TUGAS AKHIR PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT BERKAKI PEMADAM API

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

TUGAS AKHIR

PENERAPAN METODE GERAKAN SEMUT PADA ROBOT

BERKAKI PEMADAM API

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

ARIE WONGSO

  

NIM : 075114009

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

FINAL PROJECT

APPLICATION ANT GAIT ON THE FIRE EXTINGUISHER

LEGGED ROBOT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Electrical Engineering Study Program

ARIE WONGSO

NIM : 075114009

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

MOTTO:

Anda bisa sukses, sekalipun tak ada orang yang percaya anda

bisa. Tapi anda tak pernah akan sukses jika tidak percaya pada diri

sendiri.

  Skripsi ini kupersembahkan untuk… Papa dan Mama tercinta… Lina, Mulyono, dan Sunita adekku tersayang yang selalu memberikan dukungan dan support untukku

  

…

Selyna wong tercinta yang memberikan semangat, dukungan dan warna baru dalam hidupku…

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) menjadi sebuah wadah bagi seluruh

universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu pengetahuan

di bidang robot. Robot berkaki 6 ini membantu mahasiswa dalam mengembangkan,

mempelajari, dan memberikan wawasan gerakan semut.

  Robot ini dikendalikan dengan 2 mikrokontroler yaitu mikrokontroler

ATmega8535 dan Atmega128. Robot ini memiliki tombol yang dirancang untuk memilih

pola gerakan pada robot dan memiliki LCD yang menampilkan status dari sensor api.

Aktuator pada setiap kaki robot menggunakan motor servo dan dilengkapi sensor TPA81

sebagai pendeteksi keberadaan api. Robot juga dilengkapi dengan kipas untuk

memadamkan api.

  Hasil dari Tugas akhir ini yaitu sebuah robot pemadam api berkaki 6 dengan

metode gerakan semut sudah berhasil dibuat. Gerak rotasi gerakan tripod lebih stabil

daripada gerakan metachronal. Gerakan metachronal lebih cepat 1,45 detik daripada

gerakan tripod. Robot sudah bisa menemukan api dan memadamkan api 100%.

  

Kata kunci : Tripod, Metachronal, Mikrokontroler Atmega128, Mikrokontroller Atmega

8535

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

ABSTRACT

KRCI (Indonesian Intelligent Robot Contest) becomes a container for all

universities in Indonesia to appreciate the creativity, innovation and knowledge of robotic.

Six legged robot help students to develop, learn, and give concept of ant movement.

  This robot is controlled by two microcontroller which are the microcontroller

ATmega8535 and ATmega128. The robot has button that designed to select movement

patterns of the robot, and LCD to view status of fire sensor. Actuator on each robot’s legs

using servo motor and equipped with sensor TPA81 to detect position of fire. Robot is also

equipped with fan to extinguish the fire.

  The results of this final research is a six legged robot fire extinguisher with ant gait

method has successfully created. Tripod movement is more stable than metachronal

movement on rotational motion. Metachronal movements 1.45 seconds faster than tripod

movement. Robot has found the fire and extinguish the fire 100%.

  Key words: Tripod, Metachronal, ATmega128, ATmega 8535, ant movement

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul

  “Penerapan Metode Gerakan Semut Pada Robot Berkaki Pemadam Api” ini dapat diselesaikan dengan baik.

  Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa

Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan,

gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

  

1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  

2. Ibu Wuri Harini S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan.

  

3. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan

bimbingan kepada peneliti selama kuliah.

  

4. Bapak dan Ibuku tercinta, Kakakku, Adikku, Pacarku, serta keluarga yang telah

memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  

5. Teman-teman seperjuangan: Addy Heriadi Jauhari patner dalam pembuatan robot,

Christian Novianto S.T. yang sudah memberikan masukkan dan teman-teman angkatan 2007 untuk kebersamaan dan dukungannya.

