SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN TEKNOLOGI RS485 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR

  

SISTEM PENGENDALI LAMPU DENGAN

TEKNOLOGI RS485 BERBASIS

MIKROKONTROLER AVR

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Elektro

oleh :

Agustinus Robby Sulistiawan

  

NIM : 025114045

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

LAMP CONTROLLER SYSTEM USING AVR

MICROCONTROLLER BASED ON RS485

TECHNOLOGY

Presented as Partial Fullfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Electrical Engineering Study Program

By :

Agustinus Robby Sulistiawan

  

Student Number : 025114045

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2007

HALAMAN 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 kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

  Yogyakarta, 29 November 2007 Penulis Agustinus Robby Sulistiawan

  PERSEMBAHAN

  Dengan tulus hati penulis mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada : Alm.Papa Ngadiran, Mama samini, kakakku Asmarani,

  Joko dan Adikku Ardhina tercinta

  ,

  yang dengan setia mendoakan, memperhatikan, membimbing, mengasihi dan menyayangiku.

  Yohana Erika Pratama yang dengan setia memberi spirit, perhatian dan kasih sayang.

  Sahabat-sahabatku Teknik Elektro 2002 Yang selalu mendukung, memberi semangat serta masukkan

  Konco-konco qu kost Patria yang selalu mendukung dan memberi semangat.

  Almamaterku Yang dengan sabar memberi didikan dan tuntunannya.

  

MOTTO

“Segala perkara dapat ku tanggung didalam DIA yang memberi

kekuatan kepadaku” (Filipi 4:13)

  

Sukses berasal dari ”AKU BISA” gagal berasal dari ”AKUTIDAK

BISA”

Jangan takut akan tekanan INGAT, tekananlah yang membuat

batubara menjadi berlian

  INTISARI

  Berkembangnya bidang elektronika sekarang, membuat pengendalian terhadap alat-alat elektronika dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Teknologi RS-485 merupakan salah satu sistem komunikasi yang dapat digunakan dalam sistem pengendalian. Dimana dengan teknologi ini dapat menghubungkan 32 unit peralatan elektronika dengan menggunakan dua kabel saja.

  Dengan memanfaatkan teknologi RS-485 maka dibuat suatu alat untuk mengendalikan lampu dari jarak jauh. Pengendalian menggunakan sebuah keypad untuk menentukan kondisi lampu. Masukan data tersebut kemudian diolah oleh

  

control unit . Pada bagian ini terdapat 3 buah mikrokontroler ATMega8535

  sebagai pusat pengendali. Sebuah mikrokontroler master berfungsi untuk menampilkan pada LCD lampu ke berapa yang ingin dikendalikan. Dan dua buah mikrokontroler slave berfungsi untuk mengolah data masukan dari keypad. Tranmisi data antara mikrokontroler master dengan mikrokontroler slave menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.

  Alat pengendali lampu ini sudah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Keadaan kondisi lampu sudah sesuai dengan masukan dari keypad.

  Kata kunci : Pengendali lampu, aplikasi mikrokontroler ATMega8535, sistem komunikasi serial RS-485.

  

ABSTRACT

  Current development in electronic engineering produce lots of method in controlling electronic apparatus. RS-485 technology is one of the communication system used in the control system. This technology can link 32 electronic apparatus with just two cable line.

  By using the RS-485 technology we can construct a remote control for lamp. The control is using a keypad to determine the lamp condition. And then the input data is processed by the control unit. The unit consists of 3 ATMega8535 microcontrollers as the control central. A microcontroller master function is to display on the LCD which lamp to control. The other two microcontrollers function as a slave, the unit processed the input data from the keypad. The transmission data between the microcontroller master and the microcontroller slave is using the RS-485 serial communication system.

  The lamp remote control has been tested and proved to work effectively. The lamp condition is the same with the input data from the keypad Key word: The lamp remote control, ATMega8535 microcontroller application, RS-485 serial communication system.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih karunia, anugerah, dan berkat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini dengan baik.

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan penuh hormat, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Romo Ir. Greg. Heliarko SJ.,SS.,BST.,MA.,MSC Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 3. Bapak B. DjokoUntoro, S.Si., M.T. selaku pembimbing atas segala pemikiran, waktu dan tenaganya dalam membimbing dan mengarahkan penulis dari awal hingga akhir.

  4. Seluruh dosen di Fakultas Teknik Elektro yang tidak dapat di sebutkan satu persatu, yang telah mendidik dan membimbing penulis dalam memperdalam dunia Teknik Elektronika.

