PENGATURAN TIRAI BERDASARKAN WAKTU NYATA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENGATURAN TIRAI BERDASARKAN WAKTU NYATA Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh: ANINDITYA DICHI SAPTARINI NIM: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 i

2 FINAL PROJECT CURTAIN CONTROL BASED ON REAL TIME CLOCK Presented as Partial Fullfillment of Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program ANINDITYA DICHI SAPTARINI NIM: ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2014 ii

3 HALAMAN PERSETUJUAFI TUGAS AKHIR PENGATURAN TIRAI BERDASARKAN WAKTU NTYATA (CURTAIN CQNTROL WITH REAL TIME CLOCK) ffi6#ffi ffifi; ranggal : 24 ol2ol4 1u

4 HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR,, PENGATURAN TIRAI BERDASARKAI WAKTUI\IYATA Tanda Tangan Ketua Sekretaris Anggota Martanto, S.T., M.T. Yoryakarta,Zg 3q^ 2ot4 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma PrimaRosa, S.Si., M.Sc.,

5 . PERSIYATAAT KEASLIAN KARYA *Saya meirydakan dengan sesmgguhya hhwa tugas akhir yang siya tutis ini tidak me,muat karya eu bagian karya orang lain, kecuali yeg tetah disobr*kan datam hrtipm dm ddar pudq sebgaimsna lfrrnaknya kary& ilmiah." J v

6 HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO Dengan ini kupersembahkan karyaku untuk Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria Keluargaku tercinta Teman-teman seperjuangan Kekasih hatiku Dan semua orang yang mengasihiku Terima kasih untuk semuanya... vi

7 IIALAMAN PERTYATAAN PERSETUJUAI PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yaag bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Aninditya Dichi Saptarini Nomor Mahasiswa : Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : PENGATIIRAN TIRAI BERDASARKAI\ WAKTU hiyata beserta peraagkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak rmtuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalaur bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di intenret atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ljin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang sayabuat dengan sebenarnya. Yogyakarta" 18 Desember 2013 v11

8 INTISARI Setiap orang menginginkan segala sesuatu dapat dilakukan secara otomatis dan mudah. Salah satu contohnya adalah membuka dan menutup tirai. Banyak rumah berjendela besar menyulitkan penghuni rumah jika harus membuka dan menutup tirai berulang kali. Padahal banyak manfaat sinar matahari yang masuk ke dalam ruangan jika tirai dibuka. Pengaturan tirai secara otomatis membantu penghuni rumah untuk membuka tirai diwaktu tertentu. Pengguna terlebih dahulu memasukkan data waktu menggunakan keypad. Ada dua menu pada alat yang dibuat yaitu menu otomatis dan menu manual. Pada menu otomatis, pengguna dapat memilih 1 dari 7 mode yang sudah disediakan, sedangkan pada menu manual pengguna dapat memasukkan waktu secara bebas sampai 3 kali. Mikrokontroler ATmega32 mengendalikan sistem sehingga saat data waktu masukan sama dengan waktu yang berjalan, motor akan berputar membuka atau menutup tirai sampai limit switch tertekan dan motor akan berhenti. Hasil tugas akhir yang dirancang menggunakan mikrokontroler ATmega32 ini berupa prototipe pengaturan tirai berdasarkan waktu nyata berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Waktu nyata dirancang menggunakan RTC DS1307 dengan kesalahan 0 % dan waktu ditampilkan pada LCD. Kata kunci: tirai, RTC DS1307, ATmega32 viii

9 ABSTRACT Everyone wants everything done automatically and easily. One of the examples is to open and close the curtains. A house with lots of large windows complicate occupants when they have to open and close the curtains repeatedly. Whereas there are many benefits of sunlight entering the room when the curtain opened. Setting curtain automatically will help occupants to open the curtain in certain time. First, the user need to insert time using keypad. There are two options in the appliance; automatic menu and manual menu. In the automatic menu, the user just need to select one of seven provided mode, while on the manual menu the user can manually enter a time freely until 3 inputs. ATmega32 microcontroller controls the system, so when the input data time equal to the running time, the motor will rotate to open or close the curtains until limit switch is pressed and the motor will stop. The results of the final project which is designed by using the ATmega32 microcontroller prototype curtain arrangement based on real time has successfully created and worked well. Real time is designed using DS1307 RTC with an error 0 % and the time displayed on the LCD. Keywords: curtain, RTC DS1307, ATmega32 ix

10 KATAPENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah memberikan berkat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana. Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ketua Program Studi Teknik Elekho Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. k. Tjendro, M.Kom., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritilq saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini. 4. B. Wuri Haxini, S.T., M.T., dan Martanto, S.T., M.T., dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi sluipsi ini. 5. Kedua orang tua dan adik-adik saya, atas dukungan, doa, cintq perhatian, kasih sayang yang tiada henti. 6. Staffsekretariat Teknik Elekho, atas bantuan dalam melayani matrasiswa. 7. Jonatan Bagas, atas perhatian, sernangat dan dengan setia mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Maria Ratna dan Rian, yang selalu mendukung dalam proses penyelesaian skripsi ini. 9. Teman-teman seperjuangan Teknik Elekho angkatan 2008, teman-teman OMK Laurensius, Socchissora Choir, dan semua teman yang mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telatr diberikan dalam penyelesaian slaipsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan alfiir ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalatran. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya. Penulis