  

6. Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu-persatu atas bantuan,

bimbingan, kritik dan saran.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ........................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................... vii

  

INTISARI ...................................................................................................................... viii

ABSTRACT .................................................................................................................. ix

KATA PENGANTAR .................................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xvii

  BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

  1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

  1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2

  1.4 Metodologi Penelitian......................................................................................... 2

  BAB II DASAR TEORI ............................................................................................... 5

  2.1 Mikrokontroler AVR .......................................................................................... 5

  2.1.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535 ...................................... 6

  2.1.2 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535 ....................................... 7

  2.1.3 Pewaktuan CPU ................................................................................... 8

  2.1.4 Pewaktu atau Pencacah 16 Bit ............................................................. 9

  2.1.5 Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK) ............................... 10

  2.1.6 Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) ................................... 10

  

2.2 Mikrokontroler ATmega128 ............................................................................... 11

  2.2.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128 ........................................ 12

  

2.3 Program Pendukung ........................................................................................... 13

CodeVision AVR 1.25.8 Profesional.................................................... 13

  2.3.1

  

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

2.4 TPA81 Thermopile Array ................................................................................... 14

  2.4.1 Field of View (FOV) ............................................................................ 15

  2.4.2 Connections ......................................................................................... 15 Register ................................................................................................ 16

  2.4.3

  

2.5 Motor Servo ........................................................................................................ 17

  

2.6 LCD .................................................................................................................... 18

  

2.7 Semut .................................................................................................................. 19

  

2.8 Konfigurasi Transistor Feedback Pair ............................................................... 20

  

BAB III RANCANGAN PENELITIAN ..................................................................... 22

  

3.1 Perancangan Perangkat Keras ............................................................................ 23

  3.1.1 Desain Mekanik Robot ........................................................................ 23

  3.1.2 Rangkaian Sensor TPA81 .................................................................... 24

  3.1.3 Rangkaian LCD ................................................................................... 25

  3.1.4 Rangkaian Driver Kipas ...................................................................... 25

  3.1.5 Rangkaian Current Booster ................................................................. 26

  

3.2 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................................ 29

  3.2.1 Diagram Alir Utama ............................................................................ 29

  3.2.2 Diagram Alir Subrutin Maju Tripod .................................................... 30

  3.2.3 Diagram Alir Subrutin Mundur Tripod ............................................... 31

  3.2.4 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Tripod ........................................... 32

  3.2.5 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Tripod ....................................... 33

  3.2.6 Diagram Alir Subrutin Maju Metachronal .......................................... 34

  3.2.7 Diagram Alir Subrutin Mundur Metachronal ..................................... 35

  3.2.8 Diagram Alir Subrutin Belok Kiri Metachronal ................................. 36

  3.2.9 Diagram Alir Subrutin Belok Kanan Metachronal ............................. 37

  3.2.10 Diagram Alir Subrutin Netral .............................................................. 38

  3.2.11 Diagram Alir Subrutin Api .................................................................. 39

  

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 40

  

4.1 Implementasi Alat............................................................................................... 40

  

4.2 Pengujian Metachronal Gait dan Tripod Gait .................................................... 44

  

4.3 Pengujian Waktu Maju, Mundur, Putar Kanan dan Putar Kiri ........................... 45

  

4.4 Pengujian Robot Saat Posisi Berputar ................................................................ 46

  

4.5 Pengujian Data Pemadaman Api ........................................................................ 47

  

4.6 Pengujian Mekanik Robot .................................................................................. 48

  

4.7 Pengujian Rangkaian Regulator Servo ............................................................... 48

  

4.8 Pengujian Rangkaian Regulator Sensor Api, LCD, dan Kipas .......................... 49

  

4.9 Perbandingan Antara Gerakan Metachronal dan Gerakan Tripod ..................... 50

  

4.10 Pembahasan Program pada Mikrokontroler ....................................................... 51

  4.10.1 Pembahasan Program Untuk Sistem Sensor, Kipas dan LCD............. 51

  4.10.2 Pembahasan Program Servo ................................................................ 54

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................................ 72

  

5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 72

  

5.2 Saran ................................................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 73

LAMPIRAN .................................................................................................................. 74

