TUGAS AKHIR KENDALI MODE BERURUTAN PADA TIRAI AIR( BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32)

  

TUGAS AKHIR

KENDALI MODE BERURUTAN

PADA TIRAI AIR

( BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32 )

  

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi

  

Disusun oleh :

Hendri Paulus

045114043

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

  

FINAL PROJECT

SEQUENCE CONTROL MODE

AT WATER FOUNTAIN

(

USING ATMEGA32 MICROCONTROLLER

  )

Presented For Fulfilling One Of The Requirement To Obtain Engineer

Degree In Electrical Engineering Of Science And Technology Faculty

  

Sanata Dharma University

by :

Hendri Paulus

045114043

  

ELECTRICAL ENGINEERING

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2009

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis

ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah

disebutkan dalam daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 24 Februari 2009 Penulis Hendri Paulus

MOTO DAN PERSEMBAHAN

  “DO SOMETHING FROM YOUR HEART”

LAKUKAN SEGALA SESUATU DARI DALAM

HATIMU

KAMU AKAN SELALU DIKENANG KARENA

PERBUATANMU, BUKAN KARENA KATA-

KATAMU

  Kupersembahkan Tugas Akhir Ini Untuk : Tuhan yang Maha Mulia Ayah dan Ibuku tercinta Saudara-saudaraku yang terbaik

  Dosen-dosen yang membimbingku Dan teman-teman yang selalu mendukungku

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Hendri Paulus

  Nomor Mahasiswa : 045114043

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul: KENDALI MODE BERURUTAN PADA TIRAI AIR

  (BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32)

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya

maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 24 Februari 2009 Yang menyatakan ( Hendri Paulus )

  INTISARI Tirai air banyak dijumpai pada tempat-tempat hiburan, rumah makan,

taman, kafe dan ini memberikan kesan yang sejuk. Tirai air yang konvensional

belum dikendalikan urutan jatuhnya. Melalui pengaturan urutan keluarnya air

pada tirai air akan memberikan kesan dinamis. Penelitian ini dibahas suatu

pengendali urutan jatuh pada tirai air dengan mode berurutan menggunakan

mikrokontroler.

  Dalam penelitian ini, dipelajari karakteristik dari katub air elektronis dan

bagaimana untuk mengendalikan katub air tersebut menjadi tirai air yang

terkendali urutannya. Mikrokontroler yang digunakan untuk mengendalikan

kendali mode berurutan pada tirai air dan solid state relay sebagai penggerak

katub air ini adalah mikrokontroler ATMEL AVR ATMega32.

  Kata kunci : tirai air, katub air, aplikasi mikrokontroler AVR

  

ABSTRACT

Water fountain are attracting, people like to see water fountain. Water

falling at convensional water fountain is not sequentially controlled. Water

fountain sequential controlled make water fountain more dynamic and attracting.

This research describes about designing and implementation for water fountain

controlled sequentially by micro controller.

  In this research, writer learned characteristics of water valve and how to

control those valve to make sequentially control water fountain. Writer use the

AVR ATmega32 micro controller to control sequence order and solid state relay

to drive the water valve.

  Keywords: water fountain, solenoid valve, AVR micro controller application

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis berjudul

“Kendali Mode Berurutan Pada Tirai Air (Berbasis Mikrokontroler ATmega32)”.

  Karya tulis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  

Penulisan skripsi ini didasarkan pada hasil-hasil yang penulis dapatkan selama

tahap perancangan, pembuatan dan pengujian alat.

  Penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  

1. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan semangat dan doa yang

tak pernah putus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

  

2. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I

karya tulis yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membimbing penulis.

  

3. Bapak Ir. Tjendro, selaku dosen pembimbing II karya tulis yang telah

meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membimbing penulis.

  

4. Bapak Martanto yang telah membantu dan memberikan ide-idenya kepada

penulis dalam mengerjakan karya tulis ini.

  

5. Ibu B. Wuri Harini, S.T., M.T. dan ibu Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T.,

selaku kepala program studi teknik elektro dan wakil kepala program studi teknik elektro.

  

6. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  

7. Kakak dan adik yang tersayang yang terus mendukung dan memberi

semangat kepada penulis.

