SISTEM PENGEPEKAN BENDA MENGGUNAKAN SENSOR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLER. ATmega8535

Transkripsi

1 SISTEM PENGEPEKAN BENDA MENGGUNAKAN SENSOR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik Elektro Disusun oleh : Ade Agung Setiawan D FAKULTAS TEKNIK JURUSAN ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2007

2 LEMBAR PERSETUJUAN Tugas Akhir dengan judul SISTEM PENGEPAKAN BENDA MENGGUNAKAN SENSOR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega8535 ini telah disetujui dan disahkan pada : Pada : Tanggal : Pembimbing I Pembimbing II Hernawan S, ST,MT. Endah Sudarmilah, ST

3

4 HALAMAN PENGESAHAN Tugas akhir dengan judul SISTEM PENGEPAKAN BENDA MENGGUNAKAN SENSOR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 ini telah disahkan. Hari : Tanggal : Oleh : 1. Ir. Jatmiko, MT ( ) Ketua Jurusan Teknik Elektro 2. Gunawan Ariyanto, ST, MComp Sc ( ) Dosen Penguji I 3. Aris Rakhmadi, ST ( ) Dosen Penguji II 4. Hernawan, ST, MT ( ) Dosen Pembimbing I 5. Endah Sudarmilah, ST ( ) Dosen Pembimbing II Mengetahui Dekan Fakultas Teknik (Ir. Sri Widodo, MT) iii

5 ABSTRAKSI Kebutuhan sistem dalam dunia kerja saat ini telah dituntut untuk melakukan suatu pekerjaan secara otomatis dan cepat. Hal ini terbukti semakin banyaknya inovasi alat yang sangat canggih dan praktis sehingga dapat membantu atau menggantikan peran kerja orang. Tetapi peran orang ini pun juga amat penting yaitu untuk mengontrol alat atau merancang alat agar lebih kompeten. Contohnya, sistem pengepakan benda pada pabrik-pabrik tertentu masih menggunakan peran kerja orang yang sangat dominan. Dikarenakan tidak adanya suatu kontrol alat otomatis secara keseluruhan, maka penulis bertujuan untuk merancang sistem tersebut dengan menggunakan mikrokontroler AVR ATmega8535. Dalam perancangan sistem pengepakan benda menggunakan sensor infra merah berbasis mikrokontroler ATmega8535 yang mempunyai sistem kerja, saat sensor pertama mendeteksi adanya box, konveyer pertama yang digerakkan motor pertama akan berhenti, kemudian konveyer kedua yang digerakkan motor kedua akan berhenti setelah sensor kedua mendeteksi adanya benda mencapai jumlah yang telah diset pada mikrokontroler. Laporan sistem pengepakan benda ini, hanya mengacu pada pengontrolan dan perhitungan benda oleh sensor infra merah, sehingga aplikasi alat diharapkan oleh penulis agar dapat mempermudah dalam pengepakan dan perhitungan benda saja. Kata kunci : Mikrokontroler AVR ATmega8535, Sensor Infra Merah, Sistem Pengepakan Benda. iv

6 DAFTAR KONTRIBUSI Dalam tugas akhir ini penulis membuat sistem pengepakan benda menggunakan sensor infra merah berbasis mikrokontroler ATmega8535. Berikut adalah daftar kerja yang ada dalam tugas akhir ini : - Penulis menggunakan mikrokontroler ATmega8535 sebagai kontrol kerja sistem pengepakan benda. - Penulis menggunakan software studio 4 yang di-download gratis dari internet. - Penulis menggunakan sensor infra merah untuk mendeteksi benda. - Penulis menggunakan motor DC untuk menggerakkan belt.. - Penulis menggunakan LCD sebagai alat penampil proses dan hasil kerja sistem pengepakan benda. - Penulis dalam pembuatan sistem mengenai perangkat keras dan perangkat lunak dibantu sebagian besar oleh teman seperjuangan yang bernama Sundari. Demikian daftar kontribusi saya buat dengan sejujur-jujurnya. Saya bertanggung jawab atas isi dan kebenaran daftar diatas. Surakarta, 13 Maret 2007 Dosen Pembimbing Mahasiswa Endah Sudarmilah, ST Ade Agung Setiawan