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan .......................................................................... 3Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535 .............................................................. 6Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535 ........................................... 7Gambar 2.3 Menggunakan Osilator Internal ................................................................ 8Gambar 2.4 Menggunakan sumber detak eksternal ...................................................... 8Gambar 2.5 Distribusi pewaktu .................................................................................... 8Gambar 2.6 Register TCCR1B ..................................................................................... 9Gambar 2.7 Register TIMSK ........................................................................................ 10

  Register

Gambar 2.8 TIFR ............................................................................................ 10Gambar 2.9 Susunan kaki-kaki ATmega128 ................................................................ 12

  ...................................................... 14

Gambar 2.10 Worksheet dan toolbar code vision AVRGambar 2.11 TPA81 Thermopile array .......................................................................... 14Gambar 2.12 Sudut pandang TPA81 .............................................................................. 15Gambar 2.13 Konfigurasi pin TPA81 ............................................................................. 16Gambar 2.14 Motor servo ............................................................................................... 17Gambar 2.15 Timing pulsa servo .................................................................................... 18Gambar 2.16 Semut ........................................................................................................ 19Gambar 2.17 Pola gerakan metachronal ......................................................................... 20Gambar 2.18 Pola gerakan tripod ................................................................................... 20Gambar 2.19 Konfigurasi feedback pair ......................................................................... 20Gambar 3.1 Blok diagram perancangan sistem pada robot ......................................... 22Gambar 3.2 Tampak depan ........................................................................................... 23Gambar 3.3 Tampak samping ....................................................................................... 23Gambar 3.4 Tampak atas .............................................................................................. 24Gambar 3.5 Tampak belakang ...................................................................................... 24Gambar 3.6 Rangkaian tambahan sensor TPA81 ......................................................... 24Gambar 3.7 Rangkaian LCD ......................................................................................... 25Gambar 3.8 Rangkaian driver kipas ............................................................................. 26Gambar 3.9 Rangkaian current booster ........................................................................ 27

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.10 Rangkaian feedback pair ........................................................................... 27Gambar 3.11 Diagram alir utama .................................................................................... 29Gambar 3.12 Diagram alir subrutin gerak maju tripod gait ........................................... 30Gambar 3.13 Diagram alir subrutin gerak mundur tripod gait ....................................... 31Gambar 3.14 Diagram alir subrutin belok kiri tripod gait .............................................. 32Gambar 3.15 Diagram alir subrutin gerak belok kanan tripod gait ................................ 33Gambar 3.16 Diagram alir subrutin gerak maju metachronal gait ................................. 34Gambar 3.17 Diagram alir subrutin gerak mundur metachronal gait ............................ 35Gambar 3.18 Diagram alir subrutin gerak belok kiri metachronal gait ......................... 36Gambar 3.19 Diagram alir subrutin gerak belok kanan metachronal gait ..................... 37Gambar 3.20 Diagram alir subrutin netral ...................................................................... 38Gambar 3.21 Diagram alir subrutin api .......................................................................... 39Gambar 4.1 Tampak atas .............................................................................................. 40Gambar 4.2 Tampak depan ........................................................................................... 41Gambar 4.3 Tampak samping ....................................................................................... 41Gambar 4.4 Tampak belakang ...................................................................................... 41Gambar 4.5 Regulator sensor ........................................................................................ 42Gambar 4.6 Regulator servo ......................................................................................... 42Gambar 4.7 Modul LCD ............................................................................................... 42Gambar 4.8 Modul ATmega128 ................................................................................... 43Gambar 4.9 Modul ATmega8535 ................................................................................. 43Gambar 4.10 Sensor TPA81 ........................................................................................... 43Gambar 4.11 Metachronal gait ....................................................................................... 44Gambar 4.12 Tripod gait ................................................................................................. 44Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu pergerakan .................................................... 46Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu pemadaman api ............................................ 47

  DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Prescaler timer/counter 1 ..................................................................... 9 Tabel 2.2

  Register TPA81 .................................................................................... 16

Tabel 2.3 Command dan action TPA81 ............................................................... 17Tabel 2.4 Konfigurasi pin LCD ............................................................................ 18Tabel 4.1 Perbandingan waktu pergerakan ........................................................... 45Tabel 4.2 Pengujian posisi .................................................................................... 46Tabel 4.3 Perbandingan waktu memadamkan api ................................................ 47Tabel 4.4 Pengukuran arus servo .......................................................................... 49Tabel 4.5 Pengukuran arus regulator sensor api, LCD, dan kipas ........................ 49Tabel 4.6 Perbandingan gerakan ........................................................................... 50

