya.

Proses tersebut terjadi pada saat dioda photo menerima cahaya dan dioda photo menjadi konduk (ON) sehingga basis TR1 mendapat bias tegangan dan transistor ON dimana terminal output diambil pada terminal kolektor transistor TR1 sehingga terminal output dihubungkan ke ground oleh TR1 melalui kolektor dan emitornya. Begitu sebaliknya pada saat dioda photo tidak menerima cahaya maka basis transistor tidak mendapat bias sehingga transistor TR1 OFF dan terminal output mendapat sumber tegangan dari VCC melalui RL sehingga berlogika HIGH.

Dioda Photo Didesain Untuk Memberikan Logika HIGH Pada Saat Menerima Cahaya Rangkaian diatas akan memberikan logika HIG pada saat dioda photo mendapat atau menerima intensitas cahaya. Kondisi tersebut disebabkan oleh dioda photo dipasang menghubungkan basis transistor TR1 ke VCC dan output diambil pada titik emitor transistor TR1. Pada saat dioda photo menerima intensitas cahaya maka dioda photo akan menghantar dan basis TR1 mendapat bias basis sehingga titik output yang terhubung ke VCC melalui kolektor dan emitor transistor TR1 sehingga berlogika HIGH begitu sebaliknya saat dioda photo tidak menerima cahaya maka basis TR1 tidak mendapat bias sehingga terminal output tidak mendapat sumber tegangan

(48)

dari VCC dan terhubung keground melalui RL sehingga berlogikaLOW.

(elektronika-dasar.web.id) Simbol dari diode foto

Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor).Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektronyang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto.

Gambar 2.1 Simbol Photodioda Simbol dari dioda foto

Photodioda digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya cahaya maupun dapat digunakan untuk membentuk sebuah alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas cahaya dibawah 1pW/cm2 sampai intensitas diatas 10mW/cm2. Photo dioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita dapat memanfaatkan photo dioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari photo dioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk.

(49)

Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan dioda peka cahaya. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian kolektornya. Namun demikian,waktu respons dari transistor foto secara umum akan lebih lambat dari pada dioda peka cahaya.

Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian pembanding, jika photo dioda terkena cahaya maka photodiode akan bersifat sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya terdapat arus yang mengalir ke rangkaian pembanding.

Bahan dari Photo Dioda

Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor yaitu silicon (Si), atau Galium Arsenida, dan yang lain adalah Insb, InAs, PbSe. Material-material ini meyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencangkup: 2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron.

Prinsip Kerja Photo Dioda

Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs.

Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa.cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon – menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

(50)

Prinsip kerja photodioda :

Cahaya yang diserap oleh photodioda Terjadinya pergeseran foton

Menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi Electron menuju [+] sumber & hole menuju [-] sumber

Sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Saat photodiode terkena cahaya, maka akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi kecil. Saat photodiode tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat diasumsikan tak hingga.

Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.

Karakteristik photo dioda

Photodioda mempunyai respon 100 kali lebih cepat daripada phototransistor. Dikemas dengan plastik transparan yang juga berfungsi sebagai lensa. Lensa tsb lebih dikenal sebagai „lensa fresnel‟ dan „optical filter‟. Penerima infra merah juga dipengaruhi oleh „active area‟ dan „respond time‟. AplikasiDiode sebagai kondisi open circuit jika dianalogikan seperi sakelarPhotodiode sebagai close circuit jika dianalogikan seperti sakelar (Irma Tri Anjaswati. 2013) 2.2 LCD (Liquid Crystal Display)

Display LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCD yang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam). Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya.

(51)

Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang. Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED. Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah LED yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Sebuah layar LCD hanya mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam gelap. LMB162A adalah modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris terakhir adalah kursor).

