Perancangan Timbangan dan Pengukur Diameter Kawat Tembaga Pada Mesin Gulung Kawat Tembaga Dengan Mikrokontroler ATMega328.

vii

Universitas Kristen Maranatha

PERANCANGAN TIMBANGAN DAN PENGUKUR

DIAMETER KAWAT TEMBAGA PADA MESIN GULUNG

KAWAT TEMBAGA DENGAN MIKROKONTROLER

ATmega328

Disusun oleh :

Iwan Setiawan 0822005

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia,

Email : iwan.setiawan818@gmail.com

ABSTRAK

Pada umumnya, toko bangunan yang menjual kawat tembaga masih menggunakan cara konvensional dalam proses penggulungan kawat tembaga, yaitu masih secara manual, menimbang dengan timbangan analog, dan pengukuran diameter kawat tembaga yang masih menggunakan mikrometer sekrup yang hasil pembacaan diameter masih secara manual. Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah timbangan digital dan motor penggulung kawat tembaga

yang menggunakan ATMega328 sebagai pengontrol serta dilengkapi dengan

mikrometer sekrup yang hasil pengukurannya ditampilkan di LCD.

Sistem yang dirancang menggunakan loadcell sebagai sensor berat untuk

timbangan digital, potensiometer wirewound yang dihubungkan dengan mikrometer sekrup sebagai pembacaan diameter kawat tembaga, dan motor DC yang dipakai sebagai motor penggulung kawat tembaga. Pada sistem ini juga dilengkapi dengan LCD yang dapat menampilkan ukuran diameter kawat tembaga dan berat kawat tembaga. Keypad digunakan sebagai input diameter dan berat kawat tembaga yang akan digulung pada motor penggulung.

Dari hasil realisasi alat dan pengamatan data, rentang kesalahan pembacaan diameter kawat tembaga adalah dari 0.33% sampai dengan 8.33%, sementara rentang kesalahan pembacaan dalam pengukuran berat kawat tembaga adalah dari 0.13% sampai dengan 20%. Kawat tembaga dapat digulung oleh motor penggulung dengan rentang diameter dari 0.12 mm sampai dengan 0.70 mm, dan berat kawat maksimum yang dapat digulung pada motor penggulung adalah adalah 1.5 kg.

Kata kunci : ATmega328, Loadcell, Wirewound, Mikrometer Sekrup, Motor DC, LCD

viii

Universitas Kristen Maranatha

DESIGNING SCALE AND GAUGE COPPER WIRE

DIAMETER ON THE MACHINE ROLLS COPPER WIRE

USING MICROCONTROLLER ATmega328

Composed by :

Iwan Setiawan 0822005

Departement of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University,

Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia,

Email : iwan.setiawan818@gmail.com

ABSTRACT

Commonly, stores that selling copper wire have used conventional methods to rolling copper wire, is using manual operation, weigh with analogue scale, and diameter measuring of copper wire has used micrometer screw which the result is read with manual operation. In this final project, designed of digital scale and copper wire capstan motor is using ATMEGA328 as controller with micrometer screw which the measuring result is showed on LCD.

System that designed using loadcell as weight censor for digital scale, potentiometer wirewound that connected with micrometer screw as copper wire diameter reading, and DC Motor that used as capstan motor copper wire. This system also equipped an LCD which can shows copper wire diameter measurement and copper wire weight. Keypad that used as diameter input and copper wire weight which rolled on capstan motor.

In device realization result and data observation, error range on copper wire diameter reading is 0.33% to 8.33%, while error range on copper wire weight measurement reading is 0.13% to 20%. Copper wire can be rolled with capstan motor on diameter range from 0.12 mm to 0.7 mm, and maximum weight for wire that can be rolled on capstan motor is 1.5 kg.

Keywords: ATmega328, Loadcell, Wirewound, Micrometer Screw, DC Motor, LCD

ix

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Lembar Pengesahan ... ii

Peryataan Orisinalitas Laporan Penelitian ... iii

Peryataan Publikasi Laporan Penelitian ... iv

Kata Pengantar ... v

Abstrak ... vii

Abstract ... viii

Daftar Isi ... ix

Daftar Tabel ... xii

Daftar Gambar ... xiii

Daftar Lampiran ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Identifikasi Masalah ... 1

1.3. Perumusan Masalah ... 2

1.4. Tujuan dan Manfaat ... 2

1.5. Pembatasan Masalah ... 2

1.6. Sistematika Penulisan dan Metodologi Penelitian ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVR ATmega328P ... 5

2.1.1 Fitur mikrokontroler AVR ATmega328P ... 6

2.1.2 Konstruksi mikrokontroler AVR ATmega328P ………..….. 7

2.2 Kit Arduino Uno ……….……… 8

2.3 Mikrometer Sekrup ………..….. 11

2.3.1 Komponen dalam Mikrometer Sekrup ……….….…. 13

2.4 Potensiometer Wirewound ………….…………...………....… 14

2.5 Loadcell ………....…... 15

x

Universitas Kristen Maranatha

2.5.1.1 Loadcell S type ……… 17

2.5.1.2 Loadcell Compression Type ………...………. 18

2.5.1.3 Loadcell Shear Beam ………... 19

2.5.1.4 Loadcell Bending Beam ……….…..…. 19

2.5.1.5 Loadcell Double Ended Shear ………...….. 20

2.5.1.6 Loadcell Rope Clamp ……….………. 20

2.5.1.7 Loadcell Single Point ………... 21

2.5.2 Sistem Koneksi Kabel Loadcell ………. 22

2.5.3 Definisi istilah spesifikasi loadcell ……….………..…. 23

2.6 INA125 ……….…. 24

2.7 Motor DC ………..……. 26

2.7.1 Jenis – jenis motor DC ……….…….. 27

2.7.2 Motor driver ………...……… 30

2.7.2.1 Transistor ………...……… 30

2.7.2.2 IC Driver untuk Motor DC ……...…...….. 31

3.8 LCD (Liguid Crystal Display) ………...…… 33

3.9 Keypad 3x4 ………...………. 36

3.10 Arduino IDE ……….………...………. 38

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Perangkat Keras ………...….. 44

3.1.1 Perancangan pengukuran diameter ………....……….... 44

3.1.2 Perancangan timbangan ……...…... 46

3.1.3 Perancangan display LCD dan input keypad ………..…... 53

3.1.4 Perancangan motor penggulung kawat tembaga ………..…. 54

3.2 Perangkat lunak ... 56

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA DATA 4.1 Data Pengamatan ... 63

4.1.1 Pengujian Rentang Ukur ... 63

4.1.2 Pengujian Akurasi ... 64

4.1.3 Pengujian Motor Penggulung ... 67

xi

Universitas Kristen Maranatha BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ... 70 5.2. Saran ... 71

DAFTAR PUSTAKA ... 72

LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D LAMPIRAN E

xii

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi mikrokontroler keluarga AVR ……….. 5

Tabel 2.2 Warna kabel Koneksi Loadcell berdasarkan pabrik …………..….. 23

Tabel 2.3 Tabel Kebenaran konfigurasi H-Bride ……… 31

Tabel 2.4 Karakteristik L298N ………..……...….. 33

Tabel 2.5 Deskripsi pin LCD 16x2 ………..…… 34

Tabel 2.6 Modus Operasi LCD ……….... 35

Tabel 2.7 Keypad 3X4 ………...….. 36

Tabel 2.8 Tabel Kebenaran Scanning Keypad 3x4 ………. 38

Tabel 4.1 Uji Rentang Ukur Mikrometer Sekrup ... 63

Tabel 4.2 Uji Rentang Ukur Timbanga ... 64

Tabel 4.3 Uji Akurasi Mikrometer Sekrup ... 65

Tabel 4.4 Uji Akurasi Timbangan Digital ... 66

Tabel 4.5 Batas diameter dan berat kawat tembaga yang dapat digulung serta lamanya proses penggulungan per 100 gram ... 68

xiii

Universitas Kristen Maranatha DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi pin ATmega328P (Data Sheet AVR) ………….…. 8

Gambar 2.2 Pemetaan pin Arduino UNO terhadap ATmega328P ………... 9

Gambar 2.3 Board Arduino Uno ATmega328 ……… 9

Gambar 2.4 Jenis - jenis mikrometer sekrup ………...…… 12

Gambar 2.5 Komponen mikrometer sekrup ……… 13

Gambar 2.6 Jenis – jenis umum potensiometer ………..……. 15

Gambar 2.7 Wirewound ………...…… 15

Gambar 2.8 Starin Gauge dan Circuit jembatan Wheatstone ……….. 16

Gambar 2.9 Strain Gauge Loadcell ………..……… 16

Gambar 2.10 Loadcell tipe S ………...…… 18

Gambar 2.11 Loadcell tipe Kompresi ………..……… 18

Gambar 2.12 Loadcell Shear Beam ……….…… 19

Gambar 2.13 Loadcell Bending Beam ……….……… 20

Gambar 2.14 Loadcell Double Ended Shear ………...…… 20

Gambar 2.15 Loadcell Rope Clamp ………..……….. 21

Gambar 2.16 Loadcell Single Point ………...……….. 21

Gambar 2.17 Koneksi kabel pada loadcell ……….. 22

Gambar 2.18 Blok diagram pengkondisi sinyal ……….. 24

Gambar 2.19 INA125 ……….………. 25

Gambar 2.20 Rangkaian penguat untuk power supply tunggal …………...… 26

Gambar 2.21 Motor DC sederhana ………..…… 27

Gambar 2.22 Karakteristik Motor DC shunt ……….. 28

Gambar 2.23 Karakteristik Motor DC seri ……….. 29

Gambar 2.24 Karakteristik Motor DC kompound ……….….. 29

Gambar 2.25 Konfigurasi H-Bridge ………..……….. 30

Gambar 2.26 Diagram Blok L298N ……….... 32

Gambar 2.27 Konfigurasi pin L298N ……….………. 32

Gambar 2.28 Koneksi pin L298 untuk mengontrol motor dan tabel kebenarannya ………..…… 33

xiv

Universitas Kristen Maranatha

Gambar 2.29 LCD 16x2 ……….…. 34

Gambar 2.30 Keypad 3x4 ... 37

Gambar 2.31 Rangkaian dasar keypad ………...…...….. 37

Gambar 2.32 Arduino IDE ………...…… 40

Gambar 3.1 Diagram Blok Timbangan Digital dan Pengukuran Diameter Kawat ……….….. 43

Gambar 3.2 Pemasangan mikrometer sekrup dan wirewound …...… 44

Gambar 3.3 Skematik Wirewound ………...………….……….. 45

Gambar 3.4 Grafik Hubungan diameter dan bacaan analog arduino …..….… 45

Gambar 3.5 Posisi penampang loadcell single point 100Kg …….…...….. 47

Gambar 3.6 Penampang loadcell single point 3Kg ………...….…. 47

Gambar 3.7 Cara – cara memasang pad yang benar …….………...…….… 48

Gambar 3.8 Mounting Pad dan ukuran penampang timbangan ……... 48

Gambar 3.9 Wiring koneksi loadcell dan INA125 ke arduino ……...… 49

Gambar 3.10 Skematik INA125 …………...………….… 50

Gambar 3.11 Grafik Hubungan Beban dan perubahan tegangan sebelum dipasangkan penampang beban ………...….…. 51