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  KRCI (Kontes Robot Cerdas Indonesia) setiap tahun dengan tujuan untuk

menumbuh-kembangkan dan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan dan teknologi serta

mengembangkan kreativitas dan inovasi mahasiswa. KRCI menjadi sebuah wadah bagi

seluruh universitas di Indonesia untuk mengapresiasikan kreativitas, inovasi dan ilmu

pengetahuan di bidang robot.

  Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat sebuah robot berkaki 6 yang

diharapkan mampu bersaing dalam KRCI serta bisa berguna bagi mahasiswa khususnya

mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari dan mengembangkan robot berkaki ini

menjadi lebih kompetitif.

  Robot berkaki 6 ini akan dibuat dengan meniru gerakan semut saat berjalan. Semut

merupakan salah satu hewan berkaki 6 dan sering dijumpai dimana-mana. Meskipun

ukuran tubuhnya relatif sangat kecil, semut adalah hewan terkuat kedua di dunia. Bila

dibandingkan dengan gajah yang hanya mampu menopang beban dengan berat 2 kali dari

berat badannya sendiri, semut jantan mampu menopang beban dengan berat 50 kali dari

berat badannya sendiri.

  Robot berkaki 6 yang terinspirasi dari semut sudah pernah dibuat sebelumnya, yaitu

insect inspired actively compliant hexapod capable of object manipulation [1] dan insect

inspired actively compliant robotic hexapod

  [2]. Konstruksi badan robot ini dibuat

menyerupai semut, dengan pola gerakan berjalan menyerupai stick insect (serangga dengan

bentuk badan seperti tongkat). Robot ini bisa menentukan beban total yang dibawa robot

secara otomatis.

  Robot berkaki 6 yang akan dibuat, meniru 2 pola gerakan semut yaitu metachronal

gait dan tripod gait. Robot ini dilengkapi dengan sensor api. Sensor api digunakan untuk

mendeteksi keberadaan api dalam ruangan. Robot akan berjalan meniru 2 pola gerakan

semut di dalam ruangan. Kemudian robot akan mendeteksi keberadaan api di dalam

ruangan dan memadamkan api dengan kipas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Tujuan dari penelitian ini adalah:

  b. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari dan menentukan komponen-komponen yang dibutuhkan dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan.

  Penulisan skripsi ini menggunakan metode sebagai berikut :

a. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku, artikel dan jurnal-jurnal.

  h. Menggunakan lilin sebagai sumber api.

  g. Memadamkan api dan mendeteksi api dengan menggunakan sensor TPA81.

  

f. Robot berjalan meniru 2 gerakan semut saat berjalan dengan tombol pemilihan.

  e. Menggunakan bahasa pemrograman C untuk mengendalikan motor servo dan menjalankan sensor.

  d. Setiap kaki menggunakan 3 buah motor servo.

  2

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

  b. Menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 dan ATMega 128.

  Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a. Menggunakan TPA81 sebagai sensor api.

  d. Memberikan pemilihan gerakan yang efisien pada robot berkaki enam.

  c. Memberikan wawasan gerakan semut pada mahasiswa.

  b. Membantu mahasiswa khususnya mahasiswa Sanata Dharma untuk mempelajari dan mengembangkan robot ini menjadi lebih kompetitif.

  a. Membantu mengembangkan robot berkaki 6 dan diharapkan mampu berkompetisi di KRCI.

  Manfaat dari penelitian ini adalah:

  

b. Menghasilkan robot yang dapat melacak serta memadamkan api secara otomatis.

  a. Menghasilkan sebuah robot berkaki 6 yang berjalan meniru 2 gerakan semut yaitu metachronal gait dan tripod gait.

1.3 Batasan Masalah

  c. Menggunakan motor servo Tower Pro MG945.

