RANCANG BANGUN JAM DIGITAL MENGGUNAKAN RTC (REAL TIME CLOCK) DENGAN ALARM BERBASIS MIKROKONTROLER.
RANCANG BANGUN J AM DIGITAL MENGGUNAKAN RTC
(REAL TIME CLOCK) DENGAN ALARM
BERBASIS MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai
Per syaratan Dalam Memper oleh Gelar
Sar jana Komputer Program Studi Teknik Informatika
Diajukan oleh :
GHORA PUTRA PRATAMA
NPM : 0734010286
Kepada
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2011
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
i
ABSTRAK
Judul
: Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC (Real Time
Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler
Nama
: Ghora Putra Pratama
Pembimbing 1 : Basuki Rahmat, S.Si, MT.
Pembimbing 2 : Agus Hermanto, S.Kom.
Perkembangan teknologi berbasis mikrokontroler semakin berkembang
seiring dengan kebutuhan dalam pendidikan, perkantoran, dan lain - lain. Dalam
dunia pendidikan seperti sekolah masih menggunakan jam dan bel manual. Maka
dirancanglah sebuah jam digital menggunakan real time clock berbasis
mikrokontroler yang dapat mengatur bunyi bel secara otomatis dan memiliki pusat
jam, sehingga jam digital yang ada di sekolah tersebut akan menunjukkan waktu
yang sama.
Perancangan dan pembuatan jam ini meliputi hal teknis seperti
menganalisa jam masuk, istirahat, dan jam pulang di sekolah tersebut , teori dasar
mikrokontroler, teori RTC (Real Time Clock), teori dasar elektronika, dan
mengimplementasikannya menggunakan codevision avr sebagai compiler.
Dengan menggunakan jam ini, diharapkan dapat membantu memudahkan
pekerjaan karyawan sekolah dengan tidak perlu lagi membunyikan bel atau
memukul lonceng saat waktu belajar dimulai, istirahat, dan waktu pulang. Serta
memberikan pengetahuan baru pada siswa, sehingga siswa termotivasi untuk
belajar tentang teknologi informasi.
Kata kunci
: Mikrokontroler, Real Time Clock, Jam Digital, Waktu,
CodeVisionAVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan
segala
nikmat
dan
karunia-Nya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan skripsi tepat pada waktunya. Atas limpahan serta karunia dan
rahmat-Nya penulisan laporan skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN
JAM DIGITAL MENGGUNAKAN RTC (REAL TIME CLOCK) DENGAN
ALARM BERBASIS MIKROKONTROLER” dapat terselesaikan.
Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana
komputer di jurusan teknik informatika UPN ”Veteran” Jatim. Skripsi ini tidak
sempurna tanpa dukungan semua pihak. Oleh karena itu, penulis ingin
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang selalu memberikan kesehatan, rezeki, kemudahan dan
kelancaran.
2. Kedua orang tua yang selalu mendoakan dan mendukung penulis agar bisa
menjadi yang terbaik dalam segala hal yang positif. Terima kasih tak
terhingga.
3. Bapak Sutiyono, selaku Dekan Fakultas Teknik Industri Universitas
Pembangunan Nasional "Veteran" Jatim.
4. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT, selaku Kepala Jurusan Teknik Informatika
FTI UPN “Veteran” Jatim.
5. Bapak Basuki Rachmat,S.Si, MT., selaku dosen pembimbing yang
memberikan arahan dan masukan dalam pengerjaan skripsi ini. Terima
kasih bapak.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iii
6. Bapak Agus Hermanto, S.Kom, selaku dosen pembimbing yang
memberikan arahan dalam pengerjaan skripsi ini. Terima kasih bapak.
7. Bapak Mohammad Irwan Afandi, S.T, M.Sc, selaku dosen wali yang
banyak membantu penulis selama menjadi mahasiswa.
8. Bapak Nur Cahyo Wibowo, S.Kom, M.Kom., selaku pembimbing
spiritual yang banyak memberi masukan dan arahan dalam pengerjaan
skripsi ini. Terima kasih banyak.
9. Saudara – saudara ku “Ice Tea 12” yang selalu share dengan ilmu yang
mereka miliki kepada penulis. Selalu memotivasi penulis untuk lulus tepat
waktu. Selalu memberikan lelucon yang membuat hati gembira. Terima
kasih banyak.
10. Mas Khalid Mawardi, S.Kom, yang telah membimbing diluar hubungan
dosen dan mahasiswa, serta membantu penulis dalam pengerjaan skripsi
ini. Terima kasih banyak.
11. Hanjar Siswanto, Erik Slamet Riadi, Jepri, Ria Paresty, Eko Yuliono, Tri
Hadi. Terima kasih banyak, karena kalian telah menjadi sahabat yang
dapat menghibur saya saat suka maupun duka.
12. Untuk mas doni atau odenk, terima kasih karena sudah mau memberikan
utangan kopi kepada saya selama saya menyelesaikan skripsi ini.
13. Untuk Widya Ningsih atau nining atau conil, yang selalu menemani dan
memberikan semangat. Terima kasih
Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, sehingga saran
dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga laporan ini
bermanfaat bagi pembacanya dan bagi civitas akademi FTI UPN "Veteran" Jatim.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iv
Akhirnya, penulis berharap agar penyusunan laporan ini mampu
memberikan sumbangsih bagi perkembangan dan kemajuan teknik informatika
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” JATIM.
Surabaya, 22-11-2011
Penulis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.4 Tujuan .................................................................................................. 2
1.5 Manfaat ................................................................................................ 3
1.6 Metodologi Penelitian............................................................................ 3
1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................ 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7
2.1 Perangkat keras ..................................................................................... 7
2.1.1 Mikrokontroler ............................................................................ 7
2.1.1.1 Mikrokontroler AVR......................................................... 9
2.1.1.2 ATMega8535 .................................................................. 11
2.1.2 RTC (Real Time Clock) DS1302 ................................................. 17
2.1.3 Seven Segment ............................................................................ 17
2.1.4 MAX232 ..................................................................................... 19
2.1.5 Komponen Elektronika ................................................................ 20
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vi
2.1.5.1 PCB ................................................................................ 20
2.1.5.2 Resistor ........................................................................... 21
2.1.5.3 Kapasitor ......................................................................... 21
2.1.5.4 Transistor ......................................................................... 21
2.2 Perangkat Lunak.................................................................................. 22
2.2.1 CodeVisionAVR ........................................................................ 22
2.2.2 ISIS Proteus 7 Profesional .......................................................... 24
2.2.3 AVR Studio 4 .............................................................................. 25
BAB III PERANCANGAN JAM DAN SISTEM ............................................... 26
3.1 Kebutuhan Perangkat Keras ............................................................... 26
3.1.1 Jam Server .................................................................................. 26
3.1.2 Jam Client ................................................................................... 27
3.2 Kebutuhan Perangkat Lunak .............................................................. 28
3.2.1 CodeVisionAVR ......................................................................... 28
3.2.2 Isis Proteus 7 Profesional ........................................................... 28
3.2.3 AVR Studio 4 ............................................................................. 28
3.3 Perancangan Perangkat Keras ............................................................ 28
3.3.1 Jam Server .................................................................................. 28
3.3.2 Jam Client ................................................................................... 29
3.4 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................... 30
3.4.1 Jam Server .................................................................................. 30
3.4.1.1 Menu Setting Tanggal ..................................................... 32
3.4.1.2 Menu Setting Hari Libur ................................................. 33
3.4.1.3 Menu Setting Jam Ujian .................................................. 34
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vii
3.4.1.4 Menu Setting Mode Jam .................................................. 35
3.4.2 Client ......................................................................................... 36
BAB IV IMPLEMENTASI DAN UJI COBA .................................................... 37
4.1 Pembuatan Jam Server ....................................................................... 37
4.1.1 Pemasangan Hardware Jam Server .............................................. 37
4.2 Pembuatan Pembuatan Jam Client ...................................................... 39
4.2.1 Pemasangan Hardware Jam Client .............................................. 40
4.3 Pembuatan Kabel Serial RS232 .......................................................... 41
4.4 Pembuatan Sistem Jam Server ............................................................ 43
4.4.1 Membuat Project Pada CodeVisionAVR ..................................... 43
4.4.2 Membuat Sistem Menu Utama .................................................... 45
4.4.3 Membuat Sistem Menu Setting Tanggal...................................... 46
4.4.4 Membuat Sistem Menu Setting Mode ......................................... 49
4.4.5 Membuat Sistem Menu Setting Jam Ujian................................... 49
4.4.6 Membuat Sistem Menu Setting Hari Libur .................................. 51
4.5 RTC DS1302 ...................................................................................... 53
4.6 Button ................................................................................................ 54
4.7 Buzzer ................................................................................................ 56
4.8 LCD ................................................................................................... 58
4.9 Pembuatan Sistem Jam Client ............................................................. 58
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................. 60
5.1 Uji Coba Tampilan Utama .................................................................. 61
5.2 Uji Coba Menu Setting Tanggal.......................................................... 61
