TUGAS AKHIR SISTEM KUNCI ELEKTRONIK KENDARAAN BERMOTOR BERBASIS ATMEGA 8535

  

TUGAS AKHIR

SISTEM KUNCI ELEKTRONIK KENDARAAN BERMOTOR

BERBASIS ATMEGA 8535

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Elektro Disusun oleh :

  ANTONIUS AAN PATRIA NIM : 055114019

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

  

FINAL PROJECT

ELECTRONIC KEY SYSTEM IN VEHICLE BASED AVR

8535 MICROCONTROLLER

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Electrical Engineering Study Program ANTONIUS AAN PATRIA

  NIM : 055114019

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

  HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO

  :

  ”Belajarlah Dari Pengalaman Karna Pengalaman Adalah Guru Terbaik ” Skripsi ini kupersembahkan untuk Yesus Kristus Pembimbingku yang setia

  Bapak dan Ibu tercinta Kekasihku tercinta Veronika Septiana Widiastuti

  INTISARI

  Makin meningkatnya tindak kejahatan pencurian kendaraan bermotor khususnya roda dua menimbulkan rasa tidak aman bagi pemilik kendaraan. Kurangnya pengamanan dan pengawasan pada kendaraan bermotor jenis roda dua, menyebabkan kendaraan jenis ini dengan mudah dapat dicuri. Tujuan dari sistem kunci elektronik kendaraan bermotor ini adalah untuk mengganti sistem pengaman kendaraan dari manual ke otomatis. Serta pengantian sistem kunci manual ke sistem password dengan menggunakan mikrokontroler sebagai “otaknya”.

  Mikrokontroler ATMega8535, yang digunakan sebagai pengendali sensor optocoupler dan relay dalam sistem. Sistem ini tidak lagi menggunakan kunci motor (keyless), tetapi digantikan dengan memasukkan kata sandi (password) dan cardkey sehingga tingkat keamanannya lebih tinggi. Bila user ingin menghidupkan motor user harus memasukkan

  

cardkey pada sensor optocoupler kemudian user diminta memasukkan password terlebih

  dahulu melalui keypad yang disediakan, selanjutnya mikrokontroler akan mengolah data masukan user, Jika password benar mikrokontroler akan memberikan respon untuk menghidupkan motor melalui tombol start kemudian kunci pengaman stang motor akan terbuka, katub bensin akan terbuka dan user siap memakai motor (respon mikrokontroler dapat dilihat pada layar LCD).

  Hasil pengamatan menunjukkan hasil yang baik untuk kondisi memakai dua buah aki sebagai sumber tegangan. Adanya getaran mesin motor membuat kondisi sistem menjadi tidak stabil dan cendrung error. Kata kunci : password, optocoupler, relay, cardkey, keypad, user, solenoide, LCD. viii

  

ABSTRACT

  Increasing crime, especially theft of two-wheeled motor vehicle causing insecurity for the owner of the vehicle. Lack of security and surveillance on two-wheeled motor vehicle type, causing the vehicle of this type can easily be stolen. The purpose of the vehicle electronic key system is to replace the vehicle safety system from manual to automatic. And replacement of key systems manually into the system password using the microcontroller as the "brain".

  Microcontroller ATMega8535, which is used as a control sensor optocoupler and relay in the system. This system no longer uses the motor lock (keyless), but was replaced with a password (password) and cardkey so that a higher level of security. When the user wants to turn the motor user must enter the sensor cardkey optocoupler then users are prompted to enter a password in advance through the keypad is provided, then the microcontroller will process the user input data, if correct password microcontroller will respond to turn the motor through the start button and then lock motorcycle handlebar will open, gas valve opens and the user is ready to use motor (response microcontroller can be viewed on the LCD screen).

  The results showed a good result for the condition using two batteries as a source of voltage. The existence of machine vibration motor makes state of the system becomes unstable and tends to error. Keywords : password, optocoupler, relay, cardkey, keypad, user, solenoide, LCD. ix

  

KATA PENGANTAR

  Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Kunci Elektronik Kendaraan Bermotor ini dapat diselesaikan dengan baik.

  Berbasis Atmega 8535 ”

  Penelitian yang berupa tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan, gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Ibu Ir. Th. Prima Ari Setiani, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan, diskusi, arahan, kritik dan saran kepada peneliti sehingga penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan.