  5. Seluruh Staf & Laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma: Pak Jito, Mas Mardi, Mas Suryono, Mas Hardi, Mas Broto yang sudah memberikan bantuan selama proses pembuatan karya tugas akhir ini.

  6. Orang tua penulis yang telah memberikan doa, dorongan moril maupun material, kasih dan kesabaran yang tak pernah putus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

  7. Kakakku Asmarani, Joko dan adikku Ardhina yang telah memberi doa dan pengharapan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  8. Kekasihku Rika yang memberi dukungan doa, semangat, waktu, cinta kasihnya dan kesabarannya.

  9. My Big Family Padepokan Pomahan : Mas Gede, Mbak Nyoman, Putu, Mas Alex, Mas Bowo, Kang Ucup dan Kang Jum.

  10. Konco-konco qu PATRIA: Andis, Angga, Leo, Yosef, Gompiz, Dadit n Tata, Ridho, Beni, Broto, Dedek, Kura2, Willy, Seul, Dedi n Anna, Ido, Summing, Ade, Bintoro, Dimas. Ayo sukseskan tradisi Patria KONCO.

  11. Konco-konco qu teknik Elekro yang sudah membantu : Andis (thx dis bantuannya), Briatma, Iyok, Lele, Dhani, Deri, Andex, Bhule, Andreas PK, Tikus, Hari, Clement, Plentonx, Gepeng, Alex, Eric, Spadic, Koten, Pandu, Dhika, Ari, Rina, Ido, Denny, Sinung. semangat konco......!!

  Konco-konco qu : Wisnu, Victor, Edit, Ranti. Mari kita berjuang jadi 12. orang yang susses. Bapak kostku Pak Jarwo dan Bu Jarwo, dan segenap warga Paingan 13. yang sudah seperti keluarga sendiri, angkringan Agung. Terima kasih sudah menerima penulis dan berhubungan baik dengan penulis.

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

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dari penulisan tugas akhir ini. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.

  Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca semuanya.

  Yogyakarta, November 2007 Penulis

  DAFTAR ISI

  Halaman

  JUDUL …………………………………………………………………………I HALAMAN PERSETUJUAN

  ………………………………………………..III

  HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... IV HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  ……………………….V

  HALAMAN PERSEMBAHAN …………………………………………......VI HALAMAN MOTTO

  .......................................................................................VII

  INTISARI ..........................................................................................................VIII ABSTRACT

  .......................................................................................................IX

  KATA PENGANTAR .......................................................................................X DAFTAR ISI

  .....................................................................................................XIII

  DAFTAR GAMBAR ........................................................................................XVI DAFTAR TABEL

  ...........................................................................................XIX

  BAB 1 PENDAHULUAN Judul..................................................................................................1

  1.1

  1.2 Latar Belakang..................................................................................1 Tujuan Penulisan...............................................................................2

  1.3

  1.4 Manfaat Penulisan.............................................................................2 Perumusan Masalah..........................................................................2

  1.5

  1.6 Batasan Masalah...............................................................................3 Metologi Penelitian...........................................................................3

  1.7

  1.8 Sistematika Penulisan.......................................................................4

  BAB II. DASAR TEORI

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

  2.2 Mikrokontroler AVR ATMega8535.................................................6

  2.2.1 Arsitekture Mikrokontroler AVR ATMega85365.............6

  2.2.2 Fitur ATMega8535............................................................7

  2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535..........................................8

