Perancangan dan Pembuatan Konverter USB Ke RS485 Untuk Mengatur Inverter.

Perancangan dan Pembuatan Konverter USB ke RS485 Untuk Mengatur Inverter

Nama : Arif Dharma NRP : 9622031

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri no. 65, Bandung 40164, Indonesia

Email: ngaktautuh@yahoo.com

Abstrak

Dalam tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan sebuah konverter USB ke RS485. Alat ini berfungsi untuk mengatur dan menghubungkan USB port dengan hardware lain.

Perangkat yang dirancang merupakan konverter yang digunakan untuk mengatur inverter. Data akan dikirimkan komputer ke alat yang ingin diatur melalui USB port. Pemilihan USB port dikarenakan saat ini semua komputer telah memiliki fasilitas USB port yang universal. Data yang dikirim melalui USB port akan diubah menjadi data asinkron oleh IC FT232BM, kemudian data akan dikirimkan ke IC SN75176. Data dari IC SN75176 akan dikirimkan ke RS485 dan akan diteruskan dan diolah dalam mikrokontroller ATMega8. Dalam mikrokontroller ini sinyal data diubah menjadi voltase yang akan dikeluarkan oleh DAC (digital to analog converter). Output dari DAC yang merupakan besaran listrik inilah yang akan mengatur sebuah inverter.

Dari hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa alat tersebut berfungsi cukup baik umtuk mengatur sebuah inverter dengan rata-rata persen kesalahan sebesar 1,99.

The Designing and Realization of USB to RS485 Converter To Control Inverter

Nama : Arif Dharma NRP : 9622031

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University

Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri no. 65, Bandung 40164, Indonesia Email: ngaktautuh@yahoo.com

Abstract

This final project is design and realized USB to RS485 converter. This device is used to control and connect USB port to other hardwares.

A device that is designed is a converter used to control an inverter. The data will be sent by computer to certain instrument through USB port that needs controlling. The reason to choose USB port is because all computers nowadays have had universal USB port facilities. The data which is sent through USB port will be changed to be asynchronous data by FT232BM IC, after that data will be sent to SN75167 IC. The data from this SN75167 IC will sent to RS485 IC and will be processed in ATMega8 microcontroller. In this microcontroller, data signal is changed to a voltage that will be sent out by DAC (digital to analog converter). This DAC output will control the inverter.

From the result of the experiment, it can be concluded that this device is well-enough to control an inverter with average error as much as 1,99%.

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR... iii

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR DAN FLOWCHART ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1. Latar Belakang ... 1

I.2. Identifikasi Masalah ... 1

I.3. Tujuan ... 1

I.4. Pembatasan Masalah ... 1

I.5. Spesifikasi Alat ... 2

I.6. Sistematika Pembahasan ... 2

BAB II LANDASAN TEORI ... 3

II.1. FTDI chip FT232BM ... 3

II.2. Transmisi Saluran Tunggal ... 5

II.2.1. Universal Serial Bus (USB)... 5

II.2.2. Koneksi USB ke PC ... 6

II.2.3. USB Transfer... 7

II.2.4. Cara Host Mengenali Sebuah Device ...10

II.3. Transmisi Saluran Ganda ...10

II.4. Komunikasi Serial USART...12

II.5. Mikrokontroler AVR ATMega8 ...16

II.6. Digital to Analog Conventer ...19

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI...21

III.1. Perancangan Sistem ...22

III.2. FT232BM ...22

III.3. Perancangan konverter RS-232 ke RS-485...26

III.3.1. Saluran komunikasi multi-drop...27

III.3.2. Komunikasi multi-drop dengan ATMega8 ...29

III.4. DAC (digital to analog converter) ...30

III.5. Software ...32

BAB IV PENGUJIAN ALAT...35

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...38

DAFTAR PUSTAKA ...39

LAMPIRAN A ... A-1 LAMPIRAN B ... B-1 LAMPIRAN C ... C-1

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Pinout of the FT232BM USB UART... 4

Tabel II.2 Kegunaan dari empat tipe transfer pada USB ... 9

Tabel II.3 Penentuan ukuran karakter ... 14

Tabel II.4 Penentuan mode paritas... 15

Tabel III.1 Fungsi tiap pin pada FT232BM ... 24

Daftar Gambar dan Flowchart

Gambar II.1 Rangkaian Saluran Ganda ...11

Gambar II.2 Register UBRR ...13

Gambar II.3 Register UCSRB...13

Gambar II.4 Register UCSRC...15

Gambar II.5 Blok diagram fungsional ATMega8 ...17

Gambar II.6 Pin-pin ATMega8 ...18

Gambar III.1 Diagram blok...21

Gambar III.2 Pin-out chip FT232BM ...23

Gambar III.3 Konfigurasi kristal atau 2-pin Ceramic resonantor ...25

Gambar III.4 Konfigurasi power FT232BM dari USB...26

Gambar III.5 Pin-Out IC SN75176 ...26

Gambar III.6 Konfigurasi RS232 ke IC SN75176 ...27

Gambar III.7 Saluran Komunikasi Multi-drop...29

Gambar III.8 Konfigurasi RS485 ke ATMega8...30

Gambar III.9 Konfigurasi DAC ke Inverter... 31

Gambar III.10 Pengiriman Perintah Dari Komputer... 32

Gambar III.11 Subrutin Set Serial Konfigurasi... 33

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A FOTO ALAT

LAMPIRAN B DATASHEET

 

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika pembahasan tugas akhir.

