Pengendali Arah Cahaya Secara Otomatis Dan Manual Menggunakan Atmega 16.

(1)

i ABSTRAK

Saat ini masih banyak lampu sorot yang dioperasikan secara manual. Satu lampu sorot umumnya di operasikan oleh satu operator maka jika ada 10 lampu sorot di perlukan 10 operator. Lampu sorot yang diletakan di tempat yang

berbahaya maka akan mengancam keselamatan operator yang

mengoperasikannya. Terkadang jika menggunakan banyak lampu sorot ada beberapa yang gerakannya tidak sama dengan yang lain atau tidak sinkron. Hal ini terjadi karena operator terlambat menerima informasi atau terlambat mengirim informasi hal ini di sebut miss komunikasi.

Mikrokontroler yang digunakan pada sistem ini yaitu Atmega16A. Masukan dari sistem ini berupa sinyal analog. Sinyal analog di dapat dari komponen amplifier yang memperkuat sinyal suara. Sinyal analog yang di terima diproses oleh mikrokontroler. Output dari mikrokontroler dihubungkan ke motor servo dan lampu led untuk mengendalikan arah lampu.

(2)

ABSTRACT

Today, there are so many spot light that operated manually. Every spot light usually operated by one operator staff, so if there are ten spot light we need ten operator staff. The spot light that are located in dangerous place can harm the safety of the operator staff that operated them. Sometimes, if we use a lot of spot lights, there will be some of their movement that are not moving correctly. This is caused because the operator staff are missing the information how to move the spot light correctly.

The microcontroller that are used in this project is ATMEGA 16A. The input source for this system is an analog signal. The source of analog signal is the audio signal that are amplified by amplifier component. The analog signal are received and processed by microcontroller. The output of this microcontroller are connected to servo motor and some led to control the direction of light.

(3)

v DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Identifikasi Masalah... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Pembatasan Masalah ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 2

BAB II LANDASAN TEORI ... 4

2.1 Sistem Minimum ... 4

2.1.1 Mikrokontroler ATMega16 ... 5

2.1.1.1 Konfigurasi AVR ATMEGA 16 ... 7

2.1.1.2 VCC ... 7

2.1.1.3 GND ... 7

2.1.1.4 Port A (PA7..PA0) ... 8

2.1.1.5 Port B (PB7..PB0) ... 8

2.1.1.6 Port C (PC7..PC0) ... 9

2.1.1.7 Port D (PD7..PD0) ... 9

2.1.1.8 Reset ... 10

2.1.1.9 XTAL 1 dan XTAL 2 ... 10

2.1.1.10 AVCC ... 11

2.1.1.11 AREF ... 11

2.1.2 Power Supply ... 11

2.1.3 Osilator (Pembangkit Frekuensi) ... 12

2.1.4 ISP (In-System Programmable) ... 12

(4)

2.3 Resistor ... 16

2.4 Saklar (Switch) ... 18

2.4.1 Saklar Push Button ... 18

2.4.2 Saklar Toggle ... 19

2.4.3 Selector Switch, disingkat (SS) ... 19

2.4.4 Saklar Mekanik ... 19

2.5 Sensor Suara (MIC) ... 19

2.6 Preamplifier (Pre-amp) ... 22

2.7 Amplifier ... 23

2.7.1 TDA2005 ... 25

2.8 USBasp ... 26

2.9 LED (Light Emitting Dioda) ... 26

2.10 Dioda... 29

2.11 Transformator (Trafo) ... 29

2.12 Analog to Digital Converter (ADC) ... 32

2.12.1 Kecepatan sampling ... 33

2.12.2 Resolusi ... 33

2.13 LCD ... 33

2.14 Motor Servo ... 35

2.15 Transistor ... 37

2.16 Modul MP3 ... 39

2.17 CodeVisionAVR ... 41

BAB III PERANCANGAN... 42

3.1 Perancangan Perangkat Keras... 43

3.1.1 Block Diagram dan Cara Kerja ... 43

3.1.1.1 Cara kerja alat secara otomatis ... 43

3.1.1.2 Cara kerja alat secara manual ... 44

3.1.2 Pembuatan Market ... 44

3.1.3 Perancangan PCB... 46

3.1.4 Mikrokontroler ATMega 16 ... 48

3.1.5 Power Supply ... 50

(5)