Memori LCD terdiri dari 9.920 bir CGROM, 64 byte CGRAM dan 80x8 bit DDRAM yang diatur pengalamatannya oleh Address Counter dan akses datanya (pembacaan maupun penulisan datanya) dilakukan melalui register data. Pada LMB162A terdapat register data dan register perintah. Proses akses data ke atau dari register data akan mengakses ke CGRAM, DDRAM atau CGROM bergantung pada kondisi Address Counter, sedangkan proses akses data ke atau dari Register perintah akan mengakses Instruction Decoder (dekoder instruksi) yang akan menentukan perintah–perintah yang akan dilakukan oleh LCD.

Gambar 2.2 LCD 16 x 2 Character 2.2.1 Deskripsi Pin LCD

Untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut. a. Kaki 1 (GND) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya. b. Kaki 2 (VCC) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (Ground). c. Kaki 3 (VEE/VLCD) : Tegangan pengatur

(52)

kontras LCD, kaki ini terhubung pada cermet. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt. d. Kaki 4 (RS) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke Register Data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke Register Perintah, logika dari kaki ini adalah 0. e. Kaki 5 (R/W) : Logika 1 pada kaki ini menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke Ground. f. Kaki 6 (E) : Enable Clock LCD, kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau membacaan data. g. Kaki 7 – 14 (D0 – D7) : Data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian di mana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data. h. Kaki 15 (Anoda) : Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight) i. Kaki 16 (Katoda) : Tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 volt (hanya terdapat pada LCD yang memiliki backlight).

Tabel 2.1 Blok Pin LCD Komponen yang Dirancang

2.3 Relay

Relay merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian elektronik yang satu dengan rangkaian elektronik lainnya. Pada dasarnya relay adalah saklar elektromagnetik yang akan bekerja apabila arus mengalir melalui kumparan, inti besi akan menjadi magnet dan akan menarik kontak yang ada di dalam relay. Kontak dapat ditarik apabila garis magnet dapat mengalahkan gaya pegas yang melawannya. Besarnya gaya magnet ditetapkan oleh medan yang ada pada celah udara, jangkar, inti magnet, banyaknya lilitan kumparan, kuat arus yang mengalir (imperal lilitan) dan pelawan magnet yang berada pada sirkuit magnet. Untuk memperbesar kuat medan magnet dibentuk suatu sirkuit.

(53)

Kontak atau kutub relay pada umumnya memiliki tiga jenis konstruksi dasar yaitu : 1. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan disebut sebagai kontak Normally Open ( NO ). 2. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan membuka dan disebut dengan kontak Normally Close ( NC ). 3. Tukar-sambung (Change Over/CO), relay jenis ini mempunyai kontak tengah yang normalnya tertutup tetapi melepaskan diri dari posisi ini dan membuat kontak dengan yang lain bila relay dialiri listrik. Gambar 2.3 berikut ini memperlihatkan beberapa bentuk kontak dari sebuah relay :

Gambar 2.3 Jenis Konstruksi Relay

II-20 Sifat – sifat relay : a. Impedansi kumparan, biasanya impedansi ditentukan oleh tebal kawat yang digunakan serta banyaknya lilitan. b. Kuat arus yang digunakan untuk menggerakkan relay, biasanya arus ini diberikan oleh pabrik.

Relay dengan perlawanan kecil memerlukan arus besar sedangkan relay dengan perlawanan besar memerlukan arus yang kecil. c. Membutuhkan tegangan untuk menggerakkan relay. d. Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan dikalikan arus. e. Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus tergantung pada kontak dan jenis relay-nya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang diizinkan antara kontak tersebut. (Bishop, 2004). Perancangan alat ini dibagi menjadi dua bagian yaitu perancangan perangkat keras yang terdiri dari beberapa modul yaitu modul sensor Photodioda, modul konveyor, modul catudaya, modul motor DC, modul pengisian, modul tampilan dari LCD dan modul dari mikrokontroler ATMega 8535. Sedangkan bagian kedua adalah perancangan perangkat lunak untuk mengolah input dari perangkat keras.

2.4Mikrokontroller

Mikrokontroler, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil.Sebelum ada mikrokontroler, telah

(54)

ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya: 1. Tersedianya I/O I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. 2. 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 ke mikrokontroler. Namun demikian, meskipun terdapat berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem. Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.