I.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi pada saat ini sangat pesat, termasuk dalam bidang komputer. Di dalam perkembangannya itu banyak alat-alat elektronika dalam bidang industri yang dikendalikan oleh komputer. Untuk mengendalikan alat-alat elektronik tersebut dibutuhkan penghubung antara komputer dengan alat elektronik, salah satunya adalah USB (Universal Serial Bus). USB memiliki transfer data yang lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan interface RS485. USB dapat mendukung tiga kecepatan BUS: High speed 480 Megabits/sec., Full speed 12 megabits/sec., dan low speed 1,5 Megabits/sec. Sementara itu kecepatan transfer data interface RS485 adalah sekitar 576 Kbps. I.2. Identifikasi Masalah

Bagaimana merancang dan merealisasikan Konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter.

I.3. Tujuan

Mengimplementasikan pembuatan konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter.

I.4. Pembatasan Masalah

BAB I – Pendahuluan - 2 -

I.5. Spesifikasi Alat

1. Menggunakan FT232BM.

2. Komputer dengan OS Win XP.

3. Menggunakan mikrokontroler ATMega8.

I.6. Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan dari tugas akhir ini sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Berisikan latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat dan sistematika pembahasan.

BAB II LANDASAN TEORI

Berisikan uraian singkat mengenai mikrokontroler ATMega8, RS485, USB, USART, dan FTDI Chip FT232BM.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT

Berisikan tentang pembuatan hardware dan software untuk komunikasi dari USB ke RS485.

BAB IV UJICOBA DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang pengujian alat yang telah dibuat dan analisa dari pengujian alat tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil tugas akhir yang telah dilakukan.

 

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai kesimpulan dari pengujian komunikasi data pada RS485 untuk mengatur inverter dan saran-saran untuk memperbaiki atau meningkatkan menjadi lebih baik lagi.

V.1. Kesimpulan

Dalam pengujian alat konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter yang direalisasikan menggunakan FT232BM, SN75176, dan ATMega8, dapat disimpulkan bahwa alat tersebut berfungsi dengan cukup baik. Rata-rata Error dari hasil pengukuran alat yang dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teori adalah 1,99% dari 50 data pengamatan yang diambil. Error tertinggi yang didapat adalah 5% dan error terendah adalah 0%.

V.2. Saran

Saran-saran yang diberikan untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut agar diperoleh hasil yang lebih baik adalah:

1. Dapat ditambahkan alat RPM reader sehingga dapat menguji kecepatan

putar motor sebagai feedback.

2. Untuk menyederhanakan program dapat digunakan mikrokontroler yang

 

Daftar Pustaka  

 

1. Axelson, Jan, USB Complete, edisi ketiga, 2005.

2. Ekoputra, Afianto, Teknik Antar Muka Komputer: Konsep dan Aplikasi,

edisi pertama, Graha Ilmu, Yogya, 2004.

3. Putra, Agfianto Eko, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 : Teori dan

Aplikas Edisi 2, Gava Media, Yogyakarta 2005.

4. Saiful Bahri, Kusnarianto, Program Delphi, edisi pertama, Informatika,

2004.

5. Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8,

Andi, 2004.

6. http://pop.unm.ac.id/~johan/uploads/elektro/datasheet/jktpeb99.pdf, September 2007.

7. http://readalyc.uaemex.mx/readalyc/pdf/474/47420209.pdf, Oktober 2007. 8. http://www.avr_asr_tutorial.net

9. http://www.cfa.harvad.edu/~thunter/datasheets/sn75176.pdf, September

2007.

10.http://www.geocities.com/siliconvalley/peaks/4125/rs485.pdf, September

2007.

11.www.Atmel.com, Oktober 2007.

