System Pembersih Dan Monitoring Asap Rokok Menggunakan Tegangan Tinggi Dengan Tampilan PC

!"

# $ #%& &' %( ! ) ! *+

, , -- $ .(

& ,

/ 0 0 0 0 ( (

/ ( 1

/ ,

%

0 $

$, & 0 2 $ 3

0

0 ,

4

! 5 / 5 6 !

5 / ( ( 6

* 5 / 0 0 7 2

" 5 /0 , 2 2

% 8 % (

0 9

0

: ! 0 0

0 (

; , 4 %

/ - $ / - 0 6 1 .

8

< (

7 0

; 0 2 % 8 %

< ( 6 0 / / (

6 6 0 /

) !* 0

0 9

2

8

( 0 0

0 0 ! " "

# " ! $ %

0 = 0 0

0 ,

0 , 0 0 0

,

0 0

-1/ 1

/1 0 90

9 $

0 0 0

0 /1 > !) ? 1@

, 0 0

8

& '

3 09 0 0 09

0 00 0 1 0 0 %

$ ?0 . 1 / ( 0 = 0

8 09 0 00 @ 0

09 0 0 9 09 0

0 80 09 0 0 9 0

0 0 9 09 0 0 @

0 80 8 09 0

0 0 -1/ 1 ( 0 0 0

0 3 /1 80

9 90 ( 0 9 0 3 0 09

00 00 09 0 0 09 0 0

0 0 0 0 3 0 0

80 /1 > !) ? 1@ ( 00

0 0 09 00 0 90 09 0

8 ( $ , 8 8

/ 9 8

/ 9 ( A

/ 9 ' A

/ 9 - A

5 5 !

! ! - 5 !

!

! * 5

! " ( , *

! : 9 *

! ; "

5 5 / ( 0

! 0 0 ;

0 = <

* ( 9 )

" 0 0 0 ? ):*: +

" ! 5 0 / ? ( ):*: !!

" 2 ? ( ):*: !

" ! 0 (0 / 10 8 !*

" . 0 0 !;

" * 0 9 ? ( ):*: !)

" " 0 +

: 0

; 6 090

< 2 ( 90

) -1/ B- C 1 / D "

+ 0 )

+ ! 0 0 0 ;

0 0

+ / *

8

! ! , 0 *

!! 0 *"

! 10 8 0 * *:

5 5 * 6 &1 &' & / & (6 6 7 &' &

* ! / 5 0 *<

* 0 0 0 ):*: *)

* * 0 "

* " 0 = "!

* : -1/ B- C 1 / D "

* ; ( 9 "*

* < / 8 $? ""

* ) * ":

* + - ( ( ";

* ! - 0 0 "<

* !! / 0 ")

- B 09 D

* !! ! / 1 ")

* !! / 0 0 0 "+

0 0

* !! * / 0 0 0 :

8 $?

5 5 " $ - / & &

-" ! , :

" ! ! , 0 :

" ! , 0 0 0 :

):*:

" ! * , 0 :*

" ! " , / 8 2 :*

" ! : , ( 2 :"

" ! ; , :"

" , ::

" ! / ( ::

2

" / ( :;

0

" * ( :<

0

" " $ . :)

0 0 / (

0

" : $ . :+

A

5 5 : 6 %- & / & &

: ! ;

: ;

A

(

&0 0 7 $

(

! ? 0 ( ):*: !

( 9 /1 !"

* 0 9 5 / !:

" ( 9 -1/ !;* ;

A

(

&0 0 7 $

'

! 5 5 0 0 ;

B D / 0 = B D 0 = <

* +

" 5 0 9 0 0 0 0 ( ):*: !!

: 0 9 0 0 0 ( ):*: !)

; 0 9 0 / ? ( ):*: !+

< 0 0 ? ( ):*: !+

) 0

+ 90 9 *

! -1/ !;* "

!! -1/ !;A B- C 1 / D :

! ( 0 <

!* 1 E E B"! D )

!" 0 0 * /5 + *

!: 1 F * *;

* ! / 5 0 *<

* B D 0 0 0 ):*: 8 B D "

0 0 0 ):*: 0 0

0 0

* * B D 0 0 0 "!

B D 0

80 B D 0

9

* " 0 = "!

* : 0 0 "

-1/ 0 0 0 ( ):*:

* ; ( 9 "*

* < / 8 $? ""

* ) * ":

* + - ( ( ";

* ! - 0 0 "<

* !! / 1 B 0 10 D ")

* ! / 0 0 0 "+

0 0

* !* / 0 0 0 8 $? :

" ! , / 8 2 :*

" ( , / 8 2 @ 0 0 :"

" * ( 0 8 :)

A

(

&0 0 7 $

-/ 0 = ;*

0 ? 5 ) 1 ;;

0 0 0 0 ):*: <

0 0

8

( 0 0

0 0 ! " "

# " ! $ %

0 = 0 0

0 ,

0 , 0 0 0

,

0 0

-1/ 1

/1 0 90

9 $

0 0 0

0 /1 > !) ? 1@

, 0 0

8

& '

3 09 0 0 09

0 00 0 1 0 0 %

$ ?0 . 1 / ( 0 = 0

8 09 0 00 @ 0

09 0 0 9 09 0

0 80 09 0 0 9 0

0 0 9 09 0 0 @

0 80 8 09 0

0 0 -1/ 1 ( 0 0 0

0 3 /1 80

9 90 ( 0 9 0 3 0 09

00 00 09 0 0 09 0 0

0 0 0 0 3 0 0

80 /1 > !) ? 1@ ( 00

0 0 09 00 0 90 09 0

!

"

#

$ %

$ &

'

() '

* +*&

,( -./. $ $ ,

/ 0

1

'

&* 1- 23

/

*

/

1 *4

'

&*

/ ,

*4

!

0

1 5

' 5

/ 5

() '

" #

( 0

1

' $

/

6

. &

6

$ %

5

0

% &

&

,

() ' 38

-./. ! +*& + 9 *

& : 7 , 2

' ( % % ) * ()

! ! &

!

* !

-./.

* +*&

.

*

Rokok adalah silinder dari kertas berukuran panjang antara 70 hingga 120 mm dengan diameter sekitar 10 mm yang berisi daun daun tembakau, cengkeh dan bahan lainnya yang telah dicacah. Rokok dibakar pada salah satu ujungnya dan dibiarkan membara agar asapnya dapat dihirup. Rokok mengandung lebih dari 4000 bahan zat organik berupa gas maupun partikel yang telah diidentifikasi dari daun tembakau. Bahan tersebut umumnya bersifat toksik. Bahan lain yang terkandung dalam asap rokok dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini:

! "

Asap rokok merupakan salah satu hasil pembakaran rokok dalam bentuk gas. Tiga jenis gas yang terkandung dalam asap rokok yang paling berbahaya diantaranya adalah nikotin, tar dan karbon monoksida.Nikotin menaikkan tekanan darah dan mempercepat denyut jantung serta menyebabkan ketagihan. Karbon monoksida merupakan gas beracun yang tidak berbau sama sekali. Karbon monoksida dapat mengikat dirinya pada HB darah dengan sehingga oksigen tidak dapat digunakan oleh tubuh. Gabungan karbon monoksida dengan nikotin akan

7

mempermudah para perokok menderita penyakit penyempitan dan penutupan pembuluh darah. Sedangkan kadar tar yang terkandung dalam rokok berhubungan dengan resiko timbulnya kanker karena tar mempunyai efek karsinogen. Namun pada aplikasi ini hanya dibatasi dengan mengganggap zat yang mewakili asap rokok yaitu : dan serta karbon monoksida.

#$

Tipe sensor gas semikonduktor dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori yakni berdasarkan rentang deteksi sensor dan sensitivitas terhadap berbagai gas . Sensor TGS dan MQ adalah jenis sensor semikonduktor yang menawarkan biaya rendah, masa penggunaan yang cukup panjang , dan sensitivitas yang baik untuk mendeteksi gas dan dirangkai dengan rangkaian listrik yang sederhana. Sensor ini sangat cocok untuk aplikasi dalam detektor gas beracun dan eksplosif.

Sensor MQ2 sensitif terhadap beberapa gas seperti karbon monoksida , iso butana , etanol, dan hidrogen. Materi sensitif dari sensor gas MQ2 adalah SnO2, dengan konduktivitas yang lebih rendah di udara bersih. Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi gas yang mudah terbakar. Ketika terdapat gas yang mudah terbakar, konduktivitas sensor lebih tinggi jika konsentrasi gas meningkat. Sebuah rangkaian elektronik sederhana digunakan untuk mengkonversi perubahan konduktivitas sesuai sinyal output dari konsentrasi gas. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ 2 ini, kandungan serta konsentrasi gas tersebut dapat diukur.

% & '( ( #$ % & #$

8

) ( ( (*

Rangkaian pembagi tegangan ini digunakan untuk pengukuran tegangan tinggi DC, tegangan tinggi impuls dan tegangan tinggi AC. Pembagi tegangan ini terdiri atas dua resistor yang terhubung seri, yaitu resistor dengan resistansi tinggi R1 dan

resistor dengan resistansi rendah R2. Nilai resistor dirancang sedemikian rupa

sehingga pada saat pengukuran tegangan tertinggi arus yang mengalir pada resistor berkisar 1mA. Arus ukur untuk penerapan tegangan tinggi harus selalu bernilai sangat kecil, berkisar 1mA, dikarenakan batas pembebanan pada sumber tegangan serta pemanasan pada resistor ukur. Alat ukur tegangan rendah berupa voltmeter atau osiloskop dihubungkan parallel dengan resistor tegangan rendah Rl

seperti di tunjukkan pada gambar 2.3

Hubungan tegangan yang diukur (Vx) dengan tegangan yang ditunjukkan

alat ukur (Vdc) diturunkan dari beberapa persamaan. Jika resistansi internal alat

ukur jauh lebih besar dari R2, arus yang mengalir pada alat ukur dapat diabaikan

sehingga arus yang mengalir pada kedua resistor R1 dan R2 dapat dinyatakan

sebagai berikut :

I = (2.1) Sedangkan untuk besar tegangan yang diukur oleh volt meter dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Vdc = I . R2 (2.2)

Dengan mensubstitusikan persamaan (2.1) ke dalam persamaan (2.2) maka akan menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Vdc = . Vx (2.3)

Dengan: Vdc = Nilai tegangan yang ditunjukkan oleh alat ukur

Vx = Nilai tegangan yang diukur

R1 = Resistor dengan resistansi tinggi

9

Gambar rangkaian pembagi tegangan resistif dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini.

