TUGAS AKHIR - Penggerak perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler pada otomatisisasi pengujian ketahanan baterai mainan bersuara - USD Repository

  TUGAS AKHIR PENGGERAK PEREKAMAN SUARA DAN PENGECEKAN TEGANGAN BATERAI BERBASIS MIKROKONTROLER PADA OTOMATISASI PENGUJIAN KETAHANAN BATERAI MAINAN BERSUARA Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

  Oleh : RICKI

  NIM : 075114022

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011

FINAL PROJECT

  

IN AUTOMATION OF AUDIBLE TOY BATTERY

DURABILITY TEST BASED ON MICROCONTROLLER

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

to Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Electrical Engineering Study Program

  RICKI NIM: 075114022

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

  

MOTTO :

Ora Et Labora

Skripsi ini kupersembahkan untuk......

  Yesus Kristus Tuhan dan Penyelamatku Papa dan Mama tercinta Orang yang selalu medukungku

  

INTISARI

  Suatu produk mainan bersuara yang menggunakan sumber tegangan berupa baterai memiliki spesifikasi baterai yang digunakan. Salah satu yang dilihat untuk menentukan spesifikasi baterai yang digunakan adalah ketahanan baterai untuk dapat mensuplai mainan bersuara. Pengujian ketahanan baterai secara manual pada mainan bersuara akan menghabiskan tenaga dan waktu penguji. Penguji harus melakukan penekanan tombol on mainan sampai baterai tidak dapat memberikan suplai yang cukup sehingga mainan menghasilkan suara yang tidak baik lagi. Untuk itu diperlukan pengujian ketahanan baterai secara otomatis sehingga penguji tidak harus melakukan penekanan tombol on mainan secara terus-menerus. Sistem penggerak perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokotroler adalah otomatisasi untuk pengecekan ketahanan baterai. Sistem ini akan melakukan pengujian ketahanan baterai dengan penekanan tombol on mainan secara ototmatis. Penguji hanya mengatur sistem di awal saja, selanjutnya sistem akan bekerja secara otomatis.

  Sistem penggerak perekaman suara dan pengecekan tegangan baterai dikemas dalam suatu kotak perekam dengan dua bagian yaitu bagian hardware dan bagian perekaman mainan bersuara. Pada sistem terdapat penampil LCD untuk menampilkan status sistem. Sistem ini bekerja sebagai penggerakan proses perekaman, antara lain penekanan tombol on mainan bersuara, pengiriman data status sistem untuk mengetahui siap tidaknya proses perekaman, penguncian kotak perekam saat proses perekaman dan pengiriman data tegangan baterai mainan bersuara ke komputer. Sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler dikomunikasikan dengan program pengatur perekaman dan pemrosesan suara pada komputer. Komputer digunakan sebagai pengatur perekaman suara sekaligus sebagai pemroses kualitas suara mainan.

  Sistem penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler telah berhasil dibuat dan dapat berfungsi dengan baik dengan tingkat keberhasilan 100 %. Tanggapan sistem penggerak perekaman telah sesuai dengan perintah dari komputer. Pengecekan tegangan baterai telah berhasil sesuai dengan yang dirancangkan. Tegangan baterai hasil pengukuran multimeter dengan yang ditampilkan LCD memiliki error maksimal 0,57 %. Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai berfungsi dengan baik.

  Kata kunci : Penggerak perekaman, Pengecekan tegangan baterai, mikrokontroler, mainan bersuara, LCD.

  

ABSTRACT

  A sound producing toy that uses battery as power source has specification of the battery used. One point to determine the specifications of the battery used is the battery durability in supplying power to the toy. Battery durability test of voice-producing toys spends a lot of tester's time and energy. The tester has to press the 'on' button until the battery couldn't provide enough supply so the toy produced voices that not in good quality anymore. For that, an automated battery durability test is needed so the tester doesn't have to press the 'on' button continously. Microcontroller-based voice-recording and battery voltage check driver system is an automation of battery durability check. This system will do the batery durability test with pressing the toys' on button automaticly. The tester only has to set the system in the beginning, then the system will work automatically.

  Driver system of voice recording and battery voltage checking is packaged in a record box with two parts, which are hardware part and toy voice recording part. In the system there is LCD monitor to display the system status. This system works as driver of recording process, which are the toy’s ‘on’ button pressing, data transmission of the system’s status to know whether the recording process is ready or not, lock recorder box when the process of recording and sending voice toy battery voltage data to a computer. The driver system of recording and checking the battery voltage based on microcontroller is communicated with the recording controller and sound processing software on the computer. Computer is used as a regulator of the voice recording as well as toy’s sound quality processor.