  

8. Rekan satu kelompok yang telah banyak menemani dan membantu dalam

pengerjaan karya tulis ini: Khiong Hin dan Tri Joko Purnomo.

  

9. Rekan-rekan yang telah memberikan bantuan kepada penulis dalam

pengerjaan karya tulis ini: Willi (TE’04), Sevriady (TE’04), Tjin Yatmiko (TE’04), dan Andre Arief (TE’04).

  

10. Rekan-rekan lab.TA yang telah memberikan bantuan, menghibur serta

memberi semangat kepada penulis: Yohannes Eko, M. Taufiq, Eri Cahyono, Stanley Kadang, Sumin, Nova Budi. P, Ignatius Tulus, dan Vendi Purnomo.

  

11. Ari Kuncoro yang telah bersedia meminjamkan perangkatnya kepada

penulis.

  

12. Teman-teman yang terus memberi semangat dan dukungan kepada

penulis: Ariyanto, Setiawan, Denny. W, Samuel Tanjung, Akhien, Fransiska Huang, dan Winny.

  13. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  14. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

  

15. Teman-teman tim futsal yang telah menghibur selama penulis mengalami

kesulitan: Wharton Pasaribu, Y. Dedeo Indra, Zaenal Xaverius, Vicimus Bonafide, Ucok, Paranso, Chris, Hans, Tarigan, dan Waldi.

16. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elektro dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas setiap bantuannya.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dari

penulisan karya tulis ini. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat

membangun sangat penulis harapkan.

  Akhir kata, semoga skripsi ini berguna bagi semua pihak dan dapat menjadi bahan kajian lebih lanjut.

  Yogyakarta, 24 Februari 2009 Penulis Hendri Paulus

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS...................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING……………...…………………. iii

LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI............................................................. iv

LEMBAR PENYATAAN KEASLIAN KARYA............................................ v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN.................................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI........................... vii

  

INTISARI...………………………………………………………………….. viii

ABSTRACT.………………………………………………………………… ix

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

DAFTAR ISI.................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xvi

DAFTAR TABEL............................................................................................. xix

DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... xx

  

Bab I. PENDAHULUAN.....................................................................1

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

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

  1.3 Batasan Masalah....................................................................................3

  1.4 Metodologi Penelitian...........................................................................3

  1.5 Sistematika Penulisan............................................................................4

  

Bab II. DASAR TEORI.......................................................................5

  2.1 Katub Air Elektronis (Solenoid)...........................................................5

  2.2 Solid State Relay (SSR)........................................................................6

  2.3 LCD (Liquid Crystal Display) .............................................................7

  2.3.1 Gambaran Umum...................................................................7

  2.3.2 DDRAM.................................................................................9

  2.3.3 CGRAM.................................................................................9

  2.3.4 CGROM.................................................................................9

  2.3.5 Register.................................................................................11

  2.3.5.1 Register Perintah....................................................11

  2.3.5.2 Register Data.........................................................15

  2.4 Komunikasi Serial...............................................................................16

  2.4.1 Port Serial.............................................................................18

  2.4.2 RS232...................................................................................20

  2.4.3 Komunikasi Serial Dalam Visual Basic...............................22

  2.5 Mikrokontroler ATMEL AVR ATMEGA32......................................24

  2.5.1 Gambaran Umum.................................................................24

  2.5.2 Memori.................................................................................28

  2.5.3 Port Input / Output (I/O Ports) ............................................31

  2.5.4 Komunikasi Serial USART..................................................33

  2.5.4.1 UBRR....................................................................35

  2.5.4.2 UCSRB..................................................................36

  2.5.4.3 UCSRC..................................................................38

  

Bab III. RANCANGAN PENELITIAN………………………..…...41

  3.1 Perancangan Perangkat keras..............................................................41

  3.1.1 Katub Air Elektronis (Solenoid)...........................................41

  3.1.2 Penggerak Katub Air Elektronis...........................................44

  3.1.3 Tombol Pemilih Mode..........................................................46

  3.1.4 Komunikasi Serial RS232.....................................................48

  3.1.5 LCD.......................................................................................50

  3.2 Perancangan Perangkat Lunak.............................................................52

  3.2.1 Diagram Alir (Flowchart).....................................................52

  3.2.2 Program Utama.....................................................................59

  