vii

3.1.7 TDA2005 (amplifier) ... 52

3.1.8 Preamp MIC ... 53

3.1.9 Pengendali manual ... 54

3.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 55

3.2.1 Diagram keseluruhan ... 55

3.2.2 Diagram bagian program otomatis... 56

3.2.3 Diagram bagian program manual ... 59

BAB IV DATA PENGAMATAN ... 61

4.1 Perancangan Batas Nilai ADC Untuk Jenis Pergerakan ... 61

4.2 Pengamatan Nilai ADC dari Modul MP3 ... 62

4.3 Pengamatan Nilai ADC dari MIC ... 63

4.4 Pengamatan Kerja Sistem secara Manual ... 64

4.5 Pengamatan Perubahan Warna LED secara Otomatis ... 65

4.6 Pengamatan Perubahan Warna LED secara Manual ... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 67

5.1 Kesimpulan ... 67

5.2 Saran ... 67

(6)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pin Port A ... 8

Tabel 2.2 Pin Port B ... 8

Tabel 2.3 Pin Port C ... 9

Tabel 2.4 Pin Port D ... 9

Tabel 2.5 Nilai maksimum ... 25

Tabel 2.6 Tegangan Maju (Forward Bias) ... 28

Tabel 2.7 datasheet LCD 16x2... 34

Tabel 3.1 Konfigurasi komponen input dan output dengan port pada sistem minimum ATMega 16 ... 49

Tabel 3.2 Konfigurasi port LCD display 16x2... 51

Tabel 3.3 Penentuan threshold ... 52

Tabel 3.3 Percobaan sistem terhadap Batas Nilai ADC (threshold) ... 61

Tabel 4.2 Percobaan nilai ADC dari modul MP3 terhadap pergerakan lampu ... 62

Tabel 4.3 Percobaan nilai ADC dari MIC terhadap pergerakan lampu ... 63

Tabel 4.4 Percobaan tombol arah manual terhadap sistem ... 64

Tabel 4.5 Percobaan pergantian warna LED berdasarkan nilai ADC ... 65

Tabel 4.6 Percobaan pergantian warna LED berdasarkan tombol manual ... 66

(7)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok diagram ATMega16... 5

Gambar 2.2 Pinout ATMega16 ... 7

Gambar 2.3 Rangkaian reset ... 10

Gambar 2.4 Bentuk fisik IC regulator 7805 ... 11

Gambar 2.5 Bentuk fisik osilator eksternal (kristal) 16Mhz ... 12

Gambar 2.6 ISP (In-System Programmable) ... 13

Gambar 2.7 Bentuk dan jenis kapasitor ... 14

Gambar 2.8 Bentuk dan jenis resistor ... 17

Gambar 2.9 Warna dan nilai pita resistor... 17

Gambar 2.10 Bentuk dan jenis saklar ... 18

Gambar 2.11 Microphone dinamis ... 20

Gambar 2.12 Microphone karbon ... 21

Gambar 2.13 Microphone kondensator ... 21

Gambar 2.14 Preamplifier (Preamp) ... 22

Gambar 2.15 IC TDA2005 ... 25

Gambar 2.16 Datasheet IC TDA2005 ... 25

Gambar 2.17 USBasp ... 26

Gambar 2.18 LED ... 27

Gambar 2.19 Proses doping ... 27

Gambar 2.20 LED ... 28

Gambar 2.21 Dioda ... 29

Gambar 2.22 Transformator (Trafo) ... 30

Gambar 2.23 Komponen transformator ... 30

Gambar 2.24 Lambang transformator step up... 31

Gambar 2.25 Lambang transformator step down ... 31

Gambar 2.26 10-bit channel ... 32

Gambar 2.27 Kecepatan sampling ... 33

Gambar 2.28 LCD dot matrik 16x2... 34

Gambar 2.29 Komponen motor servo ... 35

(8)

