SISTEM OTOMATISASI PADA TANGGA ESKALATOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR


1 SISTEM OTOMATISASI PADA TANGGA ESKALATOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sa...
Author:  Siska Gunawan

0 downloads 11 Views 2MB Size

Recommend Documents


No documents


SISTEM OTOMATISASI PADA TANGGA ESKALATOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Elektro

oleh : IRWANTO 10355023100

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU PEKANBARU 2010

SISTEM OTOMATISASI PADA TANGGA ESKALATOR BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

IRWANTO 10355023100

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau Jl. Soebrantas no. 155 Pekanbaru ABSTRAK Mengingat tangga eskalator yang sudah ada berfungsi satu arah dan beroperasi terus menerus maka eskalator ini hanya tepat ditempatkan pada tempat yang padat aktivitasnya. Apabila ditempatkan pada tempat yang sepi aktivitasnya maka akan terjadi pemborosan energi. Oleh karena itu maka dibangunlah sistem otomatisasi tangga eskalator berbasis mikrokontroler ATMega8535 yang dilengkapi dengan sensor serta pengendali motor. Tangga eskalator ini mampu beroperasi pada saat akan digunakan saja, mempunyai dua fungsi yakni naik dan turun serta eskalator ini sangat cocok digunakan pada tempat yang tidak padat aktivitasnya sehingga dapat menghemat penggunaan energi.

Kata kunci : Eskalator, Mikrokontroler ATMega8535, Motor, Sensor inframerah.

xi

AUTOMATED SYSTEM ON ESCALATORSTEPS BASED ON ATMEGA 8535 MICROCONTROLLERS

IRWANTO 10355023100

Electrical Engineering Department Faculty of Sciences and Technology State Islamic University of Sultan Syarif Kasim Riau Soebrantas Street No. 155 Pekanbaru

ABSTRACT Considering the escalator steps are already there working in one direction and then continuing to operate is only appropriate escalator placed on a solid place activities. When placed in a quiet place activities there will be a waste of energy. Hence the automated system was built based on the escalator steps ATMega8535 microcontroller equipped with sensors and motor controllers. This escalator stairs capable of operating at the time to use it, has two functions up and down the escalators and it is suitable in places that are not crowded so that activities can be energy savings.

Key Word : ATMega8535 Microcontroller, Escalator, Infrared censors, Motor.

xii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN....................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... LEMBAR HAK ATAS KEKAYAAN INTELEKTUAL .......................... LEMBAR PERNYATAAN ....................................................................... LEMBAR PERSEMBAHAN .................................................................... ABSTRAK .................................................................................................

Halaman ii iii iv v vi vii

ABSTRACT ............................................................................................... KATA PENGANTAR ...............................................................................

viii ix

DAFTAR ISI .............................................................................................. DAFTAR GAMBAR .................................................................................

xi xiv

DAFTAR TABEL ......................................................................................

xvi

BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ...................................................................

I-1

1.2. Rumusan Masalah .............................................................. 1.3. Batasan Masalah.................................................................

I-2 I-2

1.4. Tujuan ............................................................................... 1.5. Metode Penelitian...............................................................

I-2 I-2

1.6. Sistematika Penulisan ........................................................

I-3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Mikrokontroler ATMega8535............................................

II-1

2.1.1. Port sebagai Input Output ...................................... 2.1.2. Memori AVR ATMega8535 .................................. 2.1.2.1.Flash program ............................................ 2.1.2.2. Memori data .............................................. 2.1.2.3. EEPROM .................................................. 2.1.3. Instruksi .................................................................. Sensor Inframerah .............................................................. 2.2.1. Pemancar Inframerah ............................................. 2.2.2. Penerima Inframerah ............................................ Motor DC ...........................................................................

II-4 II-4 II-4 II-5 II-6 II-7 II-7 II-7 II-8 II-9

2.2.

2.3.

xiii

2.4. 2.5. 2.6.

Catu Daya ........................................................................... Pengendali Motor ............................................................... Bascom AVR .....................................................................

II-11 II-12 II-13

BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1. Diagram blok sistem .......................................................... 3.2. Perancangan rangkaian elektronika.................................... 3.2.1. Sistem minimum .................................................... 3.2.2. Pemancar inframerah ............................................. 3.2.3. Penerima inframerah .............................................. 3.2.4. Pengendali motor ................................................. 3.2.5. Catu daya ................................................................ 3.2.6. Rangkaian keseluruhan .......................................... 3.3. Perancangan Perangkat mekanik........................................ 3.4. Perancangan program komputer ........................................

III-1 III-3 III-4 III-7 III-7 III-9 III-10 III-11 III-12 III-13

BAB IV PEMBAHASAN 4.1. Hasil rancang bangun keseluruhan sistem ........................ IV-1 4.2. Pengujian rangkaian elektronika ....................................... IV-2 4.2.1. Kit DT AVR low cost micro system....................... IV-2 4.2.2. Pemancar inframerah ............................................. IV-2 4.2.3. Penerima inframerah .............................................. IV-3 4.2.4. Pengendali motor ................................................... IV-3 4.2.5. Catu daya ................................................................ IV-4 4.3. Pengujian program komputer ............................................. IV-5 4.4. Pengujian algoritma ........................................................... IV-9 4.5. Pengujian Daya dan penghitungan daya ............................ IV-13 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ........................................................................ 5.2. Saran ................................................................................ DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP

xiv

V-1 V-1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 .

Latar Belakang Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan sekunder yang sangat

penting pada era modern saat ini untuk mendukung terciptanya kecanggihan teknologi, khususnya dibidang elektronika. Energi listrik mulai berkurang dikarenakan sebagian besar pembangkit listrik selalu melibatkan energi lain untuk membangkitkannya, diantaranya adalah sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui seperti Bahan Bakar Minyak (BBM), batubara, nuklir dsb. Oleh karena sumber – sumber energi pembangkit ini tidak dapat diperbaharui dan semakin berkurang adanya maka krisis energi listrik pun mulai terasa serta berpengaruh pula pada perkembangan teknologi – teknologi yang membutuhkan energi listrik. Perkembangan teknologi yang memenuhi kriteria hemat energi kadangkadang tidak dapat diaplikasikan pada semua tempat. Salah satu contoh adalah teknologi eskalator. Teknologi ini hanya tepat diaplikasikan pada gedung-gedung mewah, mall, gedung perkantoran, dan tempat – tempat lain yang padat aktivitasnya. Seperti diketahui tangga eskalator hanya dapat dioperasikan dalam satu arah, yakni naik saja atau turun saja. Permasalahan bukan hanya dalam pengoperasian, tetapi permasalahan juga muncul dimana eskalator tersebut digunakan pada tempat yang kurang padat aktifitasnya, atau penggunaannya hanya pada jam – jam tertentu saja sehingga tangga eskalator terus - menerus beroperasi walaupun dalam keadaan tidak digunakan. Untuk mengatasi permasalahan – permasalahan tersebut di atas, diperlukan sebuah sistem yang dapat mengoperasikan tangga eskalator secara otomatis dan terkendali yakni dengan menjalankan eskalator pada saat akan digunakan saja, serta menambah kinerja eskalator dari satu arah menjadi dua arah ( naik dan turun dalam satu tangga eskalator ).

I-1

1.2 .

Rumusan Masalah Membuat sistem otomatisasi tangga eskalator sehingga dapat beroperasi

pada saat digunakan saja serta membuat fungsi tangga eskalator menjadi dua arah.

1.3 .

Batasan Masalah Permasalahan pada Tugas Akhir ini dibatasi pada : 1. Menggunakan mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengendali. 2. Sensor inframerah sebagai pendeteksi objek. 3. Fungsi tangga eskalator naik dan turun. 4. Sistem yang dibuat berupa prototipe. 5. Sistem yang dibuat hanya berlaku untuk pengguna eskalator yang melakukan kegiatan normal yaitu menggunakan tangga eskalator lurus hingga ketujuan dan pengguna tidak boleh melakukan kegiatan berbalik arah sebelum sampai ketujuan.

1.4 .

Tujuan Tujuan

dari

Tugas

Akhir ini

adalah

mampu

merancang serta

merealisasikan sistem otomatisasi tangga eskalator.