  3. Bapak dan Ibu Dosen yang telah memberikan semangat, pengetahuan dan bimbingan kepada peneliti selama kuliah.

  4. Bapak dan ibu tercinta, adikku Brigitta Prasetya dan Cirssela Yunika serta semua keluarga yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  5. Kekasihku tercinta Vincentia Septiana Widiastuti yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  6. Satuan tugas unit pelayanan masyarakat Polda DIY yang telah membantu memberikan dukungan data dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  5. Teman-teman seperjuangan: Wayan Subawa, Hebin Bernad, Chen Angel, Prima Abineri dan Yohan Kuncoro atas kebersamaan selama ini dan juga atas diskusi selama ini; dan teman-teman angkatan 2005 untuk kebersamaan dan dukungannya.

  6. Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu-persatu atas bantuan, bimbingan, kritik dan saran.

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii

  .................................................................................................................. iv

  DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... v DAFTAR TABEL ......................................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN

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

  1.2. Batasan Masalah ......................................................................................... 2

  1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian................................................................... 2 1.4. Metodologi Penelitian ...............................................................................

  2 1.5. Sistematika Penulisan .................................................................................

  3 BAB II: DASAR TEORI

  2.1. Mikrokontroller ATMega8535 ................................................................... 4

  2.1.1 Asitektur Mikrokontroller ATmega8535........................................ 4

  2.1.2 Konfigurasi Pin .............................................................................. 6

  2.1.3 Peta Memori ................................................................................... 7 2.1.4 .................................................................................. 8

  Stack Pointer

  2.1.5 Timer ATMega8535 ....................................................................... 9

  2.1.5.1 Timer/Counter0 .................................................................. 9 2.1.5.2 .................................................................. 9

  Timer/Counter1

  2.1.5.3 Timer/Counter2 .................................................................. 10

  2.2. Penguat Transistor ...................................................................................... 10

  2.2.1 Dasar Transistor.............................................................................. 10

  2.2.2 Rangkaian Transistor NPN........................................... 11

  Fixed Bias

  2.2.3 Bias Maju Basis-Emiter.................................................................. 12

  2.2.4 Kolektor-Emiter .................................................................... 13

  Loop

  2.2.5 Karakteristik Transistor .................................................................. 13

  2.2.6 Titik Saturasi Transistor ................................................................. 14 xii

  2.3. switch push on ..................................................................................................... 15

  Keypad

  3.1. Rangkaian Transistor Sebagai Saklar Solenoid Dan Saklar Relay ............. 26

  3.1. Antarmuka Sensor

  Optocoupler

  Dengan Mikrokontroller......................... 27

  3.1. Antarmuka LCD Dengan Mikrokontroler .................................................. 28

  3.1. Rangkaian Regulator Tegangan.................................................................. 29

  3.1. Rangkaian

  Pada AVR 8535........................................................... 30

  25

  3.2. Model Sistem....................................................................................................... 31

  3.3. Perancangan Perangkat Lunak ............................................................................ 33

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1. Gambar Fisik

  Hardware

  ...................................................................................... 37

  4.2. Pembahasan Hardware Mikrokontroler .............................................................. 40

  3.1. Antarmuka Switch (Push On) Dengan Mikrokontroller ............................. 25

  ......................................................................................... 24 3.1. Rangkaian Osilator .....................................................................................

  2.4. Light Emiting Diode (LED)................................................................................. 16 2.5.

  2.7.3 Display Data RAM (DDRAM) .................................................................. 19

  Solenoid

  .......…………………………………………………………………… 17 2.6.

  Relay

  ……….. ...................................................................................................... 17

  2.7. Modul LCD LMB162A ....................................................................................... 18

  2.7.1 Pin – Pin Modul LCD................................................................................. 18

  2.7.2 Register Instruksi (IR) dan Register Data (DR) ......................................... 19

  2.7.4 Code Generator ROM (CGROM).............................................................. 19

  Reset

  2.7.5 Code Generator RAM (CGRAM).............................................................. 19

  2.8. Sensor Optocoupler ............................................................................................. 20

  2.9. Sistem Motor Bakar Empat Langkah .................................................................. 20

  BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK

  3.1. Perancangan Sistem Kunci Elektronik ................................................................ 23

  3.1. Fungsi I/O Mikrokontroller AVR 8535...................................................... 23

  3.1. Rangkaian

  4.2.1 Pengujian Sistem Kartu .............................................................................. 40 xiii

  4.2.2 Pengujian Akses Secara Manual................................................................. 42

  4.3. Pembahasan Program Mikrokontroler................................................................. 50

  4.3.1 Pengujian Sistem Pin / Password............................................................... 50

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan…......................................................................................................

  53 5.2. Saran……….. ......................................................................................................