Bab IV. HASIL DAN PEMBAHASAN……………………….........62

  4.1 Hasil Implementasi Kendali Mode Berurutan Pada Tirai Air……….62

  4.2 Hasil Pengujian Solid State Relay (SSR)………………………….…70

  4.3 Hasil Pengujian Katub Air Elektronis (Valve)…………………....…71

  4.3.1 Lebar Pulsa ON /OFF pada Valve……………...…………71

  4.3.2 Hasil Implementasi Katub Air Elektronis (Valve)………..73

  4.4 Perhitungan Fisis………………………………………………….. 76

  4.4.1 Perhitungan Tentang Benda Jatuh………………………. 76

  4.4.2 Daya Pancar Pompa Air Yang Dihubungkan Ke Valve… 78

  4.5 Hasil Pengujian Pengiriman Karakter Huruf Menggunakan Komunikasi Serial RS232…………………………………………..79

Bab V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………........ 81

  5.1 Kesimpulan………………………………………………………… 81

  5.2 Saran……………………………………………………………….. 81 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

  1. Gambar 2-1 Simbol, bagian-bagian pada katub air elektronis dan foto

katub air…………………………………………………………………

5 2. Gambar 2-2 Penggerak Solenoid katub air elektronis...............................

  6 3. Gambar 2-3 Konstruksi LCD.....................................................................

  7 4. Gambar 2-4 LCD 2 x 16............................................................................

  8 5. Gambar 2-5 Hubungan antara CGROM dengan DRAM...........................

  10

  6. Gambar 2-6 Diagram Pewaktuan Penulisan Data ke Register Perintah

Mode 4-bit..................................................................................................

  12

  7. Gambar 2-7 Diagram Pewaktuan Pembacaan Data ke Register Perintah

Mode 4-bit……………………………………………………………….

  13

  8. Gambar 2-8 Diagram Pewaktuan Penulisan Data ke Register Data Mode

4-bit............................................................................................................

  15

  9. Gambar 2-9 Diagram Pewaktuan Pembacaan Data dari Register Data

Mode 4-bit..................................................................................................

  16 10. Gambar 2-10 Sebuah Frame pada Komunikasi Serial...............................

  18

  

11. Gambar 2-11 Konfigurasi Port Serial DB-9............................................... 19

  12. Gambar 2-12 Pengiriman Huruf “A” pada Level Tegangan RS232 Dalam Format ASCII Tanpa Bit Paritas…………………………………………. 21

  

13. Gambar 2-13 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega32......................... 26

  

14. Gambar 2-14 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega32............................ 27

  

15. Gambar 2-15 Peta Memori Flash Mikrokontroler ATmega32..................... 28

  

16. Gambar 2-16 Peta Memori Data SRAM....................................................... 29

  17. Gambar 2-17 Register-Register Pada EEPROM. a) Register EEAR;

  b) Register EEDR; c)Register EECR…………………………………….. 30

  

18. Gambar 2-18 Register UBRR..................................................................... 35

  

19. Gambar 2-19 Register UCSRB................................................................... 36

  

20. Gambar 2-20 Register UCSRC................................................................... 38

  

21. Gambar 3-1 Diagram Blok Kendali Mode Berurut..................................... 41

  

22. Gambar 3-2 Susunan katub air.................................................................... 42

  

23. Gambar 3-3 Konstruksi Katub Air Elektronis............................................. 43

  

24. Gambar 3-4 Penggerak Solenoid katub air elektronis................................. 45

  

25. Gambar 3-5 Blok Diagram bagian keluaran................................................ 46

  

26. Gambar 3-6 Tombol Logika Aktif rendah................................................... 47

  

27. Gambar 3-7 Tombol Pemilih Mode............................................................. 48

  

28. Gambar 3-8 a) DB-9 Female; b) DB-9 Male…………………………….. 48

  

29. Gambar 3-9 Rangkaian IC Max232……………………………………… 49

  

30. Gambar 3-10 Rangkaian mikrokontroler ATMEGA32 dan RS232........... 50

  

31. Gambar 3-11 Interface LCD mode 8 bit..................................................... 52

  

32. Gambar 3-12 Rancangan Diagram Alir Program Utama............................ 53

  