Secara harfiahnya bisa disebut „pengendali kecil‟ dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Menggunakan mikrokontroler ini maka : a. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas. b. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi. c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri, namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O).

Berarti, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa bagian yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya hanya menggunakan Minimum System yang tidak rumit. Mikrokontroller dapat dikatakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip sehingga sering disebut 9 ssebagai single chip mikrokomputer. Tidak seperti

(55)

sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontroller hanya dapat digunakan untuk suatu aplikasi saja. Perbedaan lainya yaitu pada perbandingan RAM (Rendom Acces Memory) dan ROM (Read Only Memory). Pada Mikrokontroller perbandingan antara RAM dan ROM-nya besar, sedangkan pada sistem komputer juga besar.

(Budiharto, Widodo2005) Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana), sehingga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankannya. Kecuali instruksi percabangan yang membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena arsitektur ini yang memungkinkan untuk membuat eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin, sehingga akan semakin cepat dan handal. Proses downloading programnya relatif lebih mudah karena dapat dilakukan langsung pada sistemnya.

(Syahrul, 2012). 2.5Mikrokontroller ATMega8535

Mikrokontroller 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, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll (M.Ary Heryanto, 2008).

(56)

Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535. Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler 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.

2.5.1 Kontruksi ATmega 8535

Mikrokontroller ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM.Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.

a. Memori program

Amega8535 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 I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

(57)

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 I/O 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 timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit.

Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter 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.Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumberclock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya

(58)

membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.

2.5.2. Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan keluarga dari mikrokontroler AVR

sehingga feature dasar dari mikrokontroler AVR dimiliki oleh ATMega 8535. Arsitektur yang sangat mendasar dari ATMega 8535 bawaan kluarga AVR adalah aritektur RISC 8 bit. Arsitektur dari Mikrokontroler ATMega 8535 dapat di gambarkan sebagai berikut.

Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535

Gambar 2.4. 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 input/output dua arah dan pin masukan ADC.

(59)

4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.2 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/ Counter1 External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

1. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

2. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.

3. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 4. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

Tabel 2.3 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

(60)

Line)

PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

Tabel 2.4 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)

8. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 9. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. Arsitektur Atmega8535

Menurut Lingga (2006:89) mikrokontroler ATmega8535 memiliki fitur-fitur utama, seperti berikut.

a. Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

c. Tiga unit Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. d . CPU yang terdiri atas 32 buah register.

e. Watchdog Timer dengan osilator internal. f. SRAM sebesar 512 byte

g. Memori Flash sebesar 8 kbytes dengan kemampuan Read While Write h. Unit interupsi internal dan eksternal

i. Port antarmuka SPI.

j. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. k. Antarmuka komparator analog.

l. Port USART untuk komunikasi serial.

Mikrokontroler AVR ATMega8535 merupakan mikrokontroler produksi Atmel dengan 8 KByte . In-System Programmable-Flash, 512 Byte EEPROM dan 512

(61)

Bytes Internal SRAM. AVR ATMega8535 memiliki seluruh fitur yang dimiliki AT90S8535. Selain itu, konfigurasi pin AVR ATMega8535 juga kompatibel dengan

AT90S8535 (Ardi: 2008).

2.6 Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional.

Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut. Bagian Atau Komponen Utama MOtor DC Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Current Elektromagnet atau Dinamo.

Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya Elektromagnetik (E) Torque (T) : Dimana: E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik Ia = arus dinamo K = konstanta persamaan.

2.6.1 Prinsip Kerja Motor DC

Cara kerja dari motor DC dapat dijelaskan dengan teori elektromagnetik. Misal sebuah kawat berarus yang dipengaruhi medan magnet luar akan mengalami gaya

(62)

yang disebut gaya magnet . Medanmotor tersebut, yaitu :

a. Rotor, yaitu bagian yang berputar pada notor berupa kumparan kawat. b. Stator, yaitu bagian yang diam pada motor berupa magnet.

c. Komutator, yaitu cincin belah yang berfungsi sebagai penukar arus

d. Sikat, yaitu sepasang batang grafit yang menempel pada komutator tetapi tidak berputar.