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP... LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... INTISARI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i iii iv v vi vii viii ix x xi xiv xvii DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Batasan Masalah Metodologi Penelitian... 2 BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroler ATmega Arsitektur ATmega Peta Memori ATmega Reset Osilator Eksternal Timer/Counter xi

12 Register Pengendali Timer Mode Operasi Real Time Clock DS Komunikasi I 2 C Liquid Crystal Display (LCD) 2x Light-Emitting Diode (LED) Keypad Motor DC 12V Limit Switch L BAB III PERANCANGAN 3.1 Proses Kerja Sistem Perancangan Prototipe Perancangan Perangkat Keras Sistem Minimum ATmega Rangkaian LCD 2x Sensor LM Rangkaian Motor DC Keypad Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir Sistem Diagram Alir Pengaturan RTC Diagram Alir Subrutin Menu Diagram Alir Proses BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Implementasi Alat Pengujian Keberhasilan Sistem Pengujian Rangkaian Penyearah Pengujian Rangkaian Penggerak Pengujian Rangkaian RTC Pembahasan Perangkat Lunak xii

13 Program Sistem Program Pengaturan RTC Program Menu Program EEPROM Program Subrutin Menu Program Proses BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Diagram blok perancangan... 3 Gambar 2.1. Konfigurasi pin Atmega Gambar 2.2. Rangkaian reset... 7 Gambar 2.3. Kristal (XTAL)... 8 Gambar 2.4. Pulsa Fast PWM Gambar 2.5. Pulsa Phase Correct PWM Gambar 2.6. Diagram blok DS Gambar 2.7. Konfigurasi pin RTC DS Gambar 2.8. Konfigurasi umum DS1307 dengan mikrokontroler Gambar 2.9. Urutan-urutan Slave Receiver Mode (Write Mode) Gambar Urutan-urutan Slave Transmitter Mode (Read Mode) Gambar Baris dan Kolom Karakter pada LCD Gambar LCD 2x Gambar Konfigurasi LED Gambar Rangkaian indikator LED Gambar Rangkaian keypad Gambar Konstruksi motor DC Gambar Konstruksi limit switch Gambar Limit Switch Gambar Diagram blok L Gambar Konfigurasi pin L Gambar 3.1. Diagram blok perancangan Gambar 3.2. Desain tampak belakang Gambar 3.3. Desain tampak dari dalam Gambar 3.4. Sistem minimum ATmega Gambar 3.5. Rangkaian sistem minimum ATmega Gambar 3.6. Rangkaian LCD Gambar 3.7. Rangkaian RTC DS Gambar 3.8. Rangkaian driver L xiv

15 Gambar 3.9. Rangkaian keypad 4x Gambar Diagram alir sistem Gambar Diagram alir pengaturan RTC Gambar Diagram alir menu manual Gambar Diagram alir menu otomatis Gambar Diagram alir proses Gambar 4.1. Prototipe ruangan Gambar 4.2. Perbandingan compiler program Gambar 4.3. Rangkaian mikrokontroler Gambar 4.4. Rangkaian driver Gambar 4.5. Rangkaian RTC Gambar 4.6. LCD Gambar 4.7. Rangkaian Penyearah 6 Volt Gambar 4.8. Rangkaian Penyearah 12 Volt Gambar 4.9. Keypad 4x Gambar Frekuensi pada RTC Gambar Listing program inisialisasi Gambar Tampilan awal Gambar Listing program sistem Gambar Inisialisasi port komunikasi RTC Gambar Listing program setting tanggal Gambar Tampilan setting tanggal Gambar Listing batasan masukan tanggal Gambar Tampilan jika data masukan dari keypad salah Gambar Listing program memasukkan data hari Gambar (lanjutan) Listing program memasukkan data hari Gambar Tampilan pilihan hari Gambar Listing nama hari Gambar Listing program setting waktu Gambar Tampilan setting waktu Gambar Listing batas masukan waktu Gambar Tampilan waktu, tanggal, dan hari Gambar Submenu pada sistem xv

16 Gambar Listing program menu Gambar Listing program EEPROM Gambar Listing program menu otomatis Gambar Tampilan setelah memilih menu otomatis Gambar Tampilan memilih mode 1 pada menu otomatis Gambar Listing program waktu buka Gambar Tampilan memasukkan waktu buka Gambar Listing program waktu tutup Gambar (lanjutan) Listing program waktu tutup Gambar Tampilan memasukkan waktu tutup Gambar Listing program menu manual Gambar Tampilan waktubuka[i]>=waktututup[i] Gambar Tampilan waktubuka[i]<waktututup[i-1] Gambar Tampilan menambah data masukan pada menu manual Gambar Tampilan data masukan menu manual setelah 3 pasang data Gambar Pengaturan PWM Gambar Listing program proses xvi