33. Gambar 3-13 Diagram Alir Mode Wira-wiri 2........................................... 54

  

34. Gambar 3-14 Diagram Alir Penyimpanan pesan huruf pada Mode ke-5.... 55

  

35. Gambar 3-15 Diagram Alir untuk Eksekusi Instruksi Mode Huruf............ 56

  

36. Gambar 3-16 Digram Alir untuk Eksekusi Karakter Huruf……………… 57

  

37. Gambar 3-17 Diagram Alir Program pada Visual Basic............................. 59

  38. Gambar 4-1 Katub Air Elektronis (valve). a) tampak depan; b) tampak samping; c) tampak samping……………………………………………... 62

  

39. Gambar 4-2 Solid State Relay (SSR)……………………………………… 63

40. Gambar 4-3 Konstruksi pada Kendali Mode Berurutan Pada Tirai Air.

  a) Konstruksi Awal; b) Konstruksi Baru…………………………………. 64

  

41. Gambar 4-4 Minimum System ATmega32……………………………….. 66

  

42. Gambar 4-5 Rangkaian LCD beserta Tombol-tombol Pilihan…………… 66

  43. Gambar 4-6 Tampilan pada LCD. a) tampilan saat tidak ada penekanan

tombol pilihan yang menunjukkan identitas penulis; b) pilihan pertama;

c) pilihan kedua; d) pilihan ketiga; e) pilihan keempat; f) pilihan kelima;

  g) salah satu tampilan pesan huruf untuk pilihan kelima………………… 67

  44. Gambar 4-7 Rangkaian Komunikasi Serial RS232………………………

  69

  45. Gambar 4-8 Rangkaian Elektronis Kendali Mode Berurutan Pada Tirai Air………………………………………………………………………… 69

  46. Gambar 4-9 Hasil Implementasi Kendali Mode Berurutan Pada Tirai Air

  a) Tampak Depan; b) Tampak Samping………………………………….. 70

  

47. Gambar 4-10 Simulasi Gelombang ON /OFF untuk Mode Geser Kanan… 74

  

48. Gambar 4-11 Simulasi Gelombang ON /OFF untuk Mode Geser Kiri…... 74

  

49. Gambar 4-12 Simulasi Gelombang ON /OFF untuk Mode Wira-wiri 1…. 75

  

50. Gambar 4-13 Simulasi Gelombang ON /OFF untuk Mode Wira-wiri 2…. 75

  

51. Gambar 4-14 Hasil Implementasi valve untuk mode wira-wiri 2………… 75

  

52. Gambar 4-15 Ilustrasi untuk Benda Jatuh………………………………… 77

  

53. Gambar 4-16 Tampilan Objek Visual Basic untuk Perubah Pesan Huruf… 79

  DAFTAR TABEL

  

9. Tabel-2-9 Penentuan Mode Paritas...................................................... 39

  72

  14. Tabel 4-3 Hasil Pengujian Tampilan Air dengan Lebar pulsa

tertentu………………………………………………………………..

  71

  

12. Tabel 4-1 Hasil pengujian terhadap Solid State Relay (SSR)……….. 70

13. Tabel 4-2 Hasil Pengujian Lebar pulsa ON/OFF pada valve ................

  60

  

10. Tabel 3-1 Pola wira-wiri…………………………………………….. 59

11. Tabel 3-2 Pola Huruf ”S”....................................................................

  8. Tabel 2-8 Rumus Perhitungan nilai UBRR untuk berbagai Mode Operasi.................................................................................................. 36

  

1. Tabel 2-1 Konfigurasi kaki LCD...……………………………….…. 11

  

7. Tabel 2-7 Fungsi Alternatif Port D...................................................... 33

  

6. Tabel 2-6 Fungsi Alternatif Port C...................................................... 33

  

5. Tabel 2-5 Fungsi Alternatif Port B...................................................... 32

  

4. Tabel 2-4 Fungsi Alternatif Port A...................................................... 32

  25

  

2. Tabel 2-2 Perintah-perintah LCD jenis HD44780.………………..… 14

3. Tabel 2-3 Ringkasan variasi devais ATmega32..................................

  

15. Tabel 4-4 Perhitungan Ketinggian untuk Benda Jatuh………………. 77

DAFTAR LAMPIRAN

  