1.4 Metodologi Penelitian

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3

c. Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem akan bekerja apabila user

menekan tombol start pada robot. Setelah itu mikrokontroler 1 akan menjalankan sensor api dan kipas, sedangkan mikrokontroler 2 akan menjalankan motor servo. Robot berjalan meniru gerakan semut saat berjalan, kemudian robot mencari sumber api dengan sensor api dan memadamkan api dengan kipas.

Gambar 1.1. Blok model perancangan

  

d. Pada gambar 1.1 dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler 1 mengendalikan kipas

dan sensor api. Kipas akan diaktifkan oleh mikrokontroler 1 apabila robot sudah dekat dengan sumber api. Kemudian untuk mendeteksi dan mendekati sumber api, mikrontroler 1 mengaktifkan sensor api dan membaca nilai-nilai suhu yang terdeteksi oleh sensor api. Setelah itu mikrokontroler 1 akan berkomunikasi satu arah dengan mikrokontroler 2 untuk menggerakkan motor servo.

e. Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara mengambil beberapa gambar masing-masing gerakan robot pada saat berjalan.

  Setelah itu dilakukan perhitungan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan api. Percobaan akan dilakukan dengan 3 letak lilin pada posisi yang berbeda.

  

f. Analisa dan kesimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan

membandingkan gambar robot masing-masing gerakan saat berjalan , dengan gerakan semut saat berjalan. Setelah itu menguji 2 gerakan semut pada robot

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  4

dengan cara membandingkan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mendekati

dan memadamkan api. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan

menentukan gerakan yang lebih cepat diantara 2 gerakan semut pada robot.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

  Mikrokontroler adalah suatu kombinasi mikroprosesor, piranti I/O (Input/Output)

dan memori, yang terdiri atas ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access

Memory ), dalam bentuk keping tunggal (single chip). Mikrokontroler ATmega8535 adalah

mikrokontroler 8 bit buatan ATMEL dengan 8 KByte System Programable Flash dengan

teknologi memori (nonvolatile), kepadatan tinggi, dan kompatibel dengan pin out dan set

instruksi standar industri MCS51 INTEL. Arsitektur yang digunakan dengan RISC

(Reduce Instruction set in singgle chip). Mikrokontroler ATmega8535 memiliki

karakteristik sebagai berikut [3]: 1. Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

  2. Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

  3. Programmable Flash Memory sebesar 8 K Byte.

  4. Memiliki 512 Bytes EEPROM yang dapat diprogram.

  5. Ketahanan (endurance) : 10.000 siklus tulis/hapus.

  6. Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

  7. Fully Static Operation : 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega8535.

  8. Dua level Program Memory Lock yaitu flash program dan EEPROM data security.

  9. RAM Internal 128 X 8 bit.

  10. Memiliki 32 jalur I/O yang dapat diprogram.

  11. Satu pencacah 8 bit dengan separate prescaler.

  12. Satu pencacah16 bit dengan separate prescaler.

  13. Sumber interupsi (interrupt source) eksternal dan internal.

  14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter ) yang dapat diprogram.

  15. Low-power Idle dan Power-down Model.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  6

2.1.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega8535 [3]

  Bentuk kemasan dan susunan kaki-kaki mikrokontroler dari ATmega8535 diperlihatkan seperti pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Susunan kaki-kaki ATmega8535 Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

  1. VCC (kaki 10) dihubungkan ke Vcc.

  2. GND (kaki 11) dihubungkan ke ground.

  3. Port A (PA7..PA0) (kaki 33-40) merupakan port ADC sebagai input analog. Port A akan menjadi port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O, jika ADC tidak digunakan.

  Port ini berfungsi sebagai port data/alamat I/O ketika menggunakan SRAM eksternal.

  4. Port B (PB7..PB0) (kaki 8-1) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O, untuk berbagai keperluan (multi purpose).

  5. Port C (PC7..PC0) (kaki 29-22) adalah port 8 bit dua arah I/O, dengan internal pull-up resistor. Port C ini juga berfungsi sebagai port alamat ketika menggunakan SRAM eksternal.

  6. Port D (PD7..PD0) (kaki 21-14) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull- up internal. Port D juga dapat berfungsi sebagai terminal khusus.