Gambar 2.31 Delay dan sudut motor servo ... 36

Gambar 2.32 Transistor ... 37

Gambar 2.33 Transistor NPN ... 38

Gambar 2.34 Transistor PNP ... 38

Gambar 2.35 Modul MP3 ... 39

Gambar 2.36 Soket atau Sambungan Modul MP3 ... 40

Gambar 2.37 CodeVisionAVR ... 41

Gambar 3.1 Sketsa Awal Purwarupa panggung ... 42

Gambar 3.2 Block Diagram ... 43

Gambar 3.3 Layout dan ukuran maket panggung ... 44

Gambar 3.4 Foto maket panggung ... 45

Gambar 3.5 Layout maket lampu ... 45

Gambar 3.6 Foto maket lampu ... 46

Gambar 3.7 Skematik sistem minimum ATMega 16... 47

Gambar 3.8 Skematik Power Supply ... 50

Gambar 3.9 Preamp MIC ... 53

Gambar 3.10 Rangkaian preamp MIC ... 53

Gambar 3.11 Pengendali manual ... 54

Gambar 3.12 Rangkaian pengendali manual ... 54

Gambar 3.13 Diagram keseluruhan purwarupa ... 55

Gambar 3.14 Diagram otomatis LED RGB ... 56

Gambar 3.15 Diagram otomatis motor servo 1 ... 57

Gambar 3.16 Diagram otomatis motor servo 2 ... 58

Gambar 3.17 Diagram manual LED RGB... 59

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A SKEMATIK ... A-1 LAMPIRAN B SOURCE CODE ... B-1 LAMPIRAN C FOTO ALAT ... C-1

(10)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Lampu adalah sebuah piranti yang memproduksi cahaya. Kata "lampu" dapat juga berarti bola lampu. Lampu memerlukan suatu energi untuk menghasilkan cahaya energi yang digunakan bisa berupa listrik, gas, dan energi lainnya. Lampu yang ada saat ini menggunakan energi listrik sebagai sumber dayanya. Energi listrik dipilih karena lebih efisien juga mudah penerapannya serta lebih aman. Lampu juga dapat mengatur warna dan terangnya cahaya yang di produksi.

Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada fisika modern.

Musik dapat menggambarkan perasaan oleh karena itu manusia biasanya menggunakan musik untuk menggambarkan perasaannya. Musik memiliki beberapa jenis diantaranya Musik Populer, Jazz, Gospel, Blues, Dangdut, Keroncong, Pop Hong Kong dan lain-lain. Cahaya dan musik dapat di jadikan sebagai media hiburan untuk segala usia, mulai dari anak-anak, remaja, hingga dewasa.

(11)

2 Dari hal tersebut muncul sebuah ide pembuatan pengendali arah cahaya secara otomatis mengikuti irama musik serta secara manual menggunakan push

button. Dari komponen amplifier / penguat sinyal musik, sinyal musik diteruskan

kepada mikrokontroler ATMega 16 untuk diolah, sehingga dapat mengendalikan arah pergerakan sorot lampu yang dapat bergerak mengikuti irama musik.

1.2 Identifikasi Masalah

Bagaimana cara merancang dan membuat pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16 ?

1.3Tujuan

Merancang dan membuat pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16.

1.4Pembatasan Masalah

Alat yang dibuat memiliki batasan sebagai berikut :

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMEGA 16A

2. Lampu yang digunakan adalah lampu LED RGB

3. Motor yang digunakan adalah motor servo

4. Sensor yang digunakan MIC dan push button

5. Line in yang di gunakan hanya dari modul mp3 dan MIC

1.5Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan kerja praktek ini terdiri dari lima bab, yang terdiri dari :

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, rumusan masalah, tujuan serta pembatasan masalah.

(12)

3 BAB II LANDASAN TEORI

Berisi mengenai teori-teori dan alat-alat yang digunakan dalam

pembuatan Tugas Akhir ini. BAB III PERANCANGAN

Berisi tentang pembahasan secara lengkap mengenai cara kerja,

perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. BAB IV PENGAMATAN DATA DAN ANALISIS

Berisi data pengamatan dan analisis yang diperoleh dari menjalankan

purwarupa lampu yang menari mengikuti irama musik menggunakan mikrokontroler.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi penutup yang membahas mengenai kesimpulan dan saran untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut.