  53 ……….. ................................................................................ 54

  DAFTAR PUSTAKA

  ….……….. ............................................................................................ 55

  LAMPIRAN

  xiv

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1. Arsitektur ATMega8535 ............................................................................ 6Gambar 2.2. Konfigurasi pin ATMega8535 ................................................................... 7Gambar 2.3. Peta Memori Program................................................................................. 8Gambar 2.4. Peta Memori Data....................................................................................... 8Gambar 2.5. (a) Transistor NPN dan (b) Transistor PNP................................................ 11Gambar 2.6. Rangkaian Fixed Bias................................................................................. 11Gambar 2.7. Rangkaian Ekivalen DC ............................................................................. 12Gambar 2.8. Loop Basis-Emiter ...................................................................................... 12Gambar 2.9. Loop kolektor emitter ................................................................................. 13Gambar 2.10. Kurva Transistor ......................................................................................... 14Gambar 2.11. Kondisi pada Fixed-Bias.................................................................. 15

  I _{C ( sat )}

Gambar 2.12. Kondisi Switch Push On NO (a) Dan Kondisi Switch Push On NC .......... 16Gambar 2.13. Rangkaian LED .......................................................................................... 16Gambar 2.14. Solenoide .................................................................................................... 17Gambar 2.15 Relay ........................................................................................................... 18Gambar 2.16. LCD LMB162A.......................................................................................... 18Gambar 2.17. Sensor Optocoupler .................................................................................... 20Gambar 2.18. Kunci Motor Konvensional ........................................................................ 21Gambar 2.19. Pipa Bahan Bakar ....................................................................................... 21Gambar 3.1. Diagram Kotak Sistem Kunci Elektronik................................................... 22Gambar 3.2. Rangkaian Reset ......................................................................................... 25Gambar 3.3. Rangkaian Osilator..................................................................................... 25Gambar 3.4. Rangkaian Sensor Switch Push On............................................................. 26Gambar 3.5. A. Driver Rangkaian Relay B. Driver Rangkaian Selenoid ....................... 26Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Optocoupler .................................................................. 28Gambar 3.7. Rangkaian LCD Pada AVR8535................................................................ 29Gambar 3.8. Rangkaian Regulator 5 Volt Dan 12 Volt .................................................. 30Gambar 3.9. Tombol Keypad 4x4 ................................................................................... 31Gambar 3.10. Desain Modul Kunci Elektronik................................................................. 31Gambar 3.11. Desain Cardkey .......................................................................................... 32Gambar 3.12. a.Selenoid Off dan b.Ketika Selenoid On ................................................... 32Gambar 3.13. a.Selenoid On Dan b.Ketika Selenoid Off .................................................. 33Gambar 3.14. Diagram Alir Sistem Kunci Elektronik ..................................................... 34Gambar 3.15. Diagram Alir Subrutin Sensor (Keycard).................................................. 35Gambar 3.16. Diagram Alir Subrutin Password ............................................................... 35Gambar 3.17. (Lanjutan) Diagram Alir Subrutin Password ............................................. 36Gambar 3.18. Diagram Alir Subsistem Pengunci ............................................................ 36Gambar 4.1. Tampilan Kontrol Panel Alat...................................................................... 37Gambar 4.2. Bagian Dalam Modul Alat.......................................................................... 38Gambar 4.3. Sistem Pengunci Setang Solenoide............................................................. 39Gambar 4.4. Sistem Pengunci Aliran Bensin .................................................................. 39Gambar 4.5. Salah Satu Disain Kartu Kunci................................................................... 41Gambar 4.6. Sensor optocoupler ..................................................................................... 41Gambar 4.7. Pada Saat Set Pin / Password ..................................................................... 50Gambar 4.8. Diagram Alir Sistem Set Pin ...................................................................... 50Gambar 4.9. Tampilan Sistem Terkunci.......................................................................... 51Gambar 4.10. Diagram Alir Sistem Code ......................................................................... 51Gambar 4.11. Program Bila Masukan Pin Benar .............................................................. 52Gambar 4.12. Diagram Program Mematikan Mesin ......................................................... 52Gambar 4.13. Diagram Pada Saat Set Pin / Password Sesuai Dengan Pin / Password... 52 xvi

  DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 1.1. Kasus Kirminal Paling Menonjol Di Sleman Tahun 2010 ............................... 1Tabel 2.1. Deskripsi Pin .................................................................................................... 7Tabel 2.2. Pengaturan Bit Clock Select.............................................................................. 10Tabel 2.3. Warna Dan Nilai Tegangan Ambang LED ...................................................... 16Tabel 2.4. Alamat Posisi Karakter..................................................................................... 19Tabel 2.5. Nama Pin Dan Simbol.................................................................……………. 20Tabel 3.1. Fungsi I/O AVR8535 ....................................................................................... 23Tabel 3.1. (Lanjutan) Fungsi I/O AVR8535..................................................................... 24Tabel 3.2. Fungsi Tombol Keypad .................................................................................... 30Tabel 3.3. Tombol Panel Kontrol Pada Mikrokontroler.................................................... 31Tabel 3.3. (Lanjutan) Tombol Panel Kontrol Pada Mikrokontroler.................................. 32Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kartu....................................................................................... 40Tabel 4.2. Pengamatan Sistem Sensor optocoupler (kondisi tertutup kartu) .................... 42Tabel 4.3. Pengamatan Tombol Off Mesin Kondisi Dua Aki........................................... 42Tabel 4.4. (lanjutan) Pengamatan Tombol Off Mesin Kondisi Dua Aki .......................... 43Tabel 4.5. Hasil Pengamatan Keypad Kondisi Dua Aki.................................................... 43Tabel 4.6. Hasil Pengamatan Keypad Kondisi Satu Aki ................................................... 44Tabel 4.7. Pengamatan Tombol Off Kondisi Satu Aki ..................................................... 45Tabel 4.8. Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Satu Aki Keadaan Motor

  Mati .................................................................................................................. 46

Tabel 4.9. Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Dua Aki Keadaan Motor

  Mati................................................................................................................... 46

Tabel 4.10. (Lanjutan) Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Dua Aki Keadaan

  Motor Mati........................................................................................................ 47

Tabel 4.11. Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Satu Aki Keadaan Motor

  Menyala ............................................................................................................ 48 xvii

Tabel 4.12. Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Dua Aki Keadaan Motor

  Menyala ............................................................................................................ 48

Tabel 4.13. (Lanjutan) Pengamatan Lifetime Aki Kondisi Menggunakan Dua Aki Keadaan

  Motor Menyala ................................................................................................. 49 xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Proteksi keamanan pada kendaraan bermotor terutama kendaraan roda dua sangat diperlukan pada masa kini. Ini dikarenakan makin meningkatnya tindak kejahatan pencurian kendaraan bermotor. Kurangnya pengamanan dan pengawasan pada kendaraan bermotor jenis roda dua, menyebabkan kendaraan jenis ini dengan mudah dapat dicuri dikarenakan nilai jual yang tinggi. Data-data tingginya tingkat kejahatan curanmor khusus nya di daerah Yogyakarta dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1. Kasus Kirminal Paling Menonjol Di Sleman Tahun 2010.[1]

  Kasus Febuari Maret April Mei Juni total Curat 29 32 47 33 31 172 Pencurian 35 17 26 30 44 152 Penipuan 33 23 25 33 28 142 Curanmor 25 25 24 24 32 130 penganiyaan 20 9 13 17 16 75

  Berdasarkan hal tersebut, penulis ingin merancang dan mengimplementasikan suatu sistem kunci elektronik pada kendaraan bermotor khususnya kendaraan roda dua. Sistem ini berbasis mikrokontroler ATMega8535, yang berfungsi sebagai pengendali sensor

  infrared dan relay dalam sistem. Sistem ini tidak lagi menggunakan kunci motor (keyless),

  tetapi digantikan dengan memasukkan kata sandi (password) dan keycard, sehingga tingkat keamanannya lebih tinggi. Sistem bekerja bila user ingin menghidupkan motor user harus memasukkan keycard pada sensor infrared kemudian user diminta memasukkan password terlebih dahulu melalui keypad yang disediakan, selanjutnya mikrokontroler akan mengolah data masukan user, dan jika sesuai mikrokontroler akan memberikan respon untuk menghidupkan motor melalui tombol start kemudian kunci pengaman stang motor akan terbuka, katub bensin akan terbuka dan user siap memakai motor (respon mikrokontroler dapat dilihat pada layar LCD). Seringkali user melakukan kesalahan memasukkan password, bila masukkan password salah lebih dari 3 kali akan ada peringatan dan kunci pengaman tetap mengunci stang motor dan katup bensin akan tetap tertutup. Sistem ini memberikan solusi keamanan lebih baik pada kendaraan roda dua dengan tingkat keamanan tinggi karena kunci sudah tidak digunakan lagi tetapi digantikan

  keycard .

  1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan yang akan dicapai yaitu merancang dan mengimlementasikan suatu sistem kunci elektronik berupa password pada kendaraan khususnya pada kendaraan roda dua. Sehingga dapat meningkatkan standar keamanan.