  2.2.4 Peta Memori......................................................................10

  2.2.5 Status Register..................................................................11

  2.2.6 Instruksi Mikrokontroler ATMega8535...........................12

  2.2.7 Reset dan Osilator.............................................................13

  2.3 LCD (Liquid Crystal Display)..........................................................14

  2.4 Sistem RS 485……………………………….…………………….17

  2.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal……….………………...19

  2.4.2 Pemberian Prasikap Pada Jaringan RS 485.......................20

  2.4.3 Pengaman Jaringan RS 485 Terhadap Beda Potensial Listrik.......22

  2.5 Relay..................................................................................................26

  BAB III. PERANCANGAN ALAT

  3.1 Diagram Blok...................................................................................27

  3.2 Perancangan perangkat keras...........................................................27

  3.2.1 Minimum sistem mikrokontroler AVR............................27

  3.2.1.1 Mikrokontroler AVR ATMega8535..............................30

  3.2.2 IC Komunikasi Serial RS 485.......................................................31

  3.2.2.1 Konfigurasi Jaringan......................................................32

  3.2.2.2 Komponen Penyesuai Impedansi...................................33

  3.2.2.3 Pemberian Prasikap pada jaringan.................................33

  3.2.2.4 Pengamanan Beda Potensial Untuk Jaringan.................36

  3.2.3 Rangkaian Driver Lampu..............................................................37

  3.2.4 Rangkaian Keypad........................................................................38

  3.3 Perancangan perangkat lunak...........................................................39

  3.3.1 Program Utama Master..................................................................39

  3.3.2 Program Utama Slave....................................................................40

  3.3.3 Program aktfkan LCD...................................................................41

  3.3.4 Program Periksa Jalur.................................................................. 42

  3.3.5 Program Kirim Data.....................................................................43

  3.3.6 Program Baca Data Keypad.........................................................44

  BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

  4.1 Cara Penggunaan Pengendali Lampu Jarak Jauh............................48

  4.2 Pengujian dengan perintah..............................................................49

  4.3 Pengujian perangkat keras..............................................................50

  4.3.1 Rangkaian Catu daya...................................................................50

  4.3.2 Rangkaian Kendali.......................................................................51

  4.3.3 Pengujian Keypad........................................................................52

  4.3.4 Pengamatan Rangkaian Driver....................................................53

  4.3.5 Transmisi Data Serial..................................................................54

  4.4 Pengaruh data kabel terhadap sinyal data......................................57

  4.5 Koneksi kabel................................................................................58

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 KESIMPULAN.............................................................................60

  5.2 SARAN.........................................................................................60

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tampilan Pin ATMega8535 ........................................................ 8Gambar 2.2 Memori Data dan Memori Program AVR ATMega8535 .......... 11Gambar 2.3 Status Register ATMega8535 .................................................... 12Gambar 2.4 Rangkaian reset eksternal ........................................................... 13Gambar 2.5 Rangkaian Osilator ..................................................................... 14Gambar 2.6 Konstruksi dan cara kerja LCD .................................................. 15Gambar 2.7 Bentuk dan bagian LCD 16 x 2 .................................................. 16Gambar 2.7 Sinyal keluaran dari pemancar (driver)...................................... 18Gambar 2.8 Sinyal masukan untuk penerima (receiver). ............................... 18Gambar 2.9 (a) Rangkaian Parallel Termination ............................................. 20Gambar 2.9 (b) Rangkaian AC-Coupled Termination ...................................... 20Gambar 2.10 Transceiver dengan resitor prasikap .......................................... 21Gambar 2.11 Pemisahan ground dengan isolasi optik .................................... 23Gambar 2.12 Penyambungan ground data dan ground local dengan koneksi

  Resistor ...................................................................................... 24

Gambar 2.13 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan dioda zener ........................................................................................... 25Gambar 2.14 Sistem proteksi shunting device dengan menggunakan dioda zener dan fuse seri ...................................................................... 25Gambar 2.15 Relay ........................................................................................... 26Gambar 3.1 Diagram blok rancangan sistem pengendali lampu dengan

  teknologi RS 485 berbasis mikrokontroler AVR ....................... 27

Gambar 3.2 Rangkaian reset eksternal .......................................................... 28Gambar 3.3 Osilator kristal yang dihubung ke mikrokontroler AVR........... 30Gambar 3.4 ATMega8535 ............................................................................. 31Gambar 3.5 IC SN75176 ................................................................................ 31Gambar 3.6 Rangkaian RS-485 dengan konfigurasi multidrop 2 kabel ........ 32Gambar 3.7 Komponen penyesuai impedansi ............................................... 33Gambar 3.8 Rangkaian sistem komunikasi RS 485 ....................................... 36Gambar 3.9 Rangkaian pengaman dengan metode shunting device .............. 37Gambar 3.10 Rangkaian Driver Lampu ........................................................... 38Gambar 3.11 Rangkaian keypad 3X4 .............................................................. 39Gambar 3.12 Diagram alir program utama master .......................................... 40Gambar 3.13 Diagram alir program utama slave ............................................. 41Gambar 3.14 Diagram alir aktifkan LCD ........................................................ 42Gambar 3.15 Diagram alir program periksa jalur ............................................ 43Gambar 3.16 Diagram alir program pengiriman data ...................................... 44Gambar 3.17 Diagram alir baca data keypad ................................................... 45Gambar 4.1 Alat pengendali lampu jarak jauh dengan teknologi RS-485..... 46Gambar 4.2 Rangkaian Master ...................................................................... 47Gambar 4.3 Rangkaian Slave ......................................................................... 48Gambar 4.4 Hasil pengamatan sinyal pada line B serial RS-485 .................. 55Gambar 4.5 Hasil pengamatan sinyal pada line A serial RS-485 .................. 56Gambar 4.6 Sinyal masukan untuk RXD Mikrokontroler ATMega8535 ..... 56Gambar 4.7 Sinyal data line A format RS-485 pada jarak 10 meter ............. 57Gambar 4.8 Sinyal data line A format RS-485 pada jarak 20 meter ............. 58Gambar 4.9 konektor RJ 45 dan kabel Twisted pair ...................................... 58Gambar 4.10 Koneksi kabel ............................................................................. 59