17 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Fungsi khusus port B... 6 Tabel 2.2. Fungsi khusus port C... 6 Tabel 2.3. Fungsi khusus port D... 7 Tabel 2.4. Register TCCR 1 A... 8 Tabel 2.5. Mode normal dan CTC... 9 Tabel 2.6. Mode Fast PWM... 9 Tabel 2.7. Mode Phase Correct dan Phase & Frekuensi PWM... 9 Tabel 2.8. Mode operasi Tabel 2.9. Register TCCR 1 B Tabel Prescaler timer/counter Tabel Register 1A Tabel Register 1B Tabel Register Tabel Register TIMSK Tabel Register TIFR Tabel Register-register pada DS Tabel Fungsi Pin-pin LCD Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler Tabel 3.2. Penggunaan tombol pada keypad Tabel 4.1. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu otomatis Tabel 4.2. Hasil pengujian limit switch pada menu otomatis Tabel 4.3. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu manual Tabel 4.4. Hasil pengujian limit switch pada menu manual Tabel 4.5. Hasil pengujian tegangan keluaran penyearah Tabel 4.6. Hasil pengujian rangkaian driver xvii

18 DAFTAR LAMPIRAN L.1. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu otomatis... L1 L.2. Hasil pengujian limit switch pada menu otomatis... L2 L.3. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu manual dengan 1 pasang data masukan... L3 L.4. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu manual dengan 2 pasang data masukan... L3 L.5. Hasil pengujian pergerakan motor pada menu manual dengan 3 pasang data masukan... L3 L.6. Hasil pengujian limit switch pada menu manual dengan 1 pasang data masukan L4 L.7. Hasil pengujian limit switch pada menu manual dengan 2 pasang data masukan L4 L.8. Hasil pengujian limit switch pada menu manual dengan 3 pasang data masukan L4 L.9. Listing Program Keseluruhan L5 L.10. Rangkaian Keseluruhan... L27 xviii

19 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pada dasarnya sebagian besar manusia ingin hidup serba enak. Seiring perkembangan zaman yang semakin pesat berbagai peralatan elektronik diciptakan menggunakan kendali jarak jauh maupun otomatis. Dalam perkembangan selanjutnya tidak hanya menuntut manusia akan kebutuhannya tetapi juga gaya hidup peradaban modern. Pada perumahan di daerah perkotaan misalnya, peralatan elektronik yang yang memakai kendali jarak jauh maupun otomatis dan banyak dijumpai adalah air conditioner (AC) dan remote televisi. Setiap orang menginginkan segala sesuatu dapat dilakukan secara otomatis dan mudah, salah satu contohnya adalah membuka dan menutup tirai. Kesibukan pekerjaan maupun aktivitas sehari-hari menyebabkan manusia tidak memilih untuk membuka tirai pada pagi hari padahal banyak sekali manfaat yang didapat saat tirai terbuka. Seperti yang diketahui manfaat sinar matahari di pagi hari yang masuk ke ruangan dapat menyirkulasi udara sehingga udara dalam ruangan bisa lebih segar dan sejuk. Pencahayaan pada ruangan sebaiknya bersumber pada cahaya alami sehingga selain sehat juga dapat menghemat energi pada siang hari dan tidak perlu menyalakan lampu di siang hari. Selain sebagai sumber vitamin D pada pagi hari, sinar matahari juga bisa berfungsi untuk membunuh beberapa jenis jamur dan bakteri negatif. Cahaya alami (yang berasal dari matahari) yang masuk ke dalam ruangan dapat membersihkan ruangan sekaligus menghangatkan ruangan agar tidak lembab [1]. Bagi penghuni rumah yang memiliki jendela besar tentu akan merasa kesulitan saat harus menarik tali untuk membuka tirai dan menutup tirai jika dalam satu hari harus melakukannya berulang kali. Dengan adanya tirai otomatis, maka dalam prosesnya akan memudahkan pekerjaan manusia menjadi lebih efisien untuk mengerjakan sesuatu yang lain dan penghematan waktu bagi mereka yang memiliki jendela besar. Melihat situasi yang terjadi maka perlu didesain tirai otomatis untuk memenuhi kebutuhan manusia dalam hal membuka dan menutup tirai secara otomatis diwaktu-waktu tertentu. Penulis ingin mengaplikasikan suatu karya yang praktis dan berguna bagi masyarakat dalam kehidupan sehari-hari. Hal inilah mendasari penulis untuk mengambil tema dalam 1