5.3 Uji Coba Menu Setting Mode ............................................................. 65
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
viii
5.4 Uji Coba Setting Jam Ujian ................................................................ 66
5.5 Uji Coba Menu Setting Hari Libur ...................................................... 69
5.6 Uji Coba Buzzer ................................................................................ 70
5.7 Uji Coba Memasang Baterai 3 Volt ................................................... 71
5.8 Uji Coba jam Client ........................................................................... 71
BAB VI PENUTUP ........................................................................................... 73
6.1 Kesimpulan ........................................................................................ 73
6.2 Saran .................................................................................................. 74
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mikrokontroler keluarga AVR ........................................................ 10
Gambar 2.2 Pin – pin ATMega8535 ................................................................... 14
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATMega8535 ......................................................... 16
Gambar 2.4 RTC ds1302.................................................................................... 17
Gambar 2.5 Sirkuit umum ds1302 ...................................................................... 18
Gambar 2.6 Seven segment ............................................................................... 19
Gambar 2.7 PCB Matriks ................................................................................... 20
Gambar 2.8 Tampilan codevision AVR .............................................................. 23
Gambar 2.9 Tampilan isis proteus 7 profesional ................................................. 24
Gambar 2.10 Tampilan AVR studio 4 ................................................................ 25
Gambar 3.1 Rancangan skematik jam server ...................................................... 29
Gambar 3.2 Rancangan skematik jam client ....................................................... 30
Gambar 3.3 Flowchart menu utama.................................................................... 31
Gambar 3.4 Flowchart setting tanggal ............................................................... 32
Gambar 3.5 Flowchart setting hari libur ............................................................. 33
Gambar 3.6 Flowchart setting jam ujian ............................................................. 34
Gambar 3.7 Flowchart setting mode ................................................................... 35
Gambar 3.8 Flowchart jam client ....................................................................... 36
Gambar 4.1 LCD 2x16 dan ATMega8535 .......................................................... 38
Gambar 4.2 Tampak depan jam server ............................................................... 38
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
x
Gambar 4.3 Tampak belakang jam server........................................................... 39
Gambar 4.4 Jam client tampak depan ................................................................. 40
Gambar 4.5 Jam client tampak belakang ............................................................ 40
Gambar 4.6a Db9 male pcb dan kabel ............................................................... 41
Gambar 4.6b Db9 female pcb dan kabel ............................................................ 42
Gambar 4.7 Kabel serial RS232 ......................................................................... 43
Gambar 4.8 Tampilan awal codevisionAVR ...................................................... 44
Gambar 4.9 Tampilan codewizardAVR.............................................................. 44
Gambar 4.10 Tampilan initialization dan function .............................................. 45
Gambar 4.11 Tampilan tanggal dan jam ............................................................. 46
Gambar 5.1 Tampilan utama jam server ............................................................. 61
Gambar 5.2 Tampilan menu setting tanggal ....................................................... 62
Gambar 5.3 Set hari ........................................................................................... 62
Gambar 5.4 Set tanggal ...................................................................................... 63
Gambar 5.5 Set bulan ......................................................................................... 63
Gambar 5.6a Set tahun 1 .................................................................................... 63
Gambar 5.6b Set tahun 2 .................................................................................... 64
Gambar 5.7 Set jam dan menit ........................................................................... 64
Gambar 5.8 Tampilan menu setting mode jam ................................................... 65
Gambar 5.9a Pilih mode jam normal .................................................................. 65
Gambar 5.9b Pilih mode jam ujian ..................................................................... 66
Gambar 5.10 Tampilan menu setting jam ujian .................................................. 66
Gambar 5.11 Pilih hari ....................................................................................... 67
Gambar 5.12 Set jam masuk 1 ............................................................................ 67
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
xi
Gambar 5.13 Set jam istirahat ............................................................................ 68
Gambar 5.14 Set jam masuk 2 ............................................................................ 68
Gambar 5.15 Set jam pulang .............................................................................. 68
Gambar 5.16 Tampilan menu setting hari libur................................................... 69
Gambar 5.17 Pilih hari libur ............................................................................... 69
Gambar 5.18 Set tanggal dan bulan .................................................................... 70
Gambar 5.19 Tampilan jam client ...................................................................... 72
Gambar 5.20 Tampilan jam client terhubung dengan server ............................... 72
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis mikrokontroler ............................................................................. 9
Tabel 4.1 Pinout untuk db9 ................................................................................ 42
Tabel 4.1 Fungsi pin - pin .................................................................................. 42
Tabel 5.1 Hasil uji coba buzzer .......................................................................... 70
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Waktu sangat penting bagi kehidupan sehari-hari. Untuk dapat mengetahui
waktu, kita dapat menggunakan alam sekitar, dengan cara melihat arah dan posisi
matahari. Namun pada zaman yang modern ini, sudah ditemukan jam untuk
mengetahui kapan waktu bekerja, waktu pulang, waktu beribadah dan juga waktu
untuk istirahat. Model jam ada dua yaitu, jam analog dan jam digital. Jenisnya pun
ada dua yaitu jam tangan dan jam dinding.
Dimanapun kita berada, entah itu dirumah, kantor, sekolah, tempat ibadah, dll.
Kita akan menemukan jam sebagai pengingat waktu. Disekolah – sekolah, jam
digunakan untuk menentukan kapan waktu masuk kelas, waktu istirahat, waktu
selesai istirahat dan waktu pulang. Namun kebanyakan alat yang digunakan untuk
memberi tanda waktu-waktu tersebut masih dilakukan dengan manual.
Dengan menggunakan mikrokontroler, memungkinkan kita dapat membuat
atau menggunakan alat yang sudah otmatis terkontrol atau terprogram untuk
melakukan semua itu. Media yang digunakan adalah jam digital, kabel, dan alarm/bel
sebagai penanda waktu.
Jam pusat atau jam server ini akan diletakkan pada ruang TU (Tata Usaha),
bahkan di setiap kelas pun dapat dipasang jam digital yang dihubungkan dengan
kabel pada jam yang ada di ruang TU. Sehingga jam menunjukkan waktu yang sama
di setiap kelas atau ruangan yang terhubung dengan jam pusat.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
1
2
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka didapatkan beberapa rumusan
masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat jam digital dengan mikrokontroler?
2. Bagaimana menghubungkan jam digital dengan buzzer/ alarm?
3. Bagaimana menampilkan jam dan menit pada 7segment/jam client?
4. Bagaimana menghubungkan baterai agar RTC tetap menyimpan hari,
tanggal, bulan, tahun, jam, dan menit jika catu daya terputus?
1.3.
Batasan Masalah
1. Alarm/bel hanya di setting untuk 4x bunyi, yaitu pada saat masuk sekolah,
istirahat, masuk kelas, dan pulang sekolah.
2. Pada RTC hanya akan menyimpan tanggal merah yang sudah pasti, yaitu
hari minggu dan hari libur nasional (seperti : 1 Januari, 17 Agustus, dan
25 Desember dst.) sedangkan untuk hari libur keagamaan dilakukan
setting manual pada server.
3. Kabel max232 panjang maksimal 25 meter.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah :
a. Mengimplementasikan RTC pada jam digital.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
b. Merancang dan membuat jam digital menggunakan RTC untuk membantu
karyawan sekolah supaya tidak perlu lagi membunyikan bel secara
manual.
c. Memperkenalkan mikrokontroler dan teknologi pada siswa.
1.5.
Manfaat
Adapun manfaat yang diambil dari Rancang Bangun Jam Digital ini sebagai
berikut :
a. Pengenalan teknologi baru jam digital menggunakan RTC dengan alarm
yang dapat digunakan untuk pengaturan waktu belajar pada sekolah.
b. Menarik minat siswa untuk belajar dan mengembangkan teknologi
menggunakan mikrokontroler.
c. Memanfaatkan dan mengembangkan fungsi mikrokontroler dalam dunia
teknologi.
1.6.
Metodologi Penelitian
Metodologi yang diguakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
a.
Fase Analisis
Fase ini menganalisis setiap permasalahan yang akan dihadapi dalam
perancangan pembangunan tugas akhir ini, yang meliputi :
• Identifikasi Masalah
Mempelajari setiap kelemahan dan kelebihan sistem yang akan dikerjakan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
• Analisis Masalah
Setiap masalah yang telah ditemukan kemudian dianalisis menjadi sebuah
pemahaman untuk menentukan setiap detail sistem yang akan dirancang dan
dibangun.