) ( (

+ #( "" , -.).

Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprosesor dimana di dalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainya yang sudah saling terhubung dan terorganisai (terlamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai sehingga kita tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik pembuatnya. Mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengolahan data dan pengendali bagi perangkat lain seperti sensor. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) standar memilki arsitektur 8 bit, semua instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), AVR dapat dikelompokan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTINY, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing masing kelas adalah memori, pheripheral, dan fungsinya.

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu keluarga dari MCS 51 keluaran Atmel. Jenis Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada Mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instriksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan. Mikrokontrol ATMega8535 hanya memerlukan 3 tambahan kapasitor,1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro Farad dan resistor 10 KC dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya

10

rangkaian reset ini ATMega8535 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

ATMega 8535 memiliki 21 buah sumber interupsi. Interup si tersebut bekerja jika bit 1 pada Register Status atau status register (SREG) dan bit pada masing masing register bernilai 1. Penjelasan sumber interupsi terdapat pada tabel 2.1

" , ! ( # -.).

No Alamat Sumber Keterangan

1 0x000 RESET Hardware pin, power on Reset and watchdog Reset

2 0x001 INT0 External Interrupt Request 0 3 0x002 INT1 External Interrupt Request 1 4 0x003 TIMER2 COMP Timer/Counter 2 Compare Match 5 0x004 TIMER2 OVF Timer/Counter 2 Overflow 6 0x005 TIMER1 CAPT Timer/Counter 1 Capture Event 7 0x006 TIMER1 COMPA Timer/Counter 1 Compare Match A 8 0x007 TIMER1 COMPB Timer/Counter 1 Compare Match B 9 0x008 TIMER1 OVF Timer/Counter 1 Overflow

10 0x009 TIMER0 OVF Timer/Counter 0 Overflow 11 0x00A SPI, STC SPI Serial Transfer Complete 12 0x00B UART, RX UART, RX Complete

13 0x00C UART, UDRE UART, Data Register Empty 14 0x00D UART, TX UART, TX Complete 15 0x00E ADC ADC Conversion Complete 16 0x00F EE_RDY EEPROM Ready

17 0x010 ANA_COMP Analog Comparator 18 0x011 TWI Two Wire Serial Interface 19 0x012 INT2 External Interrupt Request 2 20 0x013 TIMER0 COMP Timer/Counter Compare Match 21 0x014 SPM RDY Store Program Memory Ready

11

+ " '( , # -.).

Blok diagram fungsional mikrokontroler ATMega8535 ditunjukan pada Gambar 2.4 dibawah ini :

+ " ( *! ( " ( " # -.).

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program ATMega8535 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 Flash PEROM Programmer. Memori Data yang disediakan dalam chip ATMega8535 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasa.

12

ATMega8535 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).

ATMega8535 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/ Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. ATMega8535 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega 8535 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.Port1 dan 2, UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin Regeister (SFR).

+ /( ! , # -.).

Mikrokontroler AVR ATMega8535 memiliki fitur sebagai berikut:

1. System mikroprosesor 8 bit berbasis RISC berkecepatan maksimal 16 MHz. 2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar

512 byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 saluran.

4. Portal komunikasi serial ( USART ) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik. Selain fitur diatas, ATMega 8535 juga dilengkapi dengan ADC dan PWM.

13

+ 01 1 ' 0 21 ,3 3 % '2&

ADC pada ATmega8535 merupakan ADC 10 bit Successive Approximation, yang terhubung ke sebuah multiplekser analog yang akan memilih satu dari delapan kanal. Untuk menjaga validitas data, terdapat untai Sample and Hold. Tegangan suplai ADC terpisah dari tegangan suplai mikrokontroller, tetapi selisihnya tidak boleh lebih dari 0,3V. Terdapat 8 kanal ADC masing masing selebar 10 bit. ADC dapat digunakan dengan memberikan masukan tegangan pada port ADC, yaitu port A.0 samspi dengan port A.7. Ada dua mode ADC yang dapat digunakan, yaitu single conversion dan free running. Pada single conversion, pengguna harus mengaktifkan setiap kali ADC akan digunakan. Sedangkan pada mode free running, pengguna cukup sekali mengaktifkan, sehingga ADC akan terus mengkonversi tanpa henti.

Dalam mengakses ADC, terdapat proses pengaturan register register I/O yang terlibat dalam ADC. Proses pengaturan tersebut meliputi:

a. Menentukan sumber tegangan referensi

Referensi pada ADC merupakan batas rentang representasi nilai digital hasil konversi. Hasil konversi pada mode single ended conversion dirumuskan sebagai berikut :

ADC = . (2.4)

Dengan : VIN : tegangan masukan analog pada kanal ADC yang aktif

VREF : tegangan referensi yng terpilih

Ada tiga sumber referensi yang dapat digunakan, dan dipilih dengan mengatur bit REF1:0 (Reference selection Bit 1:0) pada register ADMUX. Table 2.2 menunjukkan pengaturan bit bit tersebut dan pilihan referensi yang tersedia.

14

" ("( * ( '2

REF1 REF0 Tegangan referensi yang Dipilih 0 0 Tegangan pada pin AREF

0 1 Tegangan pada pin AVCC, dengan kapasitor eksternal pada pin AREF 1 0 Dilarang

1 1 Tegangan referensi internal 2,56 V, dengan kapasitor eksternal pada pin AREF

b. Menentukan bentuk penyajian data ADC

Bentuk penyajian data pada register ADCL dan ADCH ditentukan oleh bit ADLAR ( ADC Left Adjusted Result ) pada register ADMUX . Data hasil konversi memiliki panjang 10 bit, sedangkan setiap register data dapat menampung 8 bit. Artinya jika sebuah register diisi penuh, maka register lain tidak penuh berisi.Jika bit ADLAR dibiarkan tetap ‘0’ (clear), delapan bit rendah disimpan di ADCL dan ADCH sisanya.

c. Memilih kanal yang aktif

Kanal yang aktif ditentukan oleh bit bit MUX4:0 (Analog Channel and Gain Selection Bits) pada register ADMUX. Menentukan mode ADC Mode single conversion atau free running ditentukan dengan menulisi bit ADATE (ADC Auto Trigger enable) peda register ADCSRA. Jika dibiarkan ‘0’ (clear), maka mode single conversion.

d. Menentukan prescaler (clock ADC)

Prescaler merupakan faktor pembagi yang diterapkan pada clock mikrokontroler agar untai successive approximation ADC mampu menerima clock yang cukup sehingga data hasil konversi cukup valid. Untuk ketelitian ADC 10bit, rentang frekuensi clock yang diperbolehkan adalah 50kHz hingga 200kHz. Frekuensi clock yang lebih tinggi dapat digunakan jika resolusi lebih rendah dari 10 bit. Nilai prescaler ditentukan oleh bit bit ADPS2:0 (ADC Prescaler Select Bits2:0).

15

" ) *( ! ( ( ( '

ADPS2 ADPS1 ADPS0 Nilai Prescaler

0 0 0 2

0 0 1 2

0 1 0 4

0 1 1 8

1 0 0 16

1 0 1 32

1 1 0 64

1 1 1 128

e. Inisialisasi ADC

Untuk mengaktifkan ADC, bit ADEN (ADC Enable) harus diberi logika ‘1’. Dan untuk memulai ADC, logika ‘1’ juga harus diberikan pada bit ADSC (ADC Start Conversion). Keduan bit ini terletak pada register ADCSRA waktu yang diperlukan untuk satu konversi adalah 25 siklus clock ADC pada konversi pertama, dan 13 siklus clock ADC untuk konversi berikutnya.

Idealnya, ADC dapat melakukan konversi secara linier antara GND dan VREF dalam 2n langkah.Sehingga faktor pengali hasil konversi terendah adalah 0,

dan tertinggi 2n _{– 1. Indeks n menunjukkan resolusi ADC (8, 9, atau 10 bit).}

Tetapi terdapat beberapa hal yang menyebabkan ADC tidak mencapai kondisi ideal, yaitu galat yang terjadi saat konversi, antara lain :

16

c. Integral non linearity d. Differential non linearrity e. Quantization error

Dengan adanya galat galat tersebut, pada akhirnya fasilitas ADC memiliki akurasi absolute sebesar ± 2 LSB.

+ 0 3 4 ' 5 #1' 0 1 % 4#&

Mikrokontroller ATmega8535 menyediakan fitur Timer/Counter1 yang dapat diatur sebagai timer, pencacah(counter), perekam waktu kejadian (even occurance time capture), pembangkit isyarat PWM (Pulse Width Modulation), serta auttoreload timer (Clear Timer on Compare/CTC). Dengan lebar 16 bit, Timer/Counter1 dapat digunakan secara fleksibel untuk berbagai tujuan yang berkaitan dengan waktu dan pembangkit gelombang.

Register register yang terlibat pada operasi Timer/Counter1 antara lain : a. TCCR1A(Timer/Counter Control Register A)

Register TCCR1A berisi bit bit yang menentukan mode pembangkitan gelombang(WGM11:0), bit bit yang memaksa keadaan Compare Match(FOC1A, FOC1B),serta bit bit yang mengatur perubahan keadaan pin OC1A:B saat terjadi Compare Match (COM1A1:0,COM1B1:0). b. TCCR1B (Timer/Counter Control Register B)

Register TCCR1B berisi bit bit yang menentukan sumber clock yang digunakan Timer/Counter1, bit bit yang menentukan mode pembangkitan gelombang (WGM13:2), bit yang menentukan tepi pada pin ICP1 yang digunakan untuk menyulut perekam kejadian (ICES1), serta bit yang mengatur aktivasi penghilang derau pada mode Input Capture (ICNC1). c. TCNT1H (Timer/Counter 1 high byte) dan TCNT1L (Timer/Counter 1

low byte)

Kedua register ini berisi Timer/counter1, seperti ditunjukkan pada gambar 1.18 Operasi bca (read) maupun tulis(write) dapat diterapkan pada kedua register ini.