Gambar 3.12 Grafik Hubungan Beban dan Pembacaan analog ……...…. 51

Gambar 3.13 Skematik LCD dan Keypad …………...…….……. 54

Gambar 3.14 Skematik Driver Motor DC ……….……….. 55

Gambar 3.15 Rancangan motor DC ... 56

Gambar 3.16 Wiring sistem ………...…...….. 56

Gambar 3.17 Flowchart Proses Sistem ……...….. 57

Gambar 3.18 Flowchart Program Utama ………...……...…… 58

Gambar 3.19 Flowchart subprogram readKeypad ………...…… 59

Gambar 3.20 Flowchart subprogram Mikro ... 60

Gambar 3.21 Flowchart subprogram Henti ………...…... 60

Gambar 3.22 Flowchart subprogram Motor ………... 61

Gambar 3.23 Flowchart subprogram Timbangan ...…………...……...…... 62

Gambar 4.1 Grafik Uji Akurasi diameter ... 65

xv

Universitas Kristen Maranatha DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A

LIST PROGRAM ARDUINO IDE ... A - 1 LAMPIRAN B

DATASHEET ... B - 1 LAMPIRAN C

SKEMATIK ARDUINO UNO ... C – 1 LAMPIRAN D

TABEL KONVERSI PANJANG KE BERAT ... D – 1 LAMPIRAN E

A - 1

LAMPIRAN A

A - 2

Program Utama

#include <LiquidCrystal.h> #include <Keypad.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); const byte ROWS = 4; //four rows const byte COLS = 3; //four columns char keys[ROWS][COLS] =

{{'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'}}; char berita[16];

byte rowPins[ROWS] = {

19,18,17,16}; //connect to the row pinouts of the keypad byte colPins[COLS] = {

0, 1, 6}; //connect to the column pinouts of the keypad

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

byte k=4,n=0;

const int numReadings = 20;

int averageload = 0.0; // the average

float y=0.0;

float xReading = 1.0;

float uminimal = 0.0; // 0.0 mm float yReading = 1012.0; float umaximal = 5.0; // 5.0 mm int diameterPin = A1;

float diameter; float Reading;

A - 3

int readings [numReadings]; // the readings from the analog input int index = 0.0; // the index of the current reading

int total = 0.0; // the running total

int analogvalA = 28.0;// 0.2Kg int berat = A0;

float load, Z; long time = 0; //

int motor1Pin = 7; // H-bridge leg 1(pin7) (motor1, penggulungnya) int motor2Pin = 8; // H-bridge leg 2 (pin8)(motor2,kiri kanannya) int speedPin1 = 9; // H-bridge enable pinA (pin9)(motor1)

int speedPin2 = 10; // H-bridge enable pinB (pin10)(motor2) int speeds = 0;

int A=0; int sw=0; int state=HIGH; long ot=0 ;

void setup() { lcd.begin(16, 2);

for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) readings[thisReading] = 0;

pinMode(motor1Pin, OUTPUT); pinMode(motor2Pin, OUTPUT); pinMode(speedPin1, OUTPUT); pinMode(speedPin2, OUTPUT); }

A - 4

void LCD(){

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Diameter:");

lcd.print(diameter,2); // 2 decimal place, println adds a carriage return lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Load="); lcd.print(load,3); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(":"); lcd.setCursor(11,1); lcd.print(y); }

void Mikro () {

Reading = analogRead(diameterPin);

diameter = ((umaximal - uminimal)/(yReading - xReading)) * (Reading - xReading) + uminimal;

}

void Timbangan (){

total= total - readings[index]; // read from the sensor:

readings[index] = analogRead(berat); // add the reading to the total:

total= total + readings[index];

// advance to the next position in the array: index = index + 1;

// if we're at the end of the array... if (index >= numReadings) // ...wrap around to the beginning: index = 0;

A - 5

// calculate the average:

averageload = total / numReadings; // send it to the computer as ASCII digits if(averageload==18){

load = 0.00; }

if(averageload < analogvalA ){ load = (averageload - 18) / 50; }

else{

load = (averageload + 38.706) / 204.354; }

}

void Motor() {

digitalWrite(motor1Pin,LOW); // set leg 1 of the H-bridge low analogWrite (speedPin1, 255);

unsigned long d=millis(); if(sw==0){

ot=d;

sw=1;

}

if(d-ot>15000){ //15 detik

state=!state;

ot=d;

digitalWrite(motor2Pin,state);

analogWrite (speedPin2, 255); }

}

A - 6

// berhenti

digitalWrite(speedPin1,LOW); digitalWrite(speedPin2,LOW); A=0;

Z=0; y=0; }

void readKeypad(){

char key = keypad.getKey();

if (key != NO_KEY){ berita[n]=key; n++;

if(n>4){

for(n=1;n<=4;n++)berita[n-1]=berita[n]; berita[n]=' ';

} }

if(key=='*'){ // input diameter mikrometer sekrup A=A+1;

}

if(key=='#'){ //input berat yg diinginkan Z=load-y;

} }

void loop() { readKeypad();

A - 7

if(A==0){ Mikro(); }

Timbangan(); LCD();

if(diameter >0 && load >0 && y>0){ Motor();

}

if(load <= Z){ Henti(); } }

B - 1

LAMPIRAN B DATASHEET

Wirewound 3590 ... B – 2 INA 125 ... B – 3 Loadcell ... B – 8 LCD TC1602A-01T ... B – 9 L298N ... B – 13 ATMega328 ... B – 17

B - 2

B - 3 ®

INA125

INSTRUMENTATION AMPLIFIER

With Precision Voltage Reference

FEATURES

APPLICATIONS

● LOW QUIESCENT CURRENT: 460 A ● PRESSURE AND TEMPERATURE BRIDGE

● PRECISION VOLTAGE REFERENCE: AMPLIFIERS

1.24V, 2.5V, 5V or 10V ● INDUSTRIAL PROCESS CONTROL

● SLEEP MODE ● FACTORY AUTOMATION

● LOW OFFSET VOLTAGE: 250 V max ● MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION

● LOW OFFSET DRIFT: 2 V/ C max ● BATTERY OPERATED SYSTEMS

● LOW INPUT BIAS CURRENT: 20nA max ● GENERAL PURPOSE INSTRUMENTATION

● HIGH CMR: 100dB min

● LOW NOISE: 38nV/ Hz at f = 1kHz V+ SLEEP

● INPUT PROTECTION TO 40V 1 ₂

INA125

● WIDE SUPPLY RANGE VREFCOM 12

Single Supply: 2.7V to 36V

R

Dual Supply: 1.35V to 18V 13

● 16-PIN DIP AND SO-16 SOIC PACKAGES VREFBG

R 14 VREF2.5

DESCRIPTION

2R

15 The INA125 is a low power, high accuracy instrumen- V_REF5

tation amplifier with a precision voltage reference. It 4R provides complete bridge excitation and precision dif- VREF10 16

ferential-input amplification on a single integrated 4 Ref

circuit. _10V VREFOut Amp Bandgap

VREF

A single external resistor sets any gain from 4 to

+ 10,000. The INA125 is laser-trimmed for low offset V_IN

voltage (250 V), low offset drift (2 V/ C), and high 6 A 1 10 V O

common-mode rejection (100dB at G = 100). It oper- ₉

ates on single (+2.7V to +36V) or dual ( 1.35V to 30k ₁₁

18V) supplies. _10k Sense

RG

The voltage reference is externally adjustable with

pin-10k

selectable voltages of 2.5V, 5V, or 10V, allowing use V = (V _{O IN} + – V–_IN ) G with a variety of transducers. The reference voltage is 8 _{G = 4 + 60k}

accurate to 0.5% (max) with 35ppm/ C drift (max). A RG

7 2

Sleep mode allows shutdown and duty cycle operation – VIN

to save power. 30k _IA

REF

5 The INA125 is available in 16-pin plastic DIP and ₃

SO-16 surface-mount packages and is specified for

B - 4

SPECIFICATIONS: V

_S

=

15V

At TA = +25 C, VS = 15V, IA common = 0V, VREF common = 0V, and RL = 10k , unless otherwise noted.

PARAMETER CONDITIONS

INA125P, U INA125PA, UA

UNITS

MIN TYP MAX MIN TYP MAX

INPUT

Offset Voltage, RTI Initial

vs Temperature vs Power Supply Long-Term Stability Impedance, Differential

Common-Mode Safe Input Voltage Input Voltage Range Common-Mode Rejection

VS = 1.35V to 18V, G = 4

VCM = –10.7V to +10.2V G = 4 G = 10 G = 100 G = 500

78 86 100 100 50 0.25 3 0.2 1011 _{|| 2} 1011 _{|| 9} See Text 84 94 114 114 250 2 20 40 72 80 90 90 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ 500 5 50 ✻ V V/ C V/V V/mo || pF || pF V dB dB dB dB BIAS CURRENT vs Temperature Offset Current vs Temperature

VCM = 0V 10

60 0.5 0.5 25 2.5 ✻ ✻ ✻ ✻ 50 5 nA pA/ C nA pA/ C NOISE, RTI

Voltage Noise, f = 10Hz f = 100Hz f = 1kHz f = 0.1Hz to 10Hz Current Noise, f = 10Hz f

= 1kHz f = 0.1Hz to 10Hz

RS = 0

40 38 38 0.8 170 56 5 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻

nV/ Hz nV/ Hz nV/ Hz Vp-p fA/ Hz fA/ Hz pAp-p

GAIN

Gain Equation Range of Gain Gain Error

Gain vs Temperature

Nonlinearity

VO = –14V to +13.3V G = 4 G = 10 G = 100 G = 500 G = 4 G > 4(1) VO = –14V to +13.3V

G = 4 G = 10 G = 100 G = 500

4

4 + 60k /RG

0.01 0.03 0.05 0.1 1 25 0.0004 0.0004 0.001 0.002 10,000 0.075 0.3 0.5 15 100 0.002 0.002 0.01 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ 0.1 0.5 1 ✻ ✻ 0.004 0.004 ✻ V/V V/V % % % % ppm/ C ppm/ C % of FS % of FS % of FS % of FS

OUTPUT

Voltage: Positive Negative Load Capacitance Stability Short-Circuit Current (V+)–1.7 (V–)+1 (V+)–0.9 (V–)+0.4 1000 –9/+12 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ V V pF mA VOLTAGE REFERENCE Accuracy vs Temperature vs Power Supply, V+ vs Load

Dropout Voltage, (V+) – VREF(2) Bandgap Voltage Reference

Accuracy vs Temperature

VREF = +2.5V, +5V, +10V IL = 0 IL = 0 V+ = (VREF + 1.25V) to +36V

IL = 0 to 5mA Ref Load = 2k

IL = 0 IL = 0

1.25 0.15 18 20 3 1 1.24 0.5 18 0.5 35 50 75 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ 1 100 100 ✻ % ppm/ C ppm/V ppm/mA V V % ppm/ C ® INA125

B - 5

SPECIFICATIONS: V

_S

= 15V (CONT)

At TA = +25 C, VS = 15V, IA common = 0V, VREF common = 0V, and RL = 10k , unless otherwise noted.