• Analisis Kebutuhan
Setiap kebutuhan yang diperlukan oleh sistem ini dianalisis dalam tahap ini,
agar nantinya sistem mampu berjalan sesuai yang diharapkan.
• Analisis Literatur
Studi ini dilakukan dengan cara mencari referensi yang berkaitan dengan
penelitian yang dilakukan.
b.
Fase Implementasi
Fase ini membahas implementasi dari sistem yang telah dirancang
sebelumnya, antara lain :
• Penyiapan Alat dan Bahan
Menyiapkan alat-alat dan bahan untuk pembangunan system ini.
• Perancangan dan Pembuatan Program
Merancang sistem dan pembuatan program kemudian memasukkan program
ke mikrokontroler dan RTC.
• Fase Uji Coba
Sistem dan alat yang telah dibangun akan di uji d fase ini.
• Pembuatan Laporan
Membuat laporan tertulis mengenai Tugas Akhir ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika Pembahasan Penulisan Skripsi ini nantinya tersusun atas
beberapa sistematis penulisan, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang yang menjelaskan tentang pentingnya penelitian
Tugas Akhir yang
dilakukan rumusan masalah, tujuan, manfaat
metodologi, dan sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan
Tugas Akhir ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang berkaitan dengan isi
laporan tugas akhir dan aplikasi yang digunakan untuk mengerjakan
tugas akhir ini.
BAB III PERANCANGAN JAM DAN SISTEM
Pada bab ini menjelaskan tentang perancangan jam mulai dari
kebutuhan hardware maupun software.
BAB IV IMPLEMENTASI SISTEM
Pada bab ini menjelaskan implementasi dari program yang telah dibuat
dan ditanamkan pada alat, proses pembuatan jam, dan implementasi
antarmuka.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan menjelaskan tentang hasil dari pengujian sistem dan
alat untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat sudah sesuai dengan
konsep.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
BAB VI PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang dapat diambil dari
keseluruhan isi dari laporan
Tugas Akhir serta Saran yang
disampaikan penulis untuk pengembangan sistem yang ada demi
kesempurnaan sistem yang lebih baik.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1
Perangkat Keras
2.1.1 Mikrokontroler
Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada berbagai
peralatan, misalnya perlatan yang terdapat di rumah, seperti telepon digital,
microwave oven, televisi, mesin cuci, system keamanan rumah, PDA, dll.
Mikrokontroler dapat kita gunakan untukberbagai aplikasi misalnya untuk
pengendalian,otomasi
industri,
akuisisi
data,
telekomunikasi
dan
lain-lain.
Keuntungan menggunakan mikrokontroler yaitu harganya murah, dapat diprogram
berulang kali, dan dapat diprogram sesuai dengan keinginan. Saat ini keluarga
mikrokontroler yang ada di pasaran yaitu Intel 8048 dan 8051(MCS51), Motorolla
68HC11, Microchip PIC, Hitachi H8, dan Atmel AVR. Terdapat beberapa keunggulan
yang diharapkan dari alat-alat yang berbasis mikrokontroler (microcontroller-based
solutions) :
•
Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan
komponen lain (high degree of integration)
•
Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size)
•
Penggunaan komponen dipersedikit (reduced component count) yang juga
akan
menyebabkan
biaya
produksi
manufacturing cost)
7
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
dapat
semakin
ditekan
(lower
8
•
Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih
cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhan (shorter time to market)
•
Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption)
Perbedaan mikrokontroler dan mikroprosesor :
Terdapat
perbedaan
yang
signifikan
antara
mikrokontroler
dan
mikroprosessor. Perbedaan yang utama antara keduanya dapat dilihat dari dua faktor
utama yaitu arsitektur perangkat keras (hardware architecture) dan aplikasi masingmasing.
•
Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip
CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat
device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu
single chip computer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM,
RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt
controller, konverter Anlog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang
melengkapi mikrokontroler tersebut).
•
Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai
Central
Processing
Unit
yang
menjadi
otak
komputer,
sedangkan
mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan
untuk melakukan tugas tugas yang berorientasi kontrol pada rangkaian yang
membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
2.1.1.1 Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler AVR.
AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit
berdasarkan arsitektur Harvard, yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR
mempunyai kepanjangan Advanced Versatile RISC atau Alf and Vegard’s Risc
processor yang berasal dari nama dua mahasiswa Norwegian Institute of Technology
(NTH), yaitu Alf-Egil Bogen dan Vogard Wollan.
AVR meiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain,
keunggulan mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program
yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock,
lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memilki arsitetektur
CISC (Complex Instruction Set Compute) di mana mikrokontroler MCS51
membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi.
Selain itu,
mikrokontroler AVR meiliki fitur yang lengkap (ADC internal, EEPROM Internal,
Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O, komunikasi serial, Komparator,
I2C, dll.), sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini, programmer dan desainer dapat
menggunakannya untuk berbagai aplikasi system elektronika seperti robot, otomasi
industri, peralatan telekomunikasi, dan berbagai keperluan lain. Secara umum
mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga
AT90Sxx, ATMega, dan ATtiny. ( Sumber [1] )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR
Memori
Tipe
Jumlah pin
Flash
EEPROM
SRAM
TinyAVR
8 – 32
1 – 2K
64 – 128
0 – 128
AT90Sxx
20 – 44
1 – 8K
128 – 512
0 – 1K
ATMega
32 - 64
8 – 128K
512 – 4K
512 – 4K
Gambar 2.1. Mikrokontroler keluarga AVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
2.1.1.2 ATMega8535
Dalam project tugas akhir ini mikrokontroler yang digunakan adalah jenis
AVR ATmega8535. ATMega8535 merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan
Atmel untuk keluarga AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena
merupakan keluarga AVR, maka ATMega8535 juga menggunakan arsitektur RISC.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
ATmega8535
telah
dilengkapi
dengan
ADC
internal,
EEPROM
internal,
Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll. Fitur-fitur yang dimiliki oleh
mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
(Soebhakt i, Hendraw an. 2007)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Kontruksi ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori
program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang
terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat
memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu
bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi
menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM.
ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang
dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD
atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau
OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari
memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat
diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk
mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan
dengan mengakses data dari SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran
ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535
dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain
itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode
operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8
bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur
dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama
lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat
difungsikan sebagai sumber
interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan
untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi
serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal
Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga
merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535.
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat
digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan
modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun
asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART.
Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode
syncrhronous
maupun
asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja.
Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock
sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan
secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous
hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode
syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
Konfigurasi pin ATMega8535 ( Sumber [8] )
Gambar 2.2 Pin – pin ATMega8535
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
VCC/Pin 10
: Power Supply
GND/Pin 11
: Ground
Port A (PA0 – PA7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal. Juga
berfungsi sebagai masukan analog ke ADC (ADC0 s.d. ADC7)
Port B (PB0 – PB7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Fungsi khusus masing-masing pin :
PB0/Pin 1
T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)
PB1/Pin 2
T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
PB2/Pin 3
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
PB3/Pin 4
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
PB4/Pin 5
SS (SPI Slave Select Input)
PB5/Pin 6
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB6/Pin 7
MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB7/Pin 8
SCK (SPI Bus Serialock)
Port C (PC0 – PC7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal. Dua
pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai oscillator luar untuk Timer/Counter2.
Port D (PD0 – PD7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Fungsi khusus masing-masing pin :
PD0/Pin 14
RXD (UART Input Line)
PD1/Pin 15
TXD (UART Output Line)
PD2/Pin 16
INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD3/Pin 17
INT1 (External Interrupt 1 Input)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
PD4/Pin 18
OC1B (Timer/Counter1 Output CompareB Match Output)
PD5/Pin 19
OC1A (Timer/Counter1 Output CompareA Match Output)
PD6/Pin 20
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD7/Pin 21
OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)
RESET/Pin 9
: Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika
rendah melebihi periode minimum yang diperlukan.
XTAL 1/Pin 13
: Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke
rangkaianclock internal.
XTAL 2/Pin 12
: Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
AVCC
: Catu daya untuk port A dan ADC.
AREF
: Referensi masukan analog untuk ADC.
AGND
: Ground analog.