20 2 tugas akhir yang berjudul Pengaturan Tirai Berdasarkan Waktu Nyata. Sistem ini akan membandingkan waktu nyata (berdasarkan pembagian waktu wilayah) dengan data yang dipilih oleh pengguna. Jika waktu keduanya sama maka mikrokontroler sebagai pengendali sistem akan menggerakkan motor secara otomatis untuk membuka atau menutup tirai. Penulis melihat bahwa penggunaan tirai otomatis akan memeroleh tanggapan positif di bidang arsitektur karena akan memiliki daya jual yang tinggi pada suatu proyek properti Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan prototipe ruangan berupa tirai otomatis menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307 dengan mikrokontroler ATmega8535. Manfaat penelitian ini sebagai alat yang praktis untuk mempermudah memasukkan unsur cahaya matahari ke dalam ruangan diwaktu-waktu tertentu Batasan Masalah Penelitian dibatasi pada pembuatan prototipe sebagai sarana menyimulasikan alat dengan menggunakan RTC dan program pengaksesan data untuk mengendalikan arah putaran motor DC dengan masukan dari keypad. Batasan masalah dalam penelitian ini adalah: a. Menggunakan mikrokontroler ATmega8535 b. Menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307 c. Menggunakan driver seri L298 d. Penggerak tirai menggunakan motor DC 12V e. Menyimpan 7 mode buka-tutup tirai sebagai menu otomatis dan 1 menu manual 1.4. Metodologi Penelitian Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai maka metode-metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: a. Studi Literatur Studi literatur yang dimaksudkan adalah mengumpulkan dan mencari literatur dari buku, artikel maupun dari sumber lain yang menunjang dari perencanaan dan yang berkaitan dengan masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini.

21 3 b. Perancangan subsistem hardware dan software Perancangan bertujuan untuk memeroleh rancangan dari sistem tirai yang secara otomatis bekerja saat dibutuhkan. Dalam perancangan ini ada proses yang dikendalikan yaitu gerak arah putaran motor DC. Rancangan hardware adalah untuk menentukan piranti-piranti yang dibutuhkan selama proses dan juga rangkaian-rangkaian elektronika yang akan digunakan. Sistem mekanik yang diperlukan untuk menggerakkan pengait tirai adalah motor DC dan dari segi elektronika adalah rangkaian driver, sistem minimum mikrokontroler dan rangkaian RTC. Untuk menjalankan sistem ini dibutuhkan rancangan software yang meliputi pembuatan program dan logika-logika yang diperlukan untuk mengendalikan gerak motor DC berdasarkan data masukan waktu nyata. c. Pembuatan subsistem hardware dan software Berdasarkan gambar 1.1., rangkaian akan bekerja saat pengguna memasukkan data dengan mengatur pada waktu tertentu untuk membuka atau menutup tirai. Setelah diproses, maka mikrokontroler mengendalikan driver agar motor bergerak searah jarum jam atau berlawanan dengan arah jarum jam sesuai dengan posisi awal tirai. Penampil RTC Mikrokontroler Driver motor Masukan Motor DC Gambar 1.1. Diagram blok perancangan d. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan cara mengatur masukan dari keypad pada pukul berapa tirai akan dibuka atau ditutup secara manual maupun otomatis. Setelah itu dilakukan pengamatan pada arah gerakan motor DC untuk dapat membuka maupun menutup tirai dan pengamatan terhadap ketepatan waktu. e. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dilakukan dengan melihat persentase kesalahan yang terjadi pada sistem, yaitu pada hardware dan software. Kesimpulan berupa hasil perancangan yang terjadi.

22 BAB II DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroler ATmega8535 Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor yang didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai [2]. Sehingga pengguna tinggal memrogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya Arsitektur ATmega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut [3] : a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu PortA, PortB, PortC dan PortD b. ADC 10 bit sebanyak 8 channel c. Tiga buah timer/counter yaitu Timer0, Timer1, dan Timer2 d. Watchdog Timer dengan osilator internal e. SRAM sebanyak 512 byte f. Memori Flash sebesar 8 Kbyte g. Sumber Interupsi internal dan eksternal h. Port SPI (Serial Pheriperal Interface) i. EEPROM on board sebanyak 512 byte j. Komparator analog k. Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter) Peta Memori ATmega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori yaitu memori flash, memori data dan memori EEPROM [2]. a. Memori flash ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte mulai dari alamat 0000h 0FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. 4

23 5 b. Memori data Memori data pada ATmega8535 memiliki kapasitas sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serbaguna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serbaguna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instruksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM. c. Memori EEPROM Memori EEPROM adalah memori yang dapat menyimpan data ketika chip running atau mati (off) yang biasanya digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya. Memori EEPROM ATmega8535 memiliki kapasitas sebesar 512 byte. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535 [2] Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.1. dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8535 sebagai berikut [2]: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai input catu daya.

24 6 2. GND merupakan pin Ground. 3. Port A (porta0...porta7) merupakan pin input/output dua arah dan pin input ADC. 4. Port B (portb0 portb7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Fungsi khusus port B [2] Pin PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0 Fungsi Khusus SCK (SPI Bus Serial Clock) MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) SS (SPI Slave Select Input) AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input) T1 (Timer/Counter1 External Counter Input) T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output) 5. Port C (portc0 portc7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Fungsi khusus portc [2] Pin PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 Fungsi khusus TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) Input/ Output Input/ Output Input/ Output Input/ Output SDA ( Two-wire Serial Bus Data Input/ Output Line) SCL ( Two-wire Serial Bus Clock Line) 6. Port D (portd0 portd7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.