PARAMETER CONDITIONS

INA125P, U INA125PA, UA

UNITS

MIN TYP MAX MIN TYP MAX

FREQUENCY RESPONSE

Bandwidth, –3dB

Slew Rate Settling Time, 0.01%

Overload Recovery

G = 4 G = 10 G = 100 G = 500 G = 4, 10V Step G = 4, 10V Step G =

10, 10V Step G = 100, 10V Step G = 500, 10V Step 50% Overdrive 150 45 4.5 0.9 0.2 60 83 375 1700 5 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ kHz kHz kHz kHz V/ s s s s s s POWER SUPPLY

Specified Operating Voltage Specified Voltage Range Quiescent Current, Positive

Negative Reference Ground Current(3) Sleep Current (VSLEEP 100mV)

IO = IREF = 0mA IO = IREF = 0mA RL = 10k , Ref Load = 2k

1.35 15 460 –280 180 1 18 525 –325 25 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ V V A A A A

SLEEP MODE PIN(4)

VIH (Logic high input voltage) VIL (Logic low input voltage) IIH (Logic high input current) IIL (Logic low input current) Wake-up Time(5)

+2.7 0 15 0 150 V+ +0.1 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ V V A A s TEMPERATURE RANGE Specification Range Operation Range Storage Range Thermal Resistance, JA

16-Pin DIP SO-16 Surface-Mount –40 –55 –55 80 100 +85 +125 +125 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ C C C C/W C/W ✻ Specification same as INA125P, U.

NOTES: (1) Temperature coefficient of the "Internal Resistor" in the gain equation. Does not include TCR of gain-setting resistor, RG. (2) Dropout voltage is the positive supply voltage minus the reference voltage that produces a 1% decrease in reference voltage. (3) VREFCOM pin. (4) Voltage measured with respect to Reference Common. Logic low input selects Sleep mode. (5) IA and Reference, see Typical Performance Curves.

SPECIFICATIONS: V

_S

= +5V

At TA = +25 C, VS = +5V, IA common at VS /2, VREF common = VS /2, VCM = VS/2, and RL = 10k to VS/2, unless otherwise noted.

PARAMETER CONDITIONS

INA125P, U INA125PA, UA

UNITS

MIN TYP MAX MIN TYP MAX

INPUT

Offset Voltage, RTI Initial

vs Temperature vs Power Supply Input Voltage Range Common-Mode Rejection

VS = +2.7V to +36V VCM = +1.1V to +3.6V

G = 4 G = 10 G = 100 G = 500

78 86 100 100 75 0.25 3 See Text 84 94 114 114 500 20 72 80 90 90 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ 750 50 V V/ C V/V dB dB dB dB GAIN

Gain Error VO = +0.3V to +3.8V

G = 4 0.01 ✻ %

OUTPUT Voltage, Positive Negative (V+)–1.2 (V–)+0.3 (V+)–0.8 (V–)+0.15 ✻ ✻ ✻ ✻ V V POWER SUPPLY

Specified Operating Voltage Operating Voltage Range Quiescent Current

Sleep Current (VSLEEP 100mV)

IO = IREF = 0mA RL = 10k , Ref Load = 2k

+2.7 +5 460 1 +36 525 25 ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ ✻ V V A A ✻ Specification same as INA125P, U.

®

B - 6

_{1 16}

2 15

3 14

4 13

5 12

6 11

7 10

8 9

Power Supply Voltage, V+ to V– ... 36V Input Signal Voltage ... 40V Output Short Circuit ... Continuous Operating Temperature ... –55 C to +125 C Storage Temperature... –55 C to +125 C Lead Temperature (soldering, 10s) ... +300 C NOTE: Stresses above these ratings may cause permanent damage.

PACKAGE INFORMATION

PRODUCT PACKAGE

PACKAGE DRAWING

NUMBER(1)

INA125PA INA125P

16-Pin Plastic DIP 16-Pin Plastic DIP

180 180 INA125UA

INA125U SO-16 Surface-MountSO-16 Surface-Mount 265265

V V

PIN CONFIGURATION ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(1)

Top View 16-Pin DIP, SO-16

V+ V REF10

SLEEP VREF5

V– V 2.5 VREFOUT

IAREF

+

IN

–

IN

RG

REF

VREFBG

VREFCOM

Sense VO

RG

ELECTROSTATIC

DISCHARGE SENSITIVITY

This integrated circuit can be damaged by ESD. Burr-Brown recommends that all integrated circuits be handled with ap- propriate precautions. Failure to observe proper handling and installation procedures can cause damage.

ESD damage can range from subtle performance degradation to complete device failure. Precision integrated circuits may be more susceptible to damage because very small parametric changes could cause the device not to meet its published specifications.

NOTES: (1) For detailed drawing and dimension table, please see end of data sheet, or Appendix C of Burr-Brown IC Data Book.

B - 7

SINGLE SUPPLY OPERATION

The INA125 can be used on single power supplies of +2.7V to +36V. Figure 5 shows a basic single supply circuit. The IAREF, VREFCOM, and V– terminals are connected to ground. Zero differential input voltage will demand an output volt- age of 0V (ground). When the load is referred to ground as shown, actual output voltage swing is limited to approxi- mately 150mV above ground. The typical performance curve “Output Voltage Swing vs Output Current” shows how the output swing varies with output current.

With single supply operation, careful attention should be paid to input common-mode range, output voltage swing of both op amps, and the voltage applied to the IAREF terminal. VIN+ and VIN– must both be 1V above ground for linear operation. You cannot, for instance, connect the inverting input to ground and measure a voltage connected to the non- inverting input.

B - 9

LCM MODULE

B - 10

TC1602A-01T

FUNCTIONS & FEATURES

z Construction : COB(Chip-on-Board)

z Display Format : 16x2 Characters

z Display Type : STN, Transflective, Positive, Y-G

z Controller : SPLC780D1 or equivalent controller

z Interface : 8-bit parallel interface

z Backlight : yellow-green\bottom lights

z Viewing Direction : 6 O’clock

z Driving Scheme : 1/16 Duty Cycle, 1/5 Bias

z Power Supply Voltage : 5.0 V

z z

VLCD Adjustable For Best Contrast

Operation temperature

: 5.0 V (VOP.)

: -10℃ to +60℃

z Storage temperature : -20℃ to +70℃

BLOCK DIAGRAM

VSS VDD V0 RS R/W E DB0~DB7

LED+ LED-

CONTROL IC

SPLC780D1

OR

Equivalent

LCD PANEL

B - 11

TC1602A-01T

INTERFACE PIN FUNCTIONS

Pin

No. Symbol Level Description

1 VSS 0V Ground.

2 VDD +5.0V Power supply for logic operating.

3 V0 -- Adjusting supply voltage for LCD driving.

4 RS H/L

A signal for selecting registers: 1: Data Register (for read and write)

0: Instruction Register (for write), Busy flag-Address Counter (for read).

5 R/W H/L R/W =

“H”: Read

6 E H/L An enable signal for writing or reading data.

7 DB0 H/L

This is an 8-bit bi-directional data bus.

8 DB1 H/L

9 DB2 H/L

10 DB3 H/L

11 DB4 H/L

12 DB5 H/L

13 DB6 H/L

14 DB7 H/L

15 LED+ +5.0V Power supply for backlight.

16 LED- 0V The backlight ground.

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS ( Ta = 25

℃

)

Paramete r

Symbol Min Max Unit

Supply voltage for logic VDD -0.3 +7.0 V

Supply voltage for LCD Vo 0 VDD +0.3 V

Input voltage VI -0.3 VDD +0.3 V

Normal Operating temperature TOP -20 +70 ℃

Normal Storage temperature TST -30 +80 ℃

Note: Stresses beyond those given in the Absolute Maximum Rating table may cause operational errors or damage to the device. For normal operational conditions see AC/DC Electrical Characteristics.

DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Parameter Symbol Condition Min TYP Max Unit

Supply voltage for logic VDD -- 4.8 5.0 5.2 V Supply current for logic IDD -- -- 120 150 mA Operating voltage for LCD VLCD

-10℃

25℃ 4.8 5.0 5.2 V +60℃

Input voltage“ H” level VIH -- 0.7 VDD -- VDD+0.3 V Input voltage “L” level VIL -- 0 -- 0.2VDD V

B - 12

LED BACKLIGHT CHARACTERISTICS

COLOR Wavelength

λp(nm)

Operating

Voltage(± 0.15V)

Spectral line half

width Δλ( nm)

Forward Current (mA)

Yellow-green -- 4.1 -- 100

B - 13

.

LOW SATURATION VOLTAGE

.

®

L298

OPERATING SUPPLY VOLTAGE UP TO 46 V TOTAL DC CURRENT UP TO 4 A

OVERTEMPERATURE PROTECTION LOGICAL "0" INPUT VOLTAGE UP TO 1.5 V (HIGH NOISE IMMUNITY)

DUAL FULL-BRIDGE

DRIVER

DESCRIPTION

The L298 is an integrated monolithic circuit in a 15- lead Multiwatt and PowerSO20 packages. It is a high voltage, high current dual full-bridge driver de-

Multiwatt15 PowerSO20

signed to accept standard TTL logic levels and drive

inductive loads such as relays, solenoids, DC and stepping motors. Two enable inputs are provided to enable or disable the device independently of the in- put signals. The emitters of the lower transistors of each bridge are connected together and the corre- sponding external terminal can be used for the con-

ORDERING NUMBERS : L298N (Multiwatt Vert.) L298HN (Multiwatt Horiz.) L298P (PowerSO20)

nection of anexternal sensing resistor. An additional supply input is provided so that the logic works at a lower voltage.

B - 14

L298

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Symbol Parameter Value Unit

VS Power Supply 50 V

VSS Logic Supply Voltage 7 V

VI,Ven Input and Enable Voltage –0.3 to 7 V

IO Peak Output Current (each Channel) – Non Repetitive (t = 100 s)

–Repetitive (80% on –20% off; ton = 10ms) –DC Operation

3 2.5

2

A A A

Vsens Sensing Voltage –1 to 2.3 V

Ptot Total Power Dissipation (Tcase = 75 C) 25 W

Top Junction Operating Temperature –25 to 130 C

Tstg, Tj Storage and Junction Temperature –40 to 150 C

PIN CONNECTIONS (top view)

15 14 13 12 11 10 9

Multiwatt15 ₈

7 6 5 4 3 2 1

CURRENT SENSING B OUTPUT 4

OUTPUT 3 INPUT 4 ENABLE B INPUT 3

LOGIC SUPPLY VOLTAGE VSS

GND INPUT 2 ENABLE A INPUT 1

SUPPLY VOLTAGE VS

OUTPUT 2 OUTPUT 1

CURRENT SENSING A TAB CONNEC TED TO PIN 8 D95IN240A

GND 1 20 GND

Sense A 2 19 Sense B

N.C. 3 18 N.C.