(Wardhana, Lingga. 2006)
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATMega8535
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
2.1.2 RTC (Real Time Clock) DS1302
Real Time Clock berhubungan dengan waktu mulai dari detik, menit, jam,
hari, tanggal, bulan dan tahun. Tetapi IC RTC ini juga bisa dipakai untuk menyimpan
data di dalam internal RAM RTC ini, di mana data tersebut tidak bisa hilang
meskipun supply diputus, hal ini karena di dalam IC RTC tersebut ada battery-nya
yang selalu hidup untuk menjalankan clock-nya jadi waktu (clock) tetap berjalan
meskipun supply dimatikan. IC RTC ini masih mempunyai kelebihan bisa dipakai
sebagai timer atau alarm. Untuk hitungan detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan
tahun dengan tahun kabisat yang valid sampai 2100 karena compensation valid up to
2100. Mode yang dipilih juga bisa 12 or 24 hour clock with AM dan PM in 12 hour
mode.
Gambar 2.4 RTC ds1302
Komponen utama Serial RTC ialah DS1302 dengan fitur-fitur sebagai berikut :
1. Menghitung waktu mulai detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun, hari dalam
minggu dengan kompensasi tahun kabisat sampai tahun 2100.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
2. Memory / RAM sebesar 31 byte
3. Single byte atau burst akses
4. Support battery Lithium atau Ni-Cd untuk backup supply
5. Kemampuan Trickle Charge untuk pengisian battery jenis Ni-Cd
Gambar 2.5 Sirkuit umum ds1302 (data sheet ds1302)
2.1.3 Seven Segment
Seven segment merupakan LED yang disusun atas 7 segment yang
dipergunakan untuk menampilkan angka 0 sampai 9 dan sejumlah karakter alfabet.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Gambar 2.6 Seven Segment
Seven segment terdiri dari dua konfigurasi, yaitu common anoda dan common
katoda. Pada seven segment tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan
menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positif dan katoda dari
masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segment. Seven segment
yang digunakan pada tugas akhir ini adalah seven segment anoda dengan ukuran 3
inch.
2.1.4 MAX232
MAX 232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS-232
transmitter / receiver yang memenuhi semua spesifikasi standar EIA-232-E seperti
gambar pada gambar 2.6. IC MAX232 hanya membutuhkan power supply 5V (single
power supply ) sebagai catu daya. IC MAX232 di sini berfungsi untuk merubah level
tegangan pada COM1 menjadi level tegangan TTL / CMOS. IC MAX232 terdiri atas
tiga bagian yaitu dual charge-pump voltage converter, driver RS232, dan receiver
RS232.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
2.1.5 Komponen Elektronika
Komponen Elektronika biasanya sebuah alat berupa benda yang menjadi
bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan
kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian baik berupa
PCB, Protoboard maupun Veroboard dengan cara di solder atau tidak menempel
langsung pada papan rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel).
2.1.5.1 PCB
Papan sirkuit cetak (bahasa inggris : printed circuit board atau PCB) adalah
sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang menghubungkan komponen
elektronika satu sama lain tanpa kabel. PCB mempunyai dua jenis, PCB Cooper Clad
(Berlapis Tembaga) dan PCB Matrix Strip Board (Paan Matriks Bergaris). PCB yang
umum di pasaran saat ini ada PCB Matrix Strip Board (Papan Matriks Bergaris) atau
biasa disebut PCB Lubang karena menggunakan kabel sebagai alat penghubung antar
komponen.
Gambar 2.7 PCB Matriks
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
2.1.5.2 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam
menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistensi resistor
tersebut. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan
resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan Ω
(Omega).
2.1.5.3 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh
suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara
vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan
listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda)
metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung
metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif
dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan”
selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
2.1.5.4 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E)
dan Kolektot (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai
untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu
pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
2.2
Perangkat Lunak
2.2.1 CodeVisionAVR
CodeVisionAVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus
digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. CodeVisionAVR merupakan yang
terbaik bila dibandingkan dengan kompiler-kompiler yang lain karena beberapa
kelebihan yang dimiliki oleh CodeVisionAVR antara lain:
1.
Menggunakan IDE (Integrated Development Environment).
2.
Fasilitas yang disediakan lengkap (mengedit program, mengkompile program,
mendownload program) serta tampilannya terlihat menarik dan mudah dimengerti.
Kita dapat mengatur settingan editor sedemikian rupa sehingga membantu
memudahkan kita dalam penulisan program.
3.
Mampu membangkitkan kode program secara otomatis dengan menggunakan
fasilitas CodeWizardAVR.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
4.
Memiliki
fasilitas
untuk
mendownload
program
langsung
dari
CodeVisionAVR dengan menggunakan hardware khusus seperti Atmel STK500,
Kanda System STK200+/300 dan beberapa hardware lain yang telah didefenisikan
oleh CodeVisionAVR.
5.
Memiliki fasilitas debugger sehingga dapat menggunakan software compiler
lain untuk mengecek kode assembler nya, contohnya AVRStudio.
6.
Memiliki terminal komunikasi serial yang terintegrasi dalam CodeVisionAVR
sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah dibuat
khususnya yang menggunakan fasililtas komunikasi serial USART.
(Rangkuti, Syahban. 2011)
Gambar 2.8 Tampilan codevision AVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
2.2.2 Isis Proteus 7 Profesional
Proteus merupakan gabungan dari program ISIS dan ARES. Dengan
penggabungan kedua program ini maka skematik rangkaian elektronika dapat
dirancang serta disimulasikan dan dibuat menjadi layout PCB. ISIS singkatan dari
Intelligent Schematic Input System. ISIS dirancang sebagai media untuk menggambar
skematik rangkaian elektronik dan sekaligus menguji rangkaian yang dibuat tersebut
apakah sudah dapat bekerja dengan baik atau belum melalui fasilitas simulasi.
ISIS dapat menyimulasikan berbagai jenis mikroprosesor dan mikrokontroler,
termasuk mikrokontroler keluarga AVR. Diharapkan dengan menggunakan program
simulasi ini maka perancangan rangkaian berbasis mikrokontroler dapat lebih muda
dilakukan serta mengurangi biaya produksi dan menghemat waktu. ISIS dilengkapi
program compiler, sehingga dapat mengompilasi file kode sumber seperti Assenbly
menjadi file HEX sehingga nantinya dapat digunakan oleh mikrokontroler yang
sebenarnya. (Rangkuti, Syahban. 2011)
Gambar 2.9 Tampilan isis proteus 7 profesional
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
2.2.3 AVR Studio 4
Software yang dapat digunakan untuk mendownload source code dari code
vision AVR dalam bentuk file .hex, untuk ditanamkan ke dalam mikrokontroler
ATMega8535.
Gambar 2.10 Tampilan AVR studio 4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
PERANCANGAN J AM DAN SISTEM
Pada bab ini menjelaskan mengenai perancangan jam server maupun
client, baik itu perancangan hardware maupun software.
3.1
Kebutuhan Per angkat Keras
3.1.1
J am Ser ver
Perangkat keras yang dibutuhkan untuk merancang dan membangun jam
sebagai server adalah sebagai berikut:
1. LCD 16x2
LCD ini berfungsi untuk menampilkan pilihan menu setting yang ada pada
server serta menampilkan hari,tanggal dan waktu.
2. Mikrokontroler ATMega8535
ATMega8535 sebagai CPU jam server.
3. RTC ds1302
Sebagai penyimpan waktu mulai detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun,
hari dalam minggu.
4. Downloader
Alat yang digunakan untuk mendownload program dengan file .hex ke
mikrokonroler.
5. Buzzer
Sebagai penanda bunyi atau alarm yang terpasang pada jam server.
6. MAX232
IC yang akan dihubungkan dengan DB9.
26
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
7. DB9 Male PCB
Connector yang akan menghubungkan server ke client.
8. Battery
Sebagai pengganti catu daya ds1302 apabila listrik padam.
9. Button
Digunakan untuk tombol setting.
10. Adaptor 5V
Sebagai catu daya jam server.
3.1.2
J am Client
Untuk merancang dan membangun jam sebagai client dibutuhkan
perangkat keras sebagai berikut :
1. ATMega8535
Digunakan sebagai CPU pada client.
2. 7 Segment
Digunakan untuk menampilkan jam dan menit.
3. MAX232
IC yang akan dihubungkan dengan DB9.
4. DB9 Female PCB
Connector penghubung server dan client.
5. Adaptor 12V
Sebagai catu daya jam client.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
28
3.2
Kebutuhan Per angkat Lunak
Software yang digunakan dalam jam server maupun jam client dengan
menggunakan mikrokontroler adalah sebagai berikut :
3.2.1
Code Vision AVR
Sebuah software yang digunakan untuk merancang program untuk
mengatur jalannya waktu pada RTC ds1302 dan mikrokontroler menggunakan
bahasa C.