17

d. OCR1AH/L (Output Compare Register 1 A High byte/Low byte) dan OCR1BH/L (Output Compare Register 1 B High byte/Low byte)

Register OCR1BH/L berisi data yang terus menerus dibandingkan dengan isi register TCNT1H/L. Hasilnya dapat digunakan untuk membangkitakan gelombang pada pin OC1A/B.

e. ICR1H/L (input Compare Register 1 High byte/Low byte)

Register ICR1H/L selalu diperbarui nilainya dengan nilai register TCNT1H/L setiap kali terjadi kejadian yang terdeteksi. Register ini dapa digunakan untuk menentukan nilai puncak (TOP value).

f. TIMSK (Timer/Counter Interrupt Mask Register)

Register TIMSK mempunyai tugas khusus yang berkaitan dengan interupsi pada Timer/Counter0, Timer/Counter1, dan Timer/Counter2. Bit bit yang berkaitan dengan Timer/Counter1 adalah bit aktivasi interupsi karena waktu melimpah (overflow) register TCNT1 (TOIE1), bit bit yang mengaktifkan interupsi karena compare match register OCR1A/B (OCIE1A/B), serta bit aktivasi interupsi rekam kejadian (TICIE1).

g. TIFR (Timer/Counter Flag Register)

Register TIFR hanya berisi status (flag) khusus yang berkaiatan dengan kejadian apa pada Timer/Counter0, Timer/Counter1, dan Timer/Counter2. Bit bit yang berkaitan dengan Timer/Counter1 antara lain bit yang berlogika ‘1’ saat terjadi limpahan (overflow) register TCNT1(TOV1), bit yang berlogika ‘1’ jika terjadi compare match register OCR1A/B (OCF1A/B), serta bit yang berlagika ‘1’ bila terjadi perekaman kejadian pada pin ICP1 (ICF).

Isyarat PWM merupakan hasil modulasi isyarat segitiga oleh isyarat konstan. Pengubahan ampitudo isyarat konstan akan mengubah lebar pulsa hasil modulasi. Sementara pegubahan amplitude isyarat segitiga (atau dengan bentuk segitiga sebangun dengan segitiga awal) akan mengubah frekuensi PWM.

Terdapat dua register OCR1A/B (Output Compare Register1A/B) yang isinya secara kontinyu dibndingkan dengan isi register Timer/Counter1. Register register ini ffapat diisi oleh pengguna, selebar masing masing 16 bit.

18

+ ) *( ! ( ( , # -.).

Konfigurasi pin dari mikrokontroler ATMega8535 sebanyak 40 pin dapat dilihat pada Gambar 2.5 dibawah ini :

. *( ! ( ( ( " # -.).

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut:

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

3. Port A ( PA0..PA7 ) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukanADC. 4. Port B ( PB0..PB7 ) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

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

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

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me reset mikrokontroler walaupun clock masih berjalan.

8. XTAL1 merupakan input penguat dan input pada rangkaian operasi

9. XTAL2 merupakan pin output dari penguat osilator inverting

10. AVCC merupakan pin tegangan suplay untuk port A dan ADC. Pin ini harus dihubungkan ke VCC walaupun ADC tidak digunakan, maka pin ini dihubungkan ke vcc melalui

19

+ + # (

AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatanmemori data dan memori program yang terpisah. Memoridata terbagi menjadi 3 buah bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal. Register keperluan umum menempuh space datapada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementaraitu, register khusus untuk menangani I/O dan kontrolterhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya,yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebutmerupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, sepertikontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dansebagainya. Alamat memori berikutnya digunakan untukSRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.Konfigurasi memori data dapat ditunjukkan pada gambar 2.6 dibawah ini.

6 *( ! ( # ( ' , # -.).

Memori program yang terletak dalam flash PEROMtersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksimemiliki lebar 16 bit atau 32 bit. AVR ATMega8535 memiliki4Kbyte x 16 bit Flash PEROM dengan alamat mulai dari$000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit ProgramCounter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.

20

. 8 ! "

Rangkaian power supply adalah komponen yang amat penting yang terdapat pada peralatan elektronik sekarang ini, seperti komputer, kalkulator, televisi, radio fm, mainan anak anak, sampai alat pengisi baterai ponsel ( phone charger ). Sumber arus power supply adalah arus bolak balik ac dari pembangkit listrik yang kemudian diubah menjadi arus dc. Hal ini membutuhkan perangkat power supply yang bisa mengubah arus ac menjadi dc. Berikut ini merupakan salah satu contoh rangkaian power supply sederhana:

- ( 8 ! "

Rangkaian power supply yang sederhana pada prinsipnya berasal dari jaringan listrik PLN yang dimasukkan ke transformator, kemudian oleh transformator tegangan tersebut diturunkan jadi 3v sampai dengan 12v ac. Trafo yang digunakan adalah trafo daya yang biasanya mempunyai dua ujung keluaran. Salah satu ujung keluaran yang dihubungkan dengan tempat tertentu pada lilitan sekunder disebut sadapan ( ). Sadapan yang berada di tengah tengah kumparan disebut sadapan pusat atau sering ditulis sebagai CT. Tegangan yang telah diturunkan ini akan disearahkan oleh rangkaian diode. Output dari penyearahan tegangan ini adalah tegangan dc namun masih kasar, untuk memperhalusnya digunakanlah c1, tr1, c2, dan r2 dan akhirnya tegangan dc dari power supply siap untuk dipakai.

6 3" * (

Elektroforesis adalah teknik pemisahan komponen atau molekul bermuatan berdasarkan perbedaan tingkat migrasinya. Prinsip kerja dari elektroforesis adalah

21

adanya pergerakan komponen bermuatan positif (+) pada kutub negatif ( ) serta komponen bermuatan negatif ( ) pada kutub positif (+). Pegerakan yang terjadi disebut "elektrokinetik" . Secara teknis, elektroforesis merupakan istilah yang diberikan untuk migrasi partikel yang bermuatan akibat diberikan arus listrik searah atau DC (Direct Current). Umumnya teknik dasar dari elektroforesis digunakan untuk menentukan muatan dari suatu koloid. Dalam elektroforesis terdapat dua material dasar yang disebut fase diam dan fase bergerak (eluen). Fase diam berfungsi "menyaring" objek yang akan dipisah, sementara fase bergerak berfungsi membawa objek yang akan dipisah. Sering kali ditambahkan larutan penyangga pada fase bergerak untuk menjaga kestabilan objek elektroforesis gel.

Pada elektroforesis memungkinkan adanya suatu proses ioniasi udara. Proses ionisasi udara merupakan proses penguraian unsur unsur gas karbonmonoksida dengan menggunakan rangkaian pembangkit tegangan tinggi DC Volt. Udara yang baik merupakan gas yang hanya terdiri dari ion ion netral yang tidak dapat mengalirkan arus listrik. Tetapi dalam kenyataannya, asap rokok yang bercampur dengan udara menjadikan udara tidak lagi dalam kondisi baik. Jika diantara elektroda diterapkan suatu tegangan searah V, maka akan timbul suatu medan listrik E yang mempunyai besar dan arah tertentu yakni dari anoda menuju ke katoda. Medan elektrik ini menimbulkan gaya (F) pada electron yang terikat pada inti atom unsur bahan isolasi yang dalam hal ini adalah udara yang telah terkontaminasi dengan asap rokok. Gaya ini memaksa electron untuk lepas dari intinya. Di samping itu, medan elektrik ini juga memaksa electron bebas bergerak menuju anoda. Dalam perjalanan menuju anoda, elektroon bebas membentur molekul netral bahan isolasi. Benturan electron bebas dengan molekul netral ini dapat menimbulkan ionisasi benturan yang menghasilkan elekton bebas baru dan ion positif. Jika benturan ini tidak menimbulkan ionisasi, maka benturan akan berakibat mengeksitasi electron yang terikat pada molekul netral. Dengan kata lain, medan elektrik merupakan suatu beban bagi bahan isolasi karena bahan isolasi berupaya mengadakan electron elektron bebas pada bahan isolasi atau berupaya mengubah bahan isolasi menjadi konduktif.

22

7 /" 9 *

Transformer atau yang sering juga disebut sebagai transformator pada dasarnya merupakan suatu komponen pasif yang memiliki empat ujung. Sepasang ujung disebut primer dan pasangan ujung lainnya disebut sekunder. Transformator digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik pada primer menjadi tegangan bolak balik pada bagian sekunder dengan menggunakan fluks magnetic.

Untuk dapat membangkitkan tegangan listrik pada kumparan sekunder, fluks magnit yang dibangkitkan oleh kumparan primer harus berubah ubah. Untuk memnuhi aliran ini, aliran listrik yang mengalir melalui kumparan primer haruslah aliran listrik bolak balik.

Saat kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik AC, pada kumparan primer timbul gaya gerak listrik bersama yang bolak balik juga. Dengan adanya gaya gerak magnet ini, di sekitar kumparan primer timbullah fluks magnet bersama yang juga bolak balik. Adanya fluks magnet bolak balik ini, pada ujung ujung kumparan sekunder timbul gerak gerik listrik induksi sekunder yang mungkin sama, lebih tinggi atau lebih lendah dari gaya gerak listrik primer. Hal ini sangat tergantung pada perbandingan transformasi kumparan trafo tersebut.

Jika kumparan sekunder dihubungkan ke beban, maka pada kumparan sekunder timbul arus listrik bolak balik sekunder akibat adanya gaya gerak listrik induksi sekunder. Hal ini mengakibatkan timbul gaya gerak listrik magnit pada kumparan sekunder dan akibatnya pada beban timbul tegangan sekunder.