Out 1 4 17 Out 4

Out 2 5 PowerSO20 16 Out 3

VS 6 15 Input 4

Input 1 7 14 Enable B

Enable A 8 13 Input 3

Input 2 9 12 VSS

GND 10 11 GND

D95IN239

THERMAL DATA

Symbol Parameter PowerSO20 Multiwatt15 Unit

Rth j-case Thermal Resistance Junction-case Max. – 3 C/W

Rth j-amb Thermal Resistance Junction-ambient Max. 13 (*) 35 C/W

B - 15

L298 PIN FUNCTIONS (refer to the block diagram)

MW.15 PowerSO Name Function

1;15 2;19 Sense A; Sense B Between this pin and ground is connected the sense resistor to control the current of the load.

2;3 4;5 Out 1; Out 2 Outputs of the Bridge A; the current that flows through the load connected between these two pins is monitored at pin 1. 4 6 VS Supply Voltage for the Power Output Stages.

A non-inductive 100nF capacitor must be connected between this pin and ground.

5;7 7;9 Input 1; Input 2 TTL Compatible Inputs of the Bridge A.

6;11 8;14 Enable A; Enable B TTL Compatible Enable Input: the L state disables the bridge A (enable A) and/or the bridge B (enable B).

8 1,10,11,20 GND Ground.

9 12 VSS Supply Voltage for the Logic Blocks. A100nF capacitor must be connected between this pin and ground.

10; 12 13;15 Input 3; Input 4 TTL Compatible Inputs of the Bridge B.

13; 14 16;17 Out 3; Out 4 Outputs of the Bridge B. The current that flows through the load connected between these two pins is monitored at pin 15.

– 3;18 N.C. Not Connected

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VS = 42V; VSS = 5V, Tj = 25 C; unless otherwise specified)

Symbol Parameter Test Conditions Min. Typ. Max. Unit

VS Supply Voltage (pin 4) Operative Condition VIH +2.5 46 V

VSS Logic Supply Voltage (pin 9) 4.5 5 7 V

IS Quiescent Supply Current (pin 4) Ven = H; IL = 0 Vi = L Vi = H

13 50 22 70 mA mA

Ven = L Vi = X 4 mA

ISS Quiescent Current from VSS (pin 9) Ven = H; IL = 0 Vi = L Vi = H

24 7 36 12 mA mA

Ven = L Vi = X 6 mA

ViL Input Low Voltage (pins 5, 7, 10, 12)

–0.3 1.5 V

ViH Input High Voltage (pins 5, 7, 10, 12)

2.3 VSS V

IiL Low Voltage Input Current (pins 5, 7, 10, 12)

Vi = L –10 A

IiH High Voltage Input Current (pins 5, 7, 10, 12)

Vi = H VSS –0.6V 30 100 A

Ven = L Enable Low Voltage (pins 6, 11) –0.3 1.5 V Ven = H Enable High Voltage (pins 6, 11) 2.3 VSS V

Ien = L Low Voltage Enable Current (pins 6, 11)

Ven = L –10 A

Ien = H High Voltage Enable Current (pins 6, 11)

Ven = H VSS –0.6V 30 100 A

VCEsat (H) Source Saturation Voltage IL = 1A IL = 2A

0.95 1.35 2 1.7 2.7 V V VCEsat (L) Sink Saturation Voltage IL = 1A (5)

IL = 2A (5)

0.85 1.2 1.7 1.6 2.3 V V VCEsat Total Drop IL = 1A (5)

IL = 2A (5)

1.80 3.2 4.9

V V

B - 16

L298

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

Symbol Parameter Test Conditions Min. Typ. Max. Unit

T1 (Vi) Source Current Turn-off Delay 0.5 Vi to 0.9 IL (2); (4) 1.5 s T2 (Vi) Source Current Fall Time 0.9 IL to 0.1 IL (2); (4) 0.2 s T3 (Vi) Source Current Turn-on Delay 0.5 Vi to 0.1 IL (2); (4) 2 s T4 (Vi) Source Current Rise Time 0.1 IL to 0.9 IL (2); (4) 0.7 s T5 (Vi) Sink Current Turn-off Delay 0.5 Vi to 0.9 IL (3); (4) 0.7 s T6 (Vi) Sink Current Fall Time 0.9 IL to 0.1 IL (3); (4) 0.25 s T7 (Vi) Sink Current Turn-on Delay 0.5 Vi to 0.9 IL (3); (4) 1.6 s T8 (Vi) Sink Current Rise Time 0.1 IL to 0.9 IL (3); (4) 0.2 s

fc (Vi) Commutation Frequency IL = 2A 25 40 KHz

T1 (Ven) Source Current Turn-off Delay 0.5 Ven to 0.9 IL (2); (4) 3 s T2 (Ven) Source Current Fall Time 0.9 IL to 0.1 IL (2); (4) 1 s T3 (Ven) Source Current Turn-on Delay 0.5 Ven to 0.1 IL (2); (4) 0.3 s T4 (Ven) Source Current Rise Time 0.1 IL to 0.9 IL (2); (4) 0.4 s T5 (Ven) Sink Current Turn-off Delay 0.5 Ven to 0.9 IL (3); (4) 2.2 s T6 (Ven) Sink Current Fall Time 0.9 IL to 0.1 IL (3); (4) 0.35 s T7 (Ven) Sink Current Turn-on Delay 0.5 Ven to 0.9 IL (3); (4) 0.25 s T8 (Ven) Sink Current Rise Time 0.1 IL to 0.9 IL (3); (4) 0.1 s

1) 1)Sensing voltage can be –1 V for t 50 sec; in steady state Vsens min – 0.5 V. 2) See fig. 2.

3) See fig. 4.

4) The load must be a pure resistor.

Figure 6 : Bidirectional DC Motor Control.

Inputs Function

Ven = H C = H ; D = L Forward C = L ; D = H Reverse C = D Fast Motor Stop Ven = L C = X ; D = X Free Running

Motor Stop

B - 17

Features

• High Performance, Low Power AVR® _{8-Bit Microcontroller}

• Advanced RISC Architecture

– 131 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution – 32 x 8 General Purpose Working Registers

– Fully Static Operation

– Up to 20 MIPS Throughput at 20 MHz – On-chip 2-cycle Multiplier

• High Endurance Non-volatile Memory Segments

– 4/8/16/32K Bytes of In-System Self-Programmable Flash progam memory (ATmega48PA/88PA/168PA/328P

)

– 256/512/512/1K Bytes EEPROM (ATmega48PA/88PA/168PA/328P) – 512/1K/1K/2K Bytes Internal SRAM (ATmega48PA/88PA/168PA/328P) – Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM

– Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C(1)

– Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits In-System Programming by On-chip Boot Program True Read-While-Write Operation

– Programming Lock for Software Security

• Peripheral Features

– Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode

– One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode

– Real Time Counter with Separate Oscillator – Six PWM Channels

– 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF package Temperature Measurement

– 6-channel 10-bit ADC in PDIP Package Temperature Measurement

– Programmable Serial USART – Master/Slave SPI Serial Interface

– Byte-oriented 2-wire Serial Interface (Philips I2_{C compatible)}

– Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator – On-chip Analog Comparator

– Interrupt and Wake-up on Pin Change

• Special Microcontroller Features

– Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection – Internal Calibrated Oscillator

– External and Internal Interrupt Sources

– Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby, and Extended Standby

• I/O and Packages

– 23 Programmable I/O Lines

– 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and 32-pad QFN/MLF

• Operating Voltage:

– 1.8 - 5.5V for ATmega48PA/88PA/168PA/328P

• Temperature Range: – -40°C to 85°C

• Speed Grade:

– 0 - 20 MHz @ 1.8 - 5.5V

• Low Power Consumption at 1 MHz, 1.8V, 25°C for ATmega48PA/88PA/168PA/328P: – Active Mode: 0.2 mA

– Power-down Mode: 0.1 µA

– Power-save Mode: 0.75 µA (Including 32 kHz RTC)

8-bit

Microcontroller

with 4/8/16/32K

Bytes In-System

Programmable

Flash

ATmega48PA

ATmega88PA

ATmega168P

A

ATmega328P

B - 18

(PCINT14/RESET) PC6 1 28 PC5 (ADC5/SCL/PCINT13)

(PCINT16/RXD) PD0 2 27 PC4 (ADC4/SDA/PCINT12)

(PCINT17/TXD) PD1 3 26 PC3 (ADC3/PCINT11)

(PCINT18/INT0) PD2 4 25 PC2 (ADC2/PCINT10)

(PCINT19/OC2B/INT1) PD3 5 24 PC1 (ADC1/PCINT9)

(PCINT20/XCK/T0) PD4 6 23 PC0 (ADC0/PCINT8)

VCC 7 22 GND

GND 8 21 AREF

(PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 9 20 AVCC

(PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 10 19 PB5 (SCK/PCINT5)

(PCINT21/OC0B/T1) PD5 11 18 PB4 (M ISO/PCINT4)

(PCINT22/OC0A/AIN0) PD6 12 17 PB3 (M OSI/OC2A/PCINT3)

(PCINT23/AIN1) PD7 13 16 PB2 (SS/OC1B/PCINT2)

(PCINT0/CLKO/ICP1) PB0 14 15 PB1 (OC1A/PCINT1)

(P C IN T 2 1 /O C 0 B /T 1 ) P D 5 (P C IN T 2 2 /O C 0 A /A IN 0 ) P D 6 (P C IN T 2 3 /A IN 1 ) P D 7 (P C IN T 0 /C L K O /I C P 1 ) P B 0 (P C IN T 1 /O C 1 A ) P B 1 (P C IN T 2 /S S /O C 1 B ) P B 2 (P C IN T 3 /O C 2 A /M O S I) P B 3 (P C IN T 4 /M IS O ) P B 4

9 10 11 12 13 14 15 16

3 2 3 1 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 5 P D 2 ( IN T 0 /P C IN T 1 8 ) P D 1 ( T X D /P C IN T 1 7 ) P D 0 ( R X D /P C IN T 1 6 ) P C 6 ( R E S E T /P C IN T 1 4 ) P C 5 (A D C 5 /S C L /P C IN T 1 3 ) P C 4 (A D C 4 /S D A /P C IN T 1 2 ) P C 3 ( A D C 3 /P C IN T 1 1 ) P C 2 ( A D C 2 /P C IN T 1 0 ) (P C IN T 2 2 /O C 0 A /A IN 0 ) P D 6 (P C IN T 2 3 /A IN 1 ) P D 7 (P C IN T 0 /C L K O /I C P 1 ) P B 0 (P C IN T 1 /O C 1 A ) P B 1 (P C IN T 2 /S S /O C 1 B ) P B 2 (P C IN T 3 /O C 2 A /M O S I) P B 3 (P C IN T 4 /M IS O ) P B 4

8 9 10 11 12 13 14

2 8 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 P D 2 ( IN T 0 /P C IN T 1 8 ) P D 1 ( T X D /P C IN T 1 7 ) P D 0 ( R X D /P C IN T 1 6 ) P C 6 ( R E S E T /P C IN T 1 4 ) P C 5 (A D C 5 /S C L /P C IN T 1 3 ) P C 4 (A D C 4 /S D A /P C IN T 1 2 ) P C 3 ( A D C 3 /P C IN T 1 1 )