3.2.2
Isis Pr oteus 7 Profesional
Sebuah software untuk mendesain rangkaian skematik. ISIS 7 Professional
juga digunakan untuk membuat simulasi hardware (rangkaian elektronik)
se
(REAL TIME CLOCK) DENGAN ALARM
BERBASIS MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai
Per syaratan Dalam Memper oleh Gelar
Sar jana Komputer Program Studi Teknik Informatika
Diajukan oleh :
GHORA PUTRA PRATAMA
NPM : 0734010286
Kepada
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2011
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
i
ABSTRAK
Judul
: Rancang Bangun Jam Digital Menggunakan RTC (Real Time
Clock) Dengan Alarm Berbasis Mikrokontroler
Nama
: Ghora Putra Pratama
Pembimbing 1 : Basuki Rahmat, S.Si, MT.
Pembimbing 2 : Agus Hermanto, S.Kom.
Perkembangan teknologi berbasis mikrokontroler semakin berkembang
seiring dengan kebutuhan dalam pendidikan, perkantoran, dan lain - lain. Dalam
dunia pendidikan seperti sekolah masih menggunakan jam dan bel manual. Maka
dirancanglah sebuah jam digital menggunakan real time clock berbasis
mikrokontroler yang dapat mengatur bunyi bel secara otomatis dan memiliki pusat
jam, sehingga jam digital yang ada di sekolah tersebut akan menunjukkan waktu
yang sama.
Perancangan dan pembuatan jam ini meliputi hal teknis seperti
menganalisa jam masuk, istirahat, dan jam pulang di sekolah tersebut , teori dasar
mikrokontroler, teori RTC (Real Time Clock), teori dasar elektronika, dan
mengimplementasikannya menggunakan codevision avr sebagai compiler.
Dengan menggunakan jam ini, diharapkan dapat membantu memudahkan
pekerjaan karyawan sekolah dengan tidak perlu lagi membunyikan bel atau
memukul lonceng saat waktu belajar dimulai, istirahat, dan waktu pulang. Serta
memberikan pengetahuan baru pada siswa, sehingga siswa termotivasi untuk
belajar tentang teknologi informasi.
Kata kunci
: Mikrokontroler, Real Time Clock, Jam Digital, Waktu,
CodeVisionAVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan
segala
nikmat
dan
karunia-Nya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan skripsi tepat pada waktunya. Atas limpahan serta karunia dan
rahmat-Nya penulisan laporan skripsi yang berjudul “RANCANG BANGUN
JAM DIGITAL MENGGUNAKAN RTC (REAL TIME CLOCK) DENGAN
ALARM BERBASIS MIKROKONTROLER” dapat terselesaikan.
Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana
komputer di jurusan teknik informatika UPN ”Veteran” Jatim. Skripsi ini tidak
sempurna tanpa dukungan semua pihak. Oleh karena itu, penulis ingin
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang selalu memberikan kesehatan, rezeki, kemudahan dan
kelancaran.
2. Kedua orang tua yang selalu mendoakan dan mendukung penulis agar bisa
menjadi yang terbaik dalam segala hal yang positif. Terima kasih tak
terhingga.
3. Bapak Sutiyono, selaku Dekan Fakultas Teknik Industri Universitas
Pembangunan Nasional "Veteran" Jatim.
4. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT, selaku Kepala Jurusan Teknik Informatika
FTI UPN “Veteran” Jatim.
5. Bapak Basuki Rachmat,S.Si, MT., selaku dosen pembimbing yang
memberikan arahan dan masukan dalam pengerjaan skripsi ini. Terima
kasih bapak.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iii
6. Bapak Agus Hermanto, S.Kom, selaku dosen pembimbing yang
memberikan arahan dalam pengerjaan skripsi ini. Terima kasih bapak.
7. Bapak Mohammad Irwan Afandi, S.T, M.Sc, selaku dosen wali yang
banyak membantu penulis selama menjadi mahasiswa.
8. Bapak Nur Cahyo Wibowo, S.Kom, M.Kom., selaku pembimbing
spiritual yang banyak memberi masukan dan arahan dalam pengerjaan
skripsi ini. Terima kasih banyak.
9. Saudara – saudara ku “Ice Tea 12” yang selalu share dengan ilmu yang
mereka miliki kepada penulis. Selalu memotivasi penulis untuk lulus tepat
waktu. Selalu memberikan lelucon yang membuat hati gembira. Terima
kasih banyak.
10. Mas Khalid Mawardi, S.Kom, yang telah membimbing diluar hubungan
dosen dan mahasiswa, serta membantu penulis dalam pengerjaan skripsi
ini. Terima kasih banyak.
11. Hanjar Siswanto, Erik Slamet Riadi, Jepri, Ria Paresty, Eko Yuliono, Tri
Hadi. Terima kasih banyak, karena kalian telah menjadi sahabat yang
dapat menghibur saya saat suka maupun duka.
12. Untuk mas doni atau odenk, terima kasih karena sudah mau memberikan
utangan kopi kepada saya selama saya menyelesaikan skripsi ini.
13. Untuk Widya Ningsih atau nining atau conil, yang selalu menemani dan
memberikan semangat. Terima kasih
Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, sehingga saran
dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga laporan ini
bermanfaat bagi pembacanya dan bagi civitas akademi FTI UPN "Veteran" Jatim.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
iv
Akhirnya, penulis berharap agar penyusunan laporan ini mampu
memberikan sumbangsih bagi perkembangan dan kemajuan teknik informatika
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” JATIM.
Surabaya, 22-11-2011
Penulis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 2
1.4 Tujuan .................................................................................................. 2
1.5 Manfaat ................................................................................................ 3
1.6 Metodologi Penelitian............................................................................ 3
1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................ 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 7
2.1 Perangkat keras ..................................................................................... 7
2.1.1 Mikrokontroler ............................................................................ 7
2.1.1.1 Mikrokontroler AVR......................................................... 9
2.1.1.2 ATMega8535 .................................................................. 11
2.1.2 RTC (Real Time Clock) DS1302 ................................................. 17
2.1.3 Seven Segment ............................................................................ 17
2.1.4 MAX232 ..................................................................................... 19
2.1.5 Komponen Elektronika ................................................................ 20
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vi
2.1.5.1 PCB ................................................................................ 20
2.1.5.2 Resistor ........................................................................... 21
2.1.5.3 Kapasitor ......................................................................... 21
2.1.5.4 Transistor ......................................................................... 21
2.2 Perangkat Lunak.................................................................................. 22
2.2.1 CodeVisionAVR ........................................................................ 22
2.2.2 ISIS Proteus 7 Profesional .......................................................... 24
2.2.3 AVR Studio 4 .............................................................................. 25
BAB III PERANCANGAN JAM DAN SISTEM ............................................... 26
3.1 Kebutuhan Perangkat Keras ............................................................... 26
3.1.1 Jam Server .................................................................................. 26
3.1.2 Jam Client ................................................................................... 27
3.2 Kebutuhan Perangkat Lunak .............................................................. 28
3.2.1 CodeVisionAVR ......................................................................... 28
3.2.2 Isis Proteus 7 Profesional ........................................................... 28
3.2.3 AVR Studio 4 ............................................................................. 28
3.3 Perancangan Perangkat Keras ............................................................ 28
3.3.1 Jam Server .................................................................................. 28
3.3.2 Jam Client ................................................................................... 29
3.4 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................... 30
3.4.1 Jam Server .................................................................................. 30
3.4.1.1 Menu Setting Tanggal ..................................................... 32
3.4.1.2 Menu Setting Hari Libur ................................................. 33
3.4.1.3 Menu Setting Jam Ujian .................................................. 34
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
vii
3.4.1.4 Menu Setting Mode Jam .................................................. 35
3.4.2 Client ......................................................................................... 36
BAB IV IMPLEMENTASI DAN UJI COBA .................................................... 37
4.1 Pembuatan Jam Server ....................................................................... 37
4.1.1 Pemasangan Hardware Jam Server .............................................. 37
4.2 Pembuatan Pembuatan Jam Client ...................................................... 39
4.2.1 Pemasangan Hardware Jam Client .............................................. 40
4.3 Pembuatan Kabel Serial RS232 .......................................................... 41
4.4 Pembuatan Sistem Jam Server ............................................................ 43
4.4.1 Membuat Project Pada CodeVisionAVR ..................................... 43
4.4.2 Membuat Sistem Menu Utama .................................................... 45
4.4.3 Membuat Sistem Menu Setting Tanggal...................................... 46
4.4.4 Membuat Sistem Menu Setting Mode ......................................... 49
4.4.5 Membuat Sistem Menu Setting Jam Ujian................................... 49
4.4.6 Membuat Sistem Menu Setting Hari Libur .................................. 51
4.5 RTC DS1302 ...................................................................................... 53
4.6 Button ................................................................................................ 54
4.7 Buzzer ................................................................................................ 56
4.8 LCD ................................................................................................... 58
4.9 Pembuatan Sistem Jam Client ............................................................. 58
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................. 60
5.1 Uji Coba Tampilan Utama .................................................................. 61
5.2 Uji Coba Menu Setting Tanggal.......................................................... 61