Monitor televise juga memanfaatkan salah satu dari jenis trafo yang dapat menaikkan tegangan. Dalam monitor televisi terdapat tabung sinar katoda bekerja dengan tegangan tinggi, yaitu antara 24 kilovolt sampai 30 kilovolt. Besar tegangan ini bergantung dari ukuran layarnya. Tegangan tinggi digunakan untuk mempercepat berkas elektron, pembelokan berkas cahaya horisontal dan untuk memfokuskan berkas pada layar. Tegangan tinggi ini dihasilkan oleh transformator khusus yang dikenal dengan transformator flyback. Skema transformator flyback dapat dilihat pada gambar 2.9.

23

: * *" 9

Catu daya ini dirancang untuk memberikan tegangan searah (dc) output yang besar, dengan arus yang rendah. Output dapat diatur dengan menggunakan variabel resistor. Berikut adalah spesifikasi penting dari sebuah rangkaian flyback transformer:

Rentang tegangan Output: 1.000 20.000 Vdc Output maksimum saat ini: 20mA

Tegangan input: 210 250 V ac Input saat ini: 0,5 1A

Daya rata rata perangkat :40 60 watt

Trafo flyback mempunyai beberapa lilitan yaitu lilitan primer dan sekunder. Lilitan sekunder dililit dengan jumlah yang lebih banyak dari lilitan primer dengan tujuan tingkat tegangan yang berbeda sehingga dapat membelokkan dan mempercepat berkas elektron. Trafo flyback terbuat dari koil dengan kawat berkualitas yang dililitkan pada inti ferrit dengan celah udara. Hal ini berfungsi untuk menyimpan energi dalam celah udara danberinduktansi. Transformator flyback adalah transformator yang sangat menarik. Pada transformer normal pada umumnya hanya dapat mentransfer energi dari input untuk output mereka. Hal ini jelas berbeda dengan Flyback transformator. Pada Flyback transformer tidak hanya mentransferkan energy pada bagian sekunder, tetapi Flayback transformer ini juga menyimpan energi untuk sejumlah besar waktu. Bahkan, flyback trafo bertindak sebagai induktor murni selama setengah siklus, dan kemudian mereka bertindak sebagai transformator murni di setengah

24

meningkatkan keengganan inti, yang dengan demikian meningkatkan kemampuannya untuk menyimpan energi magnetik

Transformator Flyback adalah transformator frekuensi tinggi, dan daya output yang rendah dan ukuran kecil membuat transformator ini sangat berguna dalam menghasilkan tegangan output tinggi dengan arus yang relatif rendah. Aplikasi utama dari transformator flyback ini adalah di televisi, monitor dan pasokan listrik tegangan tinggi, seperti yang akan digunakan dalam penelitian ini. Tegangan output maksimum yang dicapai dari transformator transformator bervariasi, namun ada kemungkinan untuk mendapatkan tegangan setinggi 50KV, meskipun yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah rangkaian high voltage yang menghasilkan tegangan dc maksimal 18KV.

- 02' %0(;!( 2 " '( " &

LCD ( ) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front lit atau mentransmisikan cahaya dari back lit. LCD (

) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

< 02' # 6)

LCD berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter yang berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakang LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD

25

serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut. Adapun fitur yang ditampilkan dalam LCD adalah :

1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris 2. Mempunyai 192 karakter yang tersimpan 3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4 bit dan 8 bit 5. Dilengkapi dengan blackhight

02' 6= %0(;!( 2 " '( " &

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD ( ) diantaranya adalah :

( adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD ( ) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

( % & berfungsi sebagai indikator atau yang

menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

( >4 % & berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

( 3 % & digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

( ,02' berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5

26

" + " *! ( ( 02' # 6)

Pin Number Symbol Function

1 Vss Ground

2 Vdd +3V or +5V

3 Vo Contras Adjustment 4 RS H/L Register Selec Signal 5 R/W H/L Read/Write Signal 6 E H L Enable Signal 7 DB0 H/L Data Bus Line 8 DB1 H/L Data Bus Line 9 DB2 H/L Data Bus Line 10 DB3 H/L Data Bus Line 11 DB4 H/L Data Bus Line 12 DB5 H/L Data Bus Line 13 DB6 H/L Data Bus Line 14 DB7 H/L Data Bus Line

15 A/Vee + 4.2 for LED/ Negative Voltage Output 16 K Power Supply for B/L (ov)

: ! ( ( ( "

Serial port biasa disebut dalam bahasa Indonesia sebagai poet seri merupakan sebuah port pada personal computer yag berfungsi untuk mentransmisikan satu bit informasi pada satu waktu satuan waktu. Dalam serial port , pengiriman informasi tidak memungkinkan untuk melakukan secara banyak sekaligus. Hal ini disebabkan untuk melakukan pemindahan data, biasanya serial port bekerja seri, misalkan COM 1 dan COM 2. Komunikasi serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu se cara berurutan), sehingga komunikasi serial lebih lambat daripada komunikasi paralel. Komunikasi Serial dapat digunakan untuk menggantikan Komunikasi Parallel jalur data 8 bit dengan baik. Untuk penggunaan port serial sekarang mengurangi penurunan. Hal ini disebabkan banyak orang yang menggunakan port USB dan Firewire. Sedangkan untuk

27

jaringan (networking) fungsinya sudah tergantikan dengan port Ethernet. Berikut beberapa fungsi serial port yaitu menghubungkan antara peripheral (alat) computer lain dengan motherboard, penghubug antara mouse dengan motherboard, penghubung antara modem dengan motherboard dan mentransmisikan informasi informasi berupa bit bit dari mainboard ke perangkat lainnya.

: ! ( ( ( " 9 ! 9 !

Komunikasi data serial mengenal dua buah metode, yaitu synchronous dan asyn chronous. Metode sychronous mengirimkan datanya beberapa byte atau karakter (atau disebut blok data atau frame) sebelum meminta konfirmasi apakah data sudah diterima dengan baik atau tidak. Sementara metode asynchronous, data dikirim satu byte setiap pengiriman. Biasanya tidak dibutuhkan konfirmasi dalam penerimaan data. Dari kedua jenis metode tersebut dapat dipilih dan dilakukan lewat program. Tentu saja dibutuhkan program yang baik dan teliti untuk melakukannya. Namun dewasa ini proses pengiriman data serial tersebut sudah dilakukan oleh sebuah chip tersendiri (Hardware). Salah satu chip disebut UART (Universal Asynchronous Reciever Transmiter) dan satunya lagi disebut USART (Universal Synchronous Asyn chronous Reciever Transmiter). Dalam protokol berbeda, sychronous memerlukan sinyal tambahan yang digunakan untuk men sychron isasi setiap denyut dari proses transfer.

( " ( ( (

28

digunakan untuk transmisi yang berorientasi blok. Pada komunikasi ini, sinyal clocknya tidak dikirim bersamaan dengan data. Masing masing data disinkronkan menggunakan clock internal pada tiap tiap sisinya. Format transmisi satu byte pada RS232 data yang di transmisikan pada format diatas adalah 8 bit adalah sebagai berikut : Pada mode Asynchronous, setiap karakter ditempatkan berada diantara bit start dan bit stop. Bit start selalu satu bit, tapi stop bit bisa satu bit atau dua bit. Start bit selalu 0 (low) dan stop bit selalu 1 (high). Contohnya, pada gambar 2.7 di mana karakter A (01000001 biner) dibingkai (dikurung) oleh start bit dan satu stop bit.

) ( ( 2 ? ? %+ &

Pada komunikasi serial Asynchronous, peralatan dan modem dapat deprogram untuk menggunakan lebar data 7 atau 8 bit. Tentu saja ditambah dengan Stop bit. Dahulu, system karakter ASCII masih terbatas pada data 7 bit, namun sekarang ASCII extended sudah lazim menggunakan lebar data 8 bit. Pada peralatan kuno, dengan komponen komponen yang lambat pula, dibutuhkan stop bit yang agak panjang, hal ini dimaksudkan untuk memberi kesempatan peralatan untuk menangani data yang telah diterimanya, dan untuk mempersiapkan diri untuk menerima byte berikutnya. Namun sekarang modem PC kita dewasa ini biasanya hanya menggunakan satu bit stop. Jika kita hitung, dengan menggunakan satu bit stop total kita memiliki 10 bit untuk setiap karakter 8 bit. Dengan kata lain setiap karakter 8 bit dikirim bersama sama start dan stop bit sehingga total menjadi 10 bit, yang artinya ada proses transfer lebih panjang 20% setiap karakternya.

system yang sangat mementingkan integritas data yang disimpan, maka ditambahkanlah bit paritas kepada bingkai data tersebut. Maksudnya untuk setiap

29

karakter 8 bit kita masih menambahkan bit paritas disamping bit start dan bit stop. Sehingga total adalah 11 bit. Adapun bit paritas adalah bit yang menunjukkan bahwa data yang dimaksud adalah memiliki jumlah bit 1s (high) ganjil atau genap. Bit paritas adalah bit di luar data yang bersangkutan atau merupakan tambahan. Chip UART khusus biasanya sudah dilengkapi dengan keperluan paritas tersebut secara hardware. Bahkan ada beberapa pilihan untuk penanganan paritas ini, misalnya odd , even dan no parity.