1.5 .

Metode Penelitian Metode yang dipilih dalam penelitian ini adalah perancangan dan

pembuatan alat. Penulisan Tugas Akhir ini memerlukan langkah-langkah penyelesaian sebagai berikut :

a. Studi Pustaka. Mempelajari prinsip kerja dari tangga eskalator, sensor inframerah, Mikrokontroler ATMega 8535, dan motor DC penggerak prototipe eskalator. b. Perancangan dan Pembuatan Alat. Merancang dan membuat peralatan serta sistem yang dibutuhkan berupa perangkat keras dan perangkat lunak.

I-2

c. Pengujian dan Analisis Mengintegrasikan sistem antara perangkat keras dengan perangkat lunak, kemudian dilakukan pengujian antar segmen. d. Penulisan Laporan Penulisan sebuah laporan yang terstruktur.

1.6 .

Sistematika Penulisan

BAB I

PENDAHULUAN Pada bagian ini dijelaskan latar belakang masalah, perumusan masalah, maksud dan tujuan penulisan dan metode penelitian serta sistematika penulisan tugas akhir.

BAB II

LANDASAN TEORI Berisikan teori – teori yang mendukung penulisan Tugas Akhir ini.

BAB III

PERANCANGAN DAN ANALISIS Menganalisis perancangan dari alat yang dibuat.

BAB IV

PEMBAHASAN Mengimplementasikan hasil dan pembahasan dari pengujian alat.

BAB V

PENUTUP Berisikan kesimpulan yang diambil dari pengujian dan analisis serta saran untuk pengembangan Tugas Akhir ini.

I-3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1.

Mikrokontroler ATmega 8535 ATMega 8535 ialah IC mikrokontroler 8 bit

CMOS (Complementary

metal–oxide–semiconductor ) daya rendah berbasis AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) dengan arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computing) yang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing). ATMega 8535 memiliki throughput mendekati 1 MIPS per Mhz(www.atmel.com), dengan kata lain jumlah bit, paket dari suatu unit data atau instruksi yang diterima dengan benar dapat dieksekusi dalam 1 siklus clock. berbeda dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini dikarenakan MCS 51 memiliki teknologi CISC sedangkan AVR berteknologi RISC.

Gambar 2.1 Diagram Fungsional ATMega 8535 (Sumber : Iswanto, 2008)

II-1

Dari Gambar 2.1 diagram fungsional ATMega 8535 dapat dilihat, Inti AVR ialah kombinasi sebuah instruksi yang banyak dengan 32 register umum. Semua register secara langsung dihubungkan ke ALU (Arithmetic logic unit). (www.atmel.com) Didalam AVR CPU (Central Processing Unit) terdapat SRAM (Static Random Access Memory) 512 byte, Stack Pointer, Memori program, dan Program counter. AVR memiliki feature EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) 512 Byte, Timer/ Counter, ADC (Analog to Digital Converter)

internal,

Komunikasi

USART

(Universal

Synchronous

and

Asynchronous serial Receiver and Transmitter), Mode SPI (Serial peripheral interface). (www.atmel.com) Konfigurasi ATMega 8535 yang memiliki 40 pin DIP (Dual in line package) seperti pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Pin ATMega 8535 (Sumber : Iswanto, 2008)

Konfigurasi ATMega 8535 yang memiliki 40 pin DIP seperti pada Gambar 2.2. diatas. Adapun fungsi dari masing – masing pin dapat dilihat pada table 2.1. dan table 2.2. berikut :

II-2

Table 2.1. Keterangan fungsi umum kaki pin ATMega 8535 No

Kaki

Simbol

Keterangan

1

1-8

PB0-PB7

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

2

14-21

PD0-PD7

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

3

22-29

PC0-PC7

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

4

33-40

PA7-PA0

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up

Table 2.2. Keterangan fungsi khusus kaki pin ATMega 8535 No

kaki

Simbol

Keterangan

1

T0

1

XCK

2

T1

timer/counter 0 external counter input

3

AIN0

analog comparator positive input

3

INT2

external interrupt request 2

4

OC0

Output compare 0

4

AIN1

analog comparator negative input

5

5

SS

SPI slave select input

6

6

MOSI

SPI bus master output/slave input

7

7

MISO

SPI bus master input/slave output

8

8

SCK

SPI bus serial clock

9

9

RESET

Pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler

10

10

VCC

Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya

11

11

GND

Pin ground

12

12

XTAL2

Pin masukan clock eksternal 2

13

13

XTAL1

Pin masukan clock eksternal 1

14

14

RXD

UART input line

15

15

TXD

UART output line

16

16

INT0

external interrupt request 0

17

17

INT1

external interrupt request 1

18

18

OC1B

Time/counter 1output compare B match output

19

19

OC1A

Time/counter 1output compare A match output

20

20

ICP1

timer/Counter 1 input capture pin

21

21

OC2

timer/Counter2 output compare match output

22

22

SCL

23

23

SDA

1 2 3

4

timer/counter 0 external counter input

II-3

24

28

TOSC1

timer oscillator 1

26

29

TOSC2

timer oscillator 2

27

30

AVCC

Pin masukan tegangan untuk ADC

28

31

GND

Pin ground

29

32

AREF

Pin masukan tegangan referensi ADC

30

33-40

ADC7-ADC0

Pin masukan ADC

2.1.1.

Port Sebagai Input Output ATMega 8535 memiliki empat buah port yaitu Port A, Port B, Port C, Port

D. keempat port tersebut merupakan jalur bi directional dengan pilihan internal pull –up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili nama huruf dari port, sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn di set 0 maka PORTxn akan berfungsi sebagai pin input. (www.atmel.com) Sedangkan bila di jadikan sebagai output maka DDxn dibuat berlogika 1. Seperti terlihat pada Tabel 2.3. berikut: (Wardhana, 2006)

Tabel 2.3. Konfigurasi setting port I/O DDR bit =1

DDR bit = 0

Port bit = 1

Output high

Input Pull - up

Port bit = 0

Output low

Input Floating

Logika Port I/O dapat diubah – ubah dalam program secara byte maupun bit. Port I/O sebagai output hanya memberikan arus sourcing sebesar 20 mA.(Wardhana, 2006)

2.1.2. Memori AVR ATMega 8535 Arsitektur AVR ATMega memiliki 2 ruang memori utama yaitu memori data dan ruang memori program. ATMega memiliki memori tambahan yaitu EEPROM sebagai ruang penyimpan data. Semua ruang memori linier dan regular. (www.atmel.com)

II-4

2.1.2.1.Flash program Memori program ATMega 8535 terletak dalam flash PEROM, tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instuksi memiliki lebar 16 bit. AVR ATMega memiliki 4k Byte x 16 bit flash PEROM dengan alamat mulai $000 sampai $FFF. AVR ini juga memiliki 12 bit PC (program counter) sehingga mampu mengalamati isi flash. (Wardhana, 2006) Untuk keamanan perangkat lunak, flash program dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian boot program dan bagian aplikasi program. Flash memori mempunyai daya tahan 10.000 kali write/erase. (www.atmel.com) Konfigurasi memori ditunjukkan oleh Gambar 2.3. dibawah ini.