  Selain itu diharapkan penelitian ini mampu memberikan manfaat antara lain : 1) Meningkatkan proteksi keamanan pada kendaraan bermotor. 2) Mengurangi tindak kejahatan pencurian kendaraan bermotor.

  1.3 Batasan Masalah

  Secara menyeluruh penelitian ini dibatasi pada: 1) Mikrokontroler ATMega 8535 digunakan sebagai pengendali utama. 2) Menggunakan relay sebagai penggerak switch start motor. 3) Sensor infrared sebagai input keycard. 4) LCD sebagai tampilan input password dan tampilan sistem. 5) Keypad sebagai masukan password. 6) Menggunkan solenoid sebagai penggerak pengunci stang dan katup bensin.

  1.4 Metodologi Penelitian

  Metodologi penelitian yang digunakan dalam penyusunan dan penulisan tugas akhir ini ialah: 1) Studi kepustakaan mencakup literatur – literatur tentang mikrokontroler

  ATMega8535, dan gambar-gambar manual dan mekanik sistem kunci motor yang didapat dari perpustakaan, buku teknik, dan internet. 2) Perancangan sistem rangkaian elektronika yang meliputi rangkaian relay, rangkaian mikrokontroler dan rangkaian sensor infrared.

  3) Perancangan dan pembuatan sebuah sistem mekanik berupa sistem pengunci stang dan katup bensin elektronik. 4) Perancangan dan pembuatan software mikrokontroler ATMega8535 dengan menggunakan program Bascom. 5) Pengambilan data kinerja alat yang telah dibuat, meliputi sensor infrared kinerja mikrokontroler beserta sistem relay , kinerja dari sistem pengunci stang motor, pengunci katup bensin dan kinerja program mikrokontroler ATMega8535. 6) Menganalisa hasil pengujian dan mengambil kesimpulan dari perancangan dan pengujian yang telah dilakukan

1.5 Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan karya ilmiah ini terdiri dari 3 bab yang tersusun sebagai berikut :

  BAB I : Pendahuluan Pendahuluan berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan. Dasar Teori BAB II : Dasar teori yang membahas tentang gambaran secara garis besar, teori dasar mengenai sistem pengendali kunci elektronik meliputi mikrokontroler, relay, sensor infrared,dan sistem solenoid.

  BAB III: Perancangan sistem kunci elektronik Bab ini menguraikan mengenai blok diagram perancangan alat, perancangan perangkat keras, dan flowchart perangkat lunak yang mendukung bekerjanya peralatan sesuai dengan sistem perancangannya.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroller ATMega8535

  Mikrokontroller merupakam chip cerdas yang menjadi tren dalam pengendalian dan otomatisasi, terutama dikalangan mahasiswa. Dengan banyak jenis keluarga, kapasitas memori, dan berbagai fitur, mikrokontroler menjadi pilihan dalam aplikasi prosesor mini untuk pengendaliaan skala kecil. Mikrokontroler AVR (Alf and vegard’s Risc processor) dari Atmel ini menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer).

  Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana), sehinggga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankannya. Kecuali instruksi percabangan membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena arsitektur ini yang memungkinkan untuk membuat eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin, sehingga semakin cepat dan handal. Proses downloadiprogramnya relatif lebih mudah karena dapat dilakukan langsung pada sistemnya.

2.1.1 Asitektur Mikrokontroller ATmega8535 Mikrokontroller ATmega8535 memiliki fitur-fitur utama, seperti berikut.

  1. Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu PortA, PortB, PortC dan PortD.

  2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

  3. Tiga unit Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

  4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

  5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

  6. SRAM sebesar 512 byte.

  7. Memori Flash sebesar 8 kbyte dengan kemampuan Read While Write.

  8. Unit interupsi internal dan eksternal.

  9. Port antarmuka ISP.

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

  11. Antarmuka komparator analog.

  12. Port USART untuk komunikasi serial Mikrokontroler AVR ATMega8535 merupakan mikrokontroler produksi Atmel dengan 8 Kbyte In-System Programmable-Flash, 512 Byte EEPROM dan 512 Byte Internal SRAM. AVR ATMega8535 memiliki seluruh fitur yang dimiliki oleh AT90S8535. Selain itu, konfigurasi pin AVR ATMega8535 juga kompatibel dengan AT90S8535.