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin tampilan LCD ........................................................................... 16Tabel 4.1 Kondisi lampu dengan perintah ...................................................... 50Tabel 4.2 Hasil pengukuran catu daya ............................................................ 51Tabel 4.3 Level tegangan pada rangkaian driver ............................................ 54

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Judul

  Sistem Pengendali Lampu dengan teknologi RS 485 berbasis mikrokontroler AVR.

  1.2 Latar Belakang

  Sistem Penerangan bukanlah hal yang aneh lagi buat masyarakat kita. Bahkan banyak yang bergantung pada penerangan. Untuk penerangan sekarang kebanyakan orang menggunakan lampu. Tetapi terdapat sebuah permasalahan saat semakin banyak tempat yang ingin diterangi sehingga terdapat banyak pula lampu yang digunakan.

  Penggunaan lampu dalam jumlah banyak menjadi kendala untuk mengendalikan kondisi lampu. Ditambah juga dengan semakin banyaknya penggunaan lampu maka secara otomatis penggunaan kabel bertambah. Dengan begitu maka kerumitan dalam instalasi listrik akan bertambah. Dengan latar belakang seperti ini maka penulis mencoba membuat suatu alat yang berfungsi untuk mengendalikan lampu dari jarak jauh dengan menggunakan dua buah kabel Twisted Pair. Hal ini akan mengurangi penggunaan kebel, serta mempermudah pegendalian kondisi lampu dari jarak jauh tanpa harus datang ketempat lampu berada.

  1.3 Tujuan penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah terwujudnya suatu alat yang dapat mengendalikan kondisi lampu dari jarak jauh melalui sistem komunikasi RS-485.

  1.4 Manfaat penelitian

  Manfaat dari penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah :

  1. Dapat dipergunakan di dalam rumah tangga, ataupun di perhotelan untuk mengendalikan lampu dengan penggunaan kabel yang minimal.

  2. Dapat menambah literatur(pustaka) tentang teknologi RS-485 menggunakan mikrokontroler seri ATMega8535 sebagai pengendali jarak jauh.

  1.5 Perumusan Masalah

  Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut:

  1. Bagaimana mengendalikan lampu dari jauh menggunakan mikrokontroler dan komunikasi RS 485?

  2. Apakah sistem yang dirancang dapat bekerja dengan baik?

  3. Sistem dapat dikembangkan untuk jumlah lampu yang lebih banyak maksimal 32 lampu.

  1.6 Batasan Masalah

  Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

  1. Pengendalian lampu menggunakan 2 buah lampu.

  2. Lampu yang digunakan ialah AC, 220V/5W 3.

  Unit masukan menggunakan tombol keypad.

  4. Unit keluaran dinyatakan dengan kondisi lampu.

  5. Unit komunikasi menggunakan RS 485.

  6. Unit kendali menggunakan AVR dengan bahasa pemrograman assembly

  1.7 Metodologi Penelitian

  Metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dalam pembuatan alat yaitu:

  1. Mengumpulkan referensi dan literatur dari perpustakaan dan internet.

  2. Menyusun referensi dan literatur yang ada dengan berkonsultasi dengan dosen pembimbing.

  3. Perancangan alat yang terkonsep meliputi perancangan perangkat lunak dan perangkat keras.

  4. Pembuatan alat berdasarkan pada hasil perancangan.

  5. Pengujian alat dan pengambilan data.

  6. Penarikan kesimpulan berdasarkan pengujian alat dan pengambilan data.

  7. Penyusunan laporan.

1.8 Sistematika Penulisan

  BAB I PENDAHULUAN Berisi judul, latar belakang, tujuan penulisan, manfaat penulisan, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

  BAB II DASAR TEORI Berisi dasar teori mengenai mikrokontroler AVR, LCD(Liquid Cristal Display) , dan sistem RS 485. BAB III PERANCANGAN Beris perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software) sebelum alat dibuat. BAB IV PEMBAHASAN Berisi bahasan tentang hasil pengujian alat dan analisa dari data hasil pengujian. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari penelitian yang dilakukan dan saran saran penulis.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

  Bagian ini akan menjabarkan Mikrokontroler AVR yang merupakan inti rangkaian yang dibangun. Beberapa bagian yang akan dibahas diantaranya yaitu mengenai arsitektur mikrokontroler, instruksi, mode pengalamatan memory dan program, serta periferal-periferal pendukung yang terdapat dalam mikrokontroler AVR .

  Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan input yang diterima dan program yang dikerjakan.

  Selain itu mikrokontroler merupakan alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh

  programmer.

  Dengan perkembangan terakhir, generasi AVR (Alf and

  Vegard’s Risc processor)

  , mikrokontroler ini telah memiliki kapabilitas yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal.

2.2 Mikrokontroler AVR ATmega8535

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega8535

  Mikrokontroler AVR ATmega8535 merupakan mikrokontroler CMOS dengan daya rendah yang memiliki arsitektur AVR RISC (Reduced Instruction Set Computer) 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Ini karena dalam MCS51 menggunakan CISC (Complex Instruction Set Computing). Arsitektur ini mendukung kemampuan untuk melaksanakan eksekusi dalam satu siklus clock osilator. AVR memiliki fitur untuk menghemat konsumsi daya yaitu dengan mode sleep. Mode sleep dalam mikrokontroler AVR ada dua macam yaitu mode idle dan mode power-down .

  Mikrokontroler AVR memiliki model arsitektur Harvard di mana memori dan bus untuk program dan data dipisahkan. Dalam arsitektur AVR ini, 32 register umum terhubung langsung ke ALU

  processor

  . Hal ini yang membuat AVR memiliki kecepatan tinggi dalam mengeksekusi instruksi.

  Dalam satu siklus clock terdapat dua register independen yang dapat diakses oleh satu instruksi. Teknik yang digunakan adalah fetch

  during execution

  atau memegang sambil mengerjakan. Hal ini berarti, dua operan dibaca dari dua register, dilakukan eksekusi operasi dan hasilnya disimpan kembali dalam satu register. Proses ini dilakukan dalam satu siklus clock.

  Mikrokontroler ATmega8535 ini merupakan mikrokontroler 8 bit keluarga AVR yang memiliki beberapa fasilitas seperti :

  1. Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.

  2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

  3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

  CPU yang terdiri atas 32 buah register.

  4.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

  SRAM sebesar 512 byte.

  6. Memori Flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While Write.

  7. Unit interupsi internal dan eksternal.

  8. Port antarmuka SPI.

  9.

  10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

  11. Antarmuka komparator analog.

  12. Port USART untuk komunikasi serial.

2.2.2 Fitur ATmega8535

  Kapabilitas detail ATmega8535 adalah sebagai berikut:

  1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

  byte

  2. K Kapabilitas memori fla ash I8 KB, , SRAM se ebesar 512 dan

  Electrically Erasable P Programable Read Only y Memory)

  EEPROM (E E se ebesar 512 b byte.

  3. l delitas channel.

  A ADC interna dengan fid 10 bit sebanyak 8

  4. P Portal komun nikasi seria al (USART) dengan kec cepatan mak ksimal 2.5 M Mbps.

  5. E Enam pilihan n mode sleep p menghema at penggunaa an daya listri ik.

  2 figurasi Pin n ATMega85 536

2.2.3 Kon

  Gam mbar 2.1 ber rikut ini me enunjukkan tampilan p pin-pin mikr rokontroler ATm mega8535

  Gam mbar 2.1 Ta ampilan Pin ATmega853

  35 Dari tampilan pin n seperti dia atas dapat dij jelaskan seba agai berikut .

  a.

  V VCC : Merupakan p M pin masukan n tegangan se ebesar 5 volt t

  b. A AVCC : Merupakan p M pin masukan n tegangan A ADC c. AREF : Merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

  reset

  d. Reset : Merupakan pin , mikrokontroler akan merset program jika pin ini berlogika low selama 50ns.

  ground

  e. GND : Merupakan pin

  f. Port A : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

  I/O Port

  (PA0 – PA7). Pada port ini juga berfungsi sebagai 8 bit channel ADC (ADC0 – ADC7).

  g. Port B : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional I/O Port (PB0 – PB7). Port B memiliki beberapa fungsi khusus yaitu T0 untuk input Timer dan T1 untuk input

  counter , AIN0 dan AIN1 untuk input analog comparator.