Driver Motor DC L298

IC H-Bridge driver motor DC L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC. IC L298 masing-masing dapat mengantarkan arus hingga 2A. Namun, dalam penggunaannya, IC ini dapat digunakan secara paralel, sehingga kemampuan menghantarkan arusnya menjadi 4A. Prinsip kerja IC L298, IC ini memiliki empat channel masukan yang didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Masing-masing channel masukan ini memiliki channel keluaran yang bersesuaian.

2.7 Konveyor

Sebuah konveyor adalah digunakan untuk membawa, menarik, garufan atau mengerakan material yang dikirimkan ke konveyor melalu feeder. Maka bagaimana seluruh konveyor rantai yang akan dibahas dapat juga digunakan sebagai feeder, dengan satu atau dua pengecualian. Hal ini juga mungkin untuk mengunakan banyak unit ini sebagai kombinasi feeder dan konveyor, sepanjang masalah shear/ pergeseran pada material dibawah outlet gerobak adalah dengan pantas dilakukan perawatan. Terdapat banyak sekali jenis dan kegunaan dari konveyor.

Sistem konveyor yang dibuat dengan baik dengan komponen kwalitas tinggi terbuat dari baja logam campuran yang diperlakukan panas atau tuangan yang tidak pasti murah. Peralatan haruslah dengan hati-hati ditekankan pada material terhadap marerial untuk ditangani terutama pada penggetaman pada mereka.

Program pemeliharaan preventive biasanya dapat menghindari kerusakan tidak pada waktunya dan interupsi/ ganguan pada proses produksi. Walaupun pembahasan adalah pada konveyor dari pada feeder/ pengisian, hal ini penting dimana jelas berbeda antara feeder/pengisian dengan konveyor /transport, karena hal ini akan memiliki pengaruh pada pembebanan rantai dan kalkulisasi perencanaan.

(63)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan elemen penting dalam kehidupan. Air digunakan dalam banyak hal. Semakin meningkatnya kemajuan zaman dan jumlah populasi manusia.Maka, dibutuhkan penyebaran air yang lebih luas dan merata. Peyebaran air yang merata dibuthkan alat pengemasan dan pengisian air agar proses yang dihasilkan lebih mudah dan praktis.

Botol merupakan salah satu media atau wadah untuk menempatkan air. Proses pengisian air ke dalam botol yang manual dan rumit membutuhkan system pengontrollan. Agar didapatkan proses pengerjaan yang praktis dan didapatkan hasil yang lebih baik dan sterilitas air dapat tetap dijaga.

Mikrokontroller adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil.Perancangan suatu sistem pengontrollan dibutuhkan mikrokontroller dan sensor sebagai masukan datanya yang diproses melalui mikrokontroller.

Dibutuhkan sistem pengisian botol secara otomatis.Alat ini berfungsi melakukan pengisian air ke dalam botol secara otomatis. Botol yang kosong dibawa menggunakan konveyor yang digerakkan oleh motor DC. Kedatangan botol akan dideteksi oleh sensor photodiode lalu data dikirim ke mikrokontroller. Jika Botol kosong konveyor akan berhenti, jika botol telah terisi penuh maka konveyor akan berjalan kembali. Alat ini akan melakukan proses terus menerus diatas.

Menurut Surakusuma, Aditya P (2009) telah dibuat pengisian botol menggunakan sensor optocopler dengan dua cairan yang kemudian cairan tersebut dideteksi kedatangannya dari jenis cairan tersebut. Berdasarkan penelitian sebelumnya, penulis mengamati kelebihan dari penggunaan alat sistem otomasi yang telah dilakukan, fokus pada satu cairan yang rata-rata di masyarakat pengggunaannya masih sangat diperlukan. Jika sistem air kontinu alat ini bisa menjadi solusinya. Konstan dalam pengisian karena pendeteksian masuknya volume ke botol dideteksi dari sisi samping oleh sensor photodiode batas pengisian masing-masing botol. Terakhir alat ini mudah dalam pemakaiannya dan ekonomis.