  Microcontroller-based recording and battery-voltage check driver system has successfully created and could functioned properly with 100% success rate. Responses of the driver system of recording is in accordance with instructions from the computer. Battery voltage check had been succeeded just as estimated. The maximum error between the multimeter measurement result of battery voltage and the one that displayed on LCD is 0.57%. Battery durability test automation system is working properly. Keywords: Recording driver, Battery voltage check, Microcontroller, Audible toy, LCD.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas penyertaan-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan penulisan hasil tugas akhir ini. Penulis berharap agar penulisan karya tulis tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi masyarakat khususnya perkembangan ilmu pengetahuan pada bidang kendali.

  Tugas akhir ini ditulis untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Penulisan karya tulis tugas akhir ini didasarkan atas hasil yang penulis peroleh pada saat perancangan alat, pembuatan alat, sampai pada pengujian alat.

  Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada beberapa pihak yang telah memberikan banyak bimbingan, arahan dan dukungan sehingga penulisan karya tulis tugas akhir ini dapat terselesaikan, diantaranya : 1. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa dan dukungan bagi penulis.

  2. Bernadeta Wuri Harini, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

  3. Bapak Martanto, ST., MT. dan Ibu Wiwien Widyastuti, ST., MT. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan, dan waktu selama penyusunan tugas akhir ini.

  4. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  5. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

  6. Teman-teman Teknik Elektro di Universitas Sanata Dharma, terima kasih atas dukungannya.

  7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  Penulis menyadari dalam pembuatan penulisan tugas akhir ini masih terdapat kekurangannya sehingga masukan berupa kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan. Semoga karya tulis tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Yogyakarta,

  23 Februari 2011 Penulis Ricki

  

DAFTAR ISI

Halaman

  4 1.5. Sistematika Penulisan ...........................................................................

  9 2.1.3. Timer/Counter .........................................................................

  8 2.1.2.1. Interupsi Eksternal .....................................................

  8 2.1.2. Interupsi ...................................................................................

  7 2.1.1. Port Input/Output ....................................................................

  7 2.1. Mikrokontroler ATMega8535 ..............................................................

  5 BAB II DASAR TEORI .............................................................................................

  3 1.4.2. Prosedur Penelitian .....................................................................

  

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INDONESIA ......................................... i

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS ............................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ....................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  3 1.4.1. Variabel Penelitian .....................................................................

  2 1.4. Metodologi Penelitian ...........................................................................

  2 1.3. Batasan Masalah ...................................................................................

  1 1.2. Tujuan dan Manfaat ..............................................................................

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

  

INTISARI .................................................................................................................... viii

ABSTRAK ................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................ x

DAFTAR ISI ............................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................................

  

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................. vii

  11

  2.1.4. ADC (Analog Digital Converter) ............................................

  12 2.2. Komunikasi Serial USART ..................................................................

  14

  2.2.1. Inisialisasi USART .................................................................... 14 2.3. Komunikasi Serial RS232 ....................................................................

  16 2.4. Prinsip Kerja Solenoid ..........................................................................

  18 2.4.1. Driver Solenoid ..........................................................................

  18 2.5. Transistor sebagai Saklar ......................................................................

  19 2.6. Modul LCD 16 x 2 M1632 ...................................................................

  20 2.6.1. Konfigurasi Pin LCD Modul M1632 .........................................

  21 2.7. Baterai ...................................................................................................

  22 BAB III PERANCANGAN ........................................................................................ 24 3.1. Arsitektur Sistem ..................................................................................

  24 3.2. Spesifikasi Mainan Bersuara ................................................................

  25 3.3. Perancangan Otomatisasi Perekaman ...................................................

  26 3.4. Perancangan Kotak Perekam ................................................................

  26 3.5. Perancangan Interlock Kotak Perekam .................................................

  28 3.6. Perancangan Driver Solenoid ...............................................................

  29 3.7. Perancangan Konektor Baterai .............................................................

  31 3.8. Perhitungan Nilai ADC Baterai ............................................................

  32 3.9. Perancangan Minimum Sistem ATMega8535 .....................................

  33 3.10. Perancangan Rangkaian Jembatan RS232 ............................................

  34 3.11. Perancangan Antarmuka Sistem dengan Mikrokontroler .....................

  35 3.12. Perancangan Diadram Alir Program .....................................................

  36 3.12.1. Diagram Alir Main Program .....................................................

  36 3.12.2. Diagram Alir Program Sub-Sistem ...........................................

  38 3.12.2.1. Diagram Alir Kirim Data Interlock ...........................

  38

  3.12.2.2. Diagram Alir Kunci Tutup Kotak Perekam (Aktifkan Solenoid 1) ................................................

  39 3.12.2.3. Diagram Alir ADC dan Pengiriman Data ADC ........