25 7 Tabel 2.3. Fungsi khusus port D [2] Pin PD7 PD6 PD5 PD4 PD3 PD2 PD1 PD0 Fungsi khusus OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin) OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) INT1 (External Interrupt 1 Input) INT0 (External Interrupt 0 Input) TXD (USART Output Pin) RXD (USART Input Pin) 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC. 10. AREFF merupakan pin input tegangan referensi ADC Reset Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0 [2]. Jika membutuhkan tombol reset, dapat ditambahkan dengan rangkaian reset seperti gambar 2.2. Gambar 2.2. Rangkaian reset [2] Osilator Eksternal Rangkaian osilator eksternal adalah rangkaian pembangkit frekuensi untuk menentukan besarnya waktu untuk tiap siklus pada mikrokontroler [2]. Waktu yang dibutuhkan tiap satu siklus dapat dilakukan dengan persamaan berikut: T cycle = (2.1)

26 8 dengan: f osc adalah frekuensi clock chip T cycle adalah waktu untuk tiap satu siklus mikrokontroler Komponen XTAL biasanya digunakan untuk membangkitkan clock mikrokontroler. Keuntungan dari penggunaan komponen ini adalah penentuan frekuensi osilator yang tepat. Nilai XTAL yang digunakan untuk sistem minimum ATmega8535 adalah 12MHz. Gambar 2.3. Kristal (XTAL) Timer/Counter1 Timer/counter1 adalah sebuah timer/counter yang mempunyai kapasitas cacahan 16 bit baik pulsa/ clock internal maupun eksternal yang dilengkapi prescaler sumber pulsa/ clock hingga 10 bit [2]. Timer/counter1 dapat digunakan untuk : a. Timer/counter biasa b. Clear Timer on Compare Match (auto reload) c. Counter pulsa eksternal. d. Sebagai pembangkit frekuensi e. Sebagai pembangkit gelombang PWM Register Pengendali Timer1 1. Timer/Counter1 Control RegisterA TCCR 1 A Tabel 2.4. Register TCCR 1 A [2] Bit COM1A1 COM1A0 COM1B1 COM1B0 FOC1A FOC1B WGM11 WGM10 TCCR1A Read/Write W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value Bit 7:6 COM 1 A 1 :0: Compare Output Mode for channel A Bit 5:4 COM 1 B 1 :0: Compare Output Mode for channel B

27 9 Bit-bit ini bertugas mengendalikan sifat pin OC 1 A atau OC 1 B yang berhubungan dengan mode operasi yang digunakan. COM1A1/ COM1B1 COM1A0/ COM1B0 Tabel 2.5. Mode normal dan CTC [2] Keterangan 0 0 Tidak dihubungkan dengan pin OC1A/ OC1B 0 1 Toggle pin OC1A/ OC1B saat compare match 1 0 Clear pin OC1A/ OC1B saat compare match 1 1 Set pin OC1A/ OC1B saat compare match COM1A1/ COM1B1 COM1A0/ COM1B0 Tabel 2.6. Mode fast PWM [2] Keterangan 0 0 Tidak dihubungkan dengan pin OC1A/ OC1B WGM13:0=15; toggle pin OC1A pada saat compare match, pin OC1B tidak dihubungkan, untuk setting WGM13:0 yang lain pin OC1A/ OC1B tidak dihubungkan Clear pin OC1A/ OC1B saat compare match, set pin OC1A/ OC1B pada saat BOTTOM (noninverting) Set pin OC1A/ OC1B saat compare match, clear OC1A/ OC1B pada saat BOTTOM (inverting) Tabel 2.7. Mode Phase Correct dan Phase & Frekuensi Correct PWM [2] COM1A1/ COM1B1 COM1A0/ COM1B0 Keterangan 0 0 Tidak dihubungkan dengan pin OC1A/ OC1B WGM13:0=9 atau 14; toggle pin OC1A pada saat compare match, pin OC1B tidak dihubungkan, untuk setting WGM13:0 yang lain pin OC1A/ OC1B tidak dihubungkan Clear OC1A/ OC1B saat compare match ketika counting-up, set pin OC1A/ OC1B saat compare match ketika counting-down (noninverting) Set pin OC1A/ OC1B saat compare match ketika counting-up, clear pin OC1A/ OC1B saat compare match ketika counting-down (inverting) Bit 3 FOC 1 A: Force Output Compare for channel A Bit 2 FOC 1 B: Force Output Compare for channel B

28 10 Bit FOC 1 A/FOC 1 B hanya dapat digunakan ketika menggunakan mode operasi non- PWM. Jika bit-bit ini di-set, maka akan memaksa terjadinya compare match. Bit 1:0 WGM11:0: Waveform Generator Mode Kedua bit ini bersamaan dengan bit WGM13:12 dalam register TCCR 1 B berguna untuk memilih mode operasi yang akan kita gunakan [2]. Tabel 2.8. Mode operasi [2] 2. Timer/Counter1 Control RegisterB TCCR 1 B Tabel 2.9. Register TCCR 1 B [2] Bit ICNC1 ICES1 - WGM13 WGM12 CS12 CS11 CS10 TCCR1B Read/Write R/W R/W R R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value Bit 7 INC 1 : Input Capture Noise Canceler Penge-set-an bit ini akan mengaktifkan Input Capture Noise Canceler pada saat menggunakan mode normal yang capture event [2]. Di mana noise canceler akan menyaring triger yang masuk ke pin ICP 1 akan disaring selama 4 siklus clock, jika selama 4 siklus clock tersebut trigernya berubah, maka akan diabaikan. Bit 6 ICES 1 : Input Capture Edge Select