Dua tipe dasar dari komunikasi serial adalah komunikasi secara synchronous dan asynchronous. Sebuah sistem komunikasi synchronous, kedua alat yang saling bertukar data harus selalu melakukan sinkronisasi untuk mengetahui status keaktifan bit data yang dikirim/diterima. Proses sinkronisasi ini akan terus berjalan walaupun pada saat itu tidak terdapat data yang sedang dikirim/diterima. Komunikasi serial synchronous ini dapat menghasilkan jumlah bit per second(bps) yang lebih besar dibandingkan asynchronous karena tidak memerlukan start bit maupun stop bit, namun tidak sepopuler komunikasi asynchronous karena memerlukan resource yang lebih besar dan IBM PC yang telah menjadi standar Personal Computer pada umumnya hanya mempunyai support untuk Asynchronous Serial Communication. Asynchronous yang berarti ’tanpa sinkronisasi’ tidak memerlukan line untuk sinkronisasi, dan dengan ini dapat melakukan komunikasi full duplex dengan jumlah I/O line yang sangat minim. Sebagai pengganti proses sinkronisasi, sebuah start bit dan sebuah stop bit diperlukan untuk menandai awal dan akhir dari transmisi. Perlunya ditambahkan kedua bit ini membuat komunikasi secara asynchronous menjadi lebih lambat dibandingkan dengan komunikasi serial synchronous, tetapi dapat merupakan sebuah kelebihan dimana prosesor tidak akan terbebani dengan proses sinkronisasi. Sebuah line asynchronous yang sedang tidak melakukan pengiriman/penerimaan data akan mempertahankan nilai ’1’ yang juga disebut sebagai ’mark state’. Dengan menggunakan nilai ini, sebuah sistem dapat melakukan pengenalan antara sebuah line yang sedang idle (tidak melakukan pengiriman/penerimaan data) dan sebuah line yang sedang tidak tersambung/disconnected. Setiap proses pengiriman akan dilakukan, sebuah start

30

bit yang bernila ’0’ akan dikirim, dan ketika terjadi perubahan dari nilai ’1’ ke ’0’, sistem penerima akan mengenali awal dimulainya penerimaan data.

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 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.

: ( ( '

Proses pengiriman data dilakukan per half deta dengan menunggu register UDR yang merupakan tempat data serial akan disimpan menjadi kosong sehingga siap ditulis dengan data yng baru. Proses tersebut menggunakan bit yang ada pada register UCSRA, yaitu bit UDRE (USART Data Register Empty). Bit UDRE merupakan indicator kondisi register UDR. Jika UDRE bernilai 1, maka register UDR telah kosong dan siap diisi dengan data yang baru.

31

: ) ( '

Proses penerimaan data serial dilakukan dengan mengecek nilai bit RXC (USART Received Complte) pada register UCSRA. RXC akan bernilai 1 jika ada data yang siap dibaca di buffer penerima dan akan bernilai 0 jika tidak ada data pada buffer penerima. Jika penerimaan USART dinonaktikan, maka bit akan selalu bernilai 0.

< ! ( ( ( " )

Untuk mendapatkan keserba cocokan (compatibility) dari beberapa peralatan komunikasi data dari berbagai pabrik, diciptakanlah standar antar muka (interfacing) yang dinamakan RS232. Standar ini dipublikasikan oleh EIA (Electronics Industries Association) pada 1960. Pada 1963 standar tersebut dimodifikasi dengan nama RS232A. RS232B dan RS232C ditetapkan pada tahun masing masing 1965 dan 1969. Sekarang Standar RS232 masih menjadi standar dunia mengenai standar antar muka I/O komunikasi serial. Bahkan standar ini masih dipakai dan digunakan pada computer PC. Standar inni hanya menyangkut komunikasi data antara computer (Data Terminal Equipment DTE) dengan alat alat pelengkap computer (Data Circuit Terminating Equipment DCE). Standar RS 232 inilah yang biasanya kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang biasanya dinamakan COM 1 dan COM 2. Standar RS232 ini juga menentukan jenis jenis sinyal yang dipakai mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE. Semuanya terdapat 24 sinyal namun yang umum digunakan adalah 9 jenis sinyal.

Ada dua hal pokok yang diatur oleh standar RS 232, yaitu : Bentuk sinyal dan level tegangan yang dipakai dan jenis sinyak, konektor yang dipakai serta susunan sinyal pada kaki kaki di konektor. Pada RS232, 1s (high) direpresentasikan dengan tegangan 3 s/d 25V, dan 0s (low) direpresentasikan sebagai +3 s/d +25V. Sedang diantara 3 dan +3V dianggap sebagai status mengambang dan tidak dianggap. Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan acuan ground). Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh

32

masih dijadikan standar dasar bagi standar standar yang lebih maju, misalnya USB, SATA, Packet Data dan lain sebagainya.

< ( ( @ ( "

Perangkat yang menggunakan kabel serial untuk komunikasinya dibagi ke dalam dua kategori, yaitu DCE (Data Communications Equipment) dan DTE (Data Terminal Equipment). Data Communications Equipment adalah perangkat seperti modem, TA adapter, plotter dan lain lain, sedangkan Data Terminal Equipment adalah Computer anda atau Terminal. Untuk menjamin terjadinya sebuah transfer data yang cepat dan Realible antara 2 peralatan, lalu lintas data harus dikoordinasi dengan baik. Tidak seperti printer yang selalu mencetak setiap karakter yang diterimanya. Namun dalam komunikasi serial, bisa saja peralatan tidak memiliki lagi tampungan data yang diterimanya. Sehingga dia harus memberitahukan PC untuk tidak lagi mengirim data. Hingga modem selesai mengerjakan semua tugasnya. Dan kembali memberitahukan PC untuk kembali mengirim data berikutnya setelah modem siap.

+ ( " ) ' :

DCD (Data Carrier Detect)

Ini adalah sinyal yang dikeluarkan oleh modem kepada PC, untuk menginformasikan PC bahwa modem mendeteksi adanya carrier yang valid dan adanya kontak / hubungan dengan modem lain nun jauh di sana. (Biasanya sinyal ini diberikan setelah komunikasi dengan modem lain tersambung).

RXD (Receive Data)

Sinyal RXD adalah sinyal data yang diterima dari perangkat lainnya. Diakhir perangkat lain, sinyal ini didapat dari sinyal TXD (Transmit data).

33

Harus diketahui bahwa sinyal TXD dan RXD, bersama ground, mereka hanya menghendaki saluran untuk komunikasi data. Semua saluran yang lain digunakan untuk mengontrol atau handshaking.

TXD (Transmit Data)

Sinyal TXD adalah sinyal data actual yang dikirimkan dari satu perangkat keperangkat lainnya. Sinyal ini masuk ke RXD yang berhubungan dengan pin RXD konektor itu

DTR (Data Terminal Ready)

Saat Komputer kita pertama dinyalakan dan Operating System nya telah siap untuk melakukan tugasnya, di kemudian mengirimkan sinyal DTR untuk memberitahukan pada peralatan yang mungkin terhubung dengannya (misalnya modem), bahwa komputer telah siap berkomunikasi. Jika terjadi masalah dengan port COM, maka sinyal ini tidak diaktifkan. Sinyal ini adalah aktif rendah.

DSR (Data Set Ready)

Seperti juga Komputer dengan DTR nya, saat modem pertama dihidupkan dan siap berkomunikasi dia akan menyalakan DSR ini menuju ke komputer. Sehingga komputer dapat segera tahu bahwa saat itu ada modem yang terhubung dan siap untuk digunakan. Ini adalah sinyal dari modem ke PC, dan berjenis aktif low. Sinyal ini tidak akan dikeluarkan modem, jika modem dalam masalah atau rusak.

RTS (Request To Send)

Saat Komputer kita hendak mengirimkan data kepada device seperti modem, maka komputer akan mengirimkan RTS ini menuju modem terlebih dahulu. Hal tersebut agar modem tahu, bahwa akan ada pengiriman data dari komputer kepadanya, dan modem segera bersiap siap untuk menerima data. RTS adalah sinyal aktif low dari komputer ke device seperti modem.

CTS (Clear To Send)

Dalam merespon RTS, ini modem menyalakan sinyal CTS. Ceritanya begini. Saat komputer mengirimkan RTS, maka modem bersiap siap untuk

34

dan cukup, baru sinyal tersebut dikirimkan pada Komputer untuk segera mengirimkan datanya.Ingat untuk flowkontrol Hardware, maka komputer tidak akan mengirimkan datanya jika belum ada sinyal dari modem ini. RI (Ring Indikator)

Sinyal ini diberikan oleh modem kepada komputer untuk menginfomasikan bahwa saluran telah dihubungi dan berbunyi. Sinyal ini muncul bersamaan saat telfon berbunyi. Sinyal ini seperti saat telfon kita sedang tidak digunakan, dan seseorang dari sana menelfon,lalu pesawat telfon kita berbunyi, meminta kita untuk segera mengangkatnya, dan berkomunikasi. Dalam modem bunyi tersebut digantikan dengan sinyal. Saat komputer kita dalam keadaan mati, setting BIOS dalam komputer memungkinkan Komputer untuk hidup sendiri saat adanya panggilan semacam ini.

Sinyal sinyal tersebut ada yang menuju ke DCE ada pula yang berasal dari DCE. Bagi sinyal yang menuju ke DCE artinya DTE berfungsi sebagai output dan DCE berfungsi sebagai input, misalnya sinyal TxD, pada sisi DTE kaki TxD adalah output, dan kaki ini dihubungkan ke kaki TxD pada DCE yang berfungsi sebagai input. Kebalikan sinyal TxD adalah RxD, sinyal ini berasal dari DCE dan dihubungkan ke kaki RxD pada DTE yang berfungsi sebagai output.

! ! ! ! ( ( ( "

Antar muka komunikasi serial menawarkan beberapa kelebiihan dibandingkan dengan komunikasi parallel, diantaranya adalah:

Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan parallel. Data data dalam komunikasi serial dikirimkan untuk logika ‘1’ sebagai tegangan 3 sampai dengan 25 volt dan untuk logika ‘0’ sebagai tegangan +3 sampai dengan +25 volt, dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan tegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi

35

parallel hanya 5 volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel – kabel panjang lebih mudah diatasi dibanding dengan parallel. Jumlah kabel lebih sedikit. Dua perangkat computer yang saling berjauhan dengan hanya tiga kabel untuk konfigurasi , yakni TxD (saluran kirim), RxD (saluran terima) dan Ground, akan tetapi jika menggunakan komunikasi parallel akak terdapat dua puluh hingga dua puluh lima kabel.

Komunikasi serial dapat menggunakan udara bebas sebagai media transmisi datanya. Pada transmisi serial hanya satu bit yang ditransmisikan menggunakan udara bebas maka dibagian penerima tidak akan muncul kesulitan untuk menyusun kembali bit bit yang telah ditransmisikan.

Komunikasi serial dapat diterapkan untuk berkomunikasi dengan mikrokontroller. Hanya dibutuhkan dua pin utama TxD dan RxD (diluar acuan groun). Pada IBM PC tata cara komunikasi serial yang digunakan ialah jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (

!" ).