(64)

1.2 Perumusan Masalah

Penelitian dilakukan untuk menghasilkan pengisi cairan secara otomatis berbasis komputer program AVR dan mikrokontroller sebagai sistem otomasi.

1.3Pembatasan Masalah

Batasan masalah dalam skripsi ini adalah :

1. Pembuatan alat pengisi cairan skala laboratoriumberbasis mikrokontrollerAtmega 8535 objek yang diambil berupa botol

2. Pengambilan data dan anaalisa data berupa jumlah botol yang terisi dalam hitungan menit dan volume terhadap waktu.

1.4Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukan penelitian adalah :

1. Membuat rancang bangun pengisi cairan secara otomatis

2. Menganalisa data pengisian air ke botol (volume ) terhadap waktu

1.5Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian :

1. Menghasilkan alat pengisi cairan yang mudah, praktis, aman, ekonomis dan berbasis mikrokontroller dan sensor photodioda.

2. Memberikan kontribusi yang positif terhadap usaha peningkatan efektifitas produksi dalam hal ini industri.

1.6Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Elektronika Industri dan Lanjutan dan Laboratorium Terpadu Fisika, Universitas Sumatera Utara meliputi perancangan alat, pengujian sistem sensor dan pengambilan data.

1.7Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian ini meliputi : 1. Tempat dan Waktu Penelitian

(65)

Pada bagian ini menjelaskan tempat berlangsungnya penelitian dan waktu pelaksanaan penelitian.

2. Peralatan, bahan dan komponen

Berisi daftar peralatan, bahan dan komponen yang digunakan selama penelitian berlangsung.

3. Diagram Blok

Pada bagian ini meliputi diagram blok cara kerja alat dan diagram alir program. Pada diagram blok cara kerja alat menjelaskan setiap bagian dari rangkaian yang digunakan pada alat sedangkan pada diagram alir program menjelaskan kerja program pada alat.

4. Prosedur Penelitian

Pada Sub bab ini menjelaskan tahapan-tahapan proses penelitian, meliputi perancangan dan pengujian rangkaian sistem sensor terhadap objek, metode pengambilan datajumlah botol yang terisiterhadap waktu dan analisis data yang digunakan.

(66)

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE DALAM BOTOL SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535

Abstrak

Pengujian desain rancang bangun pengisi cairan ke dalam botol berbasis mikrokontroller ATMega 8535 telah berhasil dilakukan menggunakan sensor photodiode sebagai pendeteksian botol telah terisi sesuai dengan yang diharapkan. Didapatkan volume yang tetap dan konstan tiap pengisian botol, dengan waktu pengisian yang berbeda. Hal ini dapat disimpulkan bahwa sistem pengontrollan otomatis menggunakan mikrokontroller ATMega 8535 dan pompa air sebagai media pengisian telah berhasil dilakukan. Sehingga didapatkan suatu alat keunggulan mudah, praktis dan ekonomis.

(67)

WATER FILLED DESIGN AUTOMATICALLY INTO THE BOTTLE BASED ON AT MEGA 8535 MICROCONTROLLER

Abstract

The result showed an engineering design testing of water filler into the bottle based on microcontroller ATMega 8535 has been successfully performed using a photodiode as the detector. The detection of bottles filled succesfully like expected. The volume and constant filling of water to each bottle, also with different charging time had made. The conclusion is ATMega 8535 microcontroller and water pumps as charging media has been successfully carried out. So we get a superiority tool easy, practical and economical.

(68)

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE BOTOL SECARA

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA8535

SKRIPSI

FAKHRUNNIZA A R

NIM : 110801035

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(69)

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE DALAM BOTOL

SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA8535

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar

sarjana sains

FAKHRUNNIZA A R

NIM : 110801035

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(70)

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Pengisi Cairan ke Botol Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535

Kategori : Skripsi

Nama : Fakhrunniza A R NIM : 110801035

Program Studi : Strata I ( S1 ) Fisika Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Februari 2016 Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1,

Dr. Nasruddin MN,M.Eng.Sc Dr. Bisman Perangin Angin. M.Eng. Sc NIP. 195507061981021002 NIP. 195609181985031002

Disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980131003

(71)

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE BOTOL SECARA

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT MEGA

8535

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebutkan sumbernya.