  7. Reset (kaki 9) ketika kondisi rendah dimana lebih lama dari 50 nS mikrokontroler akan reset walaupun detak tidak berjalan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  7

  8. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi rangkaian operasi detak internal.

  9. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

  10. ICP (kaki 20) adalah masukan bagi masukan fungsi Capture Timer/counter1.

  11. OC1B (kaki 18) adalah kaki keluaran bagi fungsi Output CompareB keluaran Timer/Counter1 .

  12. Aref adalah pin referensi analog untuk A/D Converter (ADC)

2.1.2 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535 [3]

  ATmega8535 mempunyai 32 general purpose register (R0..R31) yang terhubung

langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU), sehingga register dapat diakses dan

dieksekusi hanya dalam waktu satu siklus clock. ALU merupakan tempat dilakukannya

operasi fungsi aritmetik, logika dan operasi bit. R30 disebut juga sebagai Z-Register, yang

digunakan sebagai register penunjuk pada pengalamatan tak langsung. Didalam ALU

terjadi operasi aritmetik dan logika antar register antara register dan suatu konstanta,

maupun operasi untuk register tunggal (single register). Berikut arsitekturnya yang

ditunjukkan blok diagram pada gambar 2.2

Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  8

2.1.3 Pewaktuan CPU [3]

  Mikrokontroler ATmega8535 memiliki osilator internal (on chip osilator) yang

dapat digunakan sebagai sumber detak bagi CPU. Untuk menggunakan osilator internal

diperlukan sebuah kristal atau resonator keramik antara kaki Xtal1 dan kaki Xtal2 dan dua

buah kapasitor yang ditambahkan seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Menggunakan osilator internalGambar 2.4 Menggunakan sumber detak eksternalGambar 2.5 Distribusi pewaktu (clock)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  9

2.1.4 Pewaktu atau Pencacah 16 Bit [3]

  Pencacah pada ATmega8535 diatur oleh register TCCR1B (Timer/Counter1 Control Register B ). Register TCCR1B dijelaskan pada Gambar 2.6

Gambar 2.6 Register TCCR1B Penjelasan dari masing-masing bit adalah sebagai berikut:

   Bit 7 ICNC1 (Input Capture1 Noise Canceler (4 CKs). Bit ini berfungsi meng- enable /disable fungsi noise canceler.  Bit 6 ICES1 (Input Capture1 Edge Select). Bit ini berfungsi memilih jenis tepian untuk memicu ICP.  Bit 4:3 WGM13:2 (Waveform Generation Mode). Bit ini berfungsi mengaktifkan fungsi Waveform Generation.  Bit 2:0 CS12, CS11, CS10: Clock Select1, Bits 2, 1 dan 0

Tabel 2.1. Prescaler Timer/Counter1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  10

2.1.5 Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK)

Gambar 2.7 Register TIMSK

   Bit 5 TICIE 1 (Input Capture Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk mengaktifkan interupsi input capture (penangkap kejadian pada pin ICP1/PB0) ketika bit ini di set.

   Bit 4 OCIE

  1 A (Output Compare A Match Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk mengaktifkan interupsi Output Compare A Match ketika bit ini di set.

   Bit 3 OCIE B (Output Compare B Match Interrupt Enable).

  1 Bit ini berguna untuk mengaktifkan interupsi Output Compare B Match ketika bit ini di set.

   Bit 2 TOIE 1 (Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable). Bit ini berguna untuk mengaktifkan interupsi Overflow TCNT 1 ketika bit ini di set.

2.1.6 Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR)

Gambar 2.8 Register TIFR

   Bit 5 ICF 1 (Input Capture Flag). Bit ini akan set secara otomatis ketika menangkap trigger pada pin ICP. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vector interupsi input capture. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

   Bit 4 OCF

1 A (Output Compare A Match Flag). Bit ini akan set secara otomatis

  ketika terjadi compare match A. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vector interupsi output compare A . Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  11  Bit 4 OCF B (Output Compare B Match Flag). Bit ini akan set secara otomatis

  1 ketika terjadi compare match B. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vector interupsi output compare B . Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

   Bit 2 TOV 1 (Timer/Counter1, Overflow Flag). Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi overflow pada register pencacah TCNT1. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vector interupsi overflow timer/counter1. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set.