  40 3.12.2.4. Diagram Alir Tekan Tombol (Solenoid 2) ................

  41 3.12.2.5. Diagram Alir Alarm berupa Buzzer ...........................

  42 3.12.2.6. Diagram Alir Stop Pengujian ....................................

  42 3.13. Perancangan Tampilan LCD ................................................................

  44

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................

  45 4.1. Model Kotak Perekam ..........................................................................

  45 4.2. Pengujian Hardware .............................................................................

  47 4.2.1. Pengujian Minimum Sistem ATMega8535 ................................

  47 4.2.2. Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 ...........................

  48 4.2.3. Pengujian Rangkaian Jembatan RS232 ......................................

  52 4.2.4. Pengujian LCD 16 x 2 ................................................................

  55 4.3. Analisa Software ...................................................................................

  56 4.3.1. Inisialisasi ...................................................................................

  56 4.3.2. Program Utama Sistem (Main Program) ...................................

  57 4.3.3. Program Sub Sistem ...................................................................

  58 4.4. Pengujian Sistem ..................................................................................

  61 4.4.1. Pengujian Sub Sitem ...................................................................

  62 4.4.2. Pengujian Sistem Keseluruhan ...................................................

  64 4.4.2.1. Data Tegangan Baterai ..................................................

  64 4.4.2.2. Data Tanggapan Sistem .................................................

  65 4.4.2.3. Data Kekedapan Kotak Perekam ...................................

  66 4.4.2.4. Data Pengujian Ketahan Baterai ....................................

  68 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................

  74 5.1. Kesimpulan ...........................................................................................

  74 5.2. Saran .....................................................................................................

  74 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................

  75 LAMPIRAN ...............................................................................................................

  76

  DAFTAR GAMBAR

  27 Gambar 3.4. Perancangan Interlock Kotak Perekam ....................................................

  42 Gambar 3.17. Flow Chart Stop Pengujian ....................................................................

  41 Gambar 3.16. Flow Chart Alarm Aktifkan Buzzer .......................................................

  40 Gambar 3.15. Flow Chart Tekan Tombol ....................................................................

  39 Gambar 3.14. Flow Chart Interupsi Kirim ADC ..........................................................

  38 Gambar 3.13. Flow Chart Kunci Tutup Kotak Perekam ..............................................

  37 Gambar 3.12. Flow Chart Kirim Data Interlock ..........................................................

  36 Gambar 3.11. Flow Chart Main Program .....................................................................

  34 Gambar 3.10. Perancangan Antarmuka Mikrokontoler ...............................................

  33 Gambar 3.9. Rangkaian Jembatan RS232 ....................................................................

  32 Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem ATMega8535 .............................................

  31 Gambar 3.7. Koneksi Plat Besi pada Baterai ................................................................

  27 Gambar 3.6. Koneksi Konektor Baterai dengan ATMega8535 ...................................

  28 Gambar 3.5. Rangkaian Driver Solenoid ......................................................................

  25 Gambar 3.3. Perancangan Kotak Perekam ...................................................................

Gambar 1.1. Blok Perancangan Sistem Pengujian Ketahanan Baterai Mainan Bersuara ...................................................................................................

  24 Gambar 3.2. Mainan Bersuara yang akan Diuji ...........................................................

  22 Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Otomatisasi Pengujian Baterai Mainan Bersuara .

  21 Gambar 2.11. Dimensi Baterai Tipe LR44 ...................................................................

  19 Gambar 2.10. Modul LCD 16x2 ...................................................................................

  19 Gambar 2.9. Transistor sebagai Saklar .........................................................................

  18 Gambar 2.8. Kurva Garis Beban DC Transistor sebagai Saklar ..................................

  17 Gambar 2.7. Prinsip Kerja Solenoid .............................................................................

  16 Gambar 2.6. Konfigurasi Pin IC MAX232 ..................................................................

  11 Gambar 2.5. Konfigurasi Konektor DB9 ......................................................................

  10 Gambar 2.4. Komponen Register TCCRn ....................................................................

  10 Gambar 2.3. Kompenen Register GICR .......................................................................

  8 Gambar 2.2. Komponen Register MCUCR ..................................................................

  4 Gambar 2.1. Konfigurasi Pin pada ATMega8535 ........................................................

  43

Gambar 4.1. Model Kotak Perekam .............................................................................

  45 Gambar 4.2. Kotak Perekam Bagian Depan .................................................................

  46 Gambar 4.3. Kotak Perekam Bagian Belakang ............................................................

  46 Gambar 4.4. Rangkaian Penyearah ...............................................................................

  47 Gambar 4.5. Minimum Sistem ATMega8535 ..............................................................

  47 Gambar 4.6. Hasil Pengujian Minimum Sistem dengan Modul LED ..........................

  48 Gambar 4.7. Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 .........................................................

