CDI Mesin Dua Tembakan Menggunakan AVR Yang Dapat Diprogram Ulang.

CDI Mesin Dua Tembakan Menggunakan AVR Yang Dapat

Diprogram Ulang

Wilson Sofan / 0222008

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia

Email: nafos_nosliw@hotmail.com

ABSTRAK

Perangkat keras yang dirancang, merupakan peningkatan pada sistem pengapian pada kendaraan bermotor terutama sepeda motor, perangkat keras yang dimaksud adalah CDI ( Capacitive Discharge Ignition ). CDI adalah perangkat keras yang terdiri dari kapasitor yang mampu menyimpan muatan listrik yang cukup besar yang dihasilkan oleh sumber tegangan AC dari alternator, atau umumnya dikenal sebagai generator. Setelah CDI mendapat sinyal, CDI akan melepaskan tegangan, dan dialirkan menuju busi yang menjadi titik akhir pada sistem pengapian motor.

Prototipe CDI dirancang dengan menggunakan ATMega8 sebagai pengatur delai, dan sensor untuk mengukur RPM ( Rotation Per Minutes ). Prototipe CDI diimplementasikan langsung pada sepeda motor. Percobaan dilakukan pada sepeda motor Yamaha RX King dengan menggunakan Dynotest untuk mengetahui output sepeda motor dalam bentuk kurva RPM terhadap kecepatan, yang kemudian dibandingkan dengan kurva yang dihasilkan oleh CDI standard.

Prototipe CDI ini berhasil direalisasikan, sehingga dapat menjadi sumbangan bagi perkembangan dunia otomotif terutama sepeda motor, dan dapat berfungsi sebagai CDI yang dapat diprogram ( Programmable CDI ). CDI yang dapat diprogram berguna untuk memudahkan pengendara bermotor dalam mengubahkan performansi dari mesin sepeda motor.

Programmable Two Stroke CDI Using AVR

Wilson Sofan / 0222008

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia

Email: nafos_nosliw@hotmail.com

ABSTRACT

The hardware designed, represent the improvement of vehicle ignition system especially motorbike, such hardware refer to CDI (Capacitive Discharge Ignition). CDI is a hardware that consist of a capacitor which is capable to store a large mount of electricity, which is generated by an AC source from an alternator, or commonly known as generator. After the CDI received a signal, it will discharge the electricity, and conducted to the spark plug which performs as the final process in motorbike ignition system.

The CDI prototype designed by using ATMega8 as delay regulator, and a sensor to measure the RPM ( Rotation Per Minutes ). This prototype was straight implemented to motorbike. The prototype was practically used on Yamaha RX King by using Dynotest to present the output of motorbike in the form of curve RPM to speed, and was later compared to the standard CDI curve.

The CDI prototype was successfully realized, that was able to contribute a world wide automotive growth especially motorbike, and functioning as a programmable CDI. Programmable CDI can facilitate the rider to change the motorbike performance characteristic.