9 10 11 12 13 14 15 16

3

2 ₃1 ₃0 ₂9 ₂8 ₂7 ₂6 ₂5

(P C IN T 2 1 /O C 0 B /T 1 ) P D 5 (P C IN T 2 2 /O C 0 A /A IN 0 ) P D 6 (P C IN T 2 3 /A IN 1 ) P D 7 (P C IN T 0 /C L K O /I C P 1 ) P B 0 (P C IN T 1 /O C 1 A ) P B 1 (P C IN T 2 /S S /O C 1 B ) P B 2 (P C IN T 3 /O C 2 A /M O S I) P B 3 (P C IN T 4 /M IS O ) P B 4 P D 2 ( IN T 0 /P C IN T 1 8 ) P D 1 ( T X D /P C IN T 1 7 ) P D 0 ( R X D /P C IN T 1 6 ) P C 6 ( R E S E T /P C IN T 1 4 ) P C 5 (A D C 5 /S C L /P C IN T 1 3 ) P C 4 (A D C 4 /S D A /P C IN T 1 2 ) P C 3 ( A D C 3 /P C IN T 1 1 ) P C 2 ( A D C 2 /P C IN T 1 0 )

ATmega48PA/88PA/168PA/328P

1. Pin Configurations

Figure 1-1. Pinout ATmega48PA/88PA/168PA/328P

TQFP Top View PDIP

(PCINT19/OC2B/INT1) PD3 1 (PCINT20/XCK/T0) PD4 2 GND 3 VCC 4 GND 5 VCC 6 (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 7 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 8

24 PC1 (ADC1/PCINT9) 23 PC0 (ADC0/PCINT8) 22 ADC7

21 GND 20 AREF 19 ADC6 18 AVCC 17 PB5 (SCK/PCINT5)

28 MLF Top View 32 MLF Top View

(PCINT19/OC2B/INT1) PD3 1 (PCINT20/XCK/T0) PD4 2

VCC 3 GND 4 (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 5 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 6 (PCINT21/OC0B/T1) PD5 7

21 PC2 (ADC2/PCINT10) 20 PC1 (ADC1/PCINT9) 19 PC0 (ADC0/PCINT8) 18 GND

17 AREF 16 AVCC 15 PB5 (SCK/PCINT5)

(PCINT19/OC2B/INT1) PD3 1 (PCINT20/XCK/T0) PD4 2

GND 3 VCC 4 GND 5 VCC 6 (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 7 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 8

24 PC1 (ADC1/PCINT9) 23 PC0 (ADC0/PCINT8) 22 ADC7

21 GND 20 AREF 19 ADC6 18 AVCC 17 PB5 (SCK/PCINT5)

NOTE: Bottom pad should be soldered to gro und.

B - 19

ATmega48PA/88PA/168PA/328P

1.1 Pin Descriptions

1.1.1 VCC

Digital supply voltage.

1.1.2 GND

Ground.

1.1.3 Port B (PB7:0) XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2

Port B is an 8-bit bi-directional I/O port with internal pull-up resistors (selected for each bit). The Port B output buffers have symmetrical drive characteristics with both high sink and source capability. As inputs, Port B pins that are externally pulled low will source current if the pull-up resistors are activated. The Port B pins are tri-stated when a reset condition becomes active, even if the clock is not running.

Depending on the clock selection fuse settings, PB6 can be used as input to the inverting Oscil- lator amplifier and input to the internal clock operating circuit.

Depending on the clock selection fuse settings, PB7 can be used as output from the inverting Oscillator amplifier.

If the Internal Calibrated RC Oscillator is used as chip clock source, PB7..6 is used as TOSC2..1 input for the Asynchronous Timer/Counter2 if the AS2 bit in ASSR is set.

The various special features of Port B are elaborated in ”Alternate Functions of Port B” on page 76 and ”System Clock and Clock Options” on page 26.

1.1.4 Port C (PC5:0)

Port C is a 7-bit bi-directional I/O port with internal pull-up resistors (selected for each bit). The PC5..0 output buffers have symmetrical drive characteristics with both high sink and source capability. As inputs, Port C pins that are externally pulled low will source current if the pull-up resistors are activated. The Port C pins are tri-stated when a reset condition becomes active, even if the clock is not running.

1.1.5 PC6/RESET

If the RSTDISBL Fuse is programmed, PC6 is used as an I/O pin. Note that the electrical char- acteristics of PC6 differ from those of the other pins of Port C.

If the RSTDISBL Fuse is unprogrammed, PC6 is used as a Reset input. A low level on this pin for longer than the minimum pulse length will generate a Reset, even if the clock is not running. The minimum pulse length is given in Table 28-3 on page 308. Shorter pulses are not guaran- teed to generate a Reset.

The various special features of Port C are elaborated in ”Alternate Functions of Port C” on page 79.

1.1.6 Port D (PD7:0)

Port D is an 8-bit bi-directional I/O port with internal pull-up resistors (selected for each bit). The Port D output buffers have symmetrical drive characteristics with both high sink and source capability. As inputs, Port D pins that are externally pulled low will source current if the pull-up resistors are activated. The Port D pins are tri-stated when a reset condition becomes active, even if the clock is not running.

B - 20

ATmega48PA/88PA/168PA/328P

The various special features of Port D are elaborated in ”Alternate Functions of Port D” on page 82.

1.1.7 AV_CC

AVCC is the supply voltage pin for the A/D Converter, PC3:0, and ADC7:6. It should be externally

connected to V_CC, even if the ADC is not used. If the ADC is used, it should be connected to V_CC through a low-pass filter. Note that PC6..4 use digital supply voltage, VCC.

1.1.8 AREF

AREF is the analog reference pin for the A/D Converter.

1.1.9 ADC7:6 (TQFP and QFN/MLF Package Only)

In the TQFP and QFN/MLF package, ADC7:6 serve as analog inputs to the A/D converter. These pins are powered from the analog supply and serve as 10-bit ADC channels.

B - 21

D

A

T

A

B

U

S

G

N

D

V

C

C

ATmega48PA/88PA/168PA/328P

2. Overview

The ATmega48PA/88PA/168PA/328P is a low-power CMOS 8-bit microcontroller based on the AVR enhanced RISC architecture. By executing powerful instructions in a single clock cycle, the ATmega48PA/88PA/168PA/328P achieves throughputs approaching 1 MIPS per MHz allowing the system designer to optimize power consumption versus processing speed.

2.1 Block Diagram

Figure 2-1. Block Diagram

Watchdog Timer Watchdog

Oscillator

Power Supervision POR / BOD &

RESET

debugWIRE

PROGRAM LOGIC

Oscillator Circuits / Clock Generation

Flash SRAM

CPU EEPROM

AVCC AREF GND 8bit T/C 0 16bit T/C 1 A/D Conv. 2

8bit T/C 2 Analog Comp.

Internal 6 Bandgap

USART 0 SPI TWI

PORT D (8) PORT B (8) PORT C (7)

RESET

XTAL[1..2]

PD[0..7] PB[0..7] PC[0..6] ADC[6..7]

The AVR core combines a rich instruction set with 32 general purpose working registers. All the 32 registers are directly connected to the Arithmetic Logic Unit (ALU), allowing two independent

B - 22

ATmega48PA/88PA/168PA/328P

architecture is more code efficient while achieving throughputs up to ten times faster than con- ventional CISC microcontrollers.

The ATmega48PA/88PA/168PA/328P provides the following features: 4/8/16/32K bytes of In- System Programmable Flash with Read-While-Write capabilities, 256/512/512/1K bytes EEPROM, 512/1K/1K/2K bytes SRAM, 23 general purpose I/O lines, 32 general purpose work- ing registers, three flexible Timer/Counters with compare modes, internal and external interrupts, a serial programmable USART, a byte-oriented 2-wire Serial Interface, an SPI serial port, a 6-channel 10-bit ADC (8 6-channels in TQFP and QFN/MLF packages), a programmable Watchdog Timer with internal Oscillator, and five software selectable power saving modes. The Idle mode stops the CPU while allowing the SRAM, Timer/Counters, USART, 2-wire Serial Inter- face, SPI port, and interrupt system to continue functioning. The Power-down mode saves the register contents but freezes the Oscillator, disabling all other chip functions until the next inter- rupt or hardware reset. In Power-save mode, the asynchronous timer continues to run, allowing the user to maintain a timer base while the rest of the device is sleeping. The ADC Noise Reduc- tion mode stops the CPU and all I/O modules except asynchronous timer and ADC, to minimize switching noise during ADC conversions. In Standby mode, the crystal/resonator Oscillator is running while the rest of the device is sleeping. This allows very fast start-up combined with low power consumption.

The device is manufactured using Atmel’s high density non-volatile memory technology. The On-chip ISP Flash allows the program memory to be reprogrammed In-System through an SPI serial interface, by a conventional non-volatile memory programmer, or by an On-chip Boot pro- gram running on the AVR core. The Boot program can use any interface to download the application program in the Application Flash memory. Software in the Boot Flash section will continue to run while the Application Flash section is updated, providing true Read-While-Write operation. By combining an 8-bit RISC CPU with In-System Self-Programmable Flash on a monolithic chip, the Atmel ATmega48PA/88PA/168PA/328P is a powerful microcontroller that provides a highly flexible and cost effective solution to many embedded control applications.

The ATmega48PA/88PA/168PA/328P AVR is supported with a full suite of program and system development tools including: C Compilers, Macro Assemblers, Program Debugger/Simulators, In-Circuit Emulators, and Evaluation kits.

2.2 Comparison Between ATmega48PA, ATmega88PA, ATmega168PA and ATmega328P

The ATmega48PA, ATmega88PA, ATmega168PA and ATmega328P differ only in memory sizes, boot loader support, and interrupt vector sizes. Table 2-1 summarizes the different mem- ory and interrupt vector sizes for the three devices.

Table 2-1. Memory Size Summary

Device Flash EEPROM RAM Interrupt Vector Size

ATmega48PA 4K Bytes 256 Bytes 512 Bytes 1 instruction word/vector ATmega88PA 8K Bytes 512 Bytes 1K Bytes 1 instruction word/vector ATmega168PA 16K Bytes 512 Bytes 1K Bytes 2 instruction words/vector ATmega328P 32K Bytes 1K Bytes 2K Bytes 2 instruction words/vector

ATmega88PA, ATmega168PA and ATmega328P support a real Read-While-Write Self-Pro- gramming mechanism. There is a separate Boot Loader Section, and the SPM instruction can only execute from there. In ATmega48PA, there is no Read-While-Write support and no

sepa-B - 23

rate Boot Loader Section. The SPM instruction can execute from the entire Flash.

3. Resources

A comprehensive set of development tools, application notes and datasheets are available for

download on http://www.atmel.com/avr.

4. Data Retention

Reliability Qualification results show that the projected data retention failure rate is much less than 1 PPM over 20 years at 85°C or 100 years at 25°C.