  Diagram blok arsitektur ATMega8535 ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Terdapat sebuah inti prosesor (processor core) yaitu Central Processing Unit, di mana terjadi proses pengumpanan instruksi (fetching) dan komputasi data. Seluruh register umum sebanyak 32 buah terhubung langsung dengan unit ALU (Arithmatic

  

and Logic Unit ). Terdapat empat buah port masing-masing delapan bit dapat

difungsikan sebagai masukkan maupun keluaran.

  Media penyimpanan program berupa Flash Memory, sedangkan penyimpanan data berupa SRAM (Static Random ACCess Memory) dan EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Untuk komunikasi data tersedia fasilitas ISP (Serial Peripheral Interface), USART (Universal

  

Synchronous and Asychronous Serial Receiver and Transmitter ), serta TWI (Two-

). wire Serial Interface

  Di samping itu terdapat fitur tambahan, antara lain AC (Analog

  

Comparator ), 8 kanal 10-bit ADC (Analog to Digital Converter), 3 buah

Timer/Counter , WDT (Watchdog Timer), manajemen penghemat daya (Sleep

  ), serta osilator internal 8 MHz. seluruh fitur terhubung ke bus 8 bit. Unit

  Mode

  interupsi menyediakan sumber interupsi hingga 21 macam. Sebuah stack pointer selebar 16 bit dapat digunakan untuk menyimpan data sementara saat interupsi.

  Mikrokontroler ATMega8535 dapat dipasang pada frekuensi kerja hingga

  16 MHz (maksimal 8 MHz untuk versi ATMega8535L). Sumber frekuensi bias dari luar berupa osilator kristal, atau menggunakan osilator internal.

  Keluarga AVR dapat mengakses instruksi dengan cepat karena menggunakan teknik ”memegang sambil mengerjakan” (fecth during execution). Dalam satu siklus clock, terdapat dua register independen yang dapat diakses oleh satu instruksi.

Gambar 2.1. Arsitektur ATMega8535 [2]

2.1.3 Konfigurasi Pin ATMega8535 terdiri atas 40 pin dengan konfigurasi seperti pada table 2.1.

Tabel 2.1. Deskripsi Pin [2]Gambar 2.2. Konfigurasi pin ATMega8535 [2]

2.1.4 Peta Memori

  Arsitektur AVR terdiri atas dua memori utama, yaitu Data Memori dan Program Memori. Sebagai tambahan fitur dari ATMega8535, terdapat EEPROM 512 byte sebagai memori data dan dapat diprogram saat operasi.

  ATMega8535 terdiri atas 8 Kbyte On-chip In-System Reprogrammable Flash

  

Memory untuk menyimpan program. Karena seluruh instruksi AVR dalam bentuk 16 bit

  atau 36 bit, maka Flash dirancang dengan kompisisi 4K x 16. Untuk mendukung keamanan software atau program, Flash Program memori dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian dan bagian Application Program. Gambar 2.3 mengilustrasikan susunan

  Boot Program

  Memori Program Flash ATMega8535

Gambar 2.3. Peta Memori Program [2]

  Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah

  

register I/O, dan 512 byte SRAM Internal. Konfigurasi memori data ditunjukkan oleh

gambar 2.4.

Gambar 2.4. Peta Memori Data

  [2]

2.1.5 Stack Pointer

  merupakan suatu bagian dari AVR yang berguna untuk menyimpan

   Stack pointer data sementara, variabel lokal, dan alamat kembali dari suatu interupsi ataupun subrutin. Stack pointer diwujudkan sebagai dua unit register, yaitu SPH dan SPL.

  Saat awal, SPH dan SPL akan bernilao 0, sehingga perlu diinisialisasi terlebih dahulu. SPH merupakan byte atas (MSB), sedangkan SPL merupakan byte bawah (LSB). Hal ini hanya berlaku untuk AVR dengan kapasitas SRAM lebih dari 256 byte. Bila tidak, maka SPH tidak didefinisikan dan tidak dapat digunakan.

2.1.6 Timer ATMega8535

  AVR ATMega8535 memiliki 3 buah timer, yaitu Timer/Counter0 (8 bit),

  Timer/Counter1 (16 bit), dan Timer/Counter2 (8 bit).[2]

  2.1.6.1 Timer/Counter0

  adalah Timer/Counter 8 bit yang multifungsi. Fitur-fitur dari

  Timer/Counter0 pada ATMega8535 adalah sebagai berikut. Timer/Counter0 a. Counter 1 kanal.

  b. Timer di-nol-kan saat proses pembanding tercapai (compare match).

  c. Sebagai pembangkit gelombang PWM.

  d. Sebagai pembangkit frekuensi.