Medan, Februari 2016

FAKHRUNNIZA A R NIM. 110801035

(72)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Pengisi Cairan ke Botol Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535. Taklupa shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW, sebagai teladan dan motivator sepanjang masa sehingga penulis tetap semangat dan sabar dalam penyelesaian Skripsi ini. Semoga kita mendapatkan syafa‟at beliau di yaumil akhir kelak. Amin ya Rabbal a‟lamin.

1. Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Sutarman selaku dekan FMIPA USU.

2. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku ketua Departemen dan sekretaris Departemen Fisika FMIPA-USU.

3. Terima kasih kepada Bapak Dr. Bisman Parangin angin M.Eng.Sc selaku pembimbing 1 saya yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam hal penyelesaian skripsi ini

4. Dr. Nasruddin MN,M.Eng.Sc selaku pembimbing 2 dan dosen wali / penasihat akademik penulis yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dalam penyelesaian skripsi ini dan sebagai dosen wali tempat penulis berbagi dan bercerita semasa perkuliahan.

5. Terima kasih, rasa sayang dan rasa hormat tak henti-henti penulis sampaikan kepada ibunda ummi Khairatunel. Selalu memberi limpahan kasing sayangnya, pengorbanannya, didikan dan pengajaran sebagai ibu

terbaik. Berkat pengorbanan dan rahmat Allah ta‟ala menghantarkan

penulis menyelesaikan studi dan penulisan skripsi ini. Ummi yang selalu mengingatkan penulis dalam banyak hal. Ummi tak hentinya mendoakan agar urusan lancar dan dipermudah-Nya. Ummi yang mengajarkan penulis untuk sabar dalam berproses untuk mendapatkan hasil yang terbaik. Ummi yang insya allah mengajarkan penulis untuk sabar dalam menjalani proses untuk mendapatkan hasil. Bukanlah mengejar hasil lalu abai pada proses. Namun, pengajaran yang menyatakan bahwa proses tak pernah

(73)

mengkhianati hasil. Insya Allah. Serta rasa hormat dan doaku yang insya Allah selalu teriring kepada beliau. Almarhum Abdurrahman. Ayah yang mendidikku dalam potret masa kecilku. Untuk selalu berbakti dan menyayangi. Hal ini yang takkan terlupa. Walau jasad dan raga kita hari ini tidak bertemu. Insya allah ayahlah penyemangat dan pengingat dalam hidup kami. Meski penulis hanya bertemu dengan beliau sebatas potret kehangatan masa kecilku, kala duduk di kelas 2SD. Insya allah pengorbananmu sebagai ayah begitu terasa sampai detik ini. Pengorbanan ayah mengajarkan kami menjadi anak yang patuh, penurut, terbaik dan membanggakan. Semoga kita semua kelak Allah swt kumpulkan kelak bersama-sama di syurga-Nya. Aamiin ya Allah. Ya Rahman.Ya Rahiim. Aamiin ya Rabbal‟alamiin.

6. Penulis mengucapkan terima kasih kepada dukungan kakak-kakak . Kepada Kakakku. Kak Khairani A R, Spd, kak Rahmalaili A R, Spd, Kak Siti Aisyah A R, SPd I, dan kepada adik penulis Ahmad Ilham AR adik laki-laki kami satu-satunya. Penulis berharap kita harus bekerja dan belajar lebih keras dan lebih cerdas lagi di masa depan.