29 11 Bit ini mendefinisikan triger yang masuk ke pin ICP 1 (PB 0 ) yang digunakan untuk menangkap kejadian (capture event). Jika ICES 1 =0, maka falling edge (perpindahan dari 1 ke 0) digunakan sebagai triger dan jika ICES 1 =1, maka rising edge (perpindahan dari 0 ke 1) digunakan sebagai triger. Ketika ada triger pada pin ICP 1 (PB 0 ), maka secara otomatis oleh CPU isi register pencacah TCNT 1 akan disalin ke register penangkap ICR 1 dan juga berkebalikan pada flag status ICF 1 yang digunakan untuk interupsi capture event. Bit 5 Reserved Bit Tidak digunakan Bit 4:3 WGM13:2: Waveform Generator Mode Lihat tabel Mode Operasi. Bit 2:0 CS12:0: Clock Select Bit-bit ini bertugas untuk memilih/mendefinisikan/prescaler pulsa/clock yang masuk ke dalam register TCNT 1. Tabel Prescaler timer/counter1 [2] CS02 CS01 CS00 Keterangan Stop/ berhenti Clk (sama dengan clock cpu) Clk/8 (1 clk timer/counter1 = 8 clk cpu) Clk/64 (1 clk timer/counter1 = 64 clk cpu) Clk/256 (1 clk timer/counter1 = 256 clk cpu) Clk/1024 (1 clk timer/counter1 = 1024 clk cpu) Clk eksternal dari pin T1 pada kondisi falling edge Clk eksternal dari pin T1 pada kondisi rising edge 3. Output Compare Register 1A OCR 1 AH and OCR 1 AL Tabel Register 1A [2] Bit OCR 1 A[15:8] OCR 1 A[7:0] Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value OCR 1 AH OCR 1 AL 4. Output Compare Register 1B OCR 1 BH and OCR 1 BL

30 12 Tabel Register 1B [2] Bit OCR 1 B[15:8] OCR 1 B[7:0] Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value OCR 1 BH OCR 1 BL Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan besarnya sesuai dengan kebutuhan [2]. Dalam praktiknya pada saat TCNT 1 (TCNT 1 H:TCNT 1 L) mencacah maka otomatis oleh CPU akan dibandingkan dengan isi OCR 1 (OCR 1 H:OCR 1 L) secara kontinyu dan jika isi TCNT 1 sama dengan isi OCR 1 maka akan terjadi compare match yang dapat dimanfaatkan untuk mode CTC dan PWM. 5. Input Capture Register 1 ICR 1 H and ICR 1 L Tabel Register 1 [2] Bit ICR 1 [15:8] ICR 1 [7:0] Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial Value ICR 1 H ICR 1 L Register ICR 1 (ICR 1 H:ICR 1 L) akan selau diperbarui dengan isi register pencacah TCNT 1 (pada saat tersebut) sewaktu terjadi triger (capture event) pada pin ICP 1 [2]. Register ICR 1 juga mempunyai fungsi lain untuk mendefinisikan TOP value pada mode tertentu (lihat tabel mode operasi). 6. Timer/Counter Interrupt Mask Register TIMSK Tabel Register TIMSK [2] Bit OCIE2 TOIE2 TICIE1 OCIE1A OCIE1B TOIE1 - TOIE0 TIMSK Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R R/W Initial Value Bit 5 TICIE 1 : T/C 1, Input Capture Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi input capture (penangkap kejadian pada pin ICP 1 /PB 0 ) ketika bit di-set [2]. Bit 4 OCIE 1 A: T/C 1, Output Compare A Match Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare A Match ketika bit ini di-set. Bit 3 OCIE 1 B: T/C 1, Output Compare B Match Interrupt Enable

31 13 Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare B Match ketika bit ini di-set. Bit 2 TOIE 1 : Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktifkan interupsi overflow TCNT 1 ketika bit ini di-set. 6. Timer/Counter Interrupt Flag Register TIFR Tabel Register TIFR [2] Bit OCF2 TOV2 ICF1 OCF1A OCF1B TOV1 - TOV0 TIFR Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R R/W Initial Value Bit 5 ICP 1 : T/C 1, Input Capture Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika menagkap triger pada pin ICP [2]. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi input capture. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set. Bit 4 OCF 1 A: T/C 1, Output Compare A Match Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match A. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare A. Untuk mengclear secara manual bit ini harus di-set. Bit 3 OCF1B: Timer/Counter1, Output Compare B Match Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match B. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare B. Untuk mengclear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set. Bit 2 TOV 1 : Timer/Counter1, Overflow Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi overflow pada register pencacah TCNT 1. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor overflow timer/counter 1. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set Mode Operasi 1. Mode Normal Normal Overflow: Dalam mode ini register pencacah TCNT 1 bekerja secara normal selalu mencacah/ menghitung ke atas atau counting-up hingga mencapai nilai maksimal 0xFFFF lalu 0x0000 lagi atau yang disebut overflow yang menyebabkan flag-tov 1 secara otomatis