  48 Gambar 4.8. Penambahan R

  C pada Driver Solenoid 1 ..................................................

  51 Gambar 4.9. Rangkaian Jembatan RS232 ....................................................................

  52 Gambar 4.10 Tampilan Tools Terminal Codevision ....................................................

  54 Gambar 4.11. Rangkaian Modul LCD ..........................................................................

  55 Gambar 4.12. Hasil Pengujian LCD .............................................................................

  56

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan untuk Port I/O ......................................................

  44 Tabel 4.1. Data Pengujian Rangkaian Driver Solenoid 1 dan 2 ...................................

  66 Tabel 4.12. Data Kekedapan Kotak Perekam ...............................................................

  65 Tabel 4.11. Data Hasil Komunikasi Sistem dengan Program Pengatur Perekaman dan Pemrosesan Suara ................................................................................

  63 Tabel 4.10. Data Pengamatan Tegangan Baterai pada Tampilan LCD dan Komputer

  62 Tabel 4.9. Data Tegangan Multimeter dan Tampilan LCD ..........................................

  62 Tabel 4.8. Data Interlock yang Diterima Komputer .....................................................

  54 Tabel 4.7. Data Sub Sistem Pengatur Perekaman ........................................................

  53 Tabel 4.6. Data Pengujian Komunikasi Rangkaian Jembatan RS232 ..........................

  52 Tabel 4.5. Data Pengujian Rangkaian Jembatan RS232 ..............................................

  terhadap Panas Solenoid .......................... 50 Tabel 4.4. Penggunaan Daya Resistor terhahap Panas Resistor ...................................

  C

  50 Tabel 4.3. Pengaruh Penambahan Nilai R

  B terhadap Panas Solenoid ..............................

  49 Tabel 4.2. Pengaruh Perubahan Nilai R

  44 Tabel 3.3. Tampilan LCD Status Mikrokontroler ........................................................

  8 Tabel 2.2. Alamat Vektor Interupsi ATMega8535 .......................................................

  44 Tabel 3.2. Delapan Bit Data Interlock ..........................................................................

  18 Tabel 3.1. Delapan Bit Data Interupsi Komputer ke Mikrokontroler ...........................

  16 Tabel 2.13. Hubungan antara Level Tegangan TTL dan Level Tegangan RS232 .......

  15 Tabel 2.12. Konfigurasi Pin dan Nama Bagian dari Konektor Serial DB9 ..................

  15 Tabel 2.11. Konfigurasi UCSR .....................................................................................

  15 Tabel 2.10. Konfigurasi UCSRB ..................................................................................

  14 Tabel 2.9. Rumus Perhitungan Baud Rate dan UBRR .................................................

  13 Tabel 2.8. Konfigurasi UBRR ......................................................................................

  13 Tabel 2.7. Konfigurasi ADCSRA .................................................................................

  12 Tabel 2.6. Konfigurasi ADMUX ..................................................................................

  10 Tabel 2.5. Mode Operasi ..............................................................................................

  10 Tabel 2.4. Konfigurasi bit ISC11 dan ISC10 ................................................................

  9 Tabel 2.3. Konfigurasi bit ISCO0 dan ISCO1 ..............................................................

  67 Tabel 4.13. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak

  Tertutup ....................................................................................................

  67 Tabel 4.14. Data Kekedapan Kotak Perekam Gangguan dari Luar Pintu Kotak Terbuka .....................................................................................................

  67 Tabel 4.15. Data Pengujian Baterai Sampai Kualitas Suara Tidak Baik Lagi .............

  70 Tabel 4.16. Potongan Pengujian Ketahanan Baterai Merk C dilihat dari Tegangannya 71 Tabel 4.17. Data Pengujian Ketahanan Baterai dengan Target Penekanan ..................

  72

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Suatu produk dibuat berdasarkan spesifikasi tertentu, yang dirancang oleh

  produsen. Spesifikasi produk didapat dari hasil perancangan awal sebelum produk tersebut dibuat. Untuk mengetahui apakah spesifikasi suatu produk telah sesuai dengan hasil rancangan awal, maka perlu diadakannya pengecekan terhadap produk tersebut. Selain untuk mengetahui spesifikasi produk telah sesuai dengan racangan atau belum, pengecekan terhadap produk tersebut juga bertujuan untuk mengetahui apakah suatu produk sudah layak dipasarkan atau belum. Untuk itu perlunya pengecekan pada suatu produk sebelum dipasarkan adalah penting, sehingga konsumen merasa puas telah membeli produk tersebut[1]. Proses pengecekan terhadap produk dapat diklasifikasikan mejadi dua macam yaitu pengecekan secara manual dan pengecekan secara otomatis. Pengecekan secara manual biasanya dilakukan oleh manusia dengan melakukan pengamatan terhadapat suatu barang apakah barang tersebut sudah sesuai spesifikasi dan layak jual. Sedangkan pengecekan secara otomatis dilakukan oleh mesin yang diprogram untuk pengecekan suatu barang atau dengan suatu mesin yang dikontrol oleh manusia.