Pada UART, kecepatan penerimaan data ( ) dan pada sisi " dan pada sisi harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara " dan #Hal ini dilakukan oleh bitt Strat dan bit Stop. Kecepatan transmisi (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baurate yang umum dipakai adalah 600, 1200, 2400 dan 9600 bps (bit per sekon).

2 A " ( )

Jika perlatan yang digunakan menggunakan logika TTL, maka sinyal port serial harus dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan begitu juga sebaliknya. yang paling mudah untuk digunakan yakni MAX 232 atau HIN 232. Kedua IC ini pada dasarnya sama hanya saja memiliki perbedaan pada

36

+10 volt dan 10 volt dari sumber +5volt tunggal. Dalam IC DIP ( $ % ) 16 pin ini terdapat 2 buah dan 2 buah .

37

Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian system yang mempunyai fungsi masing masing. Diagram blok rangkaian system yang dirancang adalah seperti pada gambar 3.1 dibawah ini :

Ruang Asap

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa terdapat dua rangkaian terpisah. Rangkaian monitoring asap rokok dalam ruangan terdiri atas sensor asap, mikrokontroller, PC serta LCD. Sedangkan rangkaian pembersih asap rokok terdiri dari elektroda, pembangkit tegangan tinggi, driver serta mikrokontroller.

Sensor asap pada rangkaian monitoring berfungsi untuk mendeteksi asap rokok didalam ruangan. Output dari sensor ini akan menghasilkan tegangan keluaran yang akan dihubungkan ke mikrokontroller. Selanjutnya mikrokontroller akan mengirimkan nilai tegangan keluaran dan resistansi sensor ke PC dan LCD. Display LCD berfungsi untuk menampilkan nilai tegangan keluaran sensor dan resistansi. Sedangkan PC berfungsi untuk menampilkan nilai tegangan keluaran sensor dan resistansi dalam bentuk tampilan grafik serta tabel. Hal ini di rancang untuk mempermudah proses monitoring kadar asap dalam ruangan.

Sensor Asap

Elektroda

+c ATMega 8535

RS 232

PC

LCD

Pembangkit Tegangan

Tinggi

Driver +c

38

Rangkaian pembersih asap rokok memanfaatkan tegangan tinggi DC yang dihasilkan dari flyback. Catu daya memberikan supply tegangan pada rangkaian driver dan flyback. Rangkaian driver berfungsi untuk menghasilkan pulsa yang frekuensinya telah diatur. Pulsa ini akan dikirimkan ke kaki basis transistor sebagai pengatur switching. Proses switching dilakukan untuk memicu timbulnya gaya gerak listrk pada kumparan sekunder flyback. Tegangan keluaran dari flyback merupakan tegangan tinggi DC. Tegangan tinggi inilah yang akan dihubungkan ke suatu elektroda. Saat elektroda dialiri tegangan searah V, maka akan timbul suatu medan listrik yang arahnya dari anoda menuju katoda. Medan listrik inilah yang akan menimbulkan adanya gaya listrik. Akibat gaya listrik akan memicu adanya ionisasi yang menghasilkan electron bebas baru dan ion ion positif. Electron bebas akan bergerak menuju anoda sedangkan ion positif akan bergerak menuju katoda. Udara bersih merupakan molekul netral sehingga pergerakannya tidak menuju anoda maupun katoda.

Setelah proses pembersihan dilakukan maka sensor asap akan kembali mendeteksi kadar asap rokok yang terdapat didalam suatu ruangan. Hasil pengukuran inilah yang akan dikirim ke mikrokontroller yang akan diteruskan ke LCD dan PC untuk ditampilkan.

!" "

Pada system ini, terdapat dua mikrokontroller. Mikrokontroller yang pertama diletakkan pada rangkaian driver high voltage sedangkan Mikrokontroller kedua diletakkan pada rangkaian monitoring asap rokok untuk membaca sinyal dari sensor MQ2. Kedua mikro ini di letakkan secara terpisah. Mikrokontroler 8535 merupakan pusat kendali dari seluruh system yang ada. Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C, dan port D. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dirancangkan. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler ATMega8535 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian system minimum. Sistem minimum inilah yang berfungsi membuat

39

Mikrokontroler 8535 bekerja sesuai yang kita kehendaki. Komponen komponen elektronika yang digunakan dalam perancangan sistem minimum mikrokontroler ATMega8535 ini adalah Chip IC mikrokontroler ATMega8535, Kristal 11.0592 MHz, Kapasitor dan Resistor.

Pada gambar 3.2 (a) tampak bahwa port yang digunakan sebagai output adalah PB.0. port ini akan berhubungan dengan transistor sebagai saklar. Port ini akan mengirimkan pulsa masukan yang akan di teruskan ke transistor. Sedangkan untuk gambar 3.2 (b) tampak bahwa port D yang akan digunakan hanyalah PD.0 dan PD.1. Port ini digunakan untuk mengatur fungsi kerja dari rangkaian RS 232. Pin 22 sampai 29 adalah port C. Pada bagian port C tidak digunakan sama sekali. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Dimana port ini dimulai dari PB.0 hingga PB.7. Pada penelitian ini port B akan dihubungkan ke LCD untuk mengatur tampilan LCD. PB.0 akan dihubungkan dengan kaki 14 LCD. PB.1 akan dihubungkan dengan kaki 13 LCD. PB.2 akan dihubungkan dengan kaki 12 LCD. PB.3 akan dihubungkan dengan kaki 11 LCD. PB.4 akan dihubungkan dengan kaki 6 LCD. PB.5 akan dihubungkan dengan kaki 5 LCD. PB.6 akan dihubungkan dengan kaki 4 LCD. Pin 14 sampai 20 adalah Port D. Pin 33 sampai 40 adalah port A. Pada port PA.0 digunakan sebagai masukkan dari sensor asap . Pin 10 dan pin 30 dihubungkan ke sumber tegangan 5 Volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber clocknya. Pada dasarnya, kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi data atau suatu perintah dipengaruhi oleh nilai Kristal yang digunakan pada sistem minimum tersebut. Sedangkan pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktif. Lamanya waktu antara aktifnya power pada IC mikrokontroler dan aktifnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Rangkaian kedua mikrokontroller diatas dapat ditunjukkan pada gambar berikut ini :

40

# $ !" " % % & ' ( # $

!" " % % ) *

+ %** (

Catu daya pada rangkaian ini dirancang dengan menggunakan trafo penurun tegangan atau step down yaitu dari 220 volt ke 12 volt yang kemudian output tegangannya disearahkan dengan menggunakan beberapa buah dioda dan diratakan oleh kapasitor. Rangkaian power supplay ini berfungsi untuk menyuplai tegangan ke setiap komponen yang membutuhkan.

Pada system ini, dibangun 3 buah catu daya. Catu daya yang pertama berfungsi untuk mensuply tegangan masukkan flyback. Catu daya yang kedua berfungsi untuk mensuply tegangan masukan untuk system minimum dan kipas dc pada rangkaian high voltage.. sedangkan catu daya yang ketiga berfungsi untuk mensuplai tegangan yang akan dihubungkan ke system minimum, LCD, serta komponen lain yang berperan dalam rangkaian monitoring asap rokok. Pada

(b) (a)

41

rangkaian power supply ini juga dilengkapi dengan led yang berfungsi sebagai indicator apabila rangkaian di aktifkan. Berikut adalah skema rangkaian power supply :

# $ + %** ( % % # $

+ %** ( % % )() % & * ) &, * &

-' #,$ + %** ( % % )%* ( . ( ,

/ ) 0

Pada penelitian ini, sensor MQ2 digunakan sebagai pendeteksi adanya kadar asap rokok di dalam suatu ruangan. Dimana sensor ini akan mendeteksi dan mengukur kadar karbon monoksida yang dianggap mewakili asap rokok dalam ruang tersebut. Berikut adalah skema rangkaian sensor asap MQ2 :

(a)

(a)

(c) a)

(b)

Rs

42

Pengukuran kadar ppm asap rokok diperoleh dari perbandingan antara

resistansi sensor pada saat terdapat gas (Rs) dengan resistansi sensor pada udara

bersih atau tidak mengandung asap rokok (Ro). Untuk mencari nilai Rs digunakan

rumus sebagai berikut :

Rs = x Rl (3.1)

Dengan: Vc = Nilai tegangan masukan

Vout = Nilai tegangan keluaran

Rs = Resistansi sensor pada saat terdeteksi gas

RL = Resistansi tetap

Dimana berdasarkan persamaan diatas dapat di tentukan tegangan keluaran yang disimbolkan oleh persamaan diatas. Sistem ini menggunakan nilai RL sebesar 4,7 KA. Semakin banyak asap maka resistansi semakin menurun dan nilai Vout semakin membesar. Vc digunakan tegangan DC sebesar 5 Volt. Setelah diperoleh nilai perbandingan Ro dan Rs, maka nilai perbandingan ini lah yang akan dilihat pada data sheet. Hal ini lah yang akan menentukan jenis dan kadar konsentrasi dari gas yang dideteksi. Output dari rangkaian ini akan dihubungkan dengan mikrokontroller pada port A yaitu PA.0

" 1 #1 2% & () )* ($

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

" ( & -% % & 1

43

Pada gambar rangkaian konektor LCD seperti di atas konektor (JP1) yang terdiri

dari konektor Gnd , Vcc (5V), , , R/W ,

, DB4 DB7 dan dihubungkan langsung dengan konektor pada LCD yang kompatibel dengan driver HD 44780. Sedangkan pada konektor (JP2) yang terdiri dari konektor reset, enable DB4 DB7 dihubungkan ke mikrokontroller ATMega 8535. Fungsi dari potensiometer (R9) adalah untuk mengatur gelap atau terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD atau dengan kata lain dapat dikatakan sebagai tahanan variabel dimana jika semakin diputar karah kanan, maka nilai tahanannya akan semakin kecil dan arus yang mengaliri LCD akan semakin besar, sehingga LCD akan semakin cerah. Jika R9 semakin besar, maka arus yang akan mengalir ke LCD akan semakin kecil dan akan mengakibatkan cahaya pada LCD

akan berkurang. Pada LCD, Kaki 1 dihubungkan ke 5 Volt DC

sedangkan adalah kaki 2, kaki 16 dan kaki ground trimport.