(13)

67 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian terhadap sistem pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16 yang telah dibuat, maka kesimpulan yang dapat diambil sebagai berikut :

1. Pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan

ATMega 16 telah berhasil direalisasikan.

2. Penyearah arah cahaya telah sesuai dengan ketentuan yang dibuat baik dari

sumber suara MIC dan dari sumber suara MP3.

3. Pengendalian motor servo dengan menggunakan nilai delay telah berhasil.

5.2 Saran

Saran yang dapat diambil dari pengerjaan Tugas Akhir, antara lain:

1. Menambahkan sensor push button lebih banyak lagi menggunakan

enkoder agar pada saat kondisi manual arah cahaya kiri dan kanan

berbeda.

(14)

DAFTAR PUSTAKA

Busono. Mei 1992. Mikrokontroler MC68705U3. Jakarta. Dinastindo.

Gadre, Dhananjay. 2001. Programing and Customizing The AVR Microcontroller. New York. McGraw-Hill

Jefferson C. Boyce. 1988. Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits.Boston. Pws Pub Co.

Pardue, Joe. 2005. C Programming for AVR Microcontroller. Knoxville : Smiley Micros.

Soebhakti, Hendawan. 2007. Basic Microcontroller AVR Tutorial. Batam : Poltek Batam.

Wardhana, L. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMEGA 8535.Yogyakarta : Andi Offset.

https://akuarduino.blogspot.co.id/2015/11/atmega16-sebagai-arduino-dengan-arduino.html?showComment=1458795707216#c3176591987188381187. Diakses pada febuari 2015.

http://www.boarduino.web.id/2014/12/running-text-di-lcd-dengan-arduino.html. Diakses pada desember 2015.

http://gividia.blogspot.co.id/2014/12/belajar-menyalakan-led-pada-atmega16-avr.html. Diakses pada januari 2016.

http://myembeddedsystem.blogspot.co.id/2013/09/arduino-custom-membuat-arduinodengan.html?showComment=1459431253903#c815833661369361 4341. Diakses pada april 2015.

http://http://www.sandielektronik.com/2014/02/usb-mp3-player.html. Diakses pada agustus 2015.

(1)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A SKEMATIK ... A-1 LAMPIRAN B SOURCE CODE ... B-1 LAMPIRAN C FOTO ALAT ... C-1

(2)

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

(3)

Dari hal tersebut muncul sebuah ide pembuatan pengendali arah cahaya secara otomatis mengikuti irama musik serta secara manual menggunakan push

button. Dari komponen amplifier / penguat sinyal musik, sinyal musik diteruskan

kepada mikrokontroler ATMega 16 untuk diolah, sehingga dapat mengendalikan arah pergerakan sorot lampu yang dapat bergerak mengikuti irama musik.

1.2 Identifikasi Masalah

Bagaimana cara merancang dan membuat pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16 ?

1.3Tujuan

Merancang dan membuat pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16.

1.4Pembatasan Masalah

Alat yang dibuat memiliki batasan sebagai berikut :

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMEGA 16A 2. Lampu yang digunakan adalah lampu LED RGB 3. Motor yang digunakan adalah motor servo 4. Sensor yang digunakan MIC dan push button

5. Line in yang di gunakan hanya dari modul mp3 dan MIC 1.5Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan kerja praktek ini terdiri dari lima bab, yang terdiri dari :

(4)

BAB II LANDASAN TEORI

Berisi mengenai teori-teori dan alat-alat yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

BAB III PERANCANGAN

Berisi tentang pembahasan secara lengkap mengenai cara kerja, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak.

BAB IV PENGAMATAN DATA DAN ANALISIS

Berisi data pengamatan dan analisis yang diperoleh dari menjalankan purwarupa lampu yang menari mengikuti irama musik menggunakan mikrokontroler.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi penutup yang membahas mengenai kesimpulan dan saran untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut.

(5)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pengendali arah cahaya secara otomatis dan manual menggunakan ATMega 16 telah berhasil direalisasikan.

2. Penyearah arah cahaya telah sesuai dengan ketentuan yang dibuat baik dari sumber suara MIC dan dari sumber suara MP3.

3. Pengendalian motor servo dengan menggunakan nilai delay telah berhasil. 5.2 Saran