1. LAMPIRAN POLA HURUF A-Z……………………………….. L1

  

2. LAMPIRAN LISTING PROGRAM……………………………... L2

  

3. LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP………………………… L3

  

4. LAMPIRAN PERHITUNGAN FISIS……………………………. L4

  

5. LAMPIRAN DATASHEET……………………………………… L5

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

  Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidaklah jauh dari dunia hiburan,

entah itu yang berkaitan dengan teknologi maupun tidak. Salah satu contoh yang

berkaitan dengan teknologi adalah tirai air. Tirai air merupakan suatu air terjun

miniatur yang terdiri dari beberapa titik jatuh sehingga membentuk suatu tirai.

  

Tirai air banyak dijumpai di tempat-tempat hiburan dan rumah makan. Tirai air ini

memberikan kesan yang sejuk, sehingga dengan menggunakan tirai air ini dan

diletakkan di dekat tempat yang sering dilewati, maka siapa saja yang melihatnya

akan menikmati suasana yang diperoleh dari pemandangan dan suara yang

dihasilkan oleh tirai air.

  Pada tirai air yang konvensional , urutan jatuhnya air belum dikendalikan.

  [1]

Melalui pengaturan urutan keluarnya air pada tirai air akan memberikan kesan

dinamis. Penelitian ini dibahas suatu pengendali urutan jatuh pada tirai air dengan

mode berurutan.

  Kendali mode berurutan pada tirai air adalah suatu alat yang dapat

diprogram dengan tujuan untuk mengendalikan urutan jatuhnya air pada suatu

tirai air. Urutan jatuhnya air pada tirai air ini dapat dikendalikan menggunakan

mikrokontroler.

  2 Peralatan lain yang dibuat terdiri dari konstruksi penyangga tirai air, katub

air (valve) sebanyak 8 buah, dan kontroler yang berfungsi mengatur urutan kerja

katub air. Dalam penelitian ini, digunakan mikrokontroler ATMEL AVR

ATmega32 sebagai komponen utama untuk mengendalikan urutan pola tertentu

yang ditampilkan pada keluaran tirai air. Sakelar / switch digunakan sebagai

tombol masukan untuk memilih pola tertentu yang telah tersedia dan yang telah

diprogram ke dalam mikrokontroler.

  Hasil yang diperoleh kontroler dapat mengendalikan urutan katub air. Pola

yang tersimpan tergantung pada ketersediaan memori pada mikrokontroler.

  

Panjang tirai air tergantung pada katub air dan lama instruksi dari mikrokontroler.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan yang akan dicapai dari penelitian ini yaitu membuat suatu

peralatan yang dapat mengendalikan urutan jatuhnya air dengan pola tertentu yang

menarik dan dapat digunakan bagi masyarakat luas yang berminat dalam dunia

hiburan yang berkaitan dengan teknologi.

  Manfaat yang akan dicapai adalah: 1. Bagi masyarakat umum.

  Masyarakat dapat memajukan usahanya dengan adanya tirai air yang lebih menarik karena urutan jatuhnya air dapat dikendalikan sesuai pola-pola tertentu yang diinginkan. Selain itu, tirai air yang telah dikendalikan urutan jatuhnya air dapat membawa suasana sejuk dan damai bagi yang melihatnya.

  3

2. Untuk perkembangan ilmu pengetahuan.

  

a. menambah literatur aplikasi elektronika analog dan mikrokontroler.

  b. menambah literatur aplikasi mikrokontroler untuk bidang seni, terutama dalam dunia hiburan.

1.3 Batasan Masalah

  Pembahasan perancangan alat kendali mode berurut pada tirai air ini lebih diarahkan dan difokuskan dalam batasan-batasan masalah sebagai berikut: a. Berbasis mikrokontroler AVR ATmega32 sebagai kendali mode berurut pada tirai air.

  

b. Keluaran menggunakan katub air sebanyak 8 buah dan tampilan LCD.

  c. Pemilihan pola-pola tertentu, termasuk karakter dapat dilakukan dengan penekanan tombol-tombol pilihan.

  d. Pemakai bisa memasukkan sendiri perubahan pesan melalui RS232.