$000

Application Flash Section

Boot Flash Section $FFF

Gambar 2.3. Memori program AVR ATMega 8535

2.1.2.2.Memori Data Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register umum, 64 register I/O dan 512 byte SRAM internal.(Wardhana, 2006) Register keperluan umum menempati ruang data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F, register khusus yang berfungsi menangani I/O, Kontrol mikrokontroler, kontrol register, timer/counter dan sebagainya berada pada lokasi $20 hingga $5F. SRAM 512 byte berada pada lokasi $60 sampai $25F.(Wardhana, 2006)

II-5

Konfigurasi memori data dapat dilihat pada Gambar 2.4 :

Gambar 2.4. Konfigurasi Memori data AVR

Pengalamatan data memori dapat dilakukan dengan lima mode yaitu : langsung, tidak langsung dengan jarak, tidak langsung, tidak langsung dengan pre- Decrement, dan tidak langsung dengan post increment. Dalam register file, register 26 hingga 31 adalah register pendukung pengalamatan tidak langsung. (www.atmel.com) Jangkauan pengalamatan langsung ialah keseluruhan ruang data. Mode tidak langsung memiliki jarak jangkauan 63 lokasi alamat dari alamat dasar yang ditunjuk oleh register Y atau Z. Sedangkan mode tidak langsung dengan pre – decrement otomatis dan

post increment, alamat register X, Y dan Z ialah

decremented dan incremented. Semua lokasi memori dapat diakses melalui semua mode pengalamatan. (www.atmel.com)

2.1.2.3.EEPROM EEPROM ialah salah satu tipe memori AVR. EEPROM tetap dapat menyimpan data saat tidak di catu daya dan dapat diubah saat program berjalan. (www.atmel.com)

II-6

AVR ATMega 8535 Terdiri dari 512 byte EEPROM yang diorganisir pada sebuah ruang data penyalin, yang mana 1 byte dapat dibaca dan ditulis. EEPROM memiliki masa daya tahan 100.000 kali write / erase. (www.atmel.com)

2.1.3. Instruksi Pada Pemrograman ATMega 8535 ini terdapat instruksi–instruksi yang digunakan seperti instruksi I/O, instruksi aritmatik, instruksi percabangan. (Wardhana,2006)

2.2.

Sensor Inframerah Sistem sensor inframerah pada dasarnya menggunakan sinar inframerah

sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar inframerah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar inframerah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem. Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED inframerah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Dengan memanfaatkan sinar inframerah ini sensor pendeteksi objek akan di rancang sedemikian rupa hingga menjadi salah satu perangkat dalam perancangan sistem.

2.2.1

Pemancar inframerah (infrared transmitter) Pemancar inframerah merupakan pengirim data melalui gelombang

inframerah yang dilengkapi pembangkit gelombang carrier dengan frekuensi 38 42 kHz. Modul ini dapat digunakan sebagai pemancar untuk transmisi data nirkabel dalam aplikasi seperti robotik, sistem pengaman, data logger, absensi,

II-7

dsb. Inframerah dapat digunakan baik untuk memancarkan data maupun sinyal suara. Keduanya membutuhkan sinyal carier untuk membawa sinyal data 1 atau 0 maupun sinyal suara hingga sampai pada receiver. (Eko, 2004)

Pancaran inframerah 38 kHz

Pemancar inframerah

Gambar 2.5. Sensor pemancar inframerah Pemancar inframerah ini memiliki ketentuan – ketentuan atau spesifikasi dari hardware, antara lain sebagai berikut : 1. Tegangan kerja: +5 VDC. 2. Frekuensi carrier penerima infra merah: 38 - 42 kHz. 3. Panjang gelombang puncak 940 nm. 4. Sudut pancaran ±17o. 5. Jarak maksimum yang teruji pada sudut 0o: 5 m. 6. Memiliki input yang kompatibel dengan level tegangan TTL, CMOS, dan RS-232. 7. Memiliki 1 output inverting. 8. Kompatibel penuh dengan DT-51™ Minimum System (MinSys) ver 3.0, DT51™ PetraFuz, DT-BASIC Series, DT-51™ Low Cost Series, DT-AVR Low Cost Series, dan lain-lain.

2.2.2. Penerima Inframerah (infrared receiver). Penerima inframerah merupakan sensor penerima data melalui gelombang inframerah dengan frekuensi carrier 38 kHz. Komponen ini dapat digunakan sebagai penerima untuk transmisi data nirkabel dalam aplikasi seperti robotik, sistem pengaman, datalogger, absensi, dsb. (Eko, 2004)

II-8

Gambar 2.6. Sensor penerima inframerah

Tabel 2.4. Logika Output penerima inframerah Menerima IR 38khz Logika pada OUT

Tidak menerima IR 38khz

0

1

Penerima inframerah ini memiliki ketentuan – ketentuan atau spesifikasi teknis dan spesifikasi hardware, antara lain sebagai berikut : 1. Tegangan kerja: +5 VDC. 2. Frekuensi carrier penerima 38 - 42 kHz. 3. Sensitifitas relatif puncak terjadi pada panjang gelombang 940 nm-950 nm. 4. Sudut penerimaan: +45 derajat. 5. Memiliki 1 output inverting yang kompatibel dengan level tegangan logika transistor-transistor (TTL), CMOS, dan RS-232. 6. Kompatibel penuh dengan DT-51 Minimum System Ver 3.0, DT-51 -PetraFuz, DT-BASIC Series, DT-51 Low Cost Series, DT-AVR Low –Cost

2.3.

Motor DC Motor DC adalah sebuah konduktor yang dibentuk menjadi sebuah loop

dan ditempatkan diantara kutub magnet utara dan kutub magnet selatan. Motor DC menggunakan kaidah tangan kanan untuk menunjukkan arah arus yang mengalir

didalam

sebuah

konduktor

yang

berada

dalam

medan

magnet.(Soebhakti, 2007)

II-9

(a)

(b)

Gambar 2.7. Arah putaran motor DC (a) Berlawanan jarum jam (b) Searah jarum jam (Sumber : Soebhakti, 2007) Pada gambar diatas tampak sebuah konstruksi dasar motor DC , pada saat terminal motor diberi tegangan DC, maka arus electron akan mengalir dari terminal negatif menuju terminal positif. melalui konduktor dari terminal negatif menuju ke terminal positif. Karena konduktor berada diantara medan magnet, maka akan timbul medan magnet juga pada konduktor yang arahnya seperti terlihat pada gambar diatas. Arah garis gaya medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen adalah dari kutub utara menuju ke selatan. Sementara pada konduktor yang dekat dengan kutub selatan, arah garis gaya magnet disisi sebelah bawah searah dengan garis gaya magnet permanen sedangkan di sisi sebelah atas arah garis gaya magnet berlawanan arah dengan garis gaya magnet permanen. Ini menyebabkan medan magnet disisi sebelah bawah lebih rapat daripada sisi sebelah atas. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah atas. Sementara pada konduktor yang dekat dengan kutub utara, arah garis gaya magnet disisi sebelah atas searah dengan garis gaya magnet permanen sedangkan di sisi sebelah bawah arah garis gaya magnet berlawanan arah dengan garis gaya magnet permanen. Ini menyebabkan medan magnet disisi sebelah atas lebih rapat daripada sisi sebelah bawah. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah bawah. Pada akhirnya konduktor akan membentuk gerakan berputar berlawanan dengan jarum jam seperti terlihat pada gambar diatas. (Soebhakti, 2007)

II-10

Dari gambar dan penjelasan diatas maka jelas agar putaran motor DC berubah, maka polaritas tegangan pada terminal motor harus dibalik. (Soebhakti, 2007)

2.4.

Catu Daya Dalam

sistem

elektronik,

hampir

semua

rangkaian

elektronik

membutuhkan sumber tegangan DC (Direct Current) yang teratur dengan besar 5V- 30V. Dalam beberapa kasus, pencatuan ini dapat dilakukan secara langsung oleh baterai (misalnya 6 V, 9 V, 12 V) namun dalam banyak kasus lainnya akan lebih menguntungkan apabila di gunakan sumber AC (Alternatting Current) standar, yaitu penghematan tanpa harus membeli baterai secara terus-menerus.

Listrik jalajala 220VAC

Transformator step-down

Rectifier

Filter

Regulator

Gambar 2.8. Diagram blok catu daya DC

Diagram blok catu daya DC di perlihatkan pada Gambar 2.8. karena input sumbernya memiliki tegangan yang relatif tinggi, maka digunakanlah sebuah ransformator step-down dengan ratio lilitan yang sesuai untuk mengkonversi tegangan ini ke tegangan rendah. Output AC dari sisi sekunder transformator kemudian disearahkan dengan menggunakan dioda-dioda penyearah (rectifier) silikon konvensional untuk menghasilkan output yang masih kasar (kadangkala disebut sebagai DC berdenyut). Output ini kemudian di haluskan dan kemudian di filter sebelum di salurkan ke input rangkaian. Sampai pada tahap filter blok catu daya ini telah menjadi sumber tegangan DC yang baik, akan tetapi catu daya ini tidak stabil. Tegangan output pada blok filter ini turun naik karena dipengaruhi turun naiknya tegangan listrik jala-jala. Pada sebagian rangkaian elektronik perubahan tegangan tidak begitu berpengaruh, tetapi pada sebagian rangkaian elektronik lainnya sangat berpengaruh. Oleh karena itu catu daya dipasang regulator pada keluaran filter agar tegangan yang dihasilkan stabil.