Sedangkan untuk kaki 4,5,6,11,12,13 dan 14 dari LCD akan dihubungkan ke mikrokontroler pada bagian PB.6 hingga PB.0.

3 ) ) .

Rangkaian pembagi tegangan ini digunakan untuk pengukuran tegangan tinggi DC, tegangan tinggi impuls dan tegangan tinggi AC. Pembagi tegangan ini terdiri

atas dua resistor yang terhubung seri, yaitu resistor dengan resistansi tinggi R1 dan

resistor dengan resistansi rendah R2. Rangkaian pembagi tegangan ini terdiri

dengan R1 yang besarnya sekitar 370 MA dan R2 yang besarnya sekitar 4,7 MA.

Gambar rangkaian pembagi tegangan resistif dapat dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini.

44

4 ' 56

Driver flyback transformer adalah pembangkit sinyal pulsa yang digunakan untuk proses switching pada trafo flyback. Tegangan masukkan untuk tranformator flyback adalah tegangan masukkan DC. Untuk dapat menimbulkan adanya gaya gerak listrik induksi pada kumparan sekunder di flyback maka di butuhkan switching. Tegangan input DC yang masuk pada trafo akan di cacah sehingga tegangan keluaran tranformator akan menjadi jauh ebih besar. Adapun skema rangkaian driver flyback yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.7.

4 ' 56

Driver flyback ini dilengkapi dengan transistor J6810. Transistor ini merupakan tipe NPN. Transistor inilah yang memegang peran penting dalam switching. transistor ini digunakan sebagai switching dengan memanfaatkan tegangan keluaran yang dihasilkan dari mikrokontroler. Pada rangkaian ini frekuensi yang digunakan adalah 74 KHz. Rangkaian driver ini menggunakan diode yang bertujuan untuk mengurangi lonjakan listrik akibat switching

45

!

Rangkaian RS 232 ini berfungsi untuk menyetarakan level komunikasi antar PC (Personal Computer) dengan rangkaian sehingga komunikasi kedua piranti dapat berfungsi dengan baik. Untuk melakukan komunikasi serial dengan standart RS 232, harus dilakukan penyesuaian level sinyal dari level TTL menjadi leve RS 232 menggunakan IC tertentu, misalnya DS 275, MAX232 atau HIN 232. IC yang digunakan dalam rangkaian ini adalah HIN 232 yaitu IC dengan 2 set computer RS TTL. Rangkaian RS 232 tampak seperti gambar di bawah ini:

!

IC MAX232 membutuhkan catu daya +5 Volt. IC ini akan mengkonversi level TTL dari mikrokontroller ke RS 232 dan sebaliknya. Dalam ketentuan RS232, level logika 1 dinyatakan dengan tegangan antara –3 sampai –25 Volt, dan level logika 0 dinyatakan dengan tegangan antara +3 sampai +25 Volt. Mengingat komponen digital pada umumnya bekerja dengan sumber tegangan +5 Volt, dan level logika 0’dinyatakan dengan tegangan antara 0,8 sampai 0 Volt dan level logika 1 dinyatakan dengan tegangan 3,5 sampai 5 Volt, maka antara rangkaian digital dan saluran RS232 biasanya disisipkan IC RS232 TTL Voltage Translator. Pada rangkaian RS 232, kaki 11 akan dihubungkan ke kaki PD.1 dan kaki 12 dari IC HIN 232 akan dihubungkan ke kaki PD.0. PD.0 dan PD.1 merupakan port input/output dua arah pada mikrokontroller yang juga memiliki fungsi RTD dan TXD yang dipergunakan untuk pengiriman dan penerimaan data dalam

46

akan dihubungkan ke kaki 2 konektor DB9. Kaki 3 dan 2 pada konektor merupakan bagian yang juga memiliki fungsi untuk pengiriman dan penerimaan data dalam komunikasi serial

7 1 *

Gambar Rangkaian lengkap pembangkit tegangan tinggi dapat dilihat pada gambar 3.9 dibawah ini :

7 1 *

Pada rangkaian pembangkit tegangan tinggi diatas memiliki dua buah catu daya. Catu daya yang pertama berfungsi untuuk menghasilkan tegangan keluaran yang

47

akan digunkan sebagai supply tegangan mikrokontroller. Mikrokontroler pada rangkaian diatas merupakan pusat kendali. Mikrokontroleh ini telah diisi dengan program yang akan dihubungkan dengan sebuah transistor yang memiliki peranan penting dalam proses switching. mikrokontroller ini akan menghasilkan pulsa yang frekuensinya telah diatur. Sedangkan untuk catu daya yang kedua berfungsi untuk mensupply tegangan ke flyback. Tegangan masukka dari flyback merupakan tegangan DC. Tegangan ini akan di naikkan sehingga keluaran dari flyback merupakan tegangan tinggi DC yang besarnya sekitar 18KV.

8 1 * )()

Gambar Rangkaian Lengkap system monitoring dapat kita lihat pada gambar 3.10 berikut ini :

8 1 * )()

48

memantau nilai kadar asap didalam ruangan. Rangkaian ini memanfaatkan sensor aasap MQ2 yang berfungsi untuk mendeteksi kadar asap dalam suatu ruangan. Besar kadar asap mempengaruhi nilai tegangan yang keluar dari sensor asap. Nilai tegangan keluaran ini lah yang akan dikirimkan ke mikrokontroller. Mikrokontroller merupakan pusat pengolahan data. Data yang dikirimkan ke

mikrokontroller berupa tegangan keluaran dari sensor akan diubah menjadi vADC.

Nilai VADC inilah yang akan dikirimkan kke PC dan LCD untuk ditampilkan..

, 1% # . + $

* & # ) *% $

* & # ) *% $

Diagram alir diatas merupakan diagram alir pada PC untuk program Visual Basic 2008 yang merupakan program monitoring yang menampilkan tegangan dan

START

Baca data tegangan melalui port serial

Tampilkan Grafikal Used Interface

Pada monitor

Kalibrasi data tegangan sensor menjadi nilai tegangan dan resistansi sensor

Tampilkan nilai tegangan dan resistansi sensor yang dimonitoring

Simpan data yang ditampilkan

49

resistansi sensor ke layar monitor PC (Personal Computer). Data yang diterima melalui port serial akan dikalibrasi untuk memperoleh nilai tegangan dan resistansi . Setelah data selesai di kalibrasi, maka data akan di tampilkan pada layar monitor berupa grafik dan tabel. Selain ditampilkan, data ini juga dapat disimpan untuk digunakan di lain waktu.

* & ) *%)

* & ) *%)

Pada saat power mikrokontroller dihidupkan maka mikrokontroller akan menginisialisasi port serial dan ADC. Kemudian mikrokontroller akan langsung membaca besar tegangan keluaran yang dihasilkan oleh sensor asap. Nilai ini akan

START

Baca nilai sensor Inisialisasi port serial dan ADC

Tampilkan nilai tegangan keluaran sensor di LCD

Delay 2000ms

END Kirim data sensor ke

50

Y Tidak

Ya

ditampilkan pada LCD. Selanjutnya data yang didapat dari sensor asap ini akan di kirim ke PC untuk diproses.

* & ) & ' 56

* & ) & ' 56

Pada saat catu daya dihidupkan, maka mikrokontroller akan langsung menginisialisasi port. Mikrokontroller akan mengeluarkan pulsa high . setelah pulsa high dikeluarkan maka mikrokontroller akan melakukan delay untuk beberapa saat. Kemudian mikrokontroller akan mengeluarkan pulsa low dan kemuudian akan melakukan delay kembali beberapa saat. Proses ini akan

START

Output pulsa high Inisialisasi port

Delay

Output pulsa low

Delay

END

51

dilakukan secara berulang ulang hingga catu daya dimatika. Pulsa yang keluar dari catu daya akan diteruskan ke transistor yang berfungsi sebagai switching.

BAB 4

HASIL DAN ANALISA

4.1 Pengujian Alat

4.1.1 Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian rangkaian power supply dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian power supply dengan menggunakan multimeter. Tegangan ini akan dibandingkan dengan tergangan yang telah dirancang sebelumnya. Pada perancangan system terdapat tiga power supply yang dirancang. Power supply yang pertama digunakan untuk mensupply tegangan masukkan pada trafo flyback. Besar teganan yang terukur adalah 65 Volt. Power supply yang kedua digunakan untuk mensupply tegangan masukkan pada mikrokontroller ATMega 8535 sebagai driver tegangan tinggi. Besar teganan yang terukur adalah 5 Volt. Power supply yang ketiga digunakan untuk mensupply tegangan masukkan pada mikrokontroller ATMega 8535 sebagai pusat monitoring. Besar teganan yang terukur adalah 5 Volt.

4.1.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega 8535

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Atmega 8535 dilakukan rangkaian dengan rangkaian catu daya sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan multimeter. Dari hasil pengujian didapat tegangan pada kaki 40 sebesar 5 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program pada mikrokontroler Atmega 8535.

53

4.1.3 Pengujian sensor asap

Rancangan alat menggunakan rangkaian sensor asap. Tegangan output sensor asap bergantung pada banyaknya asap yang terdapat dalam ruangan. Pengujian sensor asap ini dilakukan dengan menggunakan multimeter yang diletakkan pada pin keluaran.