  SS, MOSI, MISO, SCK untuk komunikasi serial SPI Port C

  h. : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

  I/O Port

  (PC0 – PC7). Port C memiliki beberapa fungsi khusus yaitu TOSC1,TOSC2, OC2 untuk input Timer

  Oscilator dan input komunikasi serial I2C yaitu SDA dan SCL.

  i. Port D : Merupakan pin I/O dua arah kelompok 8-bit bi-directional

  I/O Port (PD0 – PD7). Port D memiliki beberapa fungsi

  khusus yaitu input interupsi eksternal (INTO dan INT1), komunikasi serial USART (TXD dan RXD) dan OC1B, OC1A, ICP1. j. X-TAL1 : Merupakan input dari inverting osilator k. X-TAL2 : Merupakan output dari inverting osilator

2.4.1 Peta Memori

  AVR ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data yang terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal.

  Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai periferal mikrokontroler, seperti kontrol register,

  timer/counter

  , fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat memori digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada gambar 2.2

  Gambar 2.2

  Memori Data dan Memori Program AVR ATmega8535 Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau

  32-bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KbyteX16-bit Flash PEROM dengan alamat muai dari $000 sampai $FFF tersebut memiliki 12-bit

  Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati Flash.

  Selain itu AVR ATmega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dumulai dari $000 sampai $1FF.

  2.4.2 Status Register (SREG)

  Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi di eksekusi.

  SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Status Register ditunjukkan pada gambar 2.3

  Gambar 2.3

  Status Register ATmega8535

  2.4.3 Instruksi Mikrokontroler ATmega8535

  Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 130 macam instruksi. Instruksi-instruksi mikrokontroler AVR dapat dibagi sebagai berikut :

  a. Instruksi transfer data, instruksi ini berfungsi untuk transfer data antara register ke register, memori ke memori, register ke memori, antarmuka ke register, dan antarmuka ke memori.

  b. Instruksi aritmatika dan logic, instruksi aritmatika meliputi penjumlahan, pengurangan, penambahan satu (increament), dan pengurangan satu (decreament). Instruksi logika dan manipulasi bit, yang melaksanakan operasi AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran, dan komplemen data. Instruksi Bit dan Bit-Test, yaitu instruksi untuk setting kondisi tiap bit, c. baik set maupun clear, bahkan ada beberapa variasi, seperti instruksi putar, hingga watchdog reset.

  Instruksi percabangan, yang berfungsi mengubah urutan normal d. pelaksanaan suatu program menjadi sesuai yang dikehendaki. Dengan instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akan mencabang ke suatu alamat tertentu. Instruksi percabangan dibedakan atas percabangan bersyarat dan percabangan tanpa syarat.

  e. Instruksi stack, I/O dan kontrol, yang digunakan untuk mengatur penggunaan stack, membaca/menulis port I/O serta pengontrolan- pengontrolan.

2.4.4 Reset dan Osilator

a. Reset Eksternal

  Keadaan reset terjadi apabila pin reset mendapat logika 0 selama lebih dari 50ns. Pin reset dihubungkan dengan resistor yang terhubung ke VCC, kapasitor, dan ground. Rangkaian reset eksternal ditunjukkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Rangkaian reset eksternal.

  Penentuan reset eksternal dapat dilakukan dengan mengatur nilai resistor dan kapasitornya. Untuk membuat keadaan reset tegangan maksimal yang harus diberikan pada pin ini Vc = 0,85 Vcc (datasheet _RC − t

  AVR ATmega8535 = ( 1 − )

  ). Karena Vc Vcc e maka dapat dicari nilai C1 dengan :

  t −

  RC Vc Vcc (

1 e )

  = −

  Setelah ditentukan resistor yang digunakan, maka kapasitornya dapat

  − ³ RC

  dicari dengan : = , 5271 ×

  10 b.

   Osilator

  Salah satu kelebihan mikrokontroler AVR ATmega8535 adalah kecepatannya dalam melakukan eksekusi program dibandingkan dengan keluarga mikrokontroler MCS-51. AVR ATmega8535 membutuhkan waktu satu siklus clock untuk melakukan eksekusi terhadap suatu instruksi. rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Rangkaian Osilator

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

  LCD adalah suatu piranti keluaran yang dapat menampilkan karakter huruf atau gambar. LCD tersusun dari 2 buah kaca dengan penghantar (electroda) transparan yang diantaranya disisipkan kristal cair (liquid crystal), seperti yang terlihat pada Gambar 2.6.