C - 1

LAMPIRAN C

D - 1

LAMPIRAN D

D - 2

Dimensions and Technical Data of Enamelled Copper Wire, Based on IEC 60317

Nom. Diameter

Bare Wire Tolerance

Resistance per meter at 20 ° C

Outer Diameter Approx. Length of 1 kg of Wire

Max. Winding Tension

Nom. Diameter Grade 1 Grade 2 Grade 3

nom. min. max. min. max. min. max. min. max. Grade1 Grade 2 Grade 3

mm mm m m m mm mm mm mm mm mm km km km cN mm 0.012 151.14 136.03 166.26 0.014 0.016 0.017 0.018 0.019 0.021 913.6 847.9 782.9 2.0 0.012

0.014 111.04 99.94 122.15 0.016 0.018 0.019 0.020 0.021 0.023 679.4 638.1 596.8 2.5 0.014

0.016 85.02 76.52 93.52 0.018 0.020 0.021 0.022 0.023 0.025 524.9 497.3 469.5 3.2 0.016

0.018 67.18 60.46 73.89 0.020 0.022 0.023 0.024 0.025 0.027 417.6 398.3 378.8 3.9 0.018

0.019 60.29 54.26 66.32 0.021 0.023 0.024 0.026 0.027 0.029 375.9 356.2 336.3 4.3 0.019

0.020 54.41 48.97 59.85 0.022 0.024 0.025 0.027 0.028 0.030 340.1 323.2 306.2 4.7 0.020

0.021 49.35 44.42 54.29 0.023 0.026 0.027 0.028 0.029 0.031 306.8 292.2 279.9 5.1 0.021

0.022 ac co rd in g t o r es is ta n ce t o le ra n ce

44.97 40.47 49.47 0.024 0.027 0.028 0.030 0.031 0.033 280.2 265.4 252.6 6.0 0.022

0.023 41.14 37.03 45.26 0.025 0.028 0.029 0.031 0.032 0.035 257.0 244.0 231.0 6.2 0.023 0.024 37.79 34.01 41.57 0.026 0.029 0.030 0.032 0.033 0.036 236.5 225.1 213.6 6.5 0.024

0.025 34.82 31.34 38.31 0.028 0.031 0.032 0.034 0.035 0.038 215.5 205.4 195.2 7.0 0.025

0.027 29.86 26.87 32.84 0.030 0.033 0.034 0.036 0.037 0.041 185.6 177.6 168.3 8.0 0.027

0.028 27.76 24.99 30.54 0.031 0.034 0.035 0.038 0.039 0.043 172.9 164.7 155.4 8.5 0.028

0.030 24.18 21.77 26.60 0.033 0.037 0.038 0.041 0.042 0.046 150.3 142.8 135.2 9.6 0.030

0.032 21.25 19.13 23.38 0.035 0.039 0.040 0.043 0.044 0.048 132.6 126.4 120.2 10.8 0.032

0.034 18.83 17.00 20.65 0.037 0.041 0.042 0.046 0.047 0.051 117.8 112.1 106.3 12.0 0.034

0.036 16.79 15.17 18.42 0.040 0.044 0.045 0.049 0.050 0.054 104.4 99.57 94.69 13.2 0.036

0.038 15.07 13.61 16.54 0.042 0.046 0.047 0.051 0.052 0.056 93.97 89.87 85.72 14.5 0.038

0.040 13.60 12.28 14.92 0.044 0.049 0.050 0.054 0.055 0.059 84.68 80.81 77.25 15.9 0.040

0.043 11.77 10.63 12.91 0.047 0.052 0.053 0.058 0.059 0.063 73.55 70.15 67.01 18.0 0.043

0.045 10.75 9.71 11.79 0.050 0.055 0.056 0.061 0.062 0.067 66.82 63.85 60.85 19.4 0.045

0.048 9.447 8.596 10.297 0.053 0.059 0.060 0.065 0.066 0.070 58.73 56.08 53.81 21.7 0.048

0.050 8.706 7.922 9.489 0.055 0.060 0.061 0.066 0.067 0.072 54.42 52.26 50.08 23.2 0.050

0.053 7.748 7.051 8.446 0.058 0.064 0.065 0.070 0.071 0.076 48.42 46.45 44.62 25.3 0.053

0.056 6.940 6.316 7.565 0.062 0.067 0.068 0.074 0.075 0.080 43.36 41.69 40.01 28.0 0.056

0.060 6.046 5.562 6.529 0.066 0.072 0.073 0.079 0.080 0.085 37.79 36.33 34.97 31.7 0.060

0.063 5.484 5.045 5.922 0.069 0.076 0.077 0.083 0.084 0.089 34.27 32.92 31.74 34.6 0.063

0.067 ± 0.003 4.849 4.404 5.360 0.074 0.080 0.081 0.088 0.089 0.093 30.31 29.19 28.21 37 0.067 0.070 ± 0.003 4.442 4.050 4.890 0.077 0.083 0.084 0.090 0.091 0.096 27.83 26.91 26.06 41 0.070

0.071 ± 0.003 4.318 3.941 4.748 0.078 0.084 0.085 0.091 0.092 0.097 27.07 26.19 25.37 44 0.071

0.075 ± 0.003 3.869 3.547 4.235 0.082 0.089 0.090 0.095 0.096 0.102 24.26 23.52 22.82 46 0.075

0.080 ± 0.003 3.401 3.133 3.703 0.087 0.094 0.095 0.101 0.102 0.108 21.39 20.73 20.11 52 0.080

0.085 ± 0.003 3.012 2.787 3.265 0.093 0.100 0.101 0.107 0.108 0.114 18.92 18.37 17.86 57 0.085

0.090 ± 0.003 2.687 2.495 2.900 0.098 0.105 0.106 0.113 0.114 0.120 16.92 16.43 15.96 63 0.090

0.095 ± 0.003 2.412 2.247 2.594 0.103 0.111 0.112 0.119 0.120 0.126 15.19 14.75 14.35 69 0.095

0.100 ± 0.003 2.177 2.034 2.333 0.108 0.117 0.118 0.125 0.126 0.132 13.72 13.31 12.97 75 0.100

0.106 ± 0.003 1.937 1.816 2.069 0.115 0.123 0.124 0.132 0.133 0.140 12.22 11.88 11.56 81 0.106 0.110 ± 0.003 1.799 1.690 1.917 0.119 0.128 0.129 0.137 0.138 0.145 11.34 11.03 10.74 88 0.110

0.112 ± 0.003 1.735 1.632 1.848 0.121 0.130 0.131 0.139 0.140 0.147 10.95 10.65 10.37 94 0.112

0.118 ± 0.003 1.563 1.474 1.660 0.128 0.136 0.137 0.145 0.146 0.154 9.870 9.626 9.379 97 0.118 0.120 ± 0.003 1.511 1.426 1.604 0.130 0.138 0.139 0.148 0.149 0.157 9.550 9.305 9.057 102 0.120

0.125 ± 0.003 1.393 1.317 1.475 0.135 0.144 0.145 0.154 0.155 0.163 8.803 8.575 8.356 110 0.125

0.130 ± 0.003 1.288 1.220 1.361 0.141 0.150 0.151 0.160 0.161 0.169 8.131 7.928 7.733 118 0.130 0.132 ± 0.003 1.249 1.184 1.319 0.143 0.152 0.153 0.162 0.163 0.171 7.891 7.697 7.511 125 0.132

0.140 ± 0.003 1.110 1.055 1.170 0.151 0.160 0.161 0.171 0.172 0.181 7.030 6.860 6.687 133 0.140

0.150 ± 0.003 0.9673 0.9219 1.0159 0.162 0.171 0.172 0.182 0.183 0.193 6.125 5.987 5.840 150 0.150

0.160 ± 0.003 0.8502 0.8122 0.8906 0.172 0.182 0.183 0.194 0.195 0.205 5.390 5.265 5.139 169 0.160

0.170 ± 0.003 0.7531 0.7211 0.7871 0.183 0.194 0.195 0.205 0.206 0.217 4.771 4.667 4.561 186 0.170

0.180 ± 0.003 0.6718 0.6444 0.7007 0.193 0.204 0.205 0.217 0.218 0.229 4.263 4.168 4.072 206 0.180

0.190 ± 0.003 0.6029 0.5794 0.6278 0.204 0.216 0.217 0.228 0.229 0.240 3.823 3.743 3.664 226 0.190

0.200 ± 0.003 0.5441 0.5237 0.5657 0.214 0.226 0.227 0.239 0.240 0.252 3.456 3.384 3.312 247 0.200

0.212 ± 0.003 0.4843 0.4669 0.5026 0.227 0.240 0.241 0.254 0.255 0.268 3.075 3.010 2.944 250 0.212

0.224 ± 0.003 0.4338 0.4188 0.4495 0.239 0.252 0.253 0.266 0.267 0.280 2.759 2.704 2.648 256 0.224

0.236 ± 0.004 0.3908 0.3747 0.4079 0.253 0.267 0.268 0.283 0.284 0.298 2.481 2.429 2.376 260 0.236

0.250 ± 0.004 0.3482 0.3345 0.3628 0.267 0.281 0.282 0.297 0.298 0.312 2.215 2.171 2.127 366 0.250

0.265 ± 0.004 0.3099 0.2982 0.3223 0.283 0.297 0.298 0.314 0.315 0.330 1.972 1.934 1.895 392 0.265

0.280 ± 0.004 0.2776 0.2676 0.2882 0.298 0.312 0.313 0.329 0.330 0.345 1.769 1.737 1.704 448 0.280

0.300 ± 0.004 0.2418 0.2335 0.2506 0.319 0.334 0.335 0.352 0.353 0.369 1.542 1.514 1.485 507 0.300

0.315 ± 0.004 0.2193 0.2121 0.2270 0.334 0.349 0.350 0.367 0.368 0.384 1.400 1.376 1.351 562 0.315

0.335 ± 0.004 0.1939 0.1878 0.2004 0.355 0.372 0.373 0.391 0.392 0.408 1.238 1.216 1.195 633 0.335

0.355 ± 0.004 0.1727 0.1674 0.1782 0.375 0.392 0.393 0.411 0.412 0.428 1.104 1.086 1.068 720 0.355

0.375 ± 0.005 0.1548 0.1494 0.1604 0.396 0.414 0.415 0.434 0.435 0.453 0.989 0.973 0.957 791 0.375

0.400 ± 0.005 0.1360 0.1316 0.1407 0.421 0.439 0.440 0.459 0.460 0.478 0.871 0.858 0.844 854 0.400

0.425 ± 0.005 0.1205 0.1167 0.1244 0.447 0.466 0.467 0.488 0.489 0.508 0.772 0.760 0.748 915 0.425

0.450 ± 0.005 0.1075 0.1042 0.1109 0.472 0.491 0.492 0.513 0.514 0.533 0.689 0.679 0.669 1050 0.450

0.475 ± 0.005 0.09646 0.09366 0.09938 0.499 0.519 0.520 0.541 0.542 0.562 0.618 0.609 0.601 1130 0.475

0.500 ± 0.005 0.08706 0.08462 0.08959 0.524 0.544 0.545 0.566 0.567 0.587 0.559 0.551 0.543 1287 0.500

E - 1

LAMPIRAN E MEKANIK ALAT

E - 2

Pada lampiran E ini akan dilampirkan gambar – gambar timbangan digital, keypad dan LCD, motor penggulung, serta mikrometer sekrup setelah dimodifikasi. Pada Gambar E.1 di bawah ini memperlihat timbangan digital yang dirancang pada Tugas Akhir ini.

