BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Lemari Pengering Pakaian Berbasis Mikrokontroler Lemari Pengering Pakaian Berbasis Mikrokontroler merupakan tugas akhir dari Erik Permana tahun 2011 Program Studi Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. Alat ini akan mengeringkan pakaian dengan suhu 35 o C untuk mode pengeringan low, 40 o C untuk mode pengeringan medium, 45 o C untuk mode pengeringan high dan pewaktu selama 2 jam. Pengeringan dengan suhu 45 o C digunakan untuk jenis kain cotton, sedangkan untuk jenis bahan linen, suhu pengeringannya adalah 40 o C. Untuk bahan nylon dan sejenisnya suhu pengeringannya adalah 35 o C. Untuk mendeteksi suhu digunakan sensor LM35. Informasi mengenai pemilihan mode, pewaktu dan suhu ditampilkan pada sebuah LCD (Liquid Crystal Display). Sistem kendali untuk alat ini menggunakan mikrokontroler ATMega8. Untuk menjaga kestabilan suhu, digunakan elemen pemanas dengan daya 340 Watt dan kipas angin elektrik untuk meniupkan udara panas kedalam lemari dengan daya 18 Watt. Kelebihan dari lemari pengering ini adalah penggunaan mikrokontroler ATMega8 yang bersifat dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan pengguna. Kelebihan pada sisi ekonomis dari alat ini adalah pengguna dapat menghemat sampai Rp jika dibandingkan dengan pengering pakaian konvensional 2200 Watt. Untuk kelebihan dan kekurangan yang terdapa pada alat tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan yang terdapat pada Lemari Pengering Pakaian Versi 1 II-1

2 Kelebihan Konsumsi daya yang rendah yaitu 360 Watt. Dapat mengeringkan berbagai jenis bahan pakaian dengan suhu yang berbeda seperti nylon dengan suhu 35 o C, linen dengan suhu 40 o C dan cotton 45 o C Tersedianya LCD untuk memantau suhu dan dibandingkan dengan termometer gelas. Elemen pemanas dengan daya 340 Watt cocok untuk mengeringkan pakaian dalam lemari karena jenis elemen pemanas mampu merubah suhu cukup cepat. Kekurangan Menggunakan ATmega8. Waktu yang lama untuk mengeringkan pakaian yaitu selama 2jam. Timer tidak bisa diatur sesuai keinginan pengguna. Tidak dapat digunakan pada jarak jauh. 2.2 Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler tipe AVR ATMega8535 memiliki beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan mikrokontroler yang lain, diantaranya : a. Mempunyai 8 channel ADC yang terintegrasi dengan resolusi 10 bit dengan metode pengonversian menggunakan Succesive Aproximation. b. Dilengkapi dengan programmable serial USART. c. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. d. Memiliki perangkat antarmuka serial Two-Wire dengan orientasi byte e. Memiliki timer internal yang dapat difungsikan sebagai Real-Time Timer. f. Memiliki fungsi watchdog timer yang dapat mencegah mikrokontroler dari kesalahan operasi. g. Memiliki 6 fungsi untuk menghemat energi yang digunakan, yaitu : idle, ADC noise reduction, power save, power down, standby, dan extended standby mode. II-2

3 h. Memiliki timer yang dapat difungsikan sebagai PWM (Pulse Width Modulation). i. Pengoperasian memerlukan tegangan rendah, yaitu : 4,5 V s.d. 5,5 V j. Pemrograman dapat dilakukan dengan mudah. Pemrograman dapat dilakukan dengan cara in system programming, artinya mikrokontroler ini dapat diganti programnya pada saat run time. k. Memiliki 32 buah register untuk user dan 64 buah register yang digunakan sebagai pengontrol fitur-fitur yang terintegrasi dalam mikrokontroler ini. ATMega 8535 memiliki input system reprogrammable flash memori untuk menyimpan program. Karena intruksi AVR memiliki lebar 16/32 bit, maka flash diatur sehingga 4Kx16,untuk keamanan software memori. Program flash memori dibagi ke dalam dua bagian yaitu bott program dan bagian program aplikasi. Memori flash memiliki ketahanan sampai kali tulis dan hapus. Program counter PLAT memiliki 12 bit untuk mengamati sampai 4K lokasi memori program. Gambar 2.1 Peta memori program pada ATMega 8535 Mikrokontroler ATMega 8535 menggunakan struktur harvard yaitu pengalamatan memori data dan memori program dipisahkan. Mikrokontroler ini juga menggunakan RISC (Reduced Instruction Set Computer). Rata-rata waktu pelaksanaan untuk satu instruksi dalam mikrokontroler ATMega 8535 adalah 1 cycle clock, sehingga untuk frekuensi clock 8 MHz, satu instruksi rata-rata dieksekusi hanya dalam waktu 0,125 μs. II-3