  Pada produk mainan bersuara, di dalamnya terdapat rangkaian elektronika penghasil suara yang memiliki suplai berupa baterai. Pada produk seperti ini, pengecekan biasa dilakukan pada bagian rangkaian elektronika, kesesuian spesifikasi produk dengan rancangan awal, dan seberapa lama kemampuan suplai baterai terhadap produk tersebut perlu diperhitungkan. Pengujian ketahanan baterai secara manual pada mainan bersuara akan menghabiskan tenaga dan waktu penguji. Penguji harus melakukan penekanan tombol

  

on mainan hingga baterai tidak dapat memberikan suplai yang cukup sehingga mainan

  menghasilkan kualitas suara yang tidak baik lagi. Untuk itu diperlukan pengujian ketahanan baterai secara otomatis sehingga penguji tidak harus melakukan penekanan tombol on mainan sacara terus- menerus. Sistem otomatisasi pengujian ketahanan baterai pada mainan bersuara akan melakukan penekanan tombol on mainan secara otomatis. Penguji hanya mengatur sistem di awal saja, selanjutnya sistem akan berkerja secara otomatis.

  Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan oleh penulis, perancangan otomatisasi pengujian ketahanan baterai mainan bersuara belum pernah dilakukan. Pada penelitian ini penulis akan merancang otomatisasi pengujian ketahanan baterai pada mainan bersuara khususnya mainan Barbie bersuara. Sistem ini berkerja dengan mencuplik kualitas suara yang dihasilkan mainan berulang kali sampai mendapatkan kualitas suara yang tidak baik lagi. Program komputasi pada komputer dikomunikasikan secara serial dengan mikrokontroler sebagai driver otomatisasi perekaman dan pengecekan tegangan baterai menggunakan RS 232. Dari data hasil sampling kualitas suara tersebut, maka dapat diketahui kemampuan daya tahan baterai, yaitu dengan acuan kualitas suara yang dihasilkan mainan sudah tidak baik lagi. Kualitas suara yang tidak baik adalah suara yang mengalami perubahan dari suara aslinya. Untuk mengetahui sejauh mana kualitas suara yang baik pada mainan bersuara, penulis melalukan survei 20 orang. Survei dilakukan dengan mendengarkan suara mainan yang akan diuji pada keadaan baterai penuh sampai baterai tidak bisa lagi memberikan suplai mainan bersuara (mainan tidak mengahasilkan suara lagi), setelah itu diambil rata-rata kualitas suara yang baik menurut hasil survei tersebut.

  1.2. Tujuan dan Manfaat

  Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan alat yang dapat mengukur ketahanan baterai pada produk mainan bersuara secara otomatis. Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai alat bantu otomatis yang dapat mengetahui ketahanan baterai pada mainan bersuara. Ketahanan baterai dilihat dari banyaknya jumlah penekanan tombol mainan yang dapat dilakukan hingga baterai tidak mampu lagi memberi suplai yang cukup pada mainan bersuara sehingga maininan tersebut menghasilkan suara yang tidak baik lagi.

  1.3. Batasan Masalah

  Untuk membuat otomatisasi perekaman dan pengecekan ketahanan baterai pada mainan bersuara, terdapat 2 bagian utama yaitu proses pengolahan kualitas suara mainan dan proses pengendalian perekaman. Proses pengolahan suara bertujuan untuk mengetahui masih baik tidak suara yang dihasilkan mainan yaitu dengan merekam suara yang dihasilkan oleh mainan menggunakan mic kemudian diolah menggunakan program komputasi pada komputer untuk mengetahui kualitas suaranya. Sedangkan proses pengendali perekaman bertujuan untuk otomatisasi proses perekamannya.

  Pada perancangan ini penulis lebih memfokusan pada perancangan penggerak proses perekaman, yang terdiri dari hardware dan software. Untuk itu penulis membatasi masalah untuk penelitian ini.

  Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : a. Penggerak otomatisasi perekaman suara berbasis mikrokontroler.

  b. Pengecekan tegangan baterai berbasis mikrokontroler yang ditampilkan pada komputer.

  c. Komunikasi serial antara mikrokontroler dengan komputer menggunakan RS 232.

  d. Menggunakan mikrokontroler ATMega8535.

  e. Pemrograman mikrokontroler mengunakan bahasa C.

  f. Komputer sebagai pengatur proses perekaman.

  g. Perekaman suara mainan menggunakan microphone.

  h. Proses perekaman dilakukan pada ruang kedap suara. i. Interlock proses perekaman menggunakan limit switch. j. Penekan otomatis tombol on mainan menggunakan solenoid jenis latching. k. Pengunci tutup kotak perekam menggunakan solenoid jenis latching. l. Alarm indikator pengujian baterai mainan bersuara selesai menggunakan buzzer. m. Penampil status mikrokontroler menggunakan LCD 16 x 2 seri M1632. n. Baterai yang diuji jenis alkaline tipe LR44 dengan tiga merk berbeda.

1.4. Metode Penelitian 1.4.1. Variabel Penelitian

  1. Penggerak perekaman dan pengecekan tegangan baterai

  a. Penggerak perekaman Variabel bebas penggerak perekaman adalah input data perintah yang dikirim dari komputer ke mikrokontroler. Variabel terikat penggerak perekaman adalah tanggapan mikrokontroler sebagai penggerak proses perekaman.

  b. Pengecekan tegangan baterai Variabel bebas pengecekan tegangan baterai adalah tegangan baterai yang diterima mikrokontroler sebagai data ADC. Variabel terikat pengecekan tegangan baterai adalah output tegangan baterai yang ditampilkan LCD dan komputer.

  2. Penguj ian ketahana an baterai Variab el bebas pa ada pengujia an ketahanan n baterai ad dalah merk baterai. Me rk baterai yang diuji adalah merk k baterai A ,B, dan C. V Variabel teri ikat pengujia an ketahan nan baterai adalah ban nyaknya jum mlah peneka anan tombo ol yang dap pat dilakuk kan mainan bersuara (m mainan Barb bie ) sampai menghasilka an suara yan ng tidak b aik lagi untu uk setiap me erk baterai.

  1.4.2. . r Penelitia an Prosedur

  Penulis me enggunakan prosedur pe nelitian seba agai berikut :

  a. Pe engumpulan bahan-bahan n referensi y yaitu berupa buku-buku mengenai A ATMega 853 35, ko omunikasi s erial antara a mikrokont troler denga an kompute er, dan jurn nal mengen nai pen ngecekan teg gangan bate rai.

  b. Pe erancangan m model sistem m penelitian. Tahap ini b bertujuan unt tuk mencari bentuk mod del sis stem yang op ptimal dari s sistem yang akan dibuat t. Blok peran ncangan sist tem pengujia an ket tahanan bate erai mainan b bersuara ditu unjukan pad da gambar 1.

  1. Gam mbar 1.1. Bl ok Perancan ngan Sistem Pengujian K Ketahanan B aterai Maina an Bersuara

  c. Pe erancangan p perangkat k eras dan pe erangkat lun nak mengacu u pada blok k perancanga an sis stem.

  Pe erancangan terdiri dari hardware dan softw are bagian otomatisat ti perekama an. Ko omputer bek kerja sebagai i pengatur p proses perek kaman. Mikr rokontroler s sebagai driv ver oto omatisasi pe erekaman me endapat inte erupsi dari ko omputer unt tuk mengend dalikan pros es per rekaman dan n pengeceka an tegangan b baterai main nan barsuara. . d. Proses pengambilan data.

  Teknik pengambilan dilakukan dengan cara mengkomunikasikan komputer dengan mikrokontroler saat pengujian ketahanan baterai mainan bersuara. Komputer mengirimkan data interupsi ke mikrokontroler. Mikrokontroler mengambil data tersebut untuk mengendalikan proses perekaman dan pengecekan tegangan baterai. Data-data tersebut digunakan untuk mengetahui protocol komunikasi antara komputer dengan mikrokontroler saat pengujian sistem yang terdiri dari software dan hardware. Data tersebut juga digunakan untuk mengetahui hasil pengujian ketahanan baterai mainan bersuara berdasarkan jumlah penekanan tombol on mainan. Pengujian ketahanan baterai mainan bersuara dilakukan dengan tiga buah merk baterai yang berbeda (merk A, B dan C). Masing-masing merk baterai diambil sebanyak 5 sampel.

  e. Analisa dan kesimpulan hasil percobaan.

  Analisa sistem dilakukan dengan pengecekan keakuratan data komunikasi dan data informasi komputer dengan mikrokontroler hasil perancangan sistem. Setelah itu, dilakukan pengecekan mikrokontroler sebagai penggerak perekaman dan pengecekan ketahanan baterai mainan bersuara. Analisa ketahanan baterai dilakukan dengan membandingkan banyaknya jumlah penekanan tombol yang dapat dilakukan mainan bersuara sampai menghasilkan suara yang tidak baik lagi untuk setiap merk baterai. Indikator keberhasilan sistem dilihat dari kesesuaian data perintah yang dikirimkan komputer dengan tanggapan mikrokontroler sebagai penggerak proses perekaman suara dan kesesuaian tegangan baterai yang diterima mikrokontroler (pengukuran menggunakan multimeter) dengan tegangan baterai yang ditampilkan LCD dan komputer. Penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan melihat prensentase keberhasilan sistem yang meliputi hardware penggerak perekaman, pengecekan tegangan baterai, dan pengujian ketahanan baterai.