32 14 set yang menandakan terjadinya interupsi jika interupsi timer/counter1 overflow diaktifkan [2]. Nilai TCNT 1 tidak harus selalu 0x0000 namun bisa ditentukan misalnya 0xF89 atau berapa pun sesuai kebutuhan. Normal compare match: Dalam mode ini register TCNT 1 bekerja seperti mode normal overflow, hanya jika isi register OCR 1 x (x = A atau B), maka ketika TCNT 1 ==OCR 1 x, maka akan terjadi compare match yang menyebabkan flag OCF 1 x secara otomatis set yang menandakan terjadinya interupsi jika interupsi timer1 compare match x diaktifkan [2]. Ketika compare match dalam mode ini TCNT 1 akan terus menghitung hingga overflow dan mulai dari nol lagi, maka dapat mengaktifkan ketiga interupsi ini secara bersamaan (overflow, compare match A dan B). 2. CTC (Clear Timer on Compare match) Dalam mode ini register pencacah TCNT 1 mencacah naik (counting-up) hingga mencapai TOP (nilai TCNT 1 sama dengan nilai OCR 1 yang telah ditentukan) kemudian TCNT 1 nol lagi yang otomatis akan menge-set flag OCF 1 dan akan membangkitkan interupsi timer/counter1 compare match jika diaktifkan. Frekuensi CTC dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: (2.2) dengan: adalah frekuensi clock chip N adalah prescaler sumber clock yang digunakan (1, 8, 64, 256, 1024) 3. Fast PWM (Pulse Width Modulation) Timer/counter1 dalam mode fast PWM digunakan untuk mengendalikan lama t on dan t off melaui isi register pembanding OCR 1 A atau OCR 1 B yang akan berakibat kepada besar duty cycle yang dihasilkan. Untuk chanel (saluran) PWM timer/counter1 adalah pin OC 1 A atau OC 1 B sebagai keluaran saluran PWM. Dalam mode fast PWM sifat cacahan register pencacah TCNT 1 mencacah dari BOTTOM (0x0000) terus mencacah naik (counting-up) hingga mencapai TOP (nilai maksimal yang ditentukan sesuai resolusi yang diinginkan, misalnya resolusinya 10 bit maka nilai TOP=0x01FF) kemudian mulai dari BOTTOM lagi dan begitu seterusnya atau yang dinamakan single

33 15 slope (satu arah cacahan). Resolusi fast PWM dapat ditentukan dengan resolusi yang sudah tetap seperti 8, 9, 10 bit atau bisa ditentukan melalui register ICR 1 atau OCR 1 A. Resolusi minimal yang diizinkan adalah 2-bit (ICR 1 atau OCR 1 A diisi 0x0003), dan resolusi maksimal yang diizinkan adalah 16-bit (ICR 1 atau OCR 1 A diisi 0xFFFF). Resolusi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: (2.3) Dalam mode non-inverting saluran keluaran PWM pin OC 1 x di-clear pada saat compare match (TCNT 1 ==OCRx) dan di-set ketika BOTTOM (TCNT 1 =0x0000). Gambar 2.4. Pulsa fast PWM [2] Dalam mode inverting saluran keluaran PWM pin OC1x di-set pada saat compare match (TCNT1==OCRx) dan di-clear ketika BOTTOM (TCNT1=0x0000). Secara kasar memberdakan non-inverting dengan inverting dalam mode fast PWM yaitu dilihat dari bentuk pulsanya. PWM non-inverting yang dikendalikan adalah lama t on nya melalui isi OCR1x, sedangkan PWM inverting yang dikendalikan adalah lama t off nya melalui isi OCR1x. Frekuensi fast PWM dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: (2.4) dengan: adalah frekuensi clock chip N adalah prescaler sumber clock yang digunakan (1, 8, 64, 256, 1024)

34 16 4. Phase Correct PWM Pada mode ini cara operasi cacahan register TCNT1 menggunakan dual slope (dua arah/bolak-balik) di mana TCNT1 mencacah dari BOTTOM (0x0000) counting-up hingga mencapai TOP (resolusi yang digunakan) kemudian counting-down hingga BOTTOM (0x0000) dan begitu seterusnya. Resolusi mode phase correct PWM dapat kita tentukan secara tetap 8-, 9-, 10-bit atau kita tentukan menggunakan register ICR1 atau OCR1A dimana resolusi minimal yang diizinkan adalah 2-bit (ICR1/OCR1A diisi dengan 0x0003) dan maksimal 16-bit (ICR1/OCR1A diisi dengan 0xFFFF). Rumus untuk menentukan resolusi mode phase correct PWM. (2.5) Dalam mode non-inverting saluran keluaran PWM pin OC 1 x di-clear pada saat compare match (TCNT 1 =OCRx) ketika counting-up dan di-set pada saat compare match ketika counting down. Dalam mode inverting saluran keluaran PWM pin OC 1 x di-set pada saat compare match (TCNT 1 =OCRx) ketika counting-up dan di-clear pada saat compare match ketika counting-down. Gambar 2.5. Pulsa Phase Correct PWM [2] Frekuensi Phase Correct PWM dihitung dengan persamaan: (2.6) dengan: f clk_i/o adalah frekuensi clock chip N adalah prescaler sumber clock yang digunakan (1, 8, 64, 256, 1024)