  e. Clock prescaler 10 bit.

  f. Sumber interupsi dari compare match (OCF0) dan overflow (TOV0). [2]

  2.1.6.2 Timer/Counter1 Timer/Counter1 adalah Timer/Counter 16 bit yang memungkinkan program pewaktu lebih akurat. Fitur-fitur dari Timer/Counter1 ini adalah sebagai berikut.

  a. Desain 16 bit, sehingga memungkinkan untuk menghasilkan PWM 16 bit.

  b. Dua buah unit pembanding.

  c. Dua buah register pembanding.

  d. Satu buah input capture unit.

  e. Timer di-nol-kan saat proses pembanding tercapai (match compare).

  f. Dapat menghasilkan gelombang PWM.

  g. Periode PWM yang dapat diubah-ubah.

  h. Sebagai pembangkit frekuensi. i. Empat buah sumber interupsi (TOV1, OCF1A, OCF1B, dan ICF1). [2]

1.1.6.3. Timer/Counter2

  adalah Timer/Counter 8 bit yang fungsi. Fitur-fitur untuk

   Timer/Counter2 pada ATMega8535 adalah sebagai berikut. Timer/Counter2 a. Sebagai counter 1 kanal.

  b. Timer di-nol-kan saat proses pembandingan tercapai (match compare).

  c. Dapat menghasilkan gelombang PWM.

  d. Sebagai pembangkit frekuensi.

  e. Clock prescaler 10 bit.

  f. Sumber interupsi dari compare match (OCF0) dan overflow (TOV0).

  Untuk memilih sumber clock yang akan digunakan oleh Timer/Counter2 dengan mengatur Bit 2,1,0-CS22, CS21, CS20: Clock Select. Pengaturan dari bit-bit ini dapat dilihat pada Tabel 2.2. [2]

Tabel 2.2. Pengaturan Bit Clock Select [2]

2.2 Penguat Transistor

  Untuk menguatkan arus keluaran dari mikroposesor, dapat menggunakan transistor supaya diperoleh penguatan arus yang besar. Selain sebagai penguat arus, rangkaian transistor ini juga dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian penyaklar elektris.

2.2.1 Dasar Transistor

  Transistor adalah komponen tiga terminal. Ketiga terminal tersebut disebut Basis (B), Kolektor (C), dan emiter (E). Ada 2 jenis transistor yaitu PNP dan NPN seperti terlihat pada Gambar 2.5. [4]

  C E E C B B

  (a) (b)

Gambar 2.5. (a) Transistor NPN dan (b) Transistor PNP [4] Dalam dasar teori ini, transistor yang akan dibahas adalah transistor jenis NPN.

  Ada beberapa syarat untuk membuat transistor tipe NPN dapat bekerja antara lain : [4] 1) Sambungan basis-emiter harus diberi bias maju. (dengan kondisi tegangan bias maju

  > 0.7 volt untuk transistor silikon dan tegangan bias maju > 0.3 Volt untuk transistor germanium). 2) Sambungan basis-kolektor harus dibias balik dengan kondisi tegangan bias balik yang masih berada dalam batas kemampuan komponen.

  Rangkaian fixed-bias sering digunakan sebagai rangkaian pembias transistor NPN supaya dapat bekerja baik dalam kondisi saturasi, cut-off maupun pada titik kerja linear. Rangkaian Fixed Bias ini akan dibahas pada Subbab 2.1.2.

2.1.2 Rangkaian Fixed Bias Transistor NPN

  

_VCC

_{+ RB RC IB}

_B

_C

  IC _{VBE E}

₊

  VCE _{- -}

Gambar 2.6. Rangkaian Fixed Bias [4] adalah salah satu bias DC transistor yang praktis. Model rangkaian

  Fixed-bias

fixed-bias dapat dilihat seperti pada gambar 2.6. Untuk memudahkan dalam menganalisa

  rangkaian pada gambar 2.6, maka catu tegangan Vcc dapat dipisahkan menjadi 2 buah catu tegangan, yaitu masing-masing Vcc terhubung dengan R dan R seperti ditunjuk pada _{C B}

gambar 2.7. Pada rangkaian gambar 2.7 terdapat dua buah loop arus yang membias

  I

  transistor yaitu loop arus dan loop arus _B

I .

_{C RB RC}

  VCC _IB

  VCC _{IC +}

_B

C

₊

_VCE

  VBE _{E - -}

Gambar 2.7. Rangkaian Ekivalen DC Dari Gambar 2.6 [4]

2.1.3 Bias Maju Basis-Emiter

  Dari rangkaian gambar 2.7 dapat diperoleh loop arus bias maju dari basis ke emiter seperti pada gambar 2.8.