II-11

2.5.

Pengendali Motor H-Bridge atau yang diterjemahkan secara kasar sebagai “Jembatan H”,

adalah sebuah rangkaian dimana motor menjadi titik tengahnya dengan dua jalur yang bisa dibuka tutup untuk melewatkan arus pada motor tersebut, persis seperti huruf “H” (dengan motor berada pada garis horizontal). Adapun sistem kerja rangkaian H-bridge tersebut dapat dilihat pada gambar 2.9. berikut :

3

1 a

b

power supply

4

2

Gambar 2.9. Sistem kerja rangkaian H-Bridge Dua terminal motor a dan b dikontrol oleh 4 saklar (1 s/d 4). Ketika saklar 1 dan 2 diaktifkan (saklar 3 dan 4 dalam keadaan off), maka terminal motor a akan mendapatkan tegangan (+) dan terminal b akan terhubung ke ground (-), hal ini menyebabkan motor bergerak maju (atau searah jarum jam). Sedangkan sebaliknya, bila saklar 1 dan 2 dalam keadaan off, saklar 3 dan 4 dalam keadaan aktif, maka terminal a akan terhubung ke ground (-) dan terminal b akan mendapatkan tegangan (+), dan tentunya hal ini dapat menyebabkan motor berubah arah putarnya, menjadi bergerak mundur (atau berlawanan dengan arah jarum jam). H- bridge merupakan rangkaian yang biasanya tersusun dari 4 buah transistor yang dipasang sedemikian rupa sehingga seakan membentuk huruf ‘H’ digunakan untuk mengontrol arah putaran motor. Pada saat ini terdapat bebrapa jenis rangkaian terpadu (IC) yang dapat menggantikan fungsi H-bridge, salah satunya adalah IC L293D merupakan IC buatan SGH- Thomson Microelectronics.

II-12

IC ini menerima kontrol pada level DTL maupun TTL serta mampu menjalankan beban induktif seperti relay solenoid, motor DC maupun motor stepper. (Malik,2005 ) L293D dikemas dalam 16 pin dimana 4 pin dihubungkan bersama sebagai ground. IC ini juga dapat diaplikasikan sebagai switching sampai frequensi 5 kHz. (Malik, 2005). Gambar 2.10 memperlihatkan konfigurasi kaki pin L293D dan bentuk fisiknya.

enabel 1 input 1 output 1 GND GND output 2 input 2 Vs

P1

P16

P2

P15

P3

P14

P4

P13

P5

P12

P6

P11

P7

P10

P8

P9

Vss input 4 output 4 GND GND output 3 input 3 enabel 2

(b)

L293D

(a) Gambar 2.10. IC L293D (a) pin diagram. (b) kemasan. Secara umum IC ini mempunyai fitur sebagai berikut : (http://www.datasheetcatalog.com ) 1. Tegangan kerja ( VSS) sebesar 5 V. 2. Keluaran (VS) dapat mencapai 36 V 600mA tiap kanal. 3. Tersedia fasilitas Enable ( pengaktif ). 4. Proteksi terhadap suhu hingga 150 ‘C. 5. Logika “0” sampai tegangan 1,5 V, dan logika “1” antara 2,3 V- 7 V.

2.5.

BASCOM – AVR AVR adalah suatu mikrokontroler yang kuat dan lebih modern yang

diproduksi oleh Perusahaan Atmel http://www.atmel.com. BASCOM-AVR adalah suatu compiler yang menggunakan versi dasar yang sangat serupa dengan QBASIC untuk menghasilkan program AVR. BASCOM-AVR menggunakan

II-13

Integrated Development Environment (IDE) yang memungkinkan pengguna untuk menulis dan mengedit program, meng-compile, mencobanya dengan sebuah simulator dan akhirnya menulis program ke mikrokontroler untuk digunakan, semuanya dalam satu program. ( Swinscoe, 2005)

BASCOM-AVR memiliki kelebihan dan fitur-fitur sebagai berikut : 1. BASIC terstuktur dilengkapi dengan label-label. 2. Pemrograman terstuktur dengan dukungan perintah-perintah: IF-THENELSE-END IF, DO-LOOP, WHILE-WEND, SELECT- CASE. 3. Kode mesin yang cepat dibandingkan dengan kode yang diterjemahkan. 4. Nama variabel dan label bisa sepanajng 32 karakter. 5. Menyediakan tipe-tipe variabel Bit, Byte, Integer, Word, Long, Single, DOUBLE dan String. 6. Fungsi-fungsi perhitungan tanggal dan waktu. 7. Program yang terkompilasi bekerja untuk semua mikrokontroler AVR yang memiliki memori internal. 8. Pernyataan-pernyataannya kompatibel dengan Microsoft’s VB/QB. 9. Perintah-perintah khusus untuk tampilan-LCD, I2C chips dan 1WIRE chips, PC keyboad, matrix keyboad, RC5 reception, software UAR, SPI, LCD grafik, pengiriman kode IR RC5, RC6 atau Sony. 10. TCP/IP with W3100A chip. 11. Mendukung variabel lokal, fungsi buatan pengguna, pustaka. 12. Emulator terminal dengan pilihan download yang terintegrasi. 13. Simulator terintegrasi untuk pengujian. 14. Pemrogram ISP terintegrasi (application note AVR910.ASM). 15. Editor dengan beda warna pada pernyataan-pernyataan khusus 16. PDF datasheet viewer. 17. Context sensitive help.

II-14

Gambar 2.11 Tampilan Pembuka BASCOM-AVR Tampilan Gambar 2.11 diatas ialah tampilan pembuka BASCOM-AVR.

Gambar 2.12 Tampilan pembuatan kerja baru

Tampilan tersebut memberikan pilihan bagi user untuk membuat proyek baru atau membuka proyek yang pernah dibuat. Untuk membuat program baru user dapat mengambil langkah – langkah sebagai berikut : 1.

Ditulis program dalam BASIC-AVR.

2.

Dicompile ke fast machine binary code.

3.

Program dicoba dengan menggunakan integrated simulator.

Sedangkan jika ingin melanjutkan proyek lama, user dapat mengklik open dan dipilih nama file yang telah dibuat. BASCOM-AVR memiliki beberapa menu program meliputi file, Edit, program, tools, options, Window dan help yang mempunyai fungsi dan cara penggunaan yang berbeda.

II-15

BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1. Diagram Blok Sistem Dalam perancangan ini dibuat sistem yang dapat membuat eskalator menjadi lebih praktis dan ekonomis, dimana sistem tersebut dapat digunakan oleh satu eskalator dengan dua fungsi. Sistem yang akan dirancang ini dilengkapi dengan sensor sebagai pendeteksi objek, dengan demikian diharapkan rancangan ini akan lebih terkendali. Didalam membuat suatu perancangan sistem, diagram blok sistem sangatlah penting untuk kejelasan bentuk dan alur sistem yang dirancang. Gambar 3.1. menunjukkan diagram blok sistem otomatisasi tangga eskalator. Lampu rambu eskalator

Sensor inframerah atas

Mikrokontroler

Sensor inframerah tengah

Sensor inframerah bawah

Pengendali motor

Motor DC

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Adapun keterangan fungsi dari masing – masing diagram blok sistem gambar 3.1. diatas adalah sebagai berikut :

III-1

1. Sensor inframerah bawah, berfungsi sebagai pendeteksi objek yang datang dari arah bawah menuju keatas. 2. Sensor inframerah tengah, berfungsi sebagai pendeteksi objek yang telah melewati tangga sekaligus pengaktif hitungan mundur program ( counter down). 3. Sensor inframerah atas, berfungsi sebagai pendeteksi objek yang datang dari arah atas menuju kebawah. 4. Mikrokontroler, berfungsi sebagai pengolah data dari input dan memerintah perangkat lain melalui pin output yang telah diatur oleh program didalamnya. 5. Rangkaian pengendali motor berfungsi sebagai pemutus arus listrik sekaligus pengubah polaritas motor sesuai dengan instruksi yang diberikan dari mikrokontroler. 6. Motor DC, berfungsi sebagai penggerak prototipe tangga eskalator. 7. Lampu rambu eskalator. Terdiri dari 4 buah lampu, hijau-merah atas dan hijau merah bawah berfungsi sebagai peringatan pengguna

tangga

eskalator.