5.3 Uji Coba Menu Setting Mode ............................................................. 65
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
viii
5.4 Uji Coba Setting Jam Ujian ................................................................ 66
5.5 Uji Coba Menu Setting Hari Libur ...................................................... 69
5.6 Uji Coba Buzzer ................................................................................ 70
5.7 Uji Coba Memasang Baterai 3 Volt ................................................... 71
5.8 Uji Coba jam Client ........................................................................... 71
BAB VI PENUTUP ........................................................................................... 73
6.1 Kesimpulan ........................................................................................ 73
6.2 Saran .................................................................................................. 74
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mikrokontroler keluarga AVR ........................................................ 10
Gambar 2.2 Pin – pin ATMega8535 ................................................................... 14
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATMega8535 ......................................................... 16
Gambar 2.4 RTC ds1302.................................................................................... 17
Gambar 2.5 Sirkuit umum ds1302 ...................................................................... 18
Gambar 2.6 Seven segment ............................................................................... 19
Gambar 2.7 PCB Matriks ................................................................................... 20
Gambar 2.8 Tampilan codevision AVR .............................................................. 23
Gambar 2.9 Tampilan isis proteus 7 profesional ................................................. 24
Gambar 2.10 Tampilan AVR studio 4 ................................................................ 25
Gambar 3.1 Rancangan skematik jam server ...................................................... 29
Gambar 3.2 Rancangan skematik jam client ....................................................... 30
Gambar 3.3 Flowchart menu utama.................................................................... 31
Gambar 3.4 Flowchart setting tanggal ............................................................... 32
Gambar 3.5 Flowchart setting hari libur ............................................................. 33
Gambar 3.6 Flowchart setting jam ujian ............................................................. 34
Gambar 3.7 Flowchart setting mode ................................................................... 35
Gambar 3.8 Flowchart jam client ....................................................................... 36
Gambar 4.1 LCD 2x16 dan ATMega8535 .......................................................... 38
Gambar 4.2 Tampak depan jam server ............................................................... 38
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
x
Gambar 4.3 Tampak belakang jam server........................................................... 39
Gambar 4.4 Jam client tampak depan ................................................................. 40
Gambar 4.5 Jam client tampak belakang ............................................................ 40
Gambar 4.6a Db9 male pcb dan kabel ............................................................... 41
Gambar 4.6b Db9 female pcb dan kabel ............................................................ 42
Gambar 4.7 Kabel serial RS232 ......................................................................... 43
Gambar 4.8 Tampilan awal codevisionAVR ...................................................... 44
Gambar 4.9 Tampilan codewizardAVR.............................................................. 44
Gambar 4.10 Tampilan initialization dan function .............................................. 45
Gambar 4.11 Tampilan tanggal dan jam ............................................................. 46
Gambar 5.1 Tampilan utama jam server ............................................................. 61
Gambar 5.2 Tampilan menu setting tanggal ....................................................... 62
Gambar 5.3 Set hari ........................................................................................... 62
Gambar 5.4 Set tanggal ...................................................................................... 63
Gambar 5.5 Set bulan ......................................................................................... 63
Gambar 5.6a Set tahun 1 .................................................................................... 63
Gambar 5.6b Set tahun 2 .................................................................................... 64
Gambar 5.7 Set jam dan menit ........................................................................... 64
Gambar 5.8 Tampilan menu setting mode jam ................................................... 65
Gambar 5.9a Pilih mode jam normal .................................................................. 65
Gambar 5.9b Pilih mode jam ujian ..................................................................... 66
Gambar 5.10 Tampilan menu setting jam ujian .................................................. 66
Gambar 5.11 Pilih hari ....................................................................................... 67
Gambar 5.12 Set jam masuk 1 ............................................................................ 67
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
xi
Gambar 5.13 Set jam istirahat ............................................................................ 68
Gambar 5.14 Set jam masuk 2 ............................................................................ 68
Gambar 5.15 Set jam pulang .............................................................................. 68
Gambar 5.16 Tampilan menu setting hari libur................................................... 69
Gambar 5.17 Pilih hari libur ............................................................................... 69
Gambar 5.18 Set tanggal dan bulan .................................................................... 70
Gambar 5.19 Tampilan jam client ...................................................................... 72
Gambar 5.20 Tampilan jam client terhubung dengan server ............................... 72
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis mikrokontroler ............................................................................. 9
Tabel 4.1 Pinout untuk db9 ................................................................................ 42
Tabel 4.1 Fungsi pin - pin .................................................................................. 42
Tabel 5.1 Hasil uji coba buzzer .......................................................................... 70
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Waktu sangat penting bagi kehidupan sehari-hari. Untuk dapat mengetahui
waktu, kita dapat menggunakan alam sekitar, dengan cara melihat arah dan posisi
matahari. Namun pada zaman yang modern ini, sudah ditemukan jam untuk
mengetahui kapan waktu bekerja, waktu pulang, waktu beribadah dan juga waktu
untuk istirahat. Model jam ada dua yaitu, jam analog dan jam digital. Jenisnya pun
ada dua yaitu jam tangan dan jam dinding.
Dimanapun kita berada, entah itu dirumah, kantor, sekolah, tempat ibadah, dll.
Kita akan menemukan jam sebagai pengingat waktu. Disekolah – sekolah, jam
digunakan untuk menentukan kapan waktu masuk kelas, waktu istirahat, waktu
selesai istirahat dan waktu pulang. Namun kebanyakan alat yang digunakan untuk
memberi tanda waktu-waktu tersebut masih dilakukan dengan manual.
Dengan menggunakan mikrokontroler, memungkinkan kita dapat membuat
atau menggunakan alat yang sudah otmatis terkontrol atau terprogram untuk
melakukan semua itu. Media yang digunakan adalah jam digital, kabel, dan alarm/bel
sebagai penanda waktu.
Jam pusat atau jam server ini akan diletakkan pada ruang TU (Tata Usaha),
bahkan di setiap kelas pun dapat dipasang jam digital yang dihubungkan dengan
kabel pada jam yang ada di ruang TU. Sehingga jam menunjukkan waktu yang sama
di setiap kelas atau ruangan yang terhubung dengan jam pusat.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
1
2
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka didapatkan beberapa rumusan
masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat jam digital dengan mikrokontroler?
2. Bagaimana menghubungkan jam digital dengan buzzer/ alarm?
3. Bagaimana menampilkan jam dan menit pada 7segment/jam client?
4. Bagaimana menghubungkan baterai agar RTC tetap menyimpan hari,
tanggal, bulan, tahun, jam, dan menit jika catu daya terputus?
1.3.
Batasan Masalah
1. Alarm/bel hanya di setting untuk 4x bunyi, yaitu pada saat masuk sekolah,
istirahat, masuk kelas, dan pulang sekolah.
2. Pada RTC hanya akan menyimpan tanggal merah yang sudah pasti, yaitu
hari minggu dan hari libur nasional (seperti : 1 Januari, 17 Agustus, dan
25 Desember dst.) sedangkan untuk hari libur keagamaan dilakukan
setting manual pada server.
3. Kabel max232 panjang maksimal 25 meter.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah :
a. Mengimplementasikan RTC pada jam digital.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
b. Merancang dan membuat jam digital menggunakan RTC untuk membantu
karyawan sekolah supaya tidak perlu lagi membunyikan bel secara
manual.
c. Memperkenalkan mikrokontroler dan teknologi pada siswa.
1.5.
Manfaat
Adapun manfaat yang diambil dari Rancang Bangun Jam Digital ini sebagai
berikut :
a. Pengenalan teknologi baru jam digital menggunakan RTC dengan alarm
yang dapat digunakan untuk pengaturan waktu belajar pada sekolah.
b. Menarik minat siswa untuk belajar dan mengembangkan teknologi
menggunakan mikrokontroler.
c. Memanfaatkan dan mengembangkan fungsi mikrokontroler dalam dunia
teknologi.
1.6.
Metodologi Penelitian
Metodologi yang diguakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
a.
Fase Analisis
Fase ini menganalisis setiap permasalahan yang akan dihadapi dalam
perancangan pembangunan tugas akhir ini, yang meliputi :
• Identifikasi Masalah
Mempelajari setiap kelemahan dan kelebihan sistem yang akan dikerjakan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
• Analisis Masalah
Setiap masalah yang telah ditemukan kemudian dianalisis menjadi sebuah
pemahaman untuk menentukan setiap detail sistem yang akan dirancang dan
dibangun.