4.1.4 Pengujian Driver Flyback

Trafo flyback dioperasikan dengan switching frekuensi tinggi. Atas alasan itulah maka dibutuhkan rangkaian untuk menghasilkan proses switching. rangkaian switching atau driver flyback adalah rangkaian yang digunakan untuk membangkitkan gelombang pulsa dengan frekuensi yang cukup tinggi. Frekuensi yang dihasilkan rangkaian ini adalah 74KHz. Rangkaian driver flyback ini ditunjukkan oleh gambar berikut :

Gambar 4.1 Pengujian Driver Flyback

Rangkaian driver flyback ini dirancang untuk mengeluarkan frekuensi 74KHz. Pengujian dari driver flyback ini dilakukan dengan menggunakan osiloskop digital. Bentuk output rangkaian driver ini ditunjukkan pada gambar 4.2 berikut :

54

Gambar 4.2 Tampilan Pengujian Driver Flyback menggunakan Osiloskop

4.1.5 Pengujian Tegangan Keluaran Flyback

Pengujian pada trasformator flyback TV dapat dilakukan dengan memberikan tegangan AC yang disearahkan terlebih dahulu sebelum dijadikan inputan dari flyback. Tegangan yang telah disearahkan ini dihubungkan pada flyback. Sedangkan kutub positif dan kutub negative keluaran dari flyback saling didekatkan, untuk mendapatkan aliran tegangan tinggi berupa busur listrik.

Tegangan yang dihasilkan dar flyback ini kurang lebih 18KVolt. Tegangan keluaran dari flyback ini merupakan tegangan tinggi DC. Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian tegangan tinggi DC. Salah satunya dengan membuat suatu rangkaian pemabagi tegangan. Sehingga pengujian tegangan keluaran flyback ini dapat di lihat dari multimeter.

4.1.6 Pengujian seluruh rangkaian

Hasil dari keseluruhan pengujian dapat diperoleh bahwa besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sensor asap yang telah di letakkan dalam suatu prototype smoking area dapat dilihat dengan jelas pada PC maupun pada LCD dalam bentuk tegangan keluaran sensor. Pengaktifan tegangan tinggi DC yang dihasilkan dari flyback tidak bisa dilakukan secara bersamaan dengan pemonitoringan kadar asap rokok di dalam prototype smoking area. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh medan magnet yang besar saat pembangkit tegangan ini dihasilkan.

55

Sehingga pembersihan dan monitoring kadar CO dalam prototype ini dilakukan

dalam waktu yang berbeda. Pengujian dilakukan dalam variasi waktu

penjernihan. Waktu penjernihan dimulai dari 30 menit, 25 menit, 20 menit dan 15 menit. Asap rokok di masukkan dalam prototype smoking area. Kemudian prototype ini di tutup rapat. Dilakukan monitoring kadar asap rokok. Dilanjutkan dengan mengaktifkan tegangan tinggi yang dialirkan pada elektroda yang telah di pasang di prototype smoking area tersebut. Diilakukan penjernihan dalam waktu yang telah ditentukan. Kemudian pembangkit tegangan tinggi ini dimatikan dan dilanjutkan dengan monitoring. Didapat hasil bahwa tegangan keluaran sensor asap saat monitoring yang kedua mengalami penurunan jika dibandingkan dengan hasil monitoring yang kedua. Monitoring dapat dilakukan melalui LCD ataupun PC. Pada LCD akan di tampilkan besar tegangan keluarann sensor serta resistansi sensor sedangkan pada tampilan PC, data disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.

Secara elektronis sistem bekerja dengan baik, dimana output dari mikrokontroler atmega 8535 dapat mengirimkan data ke PC atau laptop dengan menggunakan TTL6USB Converter. Tampilan pada PC atau laptop menunjukkan adanya perubahan tegangan tiap pengambilan data.

4.2 Analisa Pengujian

4.2.1 Analisa Data Tegangan Keluaran dari Flyback

Tegangan keluaran dari flyback diuji dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan. Adapun gambar rangkaian pembagi tegangan yang digunakanterdapat pada gambar 3.6. berdasarkan gambar 3.6, tegangan keluaran dari flyback dapat diukur dengan menggunakan persamaan (2.3).

Rangkaian pembagi tegangan ini terdiri dengan R1 yang besarnya sekitar

370M: dan R2 yang besarnya sekitar 4,7 M:. Hasil tegangan terukur yang dibaca

oleh multimeter adalah sebesar 230 Volt. Berdasarkan data dan rumusan diatas, maka didapat nilai tegangan keluaran dari flyback adalah 18KVolt.

57

semakin kecil, maka nilai ppm akan semakin besar. Sebaliknya jika nilai Rs semakin besar, maka nilai ppm akan semakin kecil.

Dari penjelasan diatas, dapat disimpulkan bahwa nilai ppm berbanding lurus dengan nilai vout dari sensor MQ62 dan berbanding terbalik dengan nilai Rs dari sensor.

4.2.3 Pengukuran Tegangan keluaran dan Resistansi Sensor

Adapun data yang akan ditampilkan akan diperlihatkan pada tabel 4.1 . Tabel 4.1 Pengamatan sensor asap

No Waktu Penjernihan (s)

Kondisi Awal Kondisi Akhir V (Volt) R (K:) V (Volt) R (K:)

1 30 menit 2,124 6,364 1,704 9,090

2 25 menit 2,119 6,389 1,8115 8,272

3 20 menit 2,124 6,338 1,836 8,1

4 15 menit 2,133 6,313 1,870 7,866

Pengujian kadar asap yang dilakukan berdasarkan hasil tegangan keluaran sensor asap. Pengujian dilakukan dengan menvariasikan waktu pengaktifan tegangan tinggi DC. Hasil tegangan yang dikeluarkan oleh sensor asap akan ditampilkan pada LCD dan PC.

Berdasarkan data pengamatan, sensor MQ62 bekerja mengamati keberadaan asap rokok yang ada disekitarnya. Data diatas menunjukkan adanya penurunan tegangan keluaran dari sensor. Semakin lama waktu penjernihan dilakukan maka akan didapat nilai penurun tegangan keluaran sensor yang semakin besar.

58 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 1 2 T e ga n ga n K e lu a ra n ( v o lt )

Grafik Waktu Penetralan Asap Rokok

dengan Tegangan Keluaran Sensor MQ32

30 menit 25 menit 20 menit 15 menit

4.2.4 Hubungan Waktu Penetralan Asap Rokok Dengan Tegangan Keluaran Sensor

Berdasarkan data pada tabel pengukuran diatas, maka dapat dibuat grafik hubungan antara waktu penetralan asap rokok dengan tegangan keluaran sensor yang diperoleh seperti gambar 4.3 .

Gambar 4.3 Pengamatan Tegangan keluaran sensor asap dengan variasi waktu penetralan

Pada gambar 4.3 tampak hubungan antara waktu penetralan asap rokok dengan tegangan keluaran sensor MQ62. Grafik diatas di ambil berdasarkan tabel 4.1. berdasarkan gambar diatas, disajikan grafik yang merupakan variasi dari waktu penetralan. Ditinjau dari dua kondisi yakni kondisi awal dan kondisi akhir terhadap tegangan keluaran sensor, maka dapat kita lihat bahwa grafik dengan waktu penetralan 30 menit memiliki nilai penurunan tegangan keluaran sensor lebih besar dibandingan dengan grafik lainnya. Hal dapat diartikan bahwa semakin lama waktu penetralan maka penurunan tegangan keluaran sensor juga semakin besar. Berdasarkan dari prinsip kerja sensor yang menyatakan bahwa ppm asap rokok yang terdeteksi oleh sensor asap MQ62 sebanding dengan nilai tegangan keluaran sensor maka dapat diartikan bahwa semakin lama waktu penetralan asap rokok maka ppm kadar asap rokok akan mengalami penurunan yang semakin besar. Dengan kata lain waktu penetralan asap rokok sebanding dengan penurunan ppm kadar asap rokok yang di deteksi.

59

4.2.5 Hubungan Waktu Penetralan Asap Rokok Dengan Resistansi Sensor

Berdasarkan data pada tabel pengukuran diatas, maka dapat dibuat grafik hubungan antara waktu penetralan asap rokok dengan resistansi sensor yang diperoleh seperti gambar 4.4 berikut ini :

Gambar 4.4 Pengamatan Resistansi sensor asap dengan variasi waktu penetralan

Pada gambar 4.4 tampak hubungan antara waktu penetralan asap rokok dengan Resistansi sensor MQ62. Grafik diatas di ambil berdasarkan tabel 4.1. Berdasarkan gambar diatas, disajikan grafik yang merupakan variasi waktu penetralan. Ditinjau dari dua kondisi yakni kondisi awal dan kondisi akhir terhadap resistansi sensor, maka dapat kita lihat bahwa grafik dengan waktu penetralan 30 menit memiliki nilai kenaikan resistansi sensor lebih besar dibandingan dengan grafik lainnya. Hal ini dapat diartikan bahwa semakin besar waktu penetralan maka kenaikan resistansi sensor juga semakin besar. Nilai resistansi sesnsor berbanding terbalik dengan kadar asap rokok yang terdeteksi. Sehingga berdasarkan grafik diatas dapay diketahui bahwa semakin lama waktu penetralan maka semakin kecil kadar asap yang dideteksi.

6.000 6.400 6.800 7.200 7.600 8.000 8.400 8.800 1 2 R e si st a n si s e n so r (K 4 )

Grafik Waktu Penetralan Asap Rokok

dengan Resistansi Sensor MQ-2

30 menit 25 menit 20 menit 15 menit

!

"

# #

! !

# !

$ %

" &

#

! " #

$ % & ' ( " ) * * + *

+ * (,+ - + * " . /

/

0 % " % * % + % ) % ) " ) * * - (

) & '1 23 4 *

0 % ( ( ( - / ( ) + * *

+56# - " .#'# /

0 % % ** 1 ( + * * " . (

7 * * 8 8 * 3 * 9 * :

"8"3

. - + * *

"8+ .#'# $ + : 9 *

;* % 9 ( " * ) * ( 8 , ! *

" 6' ( ( / ) ; 8 * *

& ' 23 4: 6 <

( % 9 , % " ( ( - * 8 8

"! / * ( ) * " ) * * + * = *

8 /

) % & ( % - 0 > $

" - (

'

1.? * * 8 :

62

/ % + ) ( ( - " ( " ) * *

- + * * "8.1 . # / 3 +

+ * - +

, % " % "- ( ( - * 8 8 / *

( ( ! * * 8 * * *

= * 8 * * : /

, % " + * * "&) "8 .@ ?@' @.#'# (

! , "&)% : *

:@@ @ @ ' 1@+5 * ( < " <