1.5. Sistematika Penulisan

  BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.

  BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori yang berkaitan dengan penelitian yaitu mikrokontroler, komunikasi serial RS232, solenoid, transistor sebagai saklar, LCD karakter, dan baterai.

  BAB III PERANCANGAN Bab ini berisi tentang perancangan hardware dan perancangan software dalam penelitian ini. BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian hasil perancangan yang telah dilakukan. BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler ATMega8535

  Mikrokontroler adalah suatu chip yang di dalamnya terdapat sistem mikroprosesor, seperti ALU, ROM, RAM, dan Port I/O. Mikrokontroler ATMega8535 merupakan mikrokontroler berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Mikrokontroler ATMega8535 menjalankan sebuah instruksi tunggal dalam satu siklus dan memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan komponen eksternal dapat dikurangi.

  Mikrokontroler ATMega8535 menggunakan arsitektur Harvard, ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, pada saat sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch dari memori program[2].

  AVR ATMega8535 memiliki bagian dan fitur sebagai berikut: 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.

  2. CPU yang memiliki 32 buah register.

  3. SRAM sebesar 512 byte.

  4. Flash memory sebesar 8kb.

  5. EEPROM sebesar 512 byte.

  6. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding.

  7. ADC (Analog Digital Converter) 10 bit sebanyak delapan saluaran.

  8. Empat saluran PWM.

  9. Two wire serial Interface.

  10. Port antarmuka SPI.

  11. Unit interupsi internal dan eksternal.

  12. Port USART untuk komunikasi serial.

  Konfigurasi pin ATMega8535 ditunjukan pada gambar 2.1 berikut[2] :

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin pada ATMega8535

  2.1.1. Port Input/Output Port I/O ATMega8535 berfungsi sebagai masukan dan keluaran data logika atau

  tegangan analog. Untuk mengatur fungsi port A, port B, port C dan port D sebagai I/O maka harus dilakukan pengaturan pada register DDRx (Data Direction Register ), dimana x merupakan port yang akan digunakan, yaitu port A, port B, port C , atau port D. Selain diatur sebagai I/O, masing-masing port juga dapat diatur sebagai I/O logika tinggi atau logika rendah. Konfigurasi pengaturan port I/O ditunjukan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Konfigurasi Pengaturan untuk Port I/O

  DDR bit = 1 DDR bit = 0

  

Port bit = 1 Keluaran aktif tinggi Masukan aktif rendah

Port bit = 0 Keluaran aktif rendah Masukan aktif tinggi

  2.1.2. Interupsi

  Interupsi adalah kondisi pada saat program utama dieksekusi atau dikerjakan oleh CPU kemudian tiba-tiba berhenti untuk sementara waktu karena ada rutin lain yang harus ditangani terlebih dahulu oleh CPU, dan setelah mengerjakan rutin tersebut CPU kembali mengerjakan intruksi pada program utama. ATMega8538 menyediakan 21 macam sumber interupsi yang masing-masing memiliki alamat program vektor interupsi seperti pada tabel 2.2.

  Setiap interupsi yang aktif akan dilayani segera setelah terjadi permintaan interupsi, tetapi jika dalam waktu bersamaan terjadi lebih dari satu interupsi maka prioritas yang akan diselesaikan lebih dahulu adalah interupsi yang memiliki nomor urutan lebih kecil sesuai tabel 2.2[2].

Tabel 2.2. Alamat Vektor Interupsi ATMega8535

2.1.2.1. Interupsi Eksternal ATMega8535 ini memiliki tiga buah interupsi eksternal (INT0, INT1, INT2).

  Interupsi eksternal dapat dibangkitkan apabila ada perubahan logika 0 pada pin INT0,

  INT1, dan INT3. Pengatura kondisi keadaan yang menyebabkan terjadinya interupsi diatur oleh register MCUCR (MCU Control Register), dapat dilihat pada gambar 2.2[3].

Gambar 2.2. Komponen Register MCUCR

  a. Bit ISC01 dan ISC00 menentukan kondisi yang dapat menyebabkan interupsi eksternal pada pin INT0. Konfigurasi bit ISC00 dan ISC01 dapat dilihat pada tabel 2.3[3].