Gambar E.1 Timbangan digital

Pada Gambar E.1 di atas dapat dilihat bahwa penampang dari timbangan digital yang dirancang lebih lebar dari kotak timbangannya yang berisi komponen – komponen pendukung seperti : L298, INA125, dsb. Sebagai contoh dapat dilihat bahwa klosan sumber kawat tembaga yang akan digulung dapat diletakkan si posisi sembarangan tempat di atas penampang timbangan. Gambar E.2 di bawah ini memperlihatkan letak keypad dan LCD yang dipakai pada Tugas Akhir ini.

E - 3

Gambar E.2 Keypad dan LCD

Pada Gambar E.2 di atas dapat dilihat bahwa keypad terletak disebelah dari LCD 16x2. Pada Gambar E.3 di bawah ini memperlihatkan tampilan LCD pada timbangan digital yang dirancang dalam Tugas Akhir ini.

Gambar E.3 Tamplan LCD

Pada Gambar E.3 dapat dilihat bahwa pada baris pertama dari LCD ditampilkan karakter yang bertuliskan diameter dan juga menampilkan diameter

kawat tembaga yang di ukur dengan mikrometer sekrup ataupun yang di-input

menggunakan keypad. Pada baris kedua LCD menampilkan berat kawat yang

ditimbang dengan 3 angka di belakang koma, setelah tanda titik dua adalah berat kawat tembaga yang ingin digulung. Pada Gambar E.4 di bawah ini

E - 4

menghubungkan wirewound menggunakan roda gigi agar pembacaan diameter dapat diolah di mikrokontroler.

Gambar E.4 Mikrometer Sekrup yang dihubungkan dengan wirewound menggunakan roda gigi

Berdasarkan gambar di atas dapat dilihat bahwa apabila mikrometer sekrup diputar guna mengukur diameter kawat tembaga, maka roda gigi yang terpasang pada wirewound juga akan berputar mengubah nilai resistansi dari wirewound. Perubahan resistansi inilah yang diolah di dalam mikrokontroler. Pada Gambar E.5 di bawah ini memperlihatkan rancangan motor penggulung guna menggulung kawat tembaga.

E - 5

Pada Gambar E.5 di atas dapat dilihat posisi dari motor penggulung kawat tembaga. Pada bagian bawahnya merupakan motor penggerak kiri dan kanan, guna mengatur posisi kawat tembaga ketika kawat tembaga digulung. Pada Gambar E.6 merupakan gambar motor penggulung dan penggerak kiri dan kanan dilihat dari tampak depannya. Guna dari karet yang terpasang pada motor penggerak kiri dan kanannya adalah untuk memposisikan kawat tembaga agar tidak keluar dari posisi ketika digulung. Pada Gambar E.7 merupakan roda gigi yang digunakan pada motor penggulung (gambar kedua) dan roda gigi pada motor penggerak kiri dan kanannya (gambar pertama).

Gambar E.6 Tampak depan motor penggulung kawat tembaga

1

Universitas Kristen Maranatha BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di era yang modern sekarang ini perkembangan teknologi berlangsung

sangat cepat. Perkembangan teknologi di sektor industri dapat dilihat dengan

semakin banyak alat yang dapat mempercepat kinerja industri seperti PLC(Programmable Logic Controller) yang merupakan sebuah komputer digital yang dapat mengontrol semua peralatan/mesin yang ada di dalam industri secara bersamaan dan cepat. Di sektor lain pun tidak luput dari perkembangan teknologi, seperti misalnya pada pengukuran berat di pasar swalayan, supermarket, pasar tradisional dan tempat – tempat yang lain yang semula masih menggunakan timbangan analog, maka seiring dengan perkembangan teknologi mulai menggunakan timbangan digital guna mendukung aktivitas dalam menimbang berat, yang hasil pembacaan berat dapat langsung ditampilkan di LCD.

Di toko bangunan yang menjual kawat tembaga masih menggunakan cara konvensional, yang dalam proses menggulung kawat tembaga masih secara manual, menimbang juga secara manual, dan pembacaan diameter kawat tembaga masih secara manual. Kadang – kadang hasil pengukuran diameter dan berat kawat yang ditimbang sering meleset.

Dalam kaitannya dengan hal tersebut, maka dalam Tugas Akhir ini

dirancang sebuah motor gulung kawat tembaga dengan ATmega328 yang dapat

menampilkan diameter kawat tembaga secara digital dan proses menggulung kawat dilakukan secara otomatis, sehingga diharapkan lebih akurat dan lebih membantu dalam hal pelayanan konsumen.

1.2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, masalah utama yang akan diangkat pada Tugas Akhir ini adalah merancang timbangan dan pengukur diameter kawat

2

Universitas Kristen Maranatha

1.3. Perumusan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini, terdapat beberapa perumusan masalah guna mendukung kelancaran dari Tugas Akhir ini, yaitu :

 Bagaimana cara mengukur diameter kawat tembaga yang hasil

pengukurannya dapat diolah dalam mikrokontroler dan ditampilkan dalam LCD?

 Bagaimana mikrokontroler dapat mengetahui apakah berat kawat tembaga

yang digulung telah tercapai?

 Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol motor penggulung kawat

agar berhenti bila berat yang diinginkan tercapai?

1.4. Tujuan dan Manfaat

Dalam Tugas Akhir ini, tujuan yang ingin dicapai yaitu :

 Merancang pemodifikasian mikrometer sekrup agar diameter kawat

tembaga dapat ditampilkan secara digital.

 Merancang dan merealisasikan timbangan kawat tembaga pada mesin

gulung kawat tembaga dengan ATmega328(arduino) sebagai pengendali.

 Merancang dan merealisasikan motor penggulung kawat tembaga dengan

ATmega328(arduino) sebagai pengendali.

1.5. Pembatasan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :

a. Sensor yang digunakan adalah loadcell sebagai sensor berat

b. Menggunakan potensiometer wirewound yang dihubungkan

menggunakan roda gigi secara langsung dengan mikrometer sekrup.

c. Diameter kawat tembaga yang dapat diukur menggunakan mikrometer

sekrup dari 0,12 mm sampai dengan 3 mm.

d. LCD digunakan sebagai display yang dapat menampilkan diameter

3

Universitas Kristen Maranatha

e. Ukuran diameter kawat tembaga yang akan digulung pada motor

penggulungnya adalah dari 0.12 mm sampai dengan 0.70 mm.

f. Menggunakan keypad sebagai input berat kawat tembaga yang akan

digulung pada motor penggulung, serta sebagai input diameter kawat tembaga.

g. Beban maksimal yang dapat ditimbang adalah 3kg.

h. Beban maksimal yang akan digulung pada motor penggulung adalah

1.5kg.

i. Mikrokontroler ATmega328 yang digunakan dalam bentuk kit

Arduino UNO.

1.6. Sistematika Penulisan dan Metodologi Penelitian

Tugas akhir ini mengunakan metodologi penelitian sebagai berikut :

 Studi literatur

Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku – buku atau

jurnal ilmiah yang berkaitan dengan sensor loadcell, mikrokontroler

ATmega328, driver motor DC, potensiometer wirewound.

 Perancangan sistem

Merancang timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga menggunakan mikrokontroler ATmega328.

 Analisa sistem

Melakukan analisa terhadap sistem yang dirancang agar sesuai dengan kriteria yang diinginkan

Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :

Bab I. Pendahuluan

Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, perumusan masalah, maksud dan tujuan pembuatan tugas akhir, pembatasan masalahnya, metodologi penulisan serta sistematika yang digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.

4

Universitas Kristen Maranatha

Pada bab ini akan dibahas teori-teori yang akan digunakan untuk merancang timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat

tembaga dengan mikrokontroler ATmega328 meliputi pembahasan

Mikrokontroler AVR ATmega328P, Kit Arduino Uno, Mikrometer Sekrup,

Potensiometer Wirewound, Loadcell, INA125, Motor DC, LCD (Liguid Crystal Display), Keypad 3x4.

Bab III. Perancangan dan Realisasi sistem

Pada bab ini dijelaskan mengenai diagram blok dan cara kerja timbangan dan

pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga, serta perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada tugas akhir ini.

Bab IV. Data Pengamatan Analisa Data

Pada bab ini berisi tentang hasil pengamatan yang telah dilakukan terhadap pengujian timbangan, pengukuran diameter, dan motor penggulung.

Bab V. Kesimpulan & Saran

Pada bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

70 Universitas Kristen Maranatha BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan analisis dari Tugas Akhir ini serta saran bagi pihak yang terkait berkenaan dengan pembuatan “timbangan dan pengukur diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga dengan mikrokontroler ATmega328 ”.

5.1 Kesimpulan

1. Pada Tugas Akhir ini, perancangan timbangan dan pengukuran diameter

kawat tembaga pada mesin gulung dapat direalisasikan dengan baik dan berhasil.

2. Dari hasil pengamatan tabel 4.3, pengukuran diameter kawat tembaga

mempunyai rentang kesalahan dari 0.33% sampai dengan 8.33%.

3. Dari hasil pengamatan tabel 4.4, pengukuran berat mempunyai rentang

kesalahan dari 0.13% sampai dengan 20%.

4. Dari hasil pengamatan tabel 4.5, berat minimal kawat yang dapat

ditimbang adalah 40 gram, sehingga dalam proses penggulungan kawat tembaga merupakan kelipatan dari 50 gram (100 gram, 550 gram, 1050 gram,dll)

5. Dari hasil pengamatan tabel 4.5, diameter kawat tembaga yang dapat

digulung oleh motor penggulung dari 0.12 mm sampai 0.70 mm dengan maksimal berat kawat yang dapat digulung motor penggulungnya adalah 1.5 Kg.

6. Faktor – faktor yang mempengaruhi keberhasilan dan kegagalan pada

pengukuran diameter kawat tembaga adalah posisi roda gigi penghubung antara mikrometer sekrup dan wirewound saat pengambilan data diameternya.

7. Faktor – faktor yang mempengaruhi keberhasilan dan kegagalan pada

71 Universitas Kristen Maranatha

analog pada arduinonya yang menggunakan data integer dan loadcell yang

tidak presisi.

5.2 Saran

1. Berdasarkan hasil percobaan pengukuran diameter kawat tembaga

mengalami kesalahan yang kecil. Agar pengukuran diameter dengan mikrometer sekrup lebih akurat, disarankan menggunakan roda gigi dengan resolusi yang tinggi.

2. Berdasarkan hasil pengamatan pengukuran berat tembaga mengalami

kesalahan yang lumayan besar karena menggunakan loadcell 40 kg. Agar

pembacaan hasil pengukuran berat lebih akurat, disarankan menggunakan

loadcell yang 3 kg karena memiliki tingkat ketelitian yang tinggi sampai satuan gram

3. Berat maksimal kawat tembaga yang dapat digulung oleh motor

penggulung adalah 1.5 kg. Agar motor penggulung dapat menggulung kawat dengan berat di atas 1.5 kg, maka disarankan menggunakan motor dengan torsi yang tinggi dan rpm yang tinggi agar waktu penggulungan dapat dipercepat.