  Gambar 2.6

  Konstruksi dan cara kerja LCD Kaca bagian belakang mempolarisasi cahaya secara vertikal, sedang kaca bagian depan mempolarisasi cahaya secara horisontal. Ketika tidak terdapat medan listrik di antara kedua elektroda, kristal cair membentuk pola-pola yang acak, sehingga cahaya yang sudah terpolarisasi vertikal dapat berputar dan menembus kaca bagian depan yang terpolarisasi horisontal. Namun ketika suatu medan listrik diberikan di antara kedua elektroda, kristal cair akan membentuk pola yang seragam dan tidak ada cahaya yang diputar, sehingga tidak ada cahaya yang menembus kaca bagian depan. Dengan susunan dan bentuk pola elektroda tertentu dapat dihasilkan huruf atau gambar yang akan ditampilkan.

  Elektroda-elektroda

  yang tersusun pembentuk karakter atau gambar dihubungkan pada suatu pengendali. Untuk mengurangi banyaknya koneksi, pengendali menggerakkan elektroda-elektroda secara multipeks.

  Namun dengan sistem multipleks mudah terjadi crosstalk. Level-level tegangan digunakan untuk membagi tegangan catu ke

  

elektroda dan membentuk waveform tegangan yang dapat mengurangi

  terjadinya crosstalk. Selain itu level-level tegangan ini membangkitkan tegangan AC murni yang dapat menghindari rusaknya layar LCD akibat

  electrophoresis.

  ×

  Display LCD 2 16 karakter,. yang artinya LCD ini memiliki 2 baris dan 16 kolom karakter. Sehingga jumlah total karakter yang dapat ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32 karakter. Masing-masing karakter tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris dan 5 kolom dot. Gambar 2.7 merupakan bentuk dan bagian LCD 16x2.

  Sedangkan Pin pada LCD terdapat pada tabel 2.7.

  13 DB6

  yang menggunakan kabel coaxial. Sebagian besar sistem RS 485

  internet

  Sistem RS 485 merupakan standar komunikasi multidrop dengan menggunakan transmisi berimbang yang terhubung dalam satu jaringan. Dengan kata lain, RS 485 merupakan sistem komunikasi data secara serial yang dipakai untuk komunikasi multipoint seperti jaringan

  16 K

  8 DB1

  15 A

  7 DB0

  14 DB7

  6 E

  5 R/W

  

Tabel 2. 1 Pin tampilan LCD

  12 DB5

  4 RS

  11 DB4

  3 GND

  10 DB3

  2 VCC

  9 DB2

  1 VEE (0V)

  Nomor Simbol Nomor Simbol

2.4 SISTEM RS 485

  memakai arsitektur slave dengan setiap slave mempunyai keunikan alamat dan hanya merespon paket-paket yang ditujukan kepada unit ini.

  RS 485 tersedia dalam dua versi yaitu satu atau dua twisted

  pair

  . RS 485 yang menggunakan satu twisted pair disini semua alat dihubungkan ke twisted pair, jadi semua harus mempunyai driver dengan

  tri_state

  . komunikasi berlangsung satu jalur di kedua arah. Sangat penting mencegah lebih banyak alat dalam satu pengiriman. RS 485 yang menggunakan dua twisted pair disini master harus mempunyai tri-state

  output

  karena alat slave mengirimkan melewati twisted pair yang kedua, yang dimaksudkan untuk mengirim data dari slave ke master. Cara ini memungkinkan untuk melaksanakan komunikasi multipoint dalam sistem. Sistem pentransmisian data secara serial dengan standar komunikasi serial RS-485 dikembangkan sejak tahun 1983 dan mampu mentransmisikan data yang cukup jauh yaitu 1,2 km.

  Standar komunikasi serial RS-485 dapat diterapkan pada suatu jaringan telepon tunggal (party line) atau pada jaringan multidrop (jaringan yang menggunakan topologi bus). Ada sebanyak 32 pasang pemancar (transmitter) / penerima (receiver) yang dapat disatukan pada jaringan multidrop. Pada sisi pemancar (transmitter), akan menghasilkan tegangan sebesar 2 sampai 6 Volt yang saling berbeda polaritasnya pada terminal A-B dengan acuan titik tengah ground seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8a. Pada penerima (receiver) mampu menerima data dengan nilai amplitudo sinyal minimal +200mV sampai –200mV hingga +6 V sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih dapat diterima antara terminal A-B seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8b.