7. Penulis tak lupa mengucapkan terimakasih kepada rekan-rekan terbaik di kuliah. Sahabat penulis menemani berpeluh-peluh perkuliahan dan penelitian yakni: Wulan, Indah dan Sri. Teman fisika usu 2011 (Russell, Darma, Zikri, Bambang, Fauzi, Henny, Sri, Suci, Rani, Yuni, dll). Rekan-rekan di LIDA Fisika USU. Asisten Lab Terpadu Fisika USU (Kak Fitri Sinaga, Fatur, Bang Ridho, Jhon, Rahma, Iqbal, Ilfa, dll). Rekan dan teman di lab Elektronika Dasar dan Lanjutan. Abang dan adik-adik seperjuangan di Fisika USU atas bantuan, doa dan dukungannya yang selalu memberikan semangat dalam penyelesaian skripsi ini. Semoga Allah Yang Maha Kuasa akan membalas semua kebaikannya.

8. Ucapan terimakasih kepada rekan dan teman-teman di berbagai jurusan di USU; Farmasi (Gita Adinda Nst, Nelvi, dll), Biologi (Mesra, Zia, Rani dll), Kimia, Matematika dan semua yang terlibat yang tidak bisa disebutkan satu-persatu. Semua yang telah menjadi teman diskusi, belajar dan menyemangati dalam penyelesaian skripsi ini.

(74)

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE DALAM BOTOL SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535

Abstrak

(75)

WATER FILLED DESIGN AUTOMATICALLY INTO THE BOTTLE BASED ON AT MEGA 8535 MICROCONTROLLER

Abstract

(76)

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan...i Pernyataan...ii Penghargaan...iii Abstrak...v Abstract...vi Daftar isi...vii Daftar Tabel...ix Daftar Gambar...x Daftar Lampiran...xi

BAB I Pendahuluan ...12

1.1 LatarBelakang...12

1.2 Perumusan Masalah...13

1.3 Pembatasan Masalah...13

1.4 Tujuan Penelitian... 13

1.5 Manfaaat Penelitian...13

1.7 Metodologi Penelitian...13

BAB 2 Tinjauan Pustaka...15

Sistem yang Dirancang………..15

2.1 Sensor Photodioda………...15

2.2 LCD (Liquid Crystal Display)……….19

Komponen yang Dirancang……….………...21

2.3 Relay………... ……….…..………...………21

2.4 Mikrokontroller ……….………..22

2.5 Mikrokontroller ATMega 8535……….………...………24

2.6 Motor DC……….26

2.7 Konveyor………..31

BAB 3 Metode Penelitian... 32

(77)

3.2 Diagram Alir Program... 33

3.5 Prosedur Penelitian... 35

BAB 4 Hasil dan Pembahasan...41

4.1 Pengujian Power Supply... 41

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535………... 41

4.3 Pengujian Interfacing LCD 2x16……… 42

4.4 Pengujian Sensor Photodioda………. 43

4.5 Pengujian Motor DC………44

4.6 Pengujian Data…………...………. 46

BAB 5 Kesimpulan dan Saran... 48

5.1 Kesimpulan... 48

5.2 Saran...48

Daftar Pustaka... 49 LAMPIRAN

(1)

WATER FILLED DESIGN AUTOMATICALLY INTO THE BOTTLE BASED ON AT MEGA 8535 MICROCONTROLLER

Abstract

(2)

vii DAFTAR ISI Halaman Persetujuan...i Pernyataan...ii Penghargaan...iii Abstrak...v Abstract...vi Daftar isi...vii Daftar Tabel...ix Daftar Gambar...x Daftar Lampiran...xi

BAB I Pendahuluan ...12

1.1 LatarBelakang...12

1.2 Perumusan Masalah...13

1.3 Pembatasan Masalah...13

1.4 Tujuan Penelitian... 13

1.5 Manfaaat Penelitian...13

1.7 Metodologi Penelitian...13

BAB 2 Tinjauan Pustaka...15

Sistem yang Dirancang………..15

2.1 Sensor Photodioda………...15

2.2 LCD (Liquid Crystal Display)……….19

Komponen yang Dirancang……….………...21

2.3 Relay………... ……….…..………...………21

2.4 Mikrokontroller ……….………..22

2.5 Mikrokontroller ATMega 8535……….………...………24

2.6 Motor DC……….26

2.7 Konveyor………..31

BAB 3 Metode Penelitian... 32

(3)