• Analisis Kebutuhan
Setiap kebutuhan yang diperlukan oleh sistem ini dianalisis dalam tahap ini,
agar nantinya sistem mampu berjalan sesuai yang diharapkan.
• Analisis Literatur
Studi ini dilakukan dengan cara mencari referensi yang berkaitan dengan
penelitian yang dilakukan.
b.
Fase Implementasi
Fase ini membahas implementasi dari sistem yang telah dirancang
sebelumnya, antara lain :
• Penyiapan Alat dan Bahan
Menyiapkan alat-alat dan bahan untuk pembangunan system ini.
• Perancangan dan Pembuatan Program
Merancang sistem dan pembuatan program kemudian memasukkan program
ke mikrokontroler dan RTC.
• Fase Uji Coba
Sistem dan alat yang telah dibangun akan di uji d fase ini.
• Pembuatan Laporan
Membuat laporan tertulis mengenai Tugas Akhir ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika Pembahasan Penulisan Skripsi ini nantinya tersusun atas
beberapa sistematis penulisan, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang yang menjelaskan tentang pentingnya penelitian
Tugas Akhir yang
dilakukan rumusan masalah, tujuan, manfaat
metodologi, dan sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan
Tugas Akhir ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang berkaitan dengan isi
laporan tugas akhir dan aplikasi yang digunakan untuk mengerjakan
tugas akhir ini.
BAB III PERANCANGAN JAM DAN SISTEM
Pada bab ini menjelaskan tentang perancangan jam mulai dari
kebutuhan hardware maupun software.
BAB IV IMPLEMENTASI SISTEM
Pada bab ini menjelaskan implementasi dari program yang telah dibuat
dan ditanamkan pada alat, proses pembuatan jam, dan implementasi
antarmuka.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan menjelaskan tentang hasil dari pengujian sistem dan
alat untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat sudah sesuai dengan
konsep.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
BAB VI PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang dapat diambil dari
keseluruhan isi dari laporan
Tugas Akhir serta Saran yang
disampaikan penulis untuk pengembangan sistem yang ada demi
kesempurnaan sistem yang lebih baik.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1
Perangkat Keras
2.1.1 Mikrokontroler
Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada berbagai
peralatan, misalnya perlatan yang terdapat di rumah, seperti telepon digital,
microwave oven, televisi, mesin cuci, system keamanan rumah, PDA, dll.
Mikrokontroler dapat kita gunakan untukberbagai aplikasi misalnya untuk
pengendalian,otomasi
industri,
akuisisi
data,
telekomunikasi
dan
lain-lain.
Keuntungan menggunakan mikrokontroler yaitu harganya murah, dapat diprogram
berulang kali, dan dapat diprogram sesuai dengan keinginan. Saat ini keluarga
mikrokontroler yang ada di pasaran yaitu Intel 8048 dan 8051(MCS51), Motorolla
68HC11, Microchip PIC, Hitachi H8, dan Atmel AVR. Terdapat beberapa keunggulan
yang diharapkan dari alat-alat yang berbasis mikrokontroler (microcontroller-based
solutions) :
•
Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan
komponen lain (high degree of integration)
•
Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size)
•
Penggunaan komponen dipersedikit (reduced component count) yang juga
akan
menyebabkan
biaya
produksi
manufacturing cost)
7
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
dapat
semakin
ditekan
(lower
8
•
Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih
cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhan (shorter time to market)
•
Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption)
Perbedaan mikrokontroler dan mikroprosesor :
Terdapat
perbedaan
yang
signifikan
antara
mikrokontroler
dan
mikroprosessor. Perbedaan yang utama antara keduanya dapat dilihat dari dua faktor
utama yaitu arsitektur perangkat keras (hardware architecture) dan aplikasi masingmasing.
•
Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip
CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat
device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu
single chip computer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM,
RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt
controller, konverter Anlog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang
melengkapi mikrokontroler tersebut).
•
Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai
Central
Processing
Unit
yang
menjadi
otak
komputer,
sedangkan
mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan
untuk melakukan tugas tugas yang berorientasi kontrol pada rangkaian yang
membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
2.1.1.1 Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler AVR.
AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit
berdasarkan arsitektur Harvard, yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR
mempunyai kepanjangan Advanced Versatile RISC atau Alf and Vegard’s Risc
processor yang berasal dari nama dua mahasiswa Norwegian Institute of Technology
(NTH), yaitu Alf-Egil Bogen dan Vogard Wollan.
AVR meiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain,
keunggulan mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program
yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock,
lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memilki arsitetektur
CISC (Complex Instruction Set Compute) di mana mikrokontroler MCS51
membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi.
Selain itu,
mikrokontroler AVR meiliki fitur yang lengkap (ADC internal, EEPROM Internal,
Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O, komunikasi serial, Komparator,
I2C, dll.), sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini, programmer dan desainer dapat
menggunakannya untuk berbagai aplikasi system elektronika seperti robot, otomasi
industri, peralatan telekomunikasi, dan berbagai keperluan lain. Secara umum
mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga
AT90Sxx, ATMega, dan ATtiny. ( Sumber [1] )
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR
Memori
Tipe
Jumlah pin
Flash
EEPROM
SRAM
TinyAVR
8 – 32
1 – 2K
64 – 128
0 – 128
AT90Sxx
20 – 44
1 – 8K
128 – 512
0 – 1K
ATMega
32 - 64
8 – 128K
512 – 4K
512 – 4K
Gambar 2.1. Mikrokontroler keluarga AVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
2.1.1.2 ATMega8535
Dalam project tugas akhir ini mikrokontroler yang digunakan adalah jenis
AVR ATmega8535. ATMega8535 merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan
Atmel untuk keluarga AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena
merupakan keluarga AVR, maka ATMega8535 juga menggunakan arsitektur RISC.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
ATmega8535
telah
dilengkapi
dengan
ADC
internal,
EEPROM
internal,
Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll. Fitur-fitur yang dimiliki oleh
mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
(Soebhakt i, Hendraw an. 2007)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
Kontruksi ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori
program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang
terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat
memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu
bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi
menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM.
ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang
dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD
atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau
OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari
memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat
diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk
mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan
dengan mengakses data dari SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran
ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535
dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain
itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode
operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8
bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur
dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama
lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat
difungsikan sebagai sumber
interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan
untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi
serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal
Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga
merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535.
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat
digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan
modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun
asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART.
Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode
syncrhronous
maupun
asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja.
Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock
sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan
secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous
hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode
syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
Konfigurasi pin ATMega8535 ( Sumber [8] )
Gambar 2.2 Pin – pin ATMega8535
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
VCC/Pin 10
: Power Supply
GND/Pin 11
: Ground
Port A (PA0 – PA7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal. Juga
berfungsi sebagai masukan analog ke ADC (ADC0 s.d. ADC7)
Port B (PB0 – PB7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Fungsi khusus masing-masing pin :
PB0/Pin 1
T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)
PB1/Pin 2
T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
PB2/Pin 3
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
PB3/Pin 4
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
PB4/Pin 5
SS (SPI Slave Select Input)
PB5/Pin 6
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB6/Pin 7
MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB7/Pin 8
SCK (SPI Bus Serialock)
Port C (PC0 – PC7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal. Dua
pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai oscillator luar untuk Timer/Counter2.
Port D (PD0 – PD7) : Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Fungsi khusus masing-masing pin :
PD0/Pin 14
RXD (UART Input Line)
PD1/Pin 15
TXD (UART Output Line)
PD2/Pin 16
INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD3/Pin 17
INT1 (External Interrupt 1 Input)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
PD4/Pin 18
OC1B (Timer/Counter1 Output CompareB Match Output)
PD5/Pin 19
OC1A (Timer/Counter1 Output CompareA Match Output)
PD6/Pin 20
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD7/Pin 21
OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)
RESET/Pin 9
: Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika
rendah melebihi periode minimum yang diperlukan.
XTAL 1/Pin 13
: Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke
rangkaianclock internal.
XTAL 2/Pin 12
: Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
AVCC
: Catu daya untuk port A dan ADC.
AREF
: Referensi masukan analog untuk ADC.
AGND
: Ground analog.