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... ABSTRAKSI... DAFTAR KONTRIBUSI... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR PERSAMAAN... i ii iii iv v vi x xii xiv BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Manfaat Perancangan Tujuan Perancangan Metodologi Sistematika Penulisan... 3 BAB II. LANDASAN TEORI 2.1. Mikrokontroler AVR ATmega Arsitektur ATmega vi

8 Fitur ATmega Konfigurasi Pin ATmega Status Register (SREG) Timer / Counter Timer / Counter Timer / Counter Timer / Counter Register TIMSK dan TIFR Sensor LED (Light Emitting Diode) Infra Red Fototransistor Transistor Diode Emiter dan Kolektor Transistor Sebagai Saklar Penyearah (Rectifier) Tampilan Kristal Cair (Liquid Crystal Display) Diagram Blok LCD Operasi-Operasi Dasar LCD Motor DC BAB III. PERANCANGAN DAN LANGKAH PENGUJIAN SISTEM 3.1. Blok Diagram Prinsip Kerja Sistem Perancangan Hardware vii

9 Alat Peraga Simulasi Rangkaian Sensor Infrared Rangkaian Pemancar Infrared Rangkaian Penerima Infrared Rangkaian Mikrokontroler ATmega Driver Motor Rangkaian LCD Perancangan Software Flowchart Program Perancangan Program Inisialisasi LCD Program Pendeteksi Box Program Perhitungan Benda Yang Akan Dikemas Program Kontrol Manual Langkah Pengujian Sistem Pengujian Tranciever atau Pemancar Infrared Pengujian Rangkaian Penerima Infrared Rangkaian Mikrokontroler Pengujian Rangkaian Driver Motor dan Motor DC Pengujian Rangkaian LCD BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Pengujian Rangkaian Pemancar Infrared Hasil Pengujian Analisa dan Kesimpulan Hasil Pengujian viii

10 4.2. Pengujian Rangkaian Penerima Infrared Hasil Pengujian Analisa Hasil Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Hasil Pengujian Analisa Hasil Percobaan Rangkaian Driver Motor dan Motor DC Hasil Pengujian Analisa Dari Hasil Pengujian Rangkaian LCD Hasil Pengujian Analisa Pengujian Rangkaian Keseluruhan Dari Sistem Hasil Pengujian Analisa Hasil Pengujian BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Saran Pengembangan LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATmega Gambar 2.2 Pin ATmega Gambar 2.3 Konfigurasi Memori Data AVR ATmega Gambar 2.4 Memori Program AVR ATmega Gambar 2.5 Status Register ATmega Gambar 2.6 Register TCCR Gambar 2.7 Register TCCR1A Gambar 2.8 Register TCCR1B Gambar 2.9 Register TCCR Gambar 2.10 Register TIMSK Gambar 2.11 Register TIFR Gambar 2.12 Lambang Skematik LED Gambar 2.13 Simbol Fototransistor Gambar 2.14 Tiga Daerah Transistor Gambar 2.15 Simbol Fototransistor Gambar 2.16 Transistor Sebagai Saklar Gambar 2.17 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Dua Dioda Gambar 2.18 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Dioda Jembatan Gambar 2.19 Bentuk Gelombang Keluaran Hasil Penyearahan Gambar 2.20 Tampilan Kristal Cair 2 x 16 Karakter Gambar 2.21 Diagram Blok Tampilan Kristal Cair x

12 Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Gambar 3.2 Alat Simulasi Pengepakan Benda Gambar 3.3 Rangkaian Pemancar Infra Merah Gambar 3.4 Rangkaian Penerima Infra Merah Untuk Counter Gambar 3.5 Rangkaian Penerima Infrared Pendeteksi Box Gambar 3.6 Rangkaian Mikrokontroler AVR ATmega Gambar 3.7 Rangkaian Driver Motor Dengan Transistor TIP Gambar 3.8 Rangkaian Antarmuka ATmega8535 Dengan LCD Gambar 3.9 Flowchart Diagram Alur Program Gambar 3.10 Pengukuran Rangkaian Penerima Infrared Gambar 4.1 Tampilan LCD Gambar 4.2 Alur Kerja Pengepakan xi

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi Bit WGM21 dan WGM Tabel 2.2 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Non PWM Tabel 2.3 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Fast PWM Tabel 2.4 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Phase Correct PWM.. 15 Tabel 2.5 Konfigurasi Bit Clock Select Untuk Memilih Sumber Clock 15 Tabel 2.6 Konfigurasi Bit Compare Output Mode Non PWM Tabel 2.7 Konfigurasi Bit Compare Output Mode Fast PWM Tabel 2.8 Konfigurasi Bit Compare Output Mode Phase Correct dan Frequency Correct PWM.. 18 Tabel 2.9 Konfigurasi Bit Clock Select Untuk Memilih Sumber Clock 19 Tabel 2.10 Konfigurasi Bit Clock Select Untuk Memilih Sumber Clock 20 Tabel 2.11 Konfigurasi Bit WGM21 dan WGM Tabel 2.12 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Non PWM Tabel 2.13 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Fast PWM Tabel 2.14 Konfigurasi Bit COM21 dan COM20 Compare Output Mode Phase Correct PWM.. 22 xii

14 Tabel 2.15 Konfigurasi Bit Clock Select Untuk Memilih Sumber Clock 23 Tabel 2.16 Fungsi Sinyal-Sinyal Pada Tampilan Kristal Cair Tabel 2.17 Pemilihan Register.. 41 Tabel 4.1 Pengujian Frekuensi Tabel 4.2 Pengujian Pin Mikrokontroler Pada Port A Tabel 4.3 Pengukuran Pin Mikrokontroler Pada Port B Tabel 4.4 Pengukuran Pin Mikrokontroler Pada Port C Tabel 4.5 Pengukuran Pin Mikrokontroler Pada Port D Tabel 4.6 Tegangan Suplay Pada Motor Tabel 4.7 Pengujian Halangan Sensor Pertama Tabel 4.8 Pengujian Halangan Sensor Kedua xiii

15 DAFTAR PERSAMAAN Persamaan 2.1 Untuk Menghitung Arus Kolektor Jika Basis Terbuka Persamaan 2.2 Untuk Menghitung Arus Kolektor Total Jika Ada Radiasi Persamaan 2.3 Untuk Menghitung Arus Basis Persamaan 2.4 Untuk Menghitung Arus Basis Persamaan 2.5 Untuk Menghitung Arus Kolektor Saturasi Persamaan 2.6 Untuk Menghitung Tegangan Jika Transistor Dalam Keadaan Cut Off Persamaan 2.7 Untuk Menghitung Tegangan Maksimum Pada Keluaran Penyearah Gelombang Penuh Persamaan 2.8 Untuk Menghitung Besarnya Tegangan Searah Pada Keluaran Penyearah Gelombang Penuh Persamaan 3.1 Untuk Menghitung Frekuensi Termodulasi Pada Rangkaian Pemancar Infrared Persamaan 3.2 Untuk Menghitung Frekuensi Referensi Pada Rangkaian Penerima Infrared xiv

16 MOTTO Dan tiadalah kehidupan dunia ini kecuali permainan dan senda gurau belaka, dan sungguh negeri akhirat itu lebih baik bagi orang-orang yang bertaqwa. Maka apakah kamu tidak memahaminya? ( Q.S. Al An am 32 ) Demi masa. Sesungguhnya manusia itu benar-benar berada dalam kerugian. Kecuali orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal shalih dan nasihatmenasihati supaya menaati kebenaran dan nasihat-menasihati supaya menepati kesabaran. ( Q.S. Al- Ashr 1-3 ) Hai anakku, dirikanlah shalat dan suruhlah (manusia) mengerjakan yang baik dan cegahlah (mereka) dari perbuatan yang munkar dan bersabarlah atas apa-apa yang menimpa kamu. Sesungguhnya yang demikian itu adalah urusan yang diutamakan. ( Q.S. Lukman 17 )

17 PERSEMBAHAN Kupersembahkan karya ini untuk : ALLAH SWT, TUHAN SEKALIAN MANUSIA. IBU, IBU, IBU dan AYAH serta kedua SAUDARA KU sekeluarga atas kasih sayang, pengorbanan, ketulusan dan keikhlasan serta do a dan tangisannya ditengah malam yang menjadi sumber motivasi bagi saya. Semua sahabat sejatiku atas kerjasamanya selama ini. VESPA-qoE, mantan kekasih. Dosen pembimbing ku TERCINTA, ibu endah SUDarmilaH yang LUCU. Bu Umi yang GENdut. Temen SAK perjuangan kelas C\2002/ums_elektro yang PUNK,i n CUL.