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN

ABSTRAK………... i

ABSTRACT……….. ii

KATA PENGANTAR……….. iii

DAFTAR ISI……….. v

DAFTAR GAMBAR………..………... vii

DAFTAR TABEL……….………. viii

BAB I PENDAHULUAN………..……….... 1

1.1 Latar Belakang...………..………..………... 1

1.2 Identifikasi Masalah……….………... 1

1.3 Tujuan………..………... 2

1.4 Pembatasan Masalah………...……... 2

1.5 Sistematika Pembahasan……….………... 2

BAB II LANDASAN TEORI………...……...……….. 4

2.1 Mikrokontroller AVR ATMega8...………... 4

2.1.1 Konfigurasi Pin-pin ATMega8...………...…... 8

2.1.2 Status Register ATMega8 (SREG)...……..……... 9

2.1.3 Timer/Counter 1...……….……... 10

2.1.4 Register TIMSK dan TIFR... 14

2.2 Ignition System... 16

2.2.1 Capasitive Discharge Ignition (CDI)... 18

2.2.2 Coil Pick Up... 19

2.2.3 Ignition Coil... 22

2.2.4 Spark Plug... 23

2.2.5 Two Stroke... 25

2.3 Dynotest...……...……..………...……... 25

2.4 AVR Studio 4...………...………... 27

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI...……...…… 29

3.1 Cara Kerja Alat………...…………...…………... 29

3.2 Perangkat keras dan Skematik Rangkaian ... 30

3.3 Diagram Alir dari Perangkat Lunak……..……….……….…... 32

3.4 Blok Diagram Kendali..………...…. 35

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA... 36

4.1 Tabel Input ………... 36

4.2 Hasil Dynotest……….………... 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………... 42

5.1 Kesimpulan………...……...…... 42

5.2 Saran………...……...…... 42 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Peta Memori ATMega8 ... 5

Gambar II.2 Blok Diagram Fungsional ATMega8... 7

Gambar II.3 Pin-pin ATMega8... 8

Gambar II.4 Status Register ATMega8... 9

Gambar II.5 Register TCCR1A ………... 10

Gambar II.6 Register TCCR1B..………...… 13

Gambar II.7 Register TIMSK... 14

Gambar II.8 Register TIFR... 15

Gambar II.9 Gambaran Proses Pengapian didalam mesin Two Stroke... 17

Gambar II.10 CDI (kiri), Ignition Coil (tengah), Busi (kanan)... 19

Gambar II.11 Tampilan Tampak kiri mesin Sepeda Motor... 20

Gambar II.12 Coil Pick up dan Ignition Pick up... 21

Gambar II.13 Pick up Magnet di luar Flywheel... 21

Gambar II.14 Ignition Coil …... 23

Gambar II.15 Spark Plug: 1. Ground elektrode , 2. Central Elektrode, 3. Insulator, 4. Plug thread, 5. Terminal... 24

Gambar II.16 Spark Plug... 24

Gambar II.17 Casis Dyno ……... 27

Gambar II.18 Tampilan awal AVR Studio 4... 28

Gambar III.1 Diagram cara kerja alat ………... 29

Gambar III.2 Prototipe Programmable CDI ………...……. 30

Gambar III.3 Skematik Rangkaian ………... 31

Gambar III.4 Diagram Alir Utama ………... 33

Gambar III.5 Diagram Alir Loop ………... 34

Gambar III.6 Blok Diagram Kendali ………... 36

Gambar IV.1 Grafik Output Mesin ... 40

Gambar IV.2 Grafik Akselerasi Mesin... 40

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Konfigurasi Bit Compare Output Mode non PWM... 11

Tabel II.2 Konfigurasi Bit Compare Output Mode Fast PWM... 11

Tabel II.3 Konfigurasi Bit Compare Output Mode Phase Correct dan Frequency Correct PWM………... 12

Tabel II.4 Deskripsi Mode Bit Pembangkit Bentuk Gelombang... 13

Tabel II.5 Konfigurasi Bit Clock Select untuk memilih sumber clock... 14

Tabel IV.1 Data RPM Step dan Delay Degree………... 35

LAMPIRAN PROGRAM

//Masukin data table

.include"c:\appnotes\m8.inc" .equ timer_value =

.equ ramend

.org 0x0000 rjmp main

LONCAT: LD R17, TCR1L INC R19

CPSE R19, R20 RJMP LONCAT LD R18, TCR1L SUB R18, R17 LDI TCR1L, #0H LDI R19, #0H RETI MY TABLE .DB 59,62,65,68,70,73,77,80,83,86,89,93,95,97,99,101,104,106,108,110,113,115,1 17,119,122,124,126,129,131,134,136,139,141,144,146,149,151,154,156,159,1 61,164,167,169,172,175,178,222,240,257,275,293,311,328,346,364,382,400,4 17,435,471,487,506 main: //inisalisasi ldi r19,#00h A- 1

ldi TCCR1B, 0b00000101 ldi TCCR1A, 0b00000000 ldi TCR1H, #0H

LDI TCR1L, #0H LDI DDRC,#0FFH; LDI DDRD,#010h; CBI PD5

CBI PC5 CBI PC4 LDI R31, #0h

//READ TABLE LDI YH,HIGH(RAMEND) LDI YL,LOW(RAMEND) //percabangan DIAM: NOP RJMP DIAM

cpi R18, #48

BRCS MAIN //RPM OVER CPI R18,#228

BRCS SCR1

RJMP MATI_MESIN //RPM KECIL

SCR1: MOV R14,#31 SUB R18,R14 MOV R13,R18 CALL ADATA A- 2

LD R32,#R25 LOOP: CALL DELAY DEC R32 CPSE R32,R31 RJMP LOOP

SBI PC5 // HIDUPIN SCR CALL DELAY

CBI PC5

MATI_MESIN: CBI PC5

RJMP MAIN

//AMBIL DATA DARI SRAM ADATA: ADIW YL,r13 LPM MOV R24,R0 ADIW YL,1 LPM

MOV R25,R0 //output ada di R25 RET

DELAY: LDI R30, #7H LOOP:

DEC R30 CPSE R30, R31 RJMP LOOP RET

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi bertambah seiring dengan perkembangan jaman di berbagai bidang, termasuk perkembangan di dalam dunia otomotif. Prinsip kerja dari mesin-mesin otomotif telah banyak mengalami perubahan, yang awalnya banyak menggunakan metoda-metoda analog, kini telah berubah menjadi serba elektronik. Peralatan-peralatan elektronik ini telah banyak menggunakan Integrated Circuit (IC). Seperti contohnya Electronic Control Unit (ECU) pada kendaraan bermotor terutama mobil yang sudah menggunakan mikrokontroler. Pasokan bahan bakar yang semula dikendalikan secara analog oleh karburator kini dikendalikan secara elektronik oleh ECU.

Sistem pengapian yang merupakan salah satu faktor penting dalam operasi kendaraan bermotor juga mengalami perkembangan dengan ditemukannya Capacitive

Discharge Ignition ( CDI ). Namun karena perkembangannya yang belum optimal

mengakibatkan cara kerja CDI masih analog dalam mengatur pengapian. Hal ini sangat mempengaruhi optimalitas dari performa mesin.

Dalam tugas akhir ini diaplikasikan mikrokontroler kedalam cara kerja CDI. Mikrokontroler ini selain berfungsi memproses pengapian secara digital juga memungkinkan CDI tersebut dapat diprogram sesuai dengan keperluan. Contohnya; untuk memaksimalkan performa mesin, atau membuat konsumsi bahan bakar menjadi ekonomis.

1.2 Identifikasi Masalah

• Bagaimana cara merancang sebuah Two Stroke CDI.

• Bagaimana cara memprogram mikrokontroler agar dapat memproses setiap clock yang dihasilkan coil pick up dari sepeda motor

2

1.3 Tujuan

1. Mendesain dan merancang two stroke CDI

2. Menyusun software assembly yang dapat digunakan untuk

mengaplikasikan mikrokontroler kedalam cara kerja CDI, sehingga memungkinkan CDI untuk dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan.

1.4 Pembatasan Masalah

1. Pengontrol perangkat keras yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega8.

2. Aplikasi prototipe programmable two stroke CDI ditujukan untuk

mesin sepeda motor.

1.5 Sistematika Pembahasan

Laporan tugas akhir ini disusun dengan urutan sebagai berikut • Bab I Pendahuluan

Bab ini membahas latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, serta sistematika penyusunan tugas akhir.

• Bab II Landasan Teori

Bab ini membahas teori-teori dasar yang menunjang pembuatan tugas akhir.

• Bab III Perancangan

Dalam bab ini akan diuraikan mengenai cara kerja alat, perancangan serta realisasi perangkat keras dan perangkat lunak dari prototipe

programmable two stroke CDI dengan menggunakan ATMega8. • Bab IV Data Pengamatan dan Analisa

Bab ini membahas hasil pengamatan dan analisa hasil uji coba alat yang dirancang .

3

• Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini disajikan beberapa kesimpulan serta saran-saran untuk dapat melakukan pengembangan lebih lanjut dari prototipe programmable two

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

• Data yang diperoleh telah diuji dengan baik sehingga menghasilkan performa mesin yang lebih baik dari pada kondisi CDI standar.

• Program dapat memproses data yang ada dengan baik. 5.2. Saran

• Untuk dapat memperoleh performa mesin yang diinginkan, CDI sebaiknya diprogram ulang dengan berdasarkan data dari hasil pengujian beberapa kali dynotest.

• Untuk mendapatkan hasil pengujian yang maksimal sebaiknya menggunakan bahan bakar yang memiliki bilangan oktan tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arnold, Edward, ”Automobile electricat & electronik system”, Great Britain, 1995.

2. Boylestad, Robert L, ”Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall International, Inc, New Jersey, 1999

3. file:///E|/_WebPages_Posted/JetAv8rNew/Vision/Ignition/CDI.html 3 Juni 2007 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_discharge_ignition, 5 April 2007

5. http://www.avr-asm-tutorial.net/, 2 Mei 2007

6. http://www.honda-tech.com/zerothread?id=1330125, 21 Mei 2007 7. http://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_system, 3 Juni 2007

8. http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamometer, 1 Agustus 2007 9. http://dynotest.htm, I Agustus 2007

10.Wardhana, Lingga, “Belajar sendiri mikrokontroler AVR seri ATMega 8535” ANDI, Yogyakarta, 2006.