2.2 Mikrokontroler ATmega128 [4]

  Mikrokontroler ATmega128 adalah mikrokontroler 8 bit buatan ATMEL dengan

128 KByte System Programable Flash dengan teknologi memori (nonvolatile), kepadatan

tinggi, dan kompatibel dengan pin out dan set instruksi standar industri MCS51 INTEL.

Arsitektur yang digunakan dengan RISC (Reduce Instruction set in singgle chip).

Mikrokontroler ATmega128 memiliki karakteristik sebagai berikut [3]: 1. Kompatibel dengan produk keluarga MCS51.

  2. Dapat digunakannya bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

  3. Programmable Flash Memory sebesar 128 K Bytes.

  4. Memiliki 4 K Bytes EEPROM yang dapat diprogram.

  5. Ketahanan (endurance) : 10.000 siklus tulis/hapus.

  6. Jangkauan operasi : 4,5 – 5,5 Volt.

  7. Fully Static Operation : 0 Hz – 16 MHz untuk ATmega128.

  8. Dua level Program Memory Lock yaitu flash program dan EEPROM data security.

  9. RAM Internal 128 X 8 bit.

  10. Memiliki 48 jalur I/O yang dapat diprogram.

  11. Dua pencacah 8 bit dengan separate prescaler.

  12. Dua tambahan pencacah16 bit dengan separate prescaler.

  13. Sumber interupsi (interrupt source) eksternal dan internal.

  14. Kanal pengirim-penerima tak serempak universal (UART-UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter ) yang dapat diprogram.

  15. Low-power Idle dan Power-down Model.

  16. Memiliki 6 channel PWM.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  12

2.2.1 Susunan Kaki Mikrokontroler ATmega128

  Bentuk kemasan dan susunan kaki mikrokontroler dari ATmega128 diperlihatkan seperti pada gambar 2.9

Gambar 2.9 Susunan kaki-kaki ATmega128 Penjelasan dari masing-masing kaki adalah sebagai berikut:

  1. VCC (kaki 52) dihubungkan ke Vcc.

  2. GND (kaki 53) dihubungkan ke ground.

  3. Port A (PA7..PA0) (kaki 44-51) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O dengan pull up internal.

  4. Port B (PB7..PB0) (kaki 17-10) merupakan port 8 bit dua arah (bidirectional) I/O dengan pull up internal.

  5. Port C (PC7..PC0) (kaki 42-35) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan internal pull- up resistor.

  6. Port D (PD7..PD0) (kaki 32-25) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull- up internal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  13

  7. Port E (PD7..PD0) (kaki 32-25) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull- up internal.

  8. Port F (PD7..PD0) (kaki 9-2) adalah port yang difungsikan sebagai masukkan analog ADC. Port F akan berfungsi sebagai port 8 bit dua arah I/O, jika tidak difungsikan sebagai masukkan analog A/D Converter (ADC).

  9. Port G (PD4..PD0) (kaki 19-18,34-33) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan resistor pull-up internal.

  10. Reset (kaki 9) ketika kondisi rendah dimana lebih lama dari 50 nS mikrokontroler akan reset walaupun detak tidak berjalan.

  11. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi penguat osilator terbalik dan masukan bagi rangkaian operasi detak internal.

  12. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari penguat osilator terbalik.

  

13. AVCC adalah pin penyuplai tegangan untuk port F dan A/D Converter (ADC).

  14. Aref adalah pin referensi analog untuk A/D Converter (ADC).

  Register TCCR1B, Timer/Counter Interrupt Mask Register (TIMSK), dan

Timer/Counter Interrupt Flag Register (TIFR) untuk ATmega128 sama dengan register

ATmega8535.

2.3 Program Pendukung

  Pada pembuatan program mikrokontroler, dibutuhkan sebuah software untuk

menulis dan menempatkan program. Software pendukung yang digunakan pada modul ini

adalah codevision AVR versi 1.25.8 profesional.

2.3.1 CodeVision AVR 1.25.8 Profesional