(Wardhana, Lingga. 2006)
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATMega8535
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
17
2.1.2 RTC (Real Time Clock) DS1302
Real Time Clock berhubungan dengan waktu mulai dari detik, menit, jam,
hari, tanggal, bulan dan tahun. Tetapi IC RTC ini juga bisa dipakai untuk menyimpan
data di dalam internal RAM RTC ini, di mana data tersebut tidak bisa hilang
meskipun supply diputus, hal ini karena di dalam IC RTC tersebut ada battery-nya
yang selalu hidup untuk menjalankan clock-nya jadi waktu (clock) tetap berjalan
meskipun supply dimatikan. IC RTC ini masih mempunyai kelebihan bisa dipakai
sebagai timer atau alarm. Untuk hitungan detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan
tahun dengan tahun kabisat yang valid sampai 2100 karena compensation valid up to
2100. Mode yang dipilih juga bisa 12 or 24 hour clock with AM dan PM in 12 hour
mode.
Gambar 2.4 RTC ds1302
Komponen utama Serial RTC ialah DS1302 dengan fitur-fitur sebagai berikut :
1. Menghitung waktu mulai detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun, hari dalam
minggu dengan kompensasi tahun kabisat sampai tahun 2100.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
2. Memory / RAM sebesar 31 byte
3. Single byte atau burst akses
4. Support battery Lithium atau Ni-Cd untuk backup supply
5. Kemampuan Trickle Charge untuk pengisian battery jenis Ni-Cd
Gambar 2.5 Sirkuit umum ds1302 (data sheet ds1302)
2.1.3 Seven Segment
Seven segment merupakan LED yang disusun atas 7 segment yang
dipergunakan untuk menampilkan angka 0 sampai 9 dan sejumlah karakter alfabet.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Gambar 2.6 Seven Segment
Seven segment terdiri dari dua konfigurasi, yaitu common anoda dan common
katoda. Pada seven segment tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan
menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positif dan katoda dari
masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segment. Seven segment
yang digunakan pada tugas akhir ini adalah seven segment anoda dengan ukuran 3
inch.
2.1.4 MAX232
MAX 232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS-232
transmitter / receiver yang memenuhi semua spesifikasi standar EIA-232-E seperti
gambar pada gambar 2.6. IC MAX232 hanya membutuhkan power supply 5V (single
power supply ) sebagai catu daya. IC MAX232 di sini berfungsi untuk merubah level
tegangan pada COM1 menjadi level tegangan TTL / CMOS. IC MAX232 terdiri atas
tiga bagian yaitu dual charge-pump voltage converter, driver RS232, dan receiver
RS232.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
2.1.5 Komponen Elektronika
Komponen Elektronika biasanya sebuah alat berupa benda yang menjadi
bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan
kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian baik berupa
PCB, Protoboard maupun Veroboard dengan cara di solder atau tidak menempel
langsung pada papan rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel).
2.1.5.1 PCB
Papan sirkuit cetak (bahasa inggris : printed circuit board atau PCB) adalah
sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang menghubungkan komponen
elektronika satu sama lain tanpa kabel. PCB mempunyai dua jenis, PCB Cooper Clad
(Berlapis Tembaga) dan PCB Matrix Strip Board (Paan Matriks Bergaris). PCB yang
umum di pasaran saat ini ada PCB Matrix Strip Board (Papan Matriks Bergaris) atau
biasa disebut PCB Lubang karena menggunakan kabel sebagai alat penghubung antar
komponen.
Gambar 2.7 PCB Matriks
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
2.1.5.2 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam
menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistensi resistor
tersebut. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan
resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan Ω
(Omega).
2.1.5.3 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh
suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara
vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan
listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda)
metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung
metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif
dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan”
selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
2.1.5.4 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E)
dan Kolektot (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai
untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu
pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
2.2
Perangkat Lunak
2.2.1 CodeVisionAVR
CodeVisionAVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus
digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. CodeVisionAVR merupakan yang
terbaik bila dibandingkan dengan kompiler-kompiler yang lain karena beberapa
kelebihan yang dimiliki oleh CodeVisionAVR antara lain:
1.
Menggunakan IDE (Integrated Development Environment).
2.
Fasilitas yang disediakan lengkap (mengedit program, mengkompile program,
mendownload program) serta tampilannya terlihat menarik dan mudah dimengerti.
Kita dapat mengatur settingan editor sedemikian rupa sehingga membantu
memudahkan kita dalam penulisan program.
3.
Mampu membangkitkan kode program secara otomatis dengan menggunakan
fasilitas CodeWizardAVR.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
4.
Memiliki
fasilitas
untuk
mendownload
program
langsung
dari
CodeVisionAVR dengan menggunakan hardware khusus seperti Atmel STK500,
Kanda System STK200+/300 dan beberapa hardware lain yang telah didefenisikan
oleh CodeVisionAVR.
5.
Memiliki fasilitas debugger sehingga dapat menggunakan software compiler
lain untuk mengecek kode assembler nya, contohnya AVRStudio.
6.
Memiliki terminal komunikasi serial yang terintegrasi dalam CodeVisionAVR
sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah dibuat
khususnya yang menggunakan fasililtas komunikasi serial USART.
(Rangkuti, Syahban. 2011)
Gambar 2.8 Tampilan codevision AVR
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
2.2.2 Isis Proteus 7 Profesional
Proteus merupakan gabungan dari program ISIS dan ARES. Dengan
penggabungan kedua program ini maka skematik rangkaian elektronika dapat
dirancang serta disimulasikan dan dibuat menjadi layout PCB. ISIS singkatan dari
Intelligent Schematic Input System. ISIS dirancang sebagai media untuk menggambar
skematik rangkaian elektronik dan sekaligus menguji rangkaian yang dibuat tersebut
apakah sudah dapat bekerja dengan baik atau belum melalui fasilitas simulasi.
ISIS dapat menyimulasikan berbagai jenis mikroprosesor dan mikrokontroler,
termasuk mikrokontroler keluarga AVR. Diharapkan dengan menggunakan program
simulasi ini maka perancangan rangkaian berbasis mikrokontroler dapat lebih muda
dilakukan serta mengurangi biaya produksi dan menghemat waktu. ISIS dilengkapi
program compiler, sehingga dapat mengompilasi file kode sumber seperti Assenbly
menjadi file HEX sehingga nantinya dapat digunakan oleh mikrokontroler yang
sebenarnya. (Rangkuti, Syahban. 2011)
Gambar 2.9 Tampilan isis proteus 7 profesional
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
2.2.3 AVR Studio 4
Software yang dapat digunakan untuk mendownload source code dari code
vision AVR dalam bentuk file .hex, untuk ditanamkan ke dalam mikrokontroler
ATMega8535.
Gambar 2.10 Tampilan AVR studio 4
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
PERANCANGAN J AM DAN SISTEM
Pada bab ini menjelaskan mengenai perancangan jam server maupun
client, baik itu perancangan hardware maupun software.
3.1
Kebutuhan Per angkat Keras
3.1.1
J am Ser ver
Perangkat keras yang dibutuhkan untuk merancang dan membangun jam
sebagai server adalah sebagai berikut:
1. LCD 16x2
LCD ini berfungsi untuk menampilkan pilihan menu setting yang ada pada
server serta menampilkan hari,tanggal dan waktu.
2. Mikrokontroler ATMega8535
ATMega8535 sebagai CPU jam server.
3. RTC ds1302
Sebagai penyimpan waktu mulai detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun,
hari dalam minggu.
4. Downloader
Alat yang digunakan untuk mendownload program dengan file .hex ke
mikrokonroler.
5. Buzzer
Sebagai penanda bunyi atau alarm yang terpasang pada jam server.
6. MAX232
IC yang akan dihubungkan dengan DB9.
26
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
7. DB9 Male PCB
Connector yang akan menghubungkan server ke client.
8. Battery
Sebagai pengganti catu daya ds1302 apabila listrik padam.
9. Button
Digunakan untuk tombol setting.
10. Adaptor 5V
Sebagai catu daya jam server.
3.1.2
J am Client
Untuk merancang dan membangun jam sebagai client dibutuhkan
perangkat keras sebagai berikut :
1. ATMega8535
Digunakan sebagai CPU pada client.
2. 7 Segment
Digunakan untuk menampilkan jam dan menit.
3. MAX232
IC yang akan dihubungkan dengan DB9.
4. DB9 Female PCB
Connector penghubung server dan client.
5. Adaptor 12V
Sebagai catu daya jam client.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
28
3.2
Kebutuhan Per angkat Lunak
Software yang digunakan dalam jam server maupun jam client dengan
menggunakan mikrokontroler adalah sebagai berikut :
3.2.1
Code Vision AVR
Sebuah software yang digunakan untuk merancang program untuk
mengatur jalannya waktu pada RTC ds1302 dan mikrokontroler menggunakan
bahasa C.
3.2.2
Isis Pr oteus 7 Profesional
Sebuah software untuk mendesain rangkaian skematik. ISIS 7 Professional
juga digunakan untuk membuat simulasi hardware (rangkaian elektronik)
se