Untuk memperjelas gambar 3.1. serta mengetahui alur cerita dari gambar diagram blok sistem dapat diurutkan sebagai berikut : 1. Kedua sensor yakni sensor atas, sensor tengah dan sensor bawah akan mendeteksi objek. 2. Lampu rambu peringatan warna hijau dalam kadaan menyala (atas dan bawah) serta lampu merah mati (atas dan bawah). 3. Apabila salah satu dari sensor mendeteksi objek maka mikrokontroler akan menjalankan program sesuai dari sensor mana yang memberikan isyarat objek. 4. Misal, sensor bagian bawah maka program dalam mikrokontroler akan memproses dan memberikan logika kepada pengendali motor. 5. Lampu rambu pringatan warna hijau bawah tetap menyala tetapi hijau bagian atas mati dan mengaktifkan lampu merah atas.

III-2

6. Tugas pengendali motor ini adalah menjalankan motor sekaligus menentukan arah putaran motor sesuai dengan masukan yang diberikan oleh mikrokontrol. Contoh : sensor bawah mendeteksi sinyal maka putaran motor akan menggerakkan motor eskalator kearah naik. 7. Sistem akan terus bekerja hingga sensor tengah mendeteksi sinyal 8. Setelah sensor tengah mendeteksi objek maka program akan menghitung mundur sesuai dengan program yang telah dimasukkan ( hingga objek mencapai tujuan ). 9. Selama proses diatas berjalan hingga proses penghitungan mundur, sensor atas diabaikan masukannya akan tetapi sesor bawah akan terus diterima hingga penghitungan mundur selesai. 10. Apabila dalam proses penghitungan mundur ini belum selesai tetapi sensor bawah kembali mendeteksi objek maka perhitungan mundur akan me-reset ulang hingga sensor tengah kembali mendeteksi objek. 11. Setelah proses benar – benar selesai maka mikrokontroler akan kembali merespon kedua sensor ( sensor atas dan sensor bawah ), serta lampu peringatan akan kembali dalam keadaan awal (kedua lampu hijau menyala).

Setelah menguraikan alur cerita dari perancangan maka perancangan akan diteruskan ke perancangan perangkat keras, yakni perancangan rangkaian elektronika.

3.2.

Perancangan Rangkaian Elektronika Perancangan perangkat keras ini terdiri dari beberapa kit komponen antara

lian adalah mikrokontroler Atmega8535, infrared censor transmitter dan infrared censor receiver , motor DC driver, motor DC serta perangkat mekanik prototipe. Bagian – bagian ini mempunyai fungsi yang berbeda – beda sehingga membentuk suatu sistem perangkat yang utuh.

III-3

3.2.1. Sistem Minimum Sistem minimum yang digunakan adalah modul AVR ATMega 8535 produksi innovative elektronik yang memiliki Frequensi kerja 4 MHz dengan 4 port I/O dan 1 port Auxilari, 1 port ISP dan komunikasi serial yang dilengkapi dengan pemilihan RS232 dan TTL. Modul ini memerlukan catu daya tegangan dengan pilihan 5 dan 9 Volt DC. DT AVR Low Cost micro System merupakan sebuah modul single chip dengan basis mikrokontroler AVR dan memiliki kemampuan untuk melakukan komunikasi data serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui ISP ( In- System Programing ). Modul ini cocok untuk aplikasi – aplikasi sederhana hingga menengah. Contoh aplikasinya adalah pengendali tampilan LED, pengendali driver motor, voltmeter digital, komunikasi data antara modul dengan PC, dll.

Gambar 3.2. Modul sistem minimum AVR

Gambar 3.2. memperlihatkan modul sistem minimum AVR produksi Innovative Electronics. Adapun tata letak komponen dan konfigurasi jumper dapat dilihat pada gambar 3.3. berikut :

III-4

Gambar 3.3. Tata letak dan konfiguresi jumper

Spesifikasi hardware dari DT AVR Low Cost Micro System adalah sebagai berikut : 1. Mikrokontroler ATmega8535 yang mempunyai 8 KB Flash Memory dan 8 channel ADC dengan resolusi 10 bit. 2. Mendukung varian AVR 40 pin, antara lain : ATmega8535, ATmega8515, AT90S8515, AT90S8535, dll. Untuk tipe AVR tanpa internal ADC membutuhkan conversion socket. 3. Memiliki jalur Input/Output hingga 35 pin. 4. Terdapat eksternal Brown Out Detector sebagai rangakain reset. 5. Konfigurasi jumper untuk melakukan pemilihan bebrapa model pengambilan tagangan referensi untuk tipe AVR dengan internal ADC. 6. LED programming indicator. 7. Frequensi osilator sebesar 4 MHz. 8. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor RJ11. 9. Tersedia port untuk pemograman secara ISP. 10. Tegangan input power supply 9-12 dan output tegangan 5VDC.

III-5

Gambar 3.4. Alokasi pin (sumber : innovatife electronic, 2009)

Tabel 3.1. Alokasi jumper No

Konfigurasi

1

J4 dan J5

2

J6 dan J7

Gambar

Keterangan

Digunakan untuk komunikasi serial

Untuk mendapatkan tegangan referensi dari AVCC pada AVR dengan internal ADC.

3

J8

Dikonfigurasi bersama J6 dan J7 dalam mendapatkan tegangan dari AVCC. Dikonfigurasi untuk mendapatkan

4

J8

tegangan referensi ( Aref )dari luar pada AVR dengan internal ADC.

5

J6 dan J7

Digunakan untuk tipe AVR tanpa internal ADC.

III-6

3.2.2. Pemancar Inframerah Pemancar inframerah merupakan modul pengirim data melalui gelombang inframerah yang dilengkapi pembangkit gelombang carrier dengan frekuensi 38 kHz. Modul ini dapat digunakan sebagai pemancar untuk transmisi data nirkabel dalam aplikasi seperti robotik, sistem pengaman, datalogger, absensi, dsb.

Gambar 3.5. Rangkaian sensor pemancar inframerah Gambar 3.5. memperlihatkan rangkaian pemancar inframerah, dimana pada rangkaian ini menggunakan IC 555 sebagai rangkaian aktif multivibrator monostabil untuk mengaktifkan LED pada frequensi tertentu. Pada umumnya frequensi yang dipakai adalah antara 38 sampai 42 KHz. Untuk mencapai frequensi ini bias dilakukan dengan mengatur nilai Resistansi (R) dan Kapasitansi (C).( Malik, 2006)

3.2.3. Penerima Inframerah Merupakan modul penerima data melalui gelombang infra merah dengan frekuensi carrier 38 kHz. Modul ini dapat digunakan sebagai penerima untuk transmisi data nirkabel dalam aplikasi seperti robotik, sistem pengaman, datalogger, absensi, dsb. Rangkaian minimum penerima inframerah menggunakan komponen fototransistor hanya mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 2,5V-2,9V.