1.4 Metodologi Penelitian

  Metode yang digunakan dalam penelitian ini dilakukan dengan

mengumpulkan sejumlah referensi atau literatur dari perpustakaan, internet, dan

sebagainya mengenai mikrokontroler ATmega32, solenoid valve, driver valve,

komunikasi serial RS232, dan LCD sebagai penampilnya. Kemudian membuat

diagram alir untuk menyusun program yang akan diisi ke dalam mikrokontroler

dengan tujuan untuk mengendalikan pola-pola tertentu, dan menyusun

perancangan, serta membuat rangkain keseluruhan yang di dalamnya terdiri dari

  4

rangkaian minimum system, driver valve, dan rangkaian komunikasi serial RS232,

serta melakukan serangkaian percobaan.

1.5 Sistematika Penulisan

  Tugas akhir ini memiliki sistematika penulisan sebagai berikut:

  BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang penelitian, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II : DASAR TEORI Bab ini berisi studi pustaka tentang landasan teori penelitian: Katub air

elektronis (valve), Solid State Relay (SSR), LCD, Komunikasi Serial, dan

mikrokontroller ATmega32.

  BAB III : RANCANGAN PENELITIAN Bab ini berisi tentang diagram blok perancangan, perancangan perangkat

keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software) dari peralatan yang

akan dibuat.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil perancangan perangkat keras, data hasil pengujian, analisis data dan pembahasan. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan akhir dan saran-saran penulis tentang alat yang dibuat.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Katub Air Elektronis (Solenoid)

  Katub air elektronis terdiri dari beberapa bagian, yaitu solenoid, katub air,

dan inti kumparan. Solenoid bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetis, bila

pada kumparan diberi arus maka inti kumparan akan tertarik menuju ke tengah

kumparan, sehinnga air akan mengalir keluar melalui katub air, dan bila arus

diputus dari kumparan, maka inti kumparan akan kembali menuju posisi semula

sehingga air tidak bisa mengalir keluar. Gambar katub air dapat dilihat seperti

pada gambar 2-1. kumparan inti kumparan saluran simbol katub air elektronik

  Simbol, bagian-bagian pada katub air elektronis dan foto katub Gambar 2-1

air elektronis

  6

2.2 Solid State Relay (SSR)

  

Solid State Relay ini digunakan untuk menggerakkan solenoid katub air

elektronis. Solid State Relay adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk mengendalikan suatu instrumen yang menggunakan sumber catu AC (Alternating Current) dengan suatu masukan DC (Direct Current). Solid State Relay menggunakan prinsip saklar elektronis (switching). Sebenarnya Solid State Relay bukanlah sebuah relay, karena pada rangkaian tersebut tidak terdapat relay. Solid disebut sebagai suatu relay karena prinsip kerjanya mirip dengan State Relay prinsip kerja dari sebuah relay. Solid State Relay ini cukup handal, salah satu kelebihan adalah dapat hanya menggunakan tegangan rendah saja untuk menjalankan beban dengan catu tegangan yang lebih tinggi. Rangkaian Solid State Relay dapat dilihat pada gambar 2-2. _{520 R2} LOAD _{. 1 D1 R1 39 .} R4

  VAC _{2 4} ~ + -

  Vdc _{TRIAC . BRIDGE 3 680 U13 1 2 100nF 4 R3 6 C3 .} 220v MOC3020 ₅₆ Penggerak Solenoid katub air elektronis

  Gambar 2-2

Apabila rangkaian penggerak solenoid katub air elektronis diberi tegangan

masukan dc, maka beban yang membutuhkan sumber catu ac akan aktif. Begitu

  7

juga sebaliknya apabila tidak diberi tegangan masukan, maka beban akan

langsung berhenti / tidak aktif.

  2.3 LCD (Liquid Crystal Display) 2.3.1 Gambaran Umum.

  Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) adalah komponen yang berfungsi untuk menampilkan suatu karakter pada suatu tampilan (display) dengan bahan utama yang digunakan berupa Liquid

  . Apabila diberi arus listrik sesuai dengan jalur yang telah Crystal dirancang pada konstruksi LCD, Liquid Crystal akan berpendar menghasilkan suatu cahaya dan cahaya tersebut akan membentuk suatu

  [2] karakter tertentu. Gambar konstruksi LCD dapat dilihat pada gambar 2-3.