11.www.sportdevices.com, 6 September 2006 12.www.atmel.com/literature, 12 Oktober 2006

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi bertambah seiring dengan perkembangan jaman di berbagai bidang, termasuk perkembangan di dalam dunia otomotif. Prinsip kerja dari mesin-mesin otomotif telah banyak mengalami perubahan, yang awalnya banyak menggunakan metoda-metoda analog, kini telah berubah menjadi serba elektronik. Peralatan-peralatan elektronik ini telah banyak menggunakan Integrated Circuit (IC). Seperti contohnya Electronic Control Unit (ECU) pada kendaraan bermotor terutama mobil yang sudah menggunakan mikrokontroler. Pasokan bahan bakar yang semula dikendalikan secara analog oleh karburator kini dikendalikan secara elektronik oleh ECU.

Sistem pengapian yang merupakan salah satu faktor penting dalam operasi kendaraan bermotor juga mengalami perkembangan dengan ditemukannya Capacitive Discharge Ignition ( CDI ). Namun karena perkembangannya yang belum optimal mengakibatkan cara kerja CDI masih analog dalam mengatur pengapian. Hal ini sangat mempengaruhi optimalitas dari performa mesin.

Dalam tugas akhir ini diaplikasikan mikrokontroler kedalam cara kerja CDI. Mikrokontroler ini selain berfungsi memproses pengapian secara digital juga memungkinkan CDI tersebut dapat diprogram sesuai dengan keperluan. Contohnya; untuk memaksimalkan performa mesin, atau membuat konsumsi bahan bakar menjadi ekonomis.

1.2 Identifikasi Masalah

• Bagaimana cara merancang sebuah Two Stroke CDI.

• Bagaimana cara memprogram mikrokontroler agar dapat memproses setiap clock yang dihasilkan coil pick up dari sepeda motor

1.3 Tujuan

1. Mendesain dan merancang two stroke CDI

2. Menyusun software assembly yang dapat digunakan untuk mengaplikasikan mikrokontroler kedalam cara kerja CDI, sehingga memungkinkan CDI untuk dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan.

1.4 Pembatasan Masalah

1. Pengontrol perangkat keras yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega8.

2. Aplikasi prototipe programmable two stroke CDI ditujukan untuk mesin sepeda motor.

1.5 Sistematika Pembahasan

Laporan tugas akhir ini disusun dengan urutan sebagai berikut • Bab I Pendahuluan

Bab ini membahas latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, serta sistematika penyusunan tugas akhir.

• Bab II Landasan Teori

Bab ini membahas teori-teori dasar yang menunjang pembuatan tugas akhir.

• Bab III Perancangan

Dalam bab ini akan diuraikan mengenai cara kerja alat, perancangan serta realisasi perangkat keras dan perangkat lunak dari prototipe programmable two stroke CDI dengan menggunakan ATMega8.

• Bab IV Data Pengamatan dan Analisa

Bab ini membahas hasil pengamatan dan analisa hasil uji coba alat yang dirancang .

3

• Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini disajikan beberapa kesimpulan serta saran-saran untuk dapat melakukan pengembangan lebih lanjut dari prototipe programmable two stroke CDI dengan menggunakan ATMega8.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

• Data yang diperoleh telah diuji dengan baik sehingga menghasilkan performa mesin yang lebih baik dari pada kondisi CDI standar.

• Program dapat memproses data yang ada dengan baik. 5.2. Saran

• Untuk dapat memperoleh performa mesin yang diinginkan, CDI sebaiknya diprogram ulang dengan berdasarkan data dari hasil pengujian beberapa kali dynotest.

• Untuk mendapatkan hasil pengujian yang maksimal sebaiknya menggunakan bahan bakar yang memiliki bilangan oktan tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arnold, Edward, ”Automobile electricat & electronik system”, Great Britain, 1995.

2. Boylestad, Robert L, ”Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall International, Inc, New Jersey, 1999

3. file:///E|/_WebPages_Posted/JetAv8rNew/Vision/Ignition/CDI.html 3 Juni 2007 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_discharge_ignition, 5 April 2007

5. http://www.avr-asm-tutorial.net/, 2 Mei 2007

6. http://www.honda-tech.com/zerothread?id=1330125, 21 Mei 2007 7. http://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_system, 3 Juni 2007

8. http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamometer, 1 Agustus 2007 9. http://dynotest.htm, I Agustus 2007

10.Wardhana, Lingga, “Belajar sendiri mikrokontroler AVR seri ATMega 8535” ANDI, Yogyakarta, 2006.

11.www.sportdevices.com, 6 September 2006 12.www.atmel.com/literature, 12 Oktober 2006