4 2.1.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 ini memiliki 4 buah port dengan masingmasing berjumlah 8 bit. Adapun konfigurasi pin dari mikrokontroler ini seperti diperlihatkan pada Gambar 2.2 berikut ini : Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 PDIP Fungsi masing pin-pin adalah sebagai berikut : Tabel 2.2 Fungsi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 Nama PIN Fungsi Pin VCC Tegangan supply digital GND Ground Berfungsi sebagai input tegangan analog ADC. Port ini juga dapat difungsikan sebagai port I/O 8 bit dengan resistor pull-up internal jika ADC-nya tidak digunakan. Output buffer porta memiliki karakteristik kendali simetris Port A (A0...A7) di kedua kemampuan sink dan source. Ketika pin A0-A7 digunakan sebagai input dan ditarik rendah dari luar, maka port ini akan menjadi sumber arus jika pull-up internal diaktifkan. Pin port A adalah tri-state ketika kondisi reset aktif bahkan ketika clock tidak jalan sekalipun. Port ini juga dapat difungsikan sebagai port I/O 8 bit Port B (B0...B7) dengan resistor pull-up internal. Output buffer port B II-4

5 Port C (C0...C7) Port D (D0...D7) RESET XTAL1 XTAL2 AVCC AREF memiliki karakteristik kendali simetris di kedua kemampuan sink dan source. Ketika pin B0-B7 digunakan sebagai input dan ditarik rendah dari luar, maka port ini akan menjadi sumber arus jika pull-up internal diaktifkan. Pin port B adalah tri-state ketika kondisi reset aktif bahkan ketika clock tidak jalan sekalipun. Port ini juga dapat difungsikan sebagai port I/O 8 bit dengan resistor pull-up internal. Output buffer port C memiliki karakteristik kendali simetris di kedua kemampuan sink dan source. Ketika pin C0-C7 digunakan sebagai input dan ditarik rendah dari luar, maka port ini akan menjadi sumber arus jika pull-up internal diaktifkan. Pin port C adalah tri-state ketika kondisi reset aktif bahkan ketika clock tidak jalan sekalipun. Port ini juga dapat difungsikan sebagai port I/O 8 bit dengan resistor pull-up internal. Output buffer port D memiliki karakteristik kendali simetris di kedua kemampuan sink dan source. Ketika pin D0-D7 digunakan sebagai input dan ditarik rendah dari luar, maka port ini akan menjadi sumber arus jika pull-up internal diaktifkan. Pin port D adalah tri-state ketika kondisi reset aktif bahkan ketika clock tidak jalan sekalipun. Merupakan pin reset on power untuk Mikrokontroler ATMega Mikrokontroler akan reset bila diberi logik rendah (logik 0) pada pin ini. Merupakan pin untuk input inverting oscillator amplifier dan input untuk internal clock. Merupakan output inverting oscillator amplifier. Tegangan supply untuk ADC pada port A Tegangan referensi untuk ADC. II-5