viii

3.2 Diagram Alir Program... 33

3.5 Prosedur Penelitian... 35

BAB 4 Hasil dan Pembahasan...41

4.1 Pengujian Power Supply... 41

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535………... 41

4.3 Pengujian Interfacing LCD 2x16……… 42

4.4 Pengujian Sensor Photodioda………. 43

4.5 Pengujian Motor DC………44

4.6 Pengujian Data…………...………. 46

BAB 5 Kesimpulan dan Saran... 48

5.1 Kesimpulan... 48

5.2 Saran...48

Daftar Pustaka... 49 LAMPIRAN

(4)

DAFTAR TABEL

No Judul Tabel Halaman

2.1 Tabel Blok Pin LCD……….………... 21

2.2 Fungsi Khusus Port B………..…... 28

2.3 Fungsi Khusus Port C………. 28

2.4 Fungsi Khusus Port D……….…... 29

4.1 Data Sensor Deteksi Botol………..43

4.2 Data Sensor Deteksi Air Penuh ……….44

4.3 Logika L298………...45

4.4 Pengujian L298………..……..45

4.5 Data V(mL) –vs- t(s)………..46

(5)

DAFTAR GAMBAR

No Judul Gambar Halaman

2.1 Simbol Photodioda………....17

2.2 LCD 16x2 Character………..20

2.3 Jenis Konstruksi Relay………...…..23

2.4 Konfigurasi pin ATMega 8535………..…..27

3.1 Diagram Blok Penelitian………...32

3.2 Flowchart Cara Kerja Program……….…...34

3.3 Rangkaian Power Supply……….…35

3.4 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATMega 8535……..…..36

3.6 Rangkaian LCD……….….….37

3.7 Rangkaian Sistem Sensor Photodioda……….….…...38

3.8 Rangkaian Relay ………..…..……38

3.9 Skematik Rangkaian Lengkap……….……40

4.1 Informasi Signature Mikrokontroller……….……….42

4.2 Pengujian LCD Display 16x2……….…………43

(6)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lamp Nomor Lamp

1 Skematik rangkaian seluruh alat……….…2

2 Listing program………..3

3. Foto alat………....13

4. Foto dan Dokumentasi Pengambilan data ………14

5. Datasheet Mikrokontroller ATMega 8535………16

Rancang Bangun Pengisi Cairan ke Botol Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535

Mik

ro

kont

ro

ller ATM

EGA

8

53

5

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE BOTOL SECARA

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA8535

SKRIPSI

FAKHRUNNIZA A R

NIM : 110801035

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE DALAM BOTOL

SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA8535

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar

sarjana sains

FAKHRUNNIZA A R

NIM : 110801035

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE BOTOL SECARA

OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT MEGA

8535

Parts

Dokumen yang terkait

Rancang Bangun System Pendingin Menggunakan Thermoelektrik Berbasis Mikrokontroller ATMEGA 8535

Alat Pengukur Suhu Otomatis Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535 Dengan Penampil LCD

Motor Stepper Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535 Pada Perancangan Sistem Kendali Otomatis Tetesan Cairan Infus Pada Pasien.

Aplikasi Pembangkit Pwm Pada Mikrokontroler ATMega 8535 Untuk Mengendalikan Suhu Pemanas Air (Heater)

Rancangan Alat Ukur Phmeter Berbasis Mikrokontroller Atmega 8

Implementasi Mikrokontroler Atmega 8535 pada Panel Surya Statis dan Panel Surya Dinamis Berdasarkan Waktu Menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM PENJEMURAN IKAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

RANCANG BANGUN PENGISI CAIRAN KE BOTOL SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 SKRIPSI FAKHRUNNIZA A R

2.1 Sensor Photodioda - Rancang Bangun Pengisi Cairan ke Botol Berbasis Mikrokontroller ATMega 8535

RANCANG BANGUN PENYIRAM TANAMAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535 DENGAN KENDALI ANDROID

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan