Pengaturan Alat – Alat Listrik Rumah Tangga Berbasis Mikrokontroller Atmega8535 Melalui Handphone
1
PENGATURAN ALAT – ALAT LISTRIK RUMAH TANGGA BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 MELALUI HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
AGUSTINA SITUMORANG
092408001
PROGRAM STUDY D – III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
2
PERNYATAAN
PENGATURAN ALAT – ALAT LISTRIK RUMAH TANGGA BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 MELALUI HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya
Medan, Juni 2012
AGUSTINA SITUMORANG
092408001
Universitas Sumatera Utara
3
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karuniaNyalah sehingga perakitan dan penulisan Laporan Tugas Akhir dengan judul dapat
diselesaikan dengan baik.
Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si
selaku Dosen Pembimbing pada Tugas Akhir ini yang telah memberikan panduan dan penuh
kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Tentu juga ucapan terima kasih
kepada Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku Ketua Program Study departemen Fisika FMIPA USU
dan kepada Bapak Dr. Sutarman M.Sc selaku Dekan FMIPA USU serta staf pegawai yang
memberi saran, dukungan dan banyak motivasi selama penyelesaian tugas akhir ini. Tidak
lupa saya juga mengucapkan terimakasih kepada teman – teman mahasiswa stambuk 2009
sulfani septi ayu, miskah, mala, dewi, suriani, bernike, dear, resmando, serta seluruh abang dan
adik stambuk saya di Ikatan Mahasiswa Instrument (IMI) yang memberikan banyak masukan
dan bantuan selama perkuliahan dan penyelesaian tugas akhir ini.
Ucapan terima kasih saya untuk keluarga besar saya dan yang sangat special kepada
kedua orangtua saya yang tercinta Ayahanda dan Ibunda saya serta kakak dan adik saya yang
telah memberikan dukungan moril dan materil, dan kepada semua yang selalu memberikan
bantuan dan dukungan serta selalu mendoakan saya. Semoga Tuhan memberikan Rahmatnya
dan membalasnya di akhir kelak.
Universitas Sumatera Utara
4
Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan dan penuyusunan tugas
akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata semoga tulisan ini bermanfaat
bagi pembaca.
Medan, Juli 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Perkembangan teknologi elektronika menimbulkan kecenderungan untuk membuat
kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan praktis salah satunya adalah pengendalian
tanpa kabel. Pengendalian tanpa kabel ada beberapa macam antara lain dengan
menggunakan handphone. Pada umumnya peralatan elektronik seperti TV, Satelit
Receiver, Video Player, Tape Recorder, CD Player dan Laser Disk Player serta alat – alat
listrik rumah tangga yang lainnya mempunyai system pengendalian. Pada tugas akhir ini
telah dirancang sebuah perangkat lunak untuk mengendalikan lampu ruangan melalui SMS
berbasis modul GSM (Handphone). Perangkat lunak digunakan untuk pengendalian sinyal
dan otomatis tiap – tiap peralatan yang ditulis dengan bahasa pemrograman (Bahasa C).
sebagai batasan hanya digunakan pengkodean Code Vision AVR, namun dari perangkat
lunak yang dibuat menghasilkan penambahan pengkodean lain yang digunakan.