6 2.3 Display Display adalah komponen untuk menampilkan informasi. Sekarang ini banyak digunakan display dengan model LCD (Liquid Crystal Display) karena bentuknya yang kompak, ringan dan daya yang rendah. Pada aplikasinya, LCD banyak digunakan pada video game, telepon, kalkulator dan jam. LCD ini merupakan perangkat elektronik modulasi optic yang terbuat dari beberapa pixel dengan cairan Kristal yang tersusun didepan sumber cahaya (backlit) atau reflektor untuk menghasilkan gambar warna atau monokrom. Sebuah panel LCD tidak menghasilkan cahayanya sendiri, oleh karena itu panel memerlukan sumber cahaya dari luar untuk mekanisme timbulnya gambar yang dapat dilihat. Pada banyak tipe LCD, digunakan lampu cold cathode fluorescent yang dipasang dibelakang LCD. Terdapat 2 jenis LCD berdasarkan matrix-nya, pertama adalah passive-matrix dan kedua adalah active-matrix. Gambar 2.3 LCD passive-matrix 16*2 2.4 SHT 11 SHT11 Module adalah sebuah modul sensor yang dirancang untuk dapat mengukur suhu udara dan kelembaban udara. Modul sensor ini sudah memiliki keluaran digital dan sudah terkalibrasi, jadi pengguna tidak perlu lagi melakukan konversi A/D ataupun kalibrasi data sensor. Antarmuka modul ini adalah serial 2- wire (bukan I²C) sehingga sangat menghemat jalur I/O kontroler. Pada gambar 3.2 dibawah ini diketahui bahwa, Pin 1 sebagai jalur data serial yang bi-directional, Pin 3 merupakan serial clock input, Pin 4 merupakan ground, Pin 8 merupakan tegangan catu antara 2,4 Volt dan 5,5 Volt. II-6

7 Gambar 2.4 DT-SENSE SHT11 Module 2.5 MOC3021 MOC3021 adalah sebuah Optotriac dimana mengkombinasikan suatu diode pemancar cahaya inframerah (ILED) pada sisi masukan dan komponen yang peka cahaya pada sisi keluaran. MOC 3021 merupakan jenis optokopler dengan sisi keluaran berupa triac yang diaktifkan oleh cahaya pada sisi masukan. MOC3021 dapat diaktifkan dengan arus diatas 15 ma pada sisi masukan. Susunan rangkaian MOC 3021 seperti Gambar 2.5. Gambar 2.5 Skematik MOC Triac BT139 Pada pengendalian tegangan AC, digunakan bidirectional triode thyristor atau yang biasa dikenal sebagai triac. Triac dianggap sebagai dua buah thyristor tersambung secara antiparalel dengan koneksi gerbang seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6. II-7

8 (a) Rangkaian ekuivalen Triac. Gambar 2.6 Komponen Triac. (b) Simbol Triac. 2.7 Remote control Gambar 2.7 Remote TV SONY RM-952 Remote TV bekerja dengan menggunakan frekuensi carrier sekitar 36-40kHz. Untuk membangkitkan sinyal dengan frekuensi 40kHz tidak sulit tetapi untuk menerima sinyal dengan frekuensi 40 khz itu membutuhkan filters, penguatan sinyal, dan menghilangkan sinyal carrier sehingga data yang diterima benar-benar valid. Format data dari remote SONY tipe RM-827S terdiri dari 12 bits data. Data yang dikirimkan pertama kali adalah header selanjutnya baru data. Gambar 2.8 Header pulsa remote Format data: xxxxxx : LSB yyyyyy : MSB Untuk dapat mengamati bentuk sinyal yang dipancarkan oleh remote maka diperlukan osiloskop. Dengan osiloskop akan diketahui bentuk sinyal dari masing- II-8

9 masing tombol pada remote. Berikut ini adalah bentuk-bentuk sinyal dari remote SONY pada Gambar 2.9. Gambar 2.9 bentuk sinyal dari remote 2.7 Transduser Penerima Inframerah Sensor inframerah merupakan salah satu sensor fotoelektrik. Sensor fotoelektrik adalah suatu peralatan elektronik yang bereaksi atas suatu perubahan intensitas cahaya yang menimpanya. Transduser inframerah tidak hanya bisa mendeteksi perubahan cahaya yang menimpanya tetapi juga mampu mengondisikan sinyal yang masuk menjadi sinyal logika 1 dan logika 0 seperti yang dibutuhkan oleh mikrokontroler. Transduser inframerah terdiri dari 3 kaki yaitu VCC,GND dan DATA. Frekuensi yang dapat dikenalinya yaitu frekuensi yang berada pada range 36 sampai 40 KHz. Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah 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 infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. II-9

10 Gambar 2.10 TSOP34838 II-10