4. Program penimbangan disempurnakan dengan penambahan konversi dari

panjang kawat ke berat kawat tembaga (dalam tugas akhir ini belum dikaji lebih jauh) dengan memperhatikan mengenai jenis produk dan suhu kawat tembaga pada saat proses penimbangan. ( Lihat Lampiran D)

72 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Datasheet Atmega 328P. Atmel

2. INA125 Instrumentation Amplifier With Precision Voltage Reference.

Burr-Brown Corporation

3. Kismiantini. 2010. Handout Analisis Regresi. Universitas Negeri

Yogyakarta.

4. L298 Dual Full-Bridge Driver. STMicroelectronics

5. Loadcell guide: Selection, Installation & Testing. Pro Wigh Ltd.

6. LCM MODULE TC1602A-01T. Tinsharp : Industrial Co., Ltd.

7. McRoberts, Michael. 2010. Beginning Arduino. USA : Apress.

8. Surjono,Herman Dwi. 2007. Elektronika : Teori dan Penerapan. Jember :

Cerdas Ulet Kreatif.

9. Surjono,Herman Dwi. 2009. Elektronika Lanjut. Jember : Cerdas Ulet

Kreatif.

10. W. Durfee, Arduino Microcontroller Guide

11. http://arduino.cc/en/Reference/HomePage, diakses tanggal 20 Februari 2013

12. http://arduino.cc/en/Tutorial/Smoothingdiakses tanggal 20 Februari 2013

13. http://en.wikipedia.org/wiki/Load_cell, diakses tanggal 20 Januari 2013

14. https://en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer, diakses tanggal 20 Januari 2013

15. http://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_linear, diakses tanggal 20 Januari

2013

16. http://landasanteori.blogspot.com/2012/05/fungsi-jenis-dan-kelebihan.html

17.

http://tronixstuff.wordpress.com/2011/01/08/tutorial-arduino-and-monochrome-lcds/, diakses tanggal 20 Februari 2013

18.

http://tronixstuff.wordpress.com/2011/10/04/tutorial-arduino-and-numeric-keypads/, diakses tanggal 20 Februari 2013

19. http://teorick.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-motor-dc.html, diakses

tanggal 13 Maret 2013

20. http://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/04/pengenalan-tentang-motor-dc.html,

2 Universitas Kristen Maranatha

1.3. Perumusan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini, terdapat beberapa perumusan masalah guna mendukung kelancaran dari Tugas Akhir ini, yaitu :

 Bagaimana cara mengukur diameter kawat tembaga yang hasil

pengukurannya dapat diolah dalam mikrokontroler dan ditampilkan dalam LCD?

 Bagaimana mikrokontroler dapat mengetahui apakah berat kawat tembaga

yang digulung telah tercapai?

 Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol motor penggulung kawat

agar berhenti bila berat yang diinginkan tercapai?

1.4. Tujuan dan Manfaat

Dalam Tugas Akhir ini, tujuan yang ingin dicapai yaitu :

 Merancang pemodifikasian mikrometer sekrup agar diameter kawat

tembaga dapat ditampilkan secara digital.

 Merancang dan merealisasikan timbangan kawat tembaga pada mesin

gulung kawat tembaga dengan ATmega328(arduino) sebagai pengendali.

 Merancang dan merealisasikan motor penggulung kawat tembaga dengan ATmega328(arduino) sebagai pengendali.

1.5. Pembatasan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal sebagai berikut :

a. Sensor yang digunakan adalah loadcell sebagai sensor berat

b. Menggunakan potensiometer wirewound yang dihubungkan

menggunakan roda gigi secara langsung dengan mikrometer sekrup.

c. Diameter kawat tembaga yang dapat diukur menggunakan mikrometer

sekrup dari 0,12 mm sampai dengan 3 mm.

d. LCD digunakan sebagai display yang dapat menampilkan diameter kawat tembaga dan berat kawat tembaga.

3 Universitas Kristen Maranatha e. Ukuran diameter kawat tembaga yang akan digulung pada motor

penggulungnya adalah dari 0.12 mm sampai dengan 0.70 mm.

f. Menggunakan keypad sebagai input berat kawat tembaga yang akan digulung pada motor penggulung, serta sebagai input diameter kawat tembaga.

g. Beban maksimal yang dapat ditimbang adalah 3kg.

h. Beban maksimal yang akan digulung pada motor penggulung adalah 1.5kg.

i. Mikrokontroler ATmega328 yang digunakan dalam bentuk kit

Arduino UNO.

1.6. Sistematika Penulisan dan Metodologi Penelitian

Tugas akhir ini mengunakan metodologi penelitian sebagai berikut :

 Studi literatur

Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku – buku atau jurnal ilmiah yang berkaitan dengan sensor loadcell, mikrokontroler ATmega328, driver motor DC, potensiometer wirewound.

 Perancangan sistem

Merancang timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga menggunakan mikrokontroler ATmega328.

 Analisa sistem

Melakukan analisa terhadap sistem yang dirancang agar sesuai dengan kriteria yang diinginkan

Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :

Bab I. Pendahuluan

Berisi tentang latar belakang pembuatan tugas akhir, perumusan masalah, maksud dan tujuan pembuatan tugas akhir, pembatasan masalahnya, metodologi penulisan serta sistematika yang digunakan dalam penulisan laporan tugas akhir ini.

4 Universitas Kristen Maranatha Pada bab ini akan dibahas teori-teori yang akan digunakan untuk merancang timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat

tembaga dengan mikrokontroler ATmega328 meliputi pembahasan

Mikrokontroler AVR ATmega328P, Kit Arduino Uno, Mikrometer Sekrup, Potensiometer Wirewound, Loadcell, INA125, Motor DC, LCD (Liguid Crystal Display), Keypad 3x4.

Bab III. Perancangan dan Realisasi sistem

Pada bab ini dijelaskan mengenai diagram blok dan cara kerja timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga, serta perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada tugas akhir ini.

Bab IV. Data Pengamatan Analisa Data

Pada bab ini berisi tentang hasil pengamatan yang telah dilakukan terhadap pengujian timbangan, pengukuran diameter, dan motor penggulung.

Bab V. Kesimpulan & Saran

Pada bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

70 Universitas Kristen Maranatha

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan analisis dari Tugas Akhir ini serta saran bagi pihak yang terkait berkenaan dengan pembuatan “timbangan dan pengukur diameter kawat tembaga pada mesin gulung kawat tembaga dengan mikrokontroler ATmega328 ”.

5.1 Kesimpulan

1. Pada Tugas Akhir ini, perancangan timbangan dan pengukuran diameter kawat tembaga pada mesin gulung dapat direalisasikan dengan baik dan berhasil.

2. Dari hasil pengamatan tabel 4.3, pengukuran diameter kawat tembaga mempunyai rentang kesalahan dari 0.33% sampai dengan 8.33%.

3. Dari hasil pengamatan tabel 4.4, pengukuran berat mempunyai rentang kesalahan dari 0.13% sampai dengan 20%.

4. Dari hasil pengamatan tabel 4.5, berat minimal kawat yang dapat ditimbang adalah 40 gram, sehingga dalam proses penggulungan kawat tembaga merupakan kelipatan dari 50 gram (100 gram, 550 gram, 1050 gram,dll)

5. Dari hasil pengamatan tabel 4.5, diameter kawat tembaga yang dapat digulung oleh motor penggulung dari 0.12 mm sampai 0.70 mm dengan maksimal berat kawat yang dapat digulung motor penggulungnya adalah 1.5 Kg.

6. Faktor – faktor yang mempengaruhi keberhasilan dan kegagalan pada pengukuran diameter kawat tembaga adalah posisi roda gigi penghubung antara mikrometer sekrup dan wirewound saat pengambilan data diameternya.

7. Faktor – faktor yang mempengaruhi keberhasilan dan kegagalan pada pengukuran berat kawat tembaga dengan timbangannya adalah pembacaan

71 Universitas Kristen Maranatha analog pada arduinonya yang menggunakan data integer dan loadcell yang tidak presisi.

5.2 Saran

1. Berdasarkan hasil percobaan pengukuran diameter kawat tembaga

mengalami kesalahan yang kecil. Agar pengukuran diameter dengan mikrometer sekrup lebih akurat, disarankan menggunakan roda gigi dengan resolusi yang tinggi.

2. Berdasarkan hasil pengamatan pengukuran berat tembaga mengalami

kesalahan yang lumayan besar karena menggunakan loadcell 40 kg. Agar pembacaan hasil pengukuran berat lebih akurat, disarankan menggunakan loadcell yang 3 kg karena memiliki tingkat ketelitian yang tinggi sampai satuan gram

3. Berat maksimal kawat tembaga yang dapat digulung oleh motor

penggulung adalah 1.5 kg. Agar motor penggulung dapat menggulung kawat dengan berat di atas 1.5 kg, maka disarankan menggunakan motor dengan torsi yang tinggi dan rpm yang tinggi agar waktu penggulungan dapat dipercepat.

4. Program penimbangan disempurnakan dengan penambahan konversi dari panjang kawat ke berat kawat tembaga (dalam tugas akhir ini belum dikaji lebih jauh) dengan memperhatikan mengenai jenis produk dan suhu kawat tembaga pada saat proses penimbangan. ( Lihat Lampiran D)

72 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Datasheet Atmega 328P. Atmel

2. INA125 Instrumentation Amplifier With Precision Voltage Reference.

Burr-Brown Corporation

3. Kismiantini. 2010. Handout Analisis Regresi. Universitas Negeri

Yogyakarta.

4. L298 Dual Full-Bridge Driver. STMicroelectronics

5. Loadcell guide: Selection, Installation & Testing. Pro Wigh Ltd.

6. LCM MODULE TC1602A-01T. Tinsharp : Industrial Co., Ltd.

7. McRoberts, Michael. 2010. Beginning Arduino. USA : Apress.

8. Surjono,Herman Dwi. 2007. Elektronika : Teori dan Penerapan. Jember : Cerdas Ulet Kreatif.

9. Surjono,Herman Dwi. 2009. Elektronika Lanjut. Jember : Cerdas Ulet Kreatif.

10. W. Durfee, Arduino Microcontroller Guide

11. http://arduino.cc/en/Reference/HomePage, diakses tanggal 20 Februari 2013 12. http://arduino.cc/en/Tutorial/Smoothingdiakses tanggal 20 Februari 2013 13. http://en.wikipedia.org/wiki/Load_cell, diakses tanggal 20 Januari 2013 14. https://en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer, diakses tanggal 20 Januari 2013 15. http://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_linear, diakses tanggal 20 Januari

2013

16. http://landasanteori.blogspot.com/2012/05/fungsi-jenis-dan-kelebihan.html 17.

http://tronixstuff.wordpress.com/2011/01/08/tutorial-arduino-and-monochrome-lcds/, diakses tanggal 20 Februari 2013

18. http://tronixstuff.wordpress.com/2011/10/04/tutorial-arduino-and-numeric-keypads/, diakses tanggal 20 Februari 2013

19. http://teorick.blogspot.com/2012/10/prinsip-kerja-motor-dc.html, diakses tanggal 13 Maret 2013

20. http://rasydinsjatry.blogspot.com/2013/04/pengenalan-tentang-motor-dc.html, diakses tanggal 13 April 2013