III-7

Pada dasarnya keluaran tersebut sudah dapat diterima oleh mikrokontroler sebagai masukan 1, tetapi tingkat sensitifitasnya kurang baik karena penerimaan logika 1 yang baik adalah 5V. Adapun rangkaian penerima inframerah dapat dilihat pada gambar 3.6. berikut :

Gambar 3.6. Rangkaian sensor penerima Inframerah

Gambar 3.6. diatas memperlihatkan rangkaian sederhana penerima inframerah. Rangkaian ini hanya terdiri dari Resistansi (R) dan komponen aktif penerima inframerah. Modul penerima inframerah ini memiliki kaki pin berjumlah 3 buah. Ketiga kaki tersebut memiliki fungsi sebagai catu daya positif (+V), ground dan output. Keluaran penerima inframerah ini perlu diperkuat agar tingkat sensitifitas masukan ke mikrokontroler labih baik dan dapat dengan mudah diterima. Penguatan yang dimaksud adalah penentuan logika tinggi (1) dan logika rendah (0). Dalam hal ini dibutuhkan rangkaian lain atau IC yang dapat membuat penguatan yang di maksud. Dalam perancangan ini penguatan dibuat dengan menggunakan sebuah IC 4011 yang merupakan IC berisikan gerbang NAND. Rangkaian penguatan dengan IC 4011 dapat dilihat pada gambar 3.7. berikut :

III-8

Gambar 3.7. Rangakaian penguat penerima inframerah

Gambar 3.7. adalah rangkaian penguat dengan menggunakan IC 4011 yang merupakan IC berbasis gerbang NAND. Sesuai dengan cara kerja gerbang NAND keluaran dari IC ini selalu berlogika 1 jika salah satu dari masukan berlogika 0 dan akan berlogika 0 jika kedua masukan berlogika 1. Pada IC 4011 terdapat 4 buah gerbang NAND, masing – masing memiliki 2 masukan dan 1 keluaran. Masukan 1 dihubungkan dengan tegangan 5V dan masukan 2 dihungkan dengan rangkaian penerima inframerah. Keluaran yang diharapkan adalah jika sesnsor mendeteksi objak maka keluaran berlogika 0 dan jika sensor tidak mendeteksi objek maka keluaran berlogika 1. Adapun keluaran darai rangakaian ini dapat dilihat pada tabel 3.2. berikut :

Tabel 3.2. Logika keluaran rangkaian Keluaran

Mendeteksi objek

Tidak mendeteksi objek

0

1

3.2.4. Pengendali Motor Perancangan rangkaian pengendali motor ini menggunakan sebuah IC L293D yaitu sebuah IC yang biasa digunakan untuk pengendalian motor dalam

III-9

sistem robotik. Motor yang dikendalkan adalah satu buah motor DC 12V sebagai penggerak tangga eskalator prototipe.

Gambar 3.8. Rangkaian pengendali motor

Gambar 3.8. memperlihatkan rangkaian pengendali motor DC 12V dengan IC L293D sebagai penggerak tangga. IC ini sangat praktis digunakan dan dapat mengontrol 2 buah motor, karena IC ini dilengakapi dengan dua pasang terminala keluaran dan 2 buah masukan enabel (pengaktif). Adapun pin-pin yang digunakan serta fungsinya dalam perancangan ini adalah sebagai berikut : 1. Pin masukan 1 dan 2 berfungsi sebagai masukan dari mikrokontroler. 2. Pin enabel 1 berfungsi sebagai pengaktif dan terhubung dengan mikrokontroler. 3. Pin keluaran 1 dan 2 berfungsi sebagai pengubah polaritas sumber tegangan yang terhubung dengan terminal motor.

3.2.5. Catu Daya Pemberian catu daya tegangan pada rangkaian elektronika pada perancangan ini menggunakan adapator DC. Tegangan keluaran yang diperlukan adalah 12V dan 5V, yang masing – masing mendapatkan regulasi dari IC 78L12 dan 78L05.

III-10

Gambar 3.9. Rangkaian catu daya Gambar 3.9. memperlihatkan rangkaian catu daya dengan bebrapa komponen antara lain transformator step-down, dioda, kapasitor, IC, resistor dan LED indikator. Tegangan keluaran 12V digunakan untuk catu daya motor DC dan 5V digunakan untuk catu daya mikrokontroler, sensor dan pengendali motor.

3.2.6. Rangkaian Keseluruhan

Gambar 3.10. Rangakaian keseluruhan

III-11

3.3.

Perancangan Perangkat Mekanik Perangkat mekanik dibuat berupa prototipe menyerupai tangga eskalator.

Perangkat ini dibuat dengan bahan – bahan sebagai berikut: 1. Acrylic, sebagai kerangka mekanik 2. Roda – roda poly dan gear pengatur kecepatan putaran motor. 3. Batang As atas dan bawah digunakan sebagai poros pemutar tangga. 4. Beberapa mur dan baut. 5. Karet penghubung roda.

Pemancar inframerah atas

Pemancar inframerah tengah Roda penggerak

pemancar inframerah bawah

20 cm

35.5 cm

Gambar 3.11. Prototipe kerangka mekanik eskalator (tampak samping). 9 cm Penerima inframerah atas

Pemancar inframerah atas

Roda penggerak

Penerima inframerah tengah

Pemancar inframerah tengah

tangga

Penerima inframerah bawah

pemancar inframerah bawah

Gambar 3.12. Prototipe kerangka mekanik eskalator (tampak atas).

III-12

3.4.

Perancangan Program Komputer Perancangan premrograman komputer diawali dengan perancangan

diagram alir untuk mempermudah dalam menunjukkan alur pemrograman.

Mulai

Kedua lampu hijau menyala

Baca Sensor atas

Tidak

Apakah ada orang?

Baca Sensor bawah

Ya

Tidak

Apakah ada orang?

Hidupkan motor arah turun

Ya Matikan lampu hijau bawah dan nyalakan lampu merah bawah

Hidupkan motor arah naik

Baca Sensor tengah Matikan lampu hijau atas dan nyalakan lampu merah atas Tidak Apakah ada orang?

Baca Sensor tengah

Ya

Ya Counter down 5 detik

Apakah ada orang?

Tidak

Kedua lampu hijau menyala

Matikan motor

Selesai

Gambar 3.13. Diagram alir program

III-13

BASCOM AVR Pada bahasa program digunakan bahasa

Basic dimana bahasa

pemrograman ini dikembangkan oleh John G. Kemeny, profesor dari Dartmourth College, beserta Thomas E. Kurtz pada tahun 1960. BASIC merupakan singkatan dari Beginner’s All Purpose Symbolic Instruction Code ditujukan untuk kalangan mahasiswa sebagai pengenalan menggunakan komputer pada saat itu (Imam, 2008). Compiler dan interpreter yang dikembangkan untuk bahasa ini antara lain adalah : 1. GWBASIC 2. BASICA 3. QUICK BASIC (QBASIC) 4. TURBO BASIC Dan untuk BASIC Compiler digunakan Bascom AVR. Gambar 3.14. adalah tampilan pembuka bascom AVR

Gambar 3.14. Tampilan Bascom AVR versi 1.11.7.7

Berikut beberapa potongan perintah dalam pemrograman mikrokontroler pada sistem tangga eskalator.

III-14

Perintah kondisi awal sensor tidak terhalang, yakni dalam keadaan set bernilai 1. Set Atas Set Bawah Set Tengah Perintah kondisi awal lampu hijau atas dan bawah eskalator dalam keadaan menyala yakni reset bernilai 0, dan kedua lampu merah mati yakni set bernilai 1. Reset Ahijau Reset Bhijau Set Bmerah Set Amerah Perintah awal pengendali motor ( mematikan motor ). Reset Naik Reset Turun Reset Enableinput Perintah menghidupkan motor bergerak naik. Set Naik Reset Turun Set Enableinput Perintah menghidupkan motor bergerak turun. Set Turun Reset Naik Set Enableinput Perintah sensor tengah Cektengah: If Tengah = 0 Then Bitwait Tengah , Set

III-15

Perintah cek sesnsor tengah terhadap deteksi sensor atas dan bawah. Cektengah: If Tengah = 0 Then . . Bitwait Tengah , Set If Jumlah <> 0 Then Goto Cektengah Else Cacah = 100 Perintah hitung mundur 5 detik terhadap objek yang melewati sensor tengah. Hitungmundur: Waitms 50 Perintah sensor atas dan bawah apabila mandeteksi objek. Sensor bawah

If Bawah = 0 Then Bitwait Bawah , Set . . Goto Sedangnaik

Sensor atas

If atas = 0 Then Bitwait Bawah , Set . . Goto sedangturun Perintah hitung pendeteksian objek pada saat eskalator sedang

beroperasi. Sedangnaik: Incr Jumlah . . Decr Jumlah Sedangturun: Incr Jumlah . . Decr Jumlah

III-16

BAB IV PEMBAHASAN

Setelah proses perancangan sistem otomatisasi tangga eskalator ini selesai, maka tahapan selanjutnya adalah berupa pengujian terhadap perangkat keras dan perangkat lunaknya. Adapun pada tahap pengujian ini terdiri dari : 1. Hasil rancang bangun keseluruhan sistem. 2. Pengujian rangkaian elektronika. 3. Pengujian program komputer. 4. Pengujian Algoritma. 5. Pengujian daya dan penghitungan efisiensi daya. Hasil rancang bangun sistem secara keseluruhan adalah mencakup pada perangkat mekanika, elektronika dan program komputer apakah sistem yang dibuat telah dapat memenuhi tujuan yang hendak dicapai dan memberikan sedikit analisa sistem kerjanya. Sedangkan pengujian rangkaian elektronika akan dilakukan pengujian terhadap tiap blok rangkaian yang dibuat dan pengujian program komputer akan dilakukan pengujian terhadap program yang telah dibuat. Adapun proses-proses pengujian adalah sebagai berikut:

4.1.