Tabel 2.3. Konfigurasi bit ISCO0 dan ISCO1

  ISC01 ISC00 Keterangan Logika 0 pada INT0 menyebabkan interupsi 0 1 Perubahan logika pada pin

  INT0 menyebabkan interupsi

  1 Perubahan logika dari 1 ke 0 pada pin INT0 menyebabkan interupsi

  1

  1 Perubahan logika dari 0 ke 1 pada pin INT0 menyebabkan interupsi

  b. Bit ISC11 dan ISC10 menentukan kondisi yang dapat menyebabkan interupsi eksternal pada pin INT1. Konfigurasi bit ISC 11 dan ISC10 dapat dilihat pada tabel 2.4[3].

Tabel 2.4. Konfigurasi bit ISC11 dan ISC10[3]

  ISC11 ISC10 Keterangan Logika 0 pada INT1 menyebabkan interupsi 0 1 Perubahan logika pada pin

  INT1 menyebabkan interupsi

  1 Perubahan logika dari 1 ke 0 pada pin INT1 menyebabkan interupsi

  1

  1 Perubahan logika dari 0 ke 1 pada pin INT1 menyebabkan interupsi Pemilihan pengaktifan interupsi diatur oleh register GICR (Global Interrupt Control Register ), dapat dilihat pada gambar 2.3[3].

Gambar 2.3. Komponen Register GICR

  Bit

  INT1, INT0, INT2 pada register GICR digunakan untuk mengaktifkan masing- masing interupsi eksternal. Ketika bit-bit tersebut diset 1 (aktif) maka interupsi eksternal akan aktif jika bit I (interrupt) pada SREG (status register) diset juga (enable

  ), instruksi untuk mengatifkan global interrupt yaitu sei. Program interupsi

  interrupt

  dari masing-masing interupsi akan dimulai dari vektor interupsi pada masing-masing jenis interupsi eksternal.

2.1.3. Timer/Counter ATMega8535 memiliki fasilitas pewaktuan yang dinamakan timer/counter.

  adalah sebuah pewaktuan yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik

  Timer/counter

  dari dalam chip (timer) maupun dari luar chip (counter). ATMega8535 memiliki dua buah dengan kapasitas 8 bit dan satu buah timer/counter dengan kapasitas 16 bit.

  timer/counter

  Register yang digunakan oleh timer/counter adalah TCNTn sebagai register penyimpan nilai dari timer/counter. Register OCRn (Output Compare Register) merupakan register pembanding. Pengaturan Timer/Counter 0, Timer/Counter 1 dan Timer/Counter 2 dilakukan melalui register TCCRn (Timer/Counter Control Register). Konfigurasi dari register TCCRn dapat dilihat pada gambar 2.4[4].

Gambar 2.4. Komponen Register TCCRn

  FOCn (Force Output Compare) hanya aktif pada mode non-PWM, jika 1 maka akan memaksakan operasi compare match. FOCn tidak akan memicu terjadinya interupsi atau menolkan timer pada mode CTC (Clear Timer on Compare Match). WGMn (1:0) (Waveform Generation Mode) berfungsi untuk mengendalikan kenaikan dari pencacah pada register TCNTn, menentukan sumber dari nilai maksimal (top) dari pencacah dan tipe

  

timer yang akan digunakan. Konfigurasi dari bit WGMn(1:0) dapat di lihat pada tabel

2.5[4].

  COMn (1:0) (Compare Match Output Mode) berfungsi mengendalikan pin OCn. Jika kedua bit tersebut bernilai 0, maka OCn berfungsi sebagai pin biasa, apabila salah satu bit bernilai 1, maka fungsi dari OCn bergantung pada pengaturan bit WGMn.

Tabel 2.5. Mode Operasi

  TOV0 Flage

  Mode WGMn1 WGMn0 Mode operasi TOP OCRn set on

  Normal 0xFF Immediate MAX

  1

  1 Phase Correct 0xFF TOP BOTTOM PWM

  2

  1 CTC OCR0 Immediate

  MAX

  3

  1

  1 Fast PWM 0xFF TOP MAX Pada mode CTC (WGMn1=1 WGMn0= 0) cacahan selalu meningkat, ketika mencapai nilai maksimum akan kembali ke nol lagi. Dalam operasai normal flag

  timer/counter overflow (TVOn) akan aktif ketika terjadi overflow.

  Karena selalu mencacah naik, maka dapat digunakan sebagai pewaktu presisi. Cara kerja dari mode ini yaitu akan membandingkan antara OCRn sama dengan TCNTn, jika sama maka pencacahan timer dimulai dari awal lagi, persamaan perhitungan waktu tunda:

  Waktu_tunda = ………………………………………… 2.1 Keterangan : fOSC = Kristal yang digunakan (Hz).