  ‐ vii ‐ 

Daftar Gambar dan Flowchart

Gambar II.1 Rangkaian Saluran Ganda ...11

Gambar II.2 Register UBRR ...13

Gambar II.3 Register UCSRB...13

Gambar II.4 Register UCSRC...15

Gambar II.5 Blok diagram fungsional ATMega8 ...17

Gambar II.6 Pin-pin ATMega8 ...18

Gambar III.1 Diagram blok...21

Gambar III.2 Pin-out chip FT232BM ...23

Gambar III.3 Konfigurasi kristal atau 2-pin Ceramic resonantor ...25

Gambar III.4 Konfigurasi power FT232BM dari USB...26

Gambar III.5 Pin-Out IC SN75176 ...26

Gambar III.6 Konfigurasi RS232 ke IC SN75176 ...27

Gambar III.7 Saluran Komunikasi Multi-drop...29

Gambar III.8 Konfigurasi RS485 ke ATMega8...30

Gambar III.9 Konfigurasi DAC ke Inverter... 31

Gambar III.10 Pengiriman Perintah Dari Komputer... 32

Gambar III.11 Subrutin Set Serial Konfigurasi... 33

  ‐ viii ‐ 

LAMPIRAN A FOTO ALAT

LAMPIRAN B DATASHEET

 

  - 1 -

 

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, dan sistematika pembahasan tugas akhir.

I.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi pada saat ini sangat pesat, termasuk dalam bidang komputer. Di dalam perkembangannya itu banyak alat-alat elektronika dalam bidang industri yang dikendalikan oleh komputer. Untuk mengendalikan alat-alat elektronik tersebut dibutuhkan penghubung antara komputer dengan alat elektronik, salah satunya adalah USB (Universal Serial Bus). USB memiliki transfer data yang lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan interface RS485. USB dapat mendukung tiga kecepatan BUS: High speed 480 Megabits/sec., Full speed 12 megabits/sec., dan low speed 1,5 Megabits/sec. Sementara itu kecepatan transfer data interface RS485 adalah sekitar 576 Kbps. I.2. Identifikasi Masalah

Bagaimana merancang dan merealisasikan Konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter.

I.3. Tujuan

Mengimplementasikan pembuatan konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter.

I.4. Pembatasan Masalah

ƒ Kontroler menggunakan mikrokontroler ATMega8. ƒ Alat hanya merupakan prototip.

  I.5. Spesifikasi Alat

1. Menggunakan FT232BM. 2. Komputer dengan OS Win XP.

3. Menggunakan mikrokontroler ATMega8.

I.6. Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan dari tugas akhir ini sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Berisikan latar belakang masalah, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat dan sistematika pembahasan.

BAB II LANDASAN TEORI

Berisikan uraian singkat mengenai mikrokontroler ATMega8, RS485, USB, USART, dan FTDI Chip FT232BM.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT

Berisikan tentang pembuatan hardware dan software untuk komunikasi dari USB ke RS485.

BAB IV UJICOBA DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang pengujian alat yang telah dibuat dan analisa dari pengujian alat tersebut.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil tugas akhir yang telah dilakukan.

 

  - 38 -

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai kesimpulan dari pengujian komunikasi data pada RS485 untuk mengatur inverter dan saran-saran untuk memperbaiki atau meningkatkan menjadi lebih baik lagi.

V.1. Kesimpulan

Dalam pengujian alat konverter USB ke RS485 untuk mengatur inverter yang direalisasikan menggunakan FT232BM, SN75176, dan ATMega8, dapat disimpulkan bahwa alat tersebut berfungsi dengan cukup baik. Rata-rata Error dari hasil pengukuran alat yang dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teori adalah 1,99% dari 50 data pengamatan yang diambil. Error tertinggi yang didapat adalah 5% dan error terendah adalah 0%.

V.2. Saran

Saran-saran yang diberikan untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut agar diperoleh hasil yang lebih baik adalah:

1. Dapat ditambahkan alat RPM reader sehingga dapat menguji kecepatan putar motor sebagai feedback.

2. Untuk menyederhanakan program dapat digunakan mikrokontroler yang lebih baik, seperti Jenis AVR (ATMega16).

  - 39 -

Daftar Pustaka  

 

1. Axelson, Jan, USB Complete, edisi ketiga, 2005.

2. Ekoputra, Afianto, Teknik Antar Muka Komputer: Konsep dan Aplikasi, edisi pertama, Graha Ilmu, Yogya, 2004.

3. Putra, Agfianto Eko, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 : Teori dan Aplikas Edisi 2, Gava Media, Yogyakarta 2005.

4. Saiful Bahri, Kusnarianto, Program Delphi, edisi pertama, Informatika, 2004.

5. Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8, Andi, 2004.

6. http://pop.unm.ac.id/~johan/uploads/elektro/datasheet/jktpeb99.pdf, September 2007.

7. http://readalyc.uaemex.mx/readalyc/pdf/474/47420209.pdf, Oktober 2007. 8. http://www.avr_asr_tutorial.net

9. http://www.cfa.harvad.edu/~thunter/datasheets/sn75176.pdf, September 2007.

10.http://www.geocities.com/siliconvalley/peaks/4125/rs485.pdf, September 2007.

11.www.Atmel.com, Oktober 2007.