Hasil rancang bangun keseluruhan sistem. Hasil rancang bangun prototipe eskalator ini menggunakan konstruksi

aclyric dan beberapa perangkat pendukung mekanik lainnya. Peralatan elektronika dan program komputer juga menjadi bagian dari keseluruhan sistem.

Gambar 4.1. Hasil keseluruhan perancangan

IV-1

4.2.

Pengujian Rangkaian Elektronika. Pengujian rangkaian elektronika pada sistem otomatisasi tangga eskalator

berdasarkan atas objek yang terdeteksi. Dalam hal ini peralatan yang digunakan adalah Multimeter digital. Setiap masukan dan keluaran dari tiap-tiap blok rangkaian di uji satu per satu. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran pada setiap blok rangkaian tersebut.

4.2.1. Kit DT AVR Low Cost micro System Pemberian sumber tegangan masukan pada kit DT AVR Low Cost micro System adalah sebesar 5 VDC dengan tidak menggunakan regulator pada kit tersebut. Ini diberikan sesuai dengan tegangan kerja kit DT AVR Low Cost micro System. Setelah dilakukan pengujian tegangan masukan yang terukur saat kit bekerja adalah sebesar 4.98V, hal ini dikarenakan pengaruh dari beban kerja kit DT AVR Low Cost micro System.

4.2.2. Pemancar Inframerah Rangkaian pemancar inframerah ini memerlukan catu daya sebesar 5 VDC. Catu daya ini diberikan sesuai dengan tegangan kerja yang diperlukan oleh rangkaian pemancar inframerah yang dibuat. Setelah dilakukan pengukuran terhadap tegangan masukan saat pemancar inframerah bekerja adalah sebesar 4.98V dan tegangan keluaran masing – masing led inframerah adalah sebesar 0.96V.

Gambar 4.2. Pengukuran tegangan kerja LED inframerah

IV-2

Dari hasil yang diperoleh pada saat pengujian dan analisis telah sesuai dengan hasil yang diinginkan.

4.2.3. Penerima Inframerah Pengujian penerima inframerah adalah tahap selanjutnya dalam pengujian sensor. Catu daya yang dibutuhkan adalah sebesar 5VDC, ini deberikan sesuai dengan tegangan kerja dari sensor penerima yang dibuat. Pengukuran dilakukan pada saat tegangan keluaran penerima inframerah menerima pancaran inframerah ( tidak terhalang ) dan pada saat penerima inframaerah tidak menerima pancaran inframerah ( terhalang ).

Gambar 4.3. Pengukuran tegangan keluaran penerima inframerah

Gambar 4.3. diatas memperlihatkan pengukuran tegangan keluaran penerima inframerah pada saat sensor tidak terhalang. Hasil yang diperoleh dari pengukuran pada saat tidak terhalang adalah adalah sebesar 4.98V dan pada saat terhalang adalah sebesar 0V dengan demikian penerima inframerah telah sesuai dengan perancangan.

4.2.4. Pengendali Motor Rangkaian pengendali motor ini memerlukan catudaya 5VDC dan 12VDC. Catu daya 5VDC ini diberikan sesuai dengan tengan kerja pengendali motor yang dibuat, sedangkan tegangan 12VDC diberikan sesuai dengan tegangan kerja motor DC yang digunakan sebagai penggerak mekanik.

IV-3

(a)

(b)

Gambar 4.4. Pengukuran tegangan keluaran motor (a). Bergerak turun (b). Bergerak naik

Dari hasil pengukuran motor seperti yang terlihat pada gambar 4.4. (a) dan (b) Maka terlihat perbedaan tegangan motor pada perpindahan polaritas. Hasil lebih rinci dapat dilihat pada tabel 4.1. berikut : Tabel 4.1. Hasil pengukuran tegangan motor Pengukuran

Tegangan motor

Turun

10.16V

Naik

8.31V

Diam

0V

4.2.5. Catu Daya Pengujian rangkaian catu daya untuk rangkaian elektronika terdiri dari 2 keluaran, yakni 12 VDC dan 5 VDC. Pengukuran dilakukan pada kedua keluaran catu daya, yang mana didapatkan dengan hasil 4.98 V ( 5V ),dan 11.89V (12V) seperti terlihat pada gambar 4.5. berikut :

Gambar 4.5. Pengukuran tegangan keluaran catu daya.

IV-4

4.3.

Pengujian program komputer Pengujian program komputer dilakukan dalam beberapa tahap, diantaranya

adalah dengan menampilkan program yang telah tersimpan dalam dokumen dan ditampilkan pada Bascom AVR IDE.

Gambar 4.6. Membuka file program

Gambar 4.7. Tampilan program pada Bascom AVR

Gambar 4.7 memperlihatkan tampilan program yang telah dibuat. Pengujian selanjutnya adalah dengan meng_compile program tersebut dengan menu yang tersedia pada Bascom AVR dan akan tersimpan dengan ekstensi masing-masing. Program Compile ini tersedia pada Bascom AVR, berguna untuk mengcompile bahasa file ber ekstensi BAS kedalam ekstensi lain. Adapun cara penggunaannya adalah program---compile seperti terlihat pada gambar 4.8 berikut :

IV-5

Gambar 4.8. Program compile Dengan menu compile kita dapat mengcompile program. Program akan tersimpan secara otomatis sebelum dicompile. Adapun keterangan beberapa contoh file yang tersimpan dapat dilihat pada tabel 4.2. berikut :

Tabel 4.2. Contoh file yang tersimpan File

Keterangan

xxx.BIN

File biner dapat diprogramkan ke dalam mikroprosesor.

xxx.DBG

File Debug yang diperlukan oleh simulator.

xxx.OBJ

File Objek untuk menirukan menggunakan AVR Studio. Juga yang diperlukan oleh simulator internal.

xxx.HEX

File hexadesimal, yang mana diperlukan oleh beberapa programmer.

xxx.ERR

File

Kesalahan.

Hanya

tercipta

ketika

kesalahan

ditemukan.

Salah satu contoh program yang tercompile dalam ekstensi heksadesimal, yang mana file ini yang diperlukan oleh mikrokontroler dapat dilihat pada gambar 4.9. berikut :

IV-6

Gambar 4.9. file heksadesimal hasil compile

Untuk menggunakan file Simulator DBG dan OBJ harus dipilih, Pilihan Keluaran Compiler TAB. file OBJ adalah sama file yang digunakan di AVR Simulator Studio. File DBG berisi info tentang variabel dan banyak lagi informasi yang diperlukan untuk mensimulasikan suatu program. Adapun cara untuk menjalankan fasilitas ini adalah dengan dipilih menu Program---Simulate.

Gambar 4.10. Fasilitas simulasi Bascom AVR

Gambar 4.10. memperlihatkan cara menuju program simulasi. tampilan program simulasi dapat dilihat pada gambar 4.11. berikut :

Gambar 4.11. Tampilan Bascom AVR Simulator

IV-7

Fasilitas AVR simulator ini dapat membantu programmer untuk menjalankan program tanpa mikrokontroler. Ponyprog 2000 adalah salah satu applikasi pendownload program kedalam mikrokontroler. Pada perancangan ini aplikasi

yang digunakan adalah

ponyprog2000 versi 2.6c.