  

Gambar 2-3 Konstruksi LCD

  8 [3] [4]

  LCD yang sering digunakan adalah jenis LCD M1632. M1632

merupakan modul LCD dengan tampilan 2 x 16 (2 baris, 16 kolom)

dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan

mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.

  

Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai

pengendali LCD memiliki CGROM (Character General Read Only

), CGRAM (Character General Random Access Memory) , dan

  Memory

DDRAM (Display Data Random Access Memory). LCD bertipe ini

memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara

8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3

untuk jalur kontrol & 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8

bit maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 8 untuk jalur

data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register

  ) dan R/W (Read/Write). Berikut adalah contoh LCD (2 x 16) yang Select digunakan:

  

Gambar 2-4 LCD 2 x 16

  9

  2.3.2 DDRAM DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan

berada. Sebagai contohnya untuk karakter ”L”atau 4CH yang ditulis pada

alamat 00, karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom

pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis pada alamat 40, maka

karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.

  2.3.3 CGRAM CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah

karakter di mana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan.

  

Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola

karakter akan hilang.

  2.3.4 CGROM CGROM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah

karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari

  

HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubahnya lagi. Namun

karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut tidak akan hilang

walaupun power supply tidak aktif.

  Tampilan karakter pada LCD ini menggunakan kode ASCII.

Tampilan karakter pada LCD dengan kode ASCII-nya sekaligus hubungan

antara CGROM dengan DDRAM dapat dilihat pada gambar 2-5 di bawah

ini.

  10 Hubungan antara CGROM dengan DRAM

  Gambar 2-5 Pada gambar 2-5, terlihat pola-pola karakter yang tersimpan dalam

lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan

menampilkan data 4CH yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780

akan mengambil data di alamat 4CH (0100 1100) yang ada pada CGROM,

yaitu pola karakter ”L”. Untuk konfigurasi kaki keluaran LCD dapat

dilihat pada tabel 2.1.

  11

Tabel 2.1 Konfigurasi kaki LCD

  No Nama Pin Deskripsi

  1 GND 0 v

  2 VCC +5 v

  3 VEE Tegangan Kontras LCD

  4 RS Register Select, (0=Register Perintah, 1=Register Data)

  5 R/W 1=Read, 0=Write Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan

  6 E data

  7 D0 Data Bus 0

  8 D1 Data Bus 1

  9 D2 Data Bus 2

  10 D3 Data Bus 3

  11 D4 Data Bus 4

  12 D5 Data Bus 5

  13 D6 Data Bus 6

  14 D7 Data Bus 7

  15 Anode Tegangan Positif Backlight

  16 Katode Tegangan Negatif Backlight

2.3.5 Register

  HD44780 memiliki dua buah register yang aksesnya diatur menggunakan kaki RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah register perintah, dan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data.

2.3.5.1 Register Perintah

  Register tersebut adalah register di mana perintah-perintah dari mikrokontroler ke HD44780 pada saat proses penulisan data atau tempat status dari HD44780 dapat dibaca pada saat pembacaan data.

  12

a) Penulisan Data ke Register Perintah

  Penulisan data ke register perintah dilakukan dengan tujuan

mengatur tampilan LCD, inisialisasi, dan mengatur Address

maupun Address Data. Gambar 2-6 menunjukkan proses

  Counter

penulisan data ke register perintah menggunakan mode 4-bit

. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke interface

register perintah. RW berlogika 0 menunjukkan proses penulisan

data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit-7 sampai bit-4) terlebih

dahulu dikirimkan diawali pulsa logika 1 pada E clock. Selanjutnya

Nibble rendah (bit-3 sampai bit-0) dikirimkan diawali pulsa logika

1 pada E clock lagi. Untuk mode 8-bit interface, proses penulisan

dapat dilakukan langsung 8-bit (bit-7........bit-0) diawali pulsa

logika 1 pada E clock.

  

Gambar 2-6 Diagram Pewaktuan Penulisan Data ke Register

Perintah Mode 4-bit

  13

b) Pembacaan Data dari Register Perintah

  Proses pembacaan data dari register perintah biasa digunakan untuk melihat status busy dari LCD atau membaca . RS diatur pada logika 0 untuk akses ke register