Universitas Sumatera Utara
6
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Gambar
x
Daftar Tabel
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Batasan Masalah
3
1.3 Tujuan Penelitian
3
1.4 Metode Penulisan
3
1.5 Sistematika Penulisan
4
BAB II. DASAR TEORI
2.1 Modul GSM
5
2.1.1 Konsep Dasar SMS (Short Message Service)
2.2 Relay
6
7
2.2.1 Prinsip Kerja Relay
8
2.3 Mikrokontroler ATMega8535
8
2.3.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega8535
9
2.3.2 Peta Memory ATMega8535
11
Universitas Sumatera Utara
7
2.3.3 Status Register
12
2.3.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8535
13
2.4 Sensor Optocoupler
18
2.4.1 Pengertian Optocoupler
18
2.4.2 Prinsip Kerja Rangkaian Optocoupler
21
2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
21
2.6 Transistor
23
2.7 Perangkat Lunak
26
2.7.1 Pemrograman Bahasa C
26
2.7.2 CodeVision AVR
32
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Alat
34
3.1.1 Diagram Block Rangkaian
34
3.1.2 Rangkaian Power Supply (PSA)
35
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
36
3.1.4 Rangkaian Sensor Optocoupler
37
3.1.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
38
3.1.6 Rangkaian Relay
39
3.1.7 Perancangan Sistem
40
BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega8535
42
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Optocoupler
45
4.3 Pengujian Rangkaian LCD
45
Universitas Sumatera Utara
8
4.4 Pengujian Rangkaian Relay
49
4.5 Pengujian Sistem
49
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
54
5.2 Saran
54
DAFTAR PUSTAKA
55
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Universitas Sumatera Utara
9
Halaman
Gambar 2.1 Modul GSM
7
Gambar 2.2 Relay 8 Pin
7
Gambar 2.3 Relay Elektromekanis
8
Gambar 2.4 Arsitektur ATMega8535
10
Gambar 2.5 Memori AVR ATMega8535
11
Gambar 2.6 Status Register
12
Gambar 2.7 IC Mikrokontroler ATMega8535
14
Gambar 2.8 Bentuk Fisik Sensor Optocoupler
19
Gambar 2.9 Simbol Optocoupler
20
Gambar 2.10 LCD (Liquid Crystal Display)
21
Gambar 2.11 LCD M1632
22
Gambar 2.12 Transistor sebagai saklar ON
24
Gambar 2.13 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor
25
Gambar 2.14 Transistor sebagai saklar OFF
25
Gambar 2.15 Tampilan CodeVision AVR
33
Gambar 2.16 Rangkaian alat Pengendalian Lampu dengan Jaringan GSM 33
Gambar 3.1 Diagram Block Rangkaian Sistem
34
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA)
35
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
36
Gambar 3.4 Rangkaian Optocoupler
37
Gambar 3.5 Rangkaian LCD
38
Gambar 3.6 Rangkaian Relay
39
Gambar 3.7 Flowchart Program Sistem
40
Gambar 3.8 Rancangan Kode SMS
41
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 4.1 Rangkaian Sensor Optocoupler
45
DAFTAR TABEL
Universitas Sumatera Utara
11
Halaman
Tabel 2.1 Fungsi Pin – Pin Port B
15
Tabel 2.2 Fungsi Pin – Pin Port D
16
Tabel 2.3 Fungsi Pin – Pin pada Liquid Crystal Display
22
Tabel 2.4 Tipe Data
27
Tabel 2.5 Operator Aritmatika
30
Tabel 2.6 Operator Logika
30
Tabel 2.7 Operator Penambahan dan Pengurangan
31
BAB I
Universitas Sumatera Utara
PENGATURAN ALAT – ALAT LISTRIK RUMAH TANGGA BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 MELALUI HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
AGUSTINA SITUMORANG
092408001
PROGRAM STUDY D – III FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
2
PERNYATAAN
PENGATURAN ALAT – ALAT LISTRIK RUMAH TANGGA BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 MELALUI HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya
Medan, Juni 2012
AGUSTINA SITUMORANG
092408001
Universitas Sumatera Utara
3
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karuniaNyalah sehingga perakitan dan penulisan Laporan Tugas Akhir dengan judul dapat
diselesaikan dengan baik.
Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si
selaku Dosen Pembimbing pada Tugas Akhir ini yang telah memberikan panduan dan penuh
kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Tentu juga ucapan terima kasih
kepada Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku Ketua Program Study departemen Fisika FMIPA USU
dan kepada Bapak Dr. Sutarman M.Sc selaku Dekan FMIPA USU serta staf pegawai yang
memberi saran, dukungan dan banyak motivasi selama penyelesaian tugas akhir ini. Tidak
lupa saya juga mengucapkan terimakasih kepada teman – teman mahasiswa stambuk 2009
sulfani septi ayu, miskah, mala, dewi, suriani, bernike, dear, resmando, serta seluruh abang dan
adik stambuk saya di Ikatan Mahasiswa Instrument (IMI) yang memberikan banyak masukan
dan bantuan selama perkuliahan dan penyelesaian tugas akhir ini.
Ucapan terima kasih saya untuk keluarga besar saya dan yang sangat special kepada
kedua orangtua saya yang tercinta Ayahanda dan Ibunda saya serta kakak dan adik saya yang
telah memberikan dukungan moril dan materil, dan kepada semua yang selalu memberikan
bantuan dan dukungan serta selalu mendoakan saya. Semoga Tuhan memberikan Rahmatnya
dan membalasnya di akhir kelak.
Universitas Sumatera Utara
4
Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan dan penuyusunan tugas
akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata semoga tulisan ini bermanfaat
bagi pembaca.
Medan, Juli 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
5
ABSTRAK
Perkembangan teknologi elektronika menimbulkan kecenderungan untuk membuat
kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan praktis salah satunya adalah pengendalian
tanpa kabel. Pengendalian tanpa kabel ada beberapa macam antara lain dengan
menggunakan handphone. Pada umumnya peralatan elektronik seperti TV, Satelit
Receiver, Video Player, Tape Recorder, CD Player dan Laser Disk Player serta alat – alat
listrik rumah tangga yang lainnya mempunyai system pengendalian. Pada tugas akhir ini
telah dirancang sebuah perangkat lunak untuk mengendalikan lampu ruangan melalui SMS
berbasis modul GSM (Handphone). Perangkat lunak digunakan untuk pengendalian sinyal
dan otomatis tiap – tiap peralatan yang ditulis dengan bahasa pemrograman (Bahasa C).
sebagai batasan hanya digunakan pengkodean Code Vision AVR, namun dari perangkat
lunak yang dibuat menghasilkan penambahan pengkodean lain yang digunakan.
Universitas Sumatera Utara
6
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Gambar
x
Daftar Tabel
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Batasan Masalah
3
1.3 Tujuan Penelitian
3
1.4 Metode Penulisan
3
1.5 Sistematika Penulisan
4
BAB II. DASAR TEORI
2.1 Modul GSM
5
2.1.1 Konsep Dasar SMS (Short Message Service)
2.2 Relay
6
7
2.2.1 Prinsip Kerja Relay
8
2.3 Mikrokontroler ATMega8535
8
2.3.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega8535
9
2.3.2 Peta Memory ATMega8535
11
Universitas Sumatera Utara
7
2.3.3 Status Register
12
2.3.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8535
13
2.4 Sensor Optocoupler
18
2.4.1 Pengertian Optocoupler
18
2.4.2 Prinsip Kerja Rangkaian Optocoupler
21
2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
21
2.6 Transistor
23
2.7 Perangkat Lunak
26
2.7.1 Pemrograman Bahasa C
26
2.7.2 CodeVision AVR
32
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Alat
34
3.1.1 Diagram Block Rangkaian
34
3.1.2 Rangkaian Power Supply (PSA)
35
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
36
3.1.4 Rangkaian Sensor Optocoupler
37
3.1.5 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
38
3.1.6 Rangkaian Relay
39
3.1.7 Perancangan Sistem
40
BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega8535
42
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Optocoupler
45
4.3 Pengujian Rangkaian LCD
45
Universitas Sumatera Utara
8
4.4 Pengujian Rangkaian Relay
49
4.5 Pengujian Sistem
49
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
54
5.2 Saran
54
DAFTAR PUSTAKA
55
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Universitas Sumatera Utara
9
Halaman
Gambar 2.1 Modul GSM
7
Gambar 2.2 Relay 8 Pin
7
Gambar 2.3 Relay Elektromekanis
8
Gambar 2.4 Arsitektur ATMega8535
10
Gambar 2.5 Memori AVR ATMega8535
11
Gambar 2.6 Status Register
12
Gambar 2.7 IC Mikrokontroler ATMega8535
14
Gambar 2.8 Bentuk Fisik Sensor Optocoupler
19
Gambar 2.9 Simbol Optocoupler
20
Gambar 2.10 LCD (Liquid Crystal Display)
21
Gambar 2.11 LCD M1632
22
Gambar 2.12 Transistor sebagai saklar ON
24
Gambar 2.13 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor
25
Gambar 2.14 Transistor sebagai saklar OFF
25
Gambar 2.15 Tampilan CodeVision AVR
33
Gambar 2.16 Rangkaian alat Pengendalian Lampu dengan Jaringan GSM 33
Gambar 3.1 Diagram Block Rangkaian Sistem
34
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA)
35
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
36
Gambar 3.4 Rangkaian Optocoupler
37
Gambar 3.5 Rangkaian LCD
38
Gambar 3.6 Rangkaian Relay
39
Gambar 3.7 Flowchart Program Sistem
40
Gambar 3.8 Rancangan Kode SMS
41
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 4.1 Rangkaian Sensor Optocoupler
45
DAFTAR TABEL
Universitas Sumatera Utara
11
Halaman
Tabel 2.1 Fungsi Pin – Pin Port B
15
Tabel 2.2 Fungsi Pin – Pin Port D
16
Tabel 2.3 Fungsi Pin – Pin pada Liquid Crystal Display
22
Tabel 2.4 Tipe Data
27
Tabel 2.5 Operator Aritmatika
30
Tabel 2.6 Operator Logika
30
Tabel 2.7 Operator Penambahan dan Pengurangan
31
BAB I
Universitas Sumatera Utara