Gambar 4.12. Ponyprog2000

Pengujian program komputer selanjutnya adalah mendownload program kedalam mikrokontroler dengan cara dipilih menu File_Open device file.

Gambar 4.13. Tampilan pembuka device file

Setelah terbuka file folder, maka dipilih file hasil compile yang berekstensi HEX, dan akan tampil file hex pada program ponyprog2000 seperti gambar 4.14. dibawah.

IV-8

Gambar 4.14. Tampilan proses download ponyprog 2000

Tahap selanjutnya adalah tahap pengisian program kedalam mikrokontroler yakni dengan dipilih MenuCommand_Write All kemudian akan terjadi proses pengisian secara otomatis dan berakhir dengan pemberitahuan bahwa program telah berhasil terisi.

4.4. Pengujian algoritma Hasil pengujian ini diambil dari beberapa percobaan sistem keseluruhan. Percobaan pertama dilakukan dengan satu objek , masing-masing dari arah atas dan arah bawah. Pertama tangga eskalator dihidupkan, dalam keadaan stanbye eskalator tidak beroperasi hingga objek menyentuh salah satu sensor awal ( sensor atas dan sensor bawah ).

Kedua sensor ini ( penerima inframerah ) dalam keadaan

mengirimkan logika 1 ke mikrokontroler pada saat menerima sinyal inframerah. Setelah sensor tehalang maka sensor akan mengirimkan logika 0 ke mikrokontroler. Eskalator akan beroperasi pada saat salah satu sensor terhalang, dan arah eskalator ditentukan oleh sensor yang terdeteksi objek terlebih dahulu. Adapun diagram percobaannya dapat dilihat pada gambar 4.15 dan 4.16 berikut :

IV-9

Gambar 4.15. Diagram hasil percobaan satu objek dari arah atas.

Gambar 4.16 Diagram hasil percobaan satu objek dari arah bawah.

IV-10

Pengujian juga dilakukan terhadap dua objek yang menggunakan tangga eskalator, tahap pengujian ini dilakukan untuk membuktikan apakah sistem dapat menghitung jumlah objek yang terdeteksi oleh sensor dan akan menghitung mundur setelah perhitungan objek selesai. Pengujian ini berhasil sesuai dengan sistem yang diharapkan .

Gambar 4.17. Diagram hasil percobaan terhadap dua objek dari atas.

Gambar 4.17 memperlihatkan hasil percobaan dengan dua objek dari arah atas dimana objek pertama menggunakan eskalator dan terlebih dahulu melewati sensor tengah. Setelah objek pertama melewati sensor tengah maka program pengitung mundur mulai berjalan, dan pada waktu perhitungan sedang berlangsung objek kedua melewati sensor atas. Sistem akan men-set ulang sehingga program hitung mundur kembali tidak berjalan sampai dengan objek kedua melewati sensor tengah. Waktu yang dibutuhkan untuk menumpuh jarak antara sensor atas ke sensor tengah dalam percobaan ini adalah kurang lebih 2 detik.

IV-11

Setelah objek kedua melewati sensor tengah maka program hitung mundur kembali dimulai, dan dalam waktu 5 detik tangga eskalator akan berhenti dengan sendirinya. Pada waktu perhitungan mundur berjalan, dan objek berasal dari atas maka masukan sensor bawah akan diabaikan apabila sensor tersebut mendeteksi objek. Pengujian selanjutnya adalah penggunaan tangga dengan objek dari bawah dimana objek tersebut beriringan dengan jarak berdekatan. Objek pertama melewati sensor bawah, kemudian eskalator beroperasi. Sebelum objek pertama melewati sensor tengah kembali sensor bawah mendeteksi objek. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem dapat mengihung jumlah objek yang menggunakan tangga. Penghitungan mundur dimulai setelah jumlah objek yang melewati sensor bawah sama dengan jumlah objek yang melewati sensor tengah. Pengujian berhasil sesuai dengan perancangan yang diharapkan, seperti terlihat pada gambar 4.18 :

Gambar 4.18 Diagram percobaan dengan dua objek dari bawah.

IV-12

4.5.

Pengujian daya dan penghitungan efisiensi daya. Dalam perancangan dan pembuatan alat pengujian daya yang dibutuhkan

alat tersebut sangatlah penting, dimana pengujian ini menentukan seberapa besar daya yang dibutuhkan oleh sistem atau alat yang dibuat. Penghitungan ini dilakuan dengan menghitung tegangan masuk dengan tegangan keluaran catu daya, sehingga didapat daya keseluruhan yang dibutuhkan alat untuk beroperasi. Dengan menggunakan rumus Daya (P) = Tegangan (V) . arus (I), maka pengukuran yang dilakukan pada alat yakni dengan mengukur tegangan dan arus catu daya pada saat alat sedang dioperasikan. Hasil dari pengukuran nya adalah sebagai berikut : Teagangan (V) = 11,3 V Arus (I)

= 0,01 A

Jadi daya yang dibutuhkan eskalator untuk beroperasi adalah: 11,3 V.0,01 A = 0,113 Watt = 113 mWatt. Setelah melakukan pengukuran daya yang diperlukan alat, maka selanjutnya dilakukan penghitungan efisiensi (η ) alat. Dengan menggunakan rumus

η=

Ps × 100% Pp

Keterangan η = efisiensi daya Pp = daya primer Ps = daya skunder pengukuran dilanjutkan dengan mengukur tegangan dan arus transformator. Titik yang diukur dalam pengukuran ini adalah bagian primer dan skunder transformator. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel : 4.3 Hasil pengukuran transformator. Tranformator

Arus (A)

Tegangan (V)

Primer

0,02

211

Skunder

0,18

11,27

IV-13

Setelah mendapatkan hasil pengukuran kuat arus dan tegangan masingmasing bagian, maka dapat dihitung efisiensi daya alat saat beroperasi. Adapun penghitungan tersebut adalah sebagai berikut :

η=

Vs ⋅ Is × 100% Vp ⋅ Ip

=

11,27 V ⋅ 0,18 A × 100% 211V ⋅ 0,02 A

=

2,02W × 100% 4,22W

= 47,86 %

Jadi efisiensi daya eskalator adalah sebesar 47,86 %.

IV-14

BAB V PENUTUP

Kesimpulan dan saran yang dapat diambil dari Tugas Akhir yang berjudul Sistem otomatisasi pada tangga eskalator berbasis mikrokontroler ATMega8535, antara lain:

5.1 Kesimpulan Setelah membuat dan menganalisis hasil, tangga eskalator dapat berfungsi dengan baik serta telah memenuhi syarat sebagai tangga eskalator yang praktis sesuai dengan perancangan yang diinginkan.

5.2 Saran

1. Untuk peneliti selanjutnya, sistem ini dapat diperbaharui untuk aplikasi tangga eskalator sebenarnya terutama pada penggunaan motor AC. 2. Pengembangan

selanjutnya

pada

program

komputer,

yakni

dengan

memperhitungkan tingkat error pada saat objek melakukan tindakan yang tidak sewajarnya.

V

DAFTAR PUSTAKA

Iswanto. Design dan imlementasi sistem embedded mikrokontroller ATMega8535 dengan bahasa basic. Gava media, yogyakarta 2008. Malik, Moh Ibnu. Pengantar membuat robot. Gava media, yogyakarta 2006. Budiharto, Widodo. Belajar sendiri membuat robot cerdas. Elex media komputindo, Jakarta 2006. Wardhana, Lingga. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR seri ATMega 8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Andi, Yogyakarta,2006. Soebhakti, Hendawan. Basic AVR Microcontroller Tutorial ATmega8535L,2007 Imam Muiz, Algoritma & Pemrograman 1, Jakarta, 2008 Swinscoe, David. Programming in BASCOM AVR, 2005 www.davidswinscoe.com SGS-THOMSON Microelectronics, 1994 http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/2/9/3/L293D.shtml

Life Enjoy

" Life is not a problem to be solved but a reality to be experienced! "

Get in touch

Social

© Copyright 2013 - 2019 TIXPDF.COM - All rights reserved.