  Gambar 2.8a

  Sinyal keluaran dari pemancar (driver)

  Gambar 2.8b Sinyal masukan untuk penerima (receiver).

2.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal

  Pengaturan impedansi terminal dimaksudkan agar sinyal dapat terserap secara penuh oleh penerima dan tidak berbalik ke saluran transmisi kembali. Pengaturan impedansi terminal ini beracuan pada panjang kabel penghantar dan kecepatan laju data yang digunakan sistem. Pengaturan impedansi terminal dapat diabaikan bila delay propagasi saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.

  Sebagai contoh sebuah sistem yang menggunakan kabel dengan panjang 600 meter, maka delay propagasi saluran dapat dihitung dengan mengalikan panjang kabel dengan kecepatan laju propagasi yang

  8 biasanya sebesar 66% sampai 75 % dari kecepatan cahaya (= 3 x10 m/s).

  Dengan panjang kabel 600 meter maka perjalanan bolak-balik data 1200 meter dengan laju propagasi 0,66 kecepatan cahaya sehingga delay propagasi sebesar 6,06 μs. Bila perjalanan data sebanyak tiga kali bolak- balik, pemantulan akan melemah maka sinyal akan stabil pada 18,18 μs.

  Padahal lebar satu bit data untuk 9600 baud adalah 104 μs sehingga pada

   pengaturan impedansi terminal dapat diabaikan. Ada dua macam

  kasus ini pengaturan impedansi terminal, yaitu:

  1. Dengan parallel termination.

  Yaitu dengan menambahkan resistor yang dipasang paralel sebagai penyesuai impedansi. Nilai resistor ini pada umumnya sebesar 100 Ω. Nilai ini didapatkan dari nilai impedansi intrinsik kabel penghantar transmisi seperti yang terlihat pada Gambar 2.9a

  2. Dengan AC-couple termination.

  Yaitu dengan menambahkan resistor yang dipasang paralel sebagai penyesuai impedansi yang dirangkai seri dengan kapasitor kecil yang berfungsi untuk menghilangkan efek pembebanan DC seperti yang terlihat pada Gambar 2.9b.

  Gambar 2.9a Rangkaian Parallel Termination Gambar 2.9b

  Rangkaian AC-Coupled Termination

2.4.2 Pemberian Prasikap Pada Jaringan RS-485

  Ketika suatu jaringan RS-485 berada dalam keadaan idle (menunggu), semua driver RS-485 menjadi penerima. Pada keadaan ini tidak ada driver yang aktif pada jaringan dan semua dalam keadaan

  tristate . Tanpa ada yang mengendalikan jaringan, maka sistem dalam

  keadaan tidak menentu. Untuk menjaga status idle dalam keadaan jaringan kosong, perlu dipasangkan resistor yang dirangkai pullup dengan saluran data B terhadap VCC (umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor pulldown pada saluran data A terhadap ground. Gambar 2.10 memperlihatkan rangkaian transceiver dengan resistor prasikap.

Gambar 2.10 Transceiver dengan resitor prasikap

  Untuk memperoleh nilai resistor prasikap adalah sebagai berikut :

  1. Masing-masing nilai impedansi untuk driver RS-485 adalah 12K Ω (RS-

  422 And RS-485 Application Note

  ) dan dirangkai secara paralel, sehingga jumlah beban (Rbeban) adalah

  1

  1

  1

  1

  1 ...

• = + + + ………………….(1)

  R R R R R _{beban 1 2 3 n}

  dengan n maksimal = 32

  2. Jumlah beban dirangkai paralel dengan 1 resistor penyesuai impedansi, sehingga jumlah beban total (Rtotal) adalah

  1

  1

  1

  1

• = + …………………….(2)

  R R R R _{total beban pi pi}

  3. Nilai amplitudo sinyal minimal adalah 200mV, sehingga arus ( I )yang dihasilkan

  − ³

  200 ×

  10 I = ………………………(3)

  R _total

  4. Untuk menciptakan arus prasikap sebesar I dengan tegangan catu 5V, sehingga resistor ( R )yang dibutuhkan sebesar

  5 R = ………………………..(4)

  I

  5. Resistor prasikap yang dipasangkan pada dua sisi yaitu antara VCC dengan line B dan line A dengan ground sehingga nilai resistansi prasikap (Rprasikap) adalah

  R R _prasikap = ……………………….(5)

  2