Gambar 2.8. Loop Basis-Emiter [4]

  Dengan menerapkan Hukum Kirchoff, dapat diperoleh persamaan : [4]

  I R ..................................................................................................................(2.1) _{RB B B}

• V =

• V − _{CC RB BE}

  V − V = ....................................................................................................(2.2)

• V − _{CC B B BE}

  I R − V = * ..............................................................................................(2.3) V − _{CC BE}

  V I = ..............................................................................................................(2.4) _B R _B

  2.1.4 Loop Kolektor-Emiter

  Terdapat penguatan arus pada transistor yang dilambangkan dengan β . Hubungan antara arus

  

I , arus dengan penguatan arus pada transistor ( β ) adalah: [4]

_{B C}

  I I β _{C B}

  = *

  I .....................................................................................................................(2.5)

  Dengan begitu dapat diketahui bahwa pada dasarnya besar nilai arus

  I sangat tergantung _C

  dengan besar nilai arus

  I . Jika diketahui besarnya nilai arus

_{B C}

I seperti pada persamaan

  (2.5). Dengan mengaplikasikan Hukum Kirchoff Tegangan pada gambar 2.9, dapat diperoleh persamaan :[4]

• V
_{CE C C CC}

  I R − V =

  .................................................................................................(2.6)

  .......................................................................................................(2.7)

  V = _{CE CC C C} V −

  I R

Gambar 2.9. Loop Kolektor Emitter [2]

  2.1.5 Karakteristik Transistor

  Kurva karakteristik kolektor merelasikan

  I dan _{C CE B} V dengan I sebagai parameter.

  Pada gambar 2.10 terlihat bahwa kurva kolektor terbagi menjadi tiga daerah kerja, yaitu kondisi transistor jenuh, transistor aktif dan dan transistor cut-off . [4]

  1) Daerah jenuh (saturasi), adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan lutut (knee)

  V _K

  . Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis berprasikap maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak tergantung pada nilai

  I . _B

  2) Daerah aktif adalah daerah antara tegangan lutut

  V dan tegangan dadal (breakdown) _K V serta di atas _{BR B CO} I = I . Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi prasikap

  maju dan sambungan kolektor diberi prasikap balik. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran yang paling baik terjadi pada daerah aktif.

  Saturasi

Gambar 2.10. Kurva Transistor Dengan Nilai β ≈ 100 dc

  3) Daerah cut-off terletak di bawah

  I = _{B CO} I . Sambungan emiter dan sambungan

  kolektor berprasikap balik. Pada daerah ini

  I = ; _{E C CO B} I = I = I .

2.2.6 Titik Saturasi Transistor

  Titik saturasi transistor dapat dilihat pada kurva gambar 2.15 dengan nilai tegangan

  ≅ ≅

  V _{CE ( sat ) CE ( sat )}

  0. Karena nilai tegangan

  V 0, maka seolah-olah antara kaki kolektor dan emiter terhubung singkat dan nilai tegangan pada R sama dengan nilai tegangan pada _{C CC}

  V

  (

  V = _{RC CC} V ). [4]

  Besarnya nilai arus saturasi (

  I ) kolektor dari rangkaian fixed bias pada gambar _{C ( sat )}

  2.7 adalah : [4]

  V _CC

I = ....................................................................................................................(2.8)

_{C sat} ( )

  R _C

Gambar 2.11. Kondisi

  I Pada Fixed-Bias [2] _{C ( sat )}

2.3 Switch push on

  Switch push on merupakan salah satu jenis kontak yaitu komponen yang berfungsi

  untuk menghubungkan dan memutuskan arus. Sifat dari Saklar ini yaitu kontak yang terputus atau tersambung saat ditekan dan tidak akan kembali ke keadaan semula sampai saklar ditekan kembali. Pada Saklar batas terdapat terminal normally open (NO) dan terminal normally closed (NC).

  Terminal NO merupakan terminal yang pada kondisi normal berupa kontak terputus (tidak tersambung dengan COM), sedangkan terminal NC merupakan terminal yang pada kondisi normal berupa kontak tersambung dengan COM. Setiap titik sambungan pada Saklar terbuat dari bahan yang tahan busur api (arc) untuk menghindari kerusakan saklar akibat panas atau percikan api yang disebabkan aliran arus mendadak saat saklar terputus atau tersambung. Simbol keadaan Saklar batas ada pada gambar 2.17

  (a) (b)