35 Real Time Clock DS1307 Real Time Clock (RTC) merupakan suatu chip (IC) yang memiliki fungsi sebagai penyimpan waktu dan tanggal. Fitur utama DS1307 adalah mampu menghitung detik, menit, jam, tanggal, tahun dengan koreksi tahun kabisat hingga tahun 2100, data bisa disimpan dengan bantuan baterai cadangan, dan antarmuka I 2 C. IC yang mempunyai clock sumber sendiri dan internal batery untuk menyimpan data waktu dan tanggal. Sehingga jika sistem komputer/ mikrokontroler mati waktu dan tanggal di dalam memori RTC tetap up date. Gambar 2.6. menunjukkan diagram blok dari DS1307. Gambar 2.6. Diagram blok DS1307 [5] DS1307 yang digunakan memiliki paket DIL8 (Dual In Line 8) seperti yang ditunjukkan Gambar 2.7. Gambar 2.7. Konfigurasi pin RTC DS1307 [5] Pin-pin RTC DS1307 beserta penjelasannya adalah sebagai berikut: 1. X1 dan X2 dihubungkan dengan kristal quartz 32,768 khz. Rangkaian osilator internal ini didesain untuk beroperasi dengan sebuah kristal yang mempunyai kapasitansi beban tertentu (C Load ) yakni 12,5 pf.

36 18 2. Vcc, GND sebagai power supply utama. Vcc merupakan tegangan input +5 volt sedangkan GND merupakan ground. 3. V bat merupakan tegangan input baterai lithium cell 3 volt. Tegangan baterai harus berada antara tegangan minimum dan tegangan maksimum yaitu 2,5 volt sampai 3,5 volt. Ketika tegangan 5 volt digunakan pada batas normal, RTC dapat diakses secara penuh dan data dapat ditulis dan dibaca. Ketika V CC kurang dari 1,25 x V bat, proses penulisan dan pembacaan menjadi terhalang. Namun demikian, proses penghitungan waktu tetap berjalan. Pada saat V CC kurang dari V bat, RAM dan penghitung waktu terhubung dengan baterai 3 volt. 4. SCL (Serial Clock Input) berfungsi sebagai clock untuk input ke I 2 C dan digunakan untuk menyinkronisasi pergerakan data dalam serial interface. 5. SDA (Serial Data Input/ Output) berfungsi sebagai masukan/ keluaran (I/O) untuk I 2 C serial interface. Pin ini bersifat open drain sehingga membutuhkan eksternal pull-up resistor. 6. SQW/OUT (Square Wave/ Output Driver) sebagai square wave/ output driver. Jika diaktifkan maka akan menjadi 4 frekuensi gelombang kotak yaitu 1 Hz, 4 khz, 8 khz, 32 khz. Sifat dari pin ini sama dengan sifat pin SDA dan SCL sehingga membutuhkan eksternal pull-up resistor. Dapat dioperasikan dengan V CC maupun V bat. 2.3 Komunikasi I 2 C I 2 C-Bus atau Inter-Integrated Circuit Bus merupakan bus serial. I 2 C atau Inter Intergated Circuit dikembangkan Philips Semikonductor hampir 20 tahun silam untuk memudahkan komunikasi antar komponen dalam sebuah papan PCB. I 2 C-Bus digunakan untuk menghubungkan berbagai macam IC yang dikontrol oleh sistem mikroprosesor atau mikrokontroler (intelleigent control aplication). Standar I 2 C-Bus telah banyak digunakan di berbagai macam bidang elektronik terutama kontrol dengan kecepatan low-to-medium [6]. Kelebihan dari I 2 C diantaranya adalah hanya membutuhkan dua jalur untuk komunikasi; komunikasi master-slave yang sederhana; tidak memerlukan baud-rate seperti halnya RS-232, master yang menghasilkan pulsa clock; setiap perangkat memiliki penanda digital (ID) yang unik; serta mampu terdapat lebih dari satu master dalam jalur data. Dua jalur tersebut adalah SDA dan SCL. SCL merupakan jalur yang digunakan untuk

37 19 menyinkronisasi transfer data pada jalur I 2 C, sedangkan SDA merupakan jalur untuk data. Beberapa perangkat dapat terhubung ke dalam jalur I 2 C yang sama dimana SCL dan SDA terhubung ke semua perangkat tersebut, hanya ada satu perangkat yang mengontrol SCL yaitu perangkat master. Jalur data I 2 C memiliki tipe open drain, artinya perangkat hanya bisa menarik jalur data menjadi low. Oleh karena itu, diperlukan pull-up resistor pada SDA dan SCL untuk menarik jalur data menjadi high ketika tidak ada perangkat yang berkomunikasi. Pull-up resistor adalah resistor yang dihubungkan antara jalur data dan V CC. Gambar 2.8. Konfigurasi umum DS1307 dengan mikrokontroler [5] Gambar 2.8. menunjukkan rangkaian yang umum untuk menghubungkan DS1307 dengan mikrokontroler. Pin SQW/OUT sendiri bisa diatur untuk menghasilkan gelombang kotak. Apabila fitur tersebut tidak digunakan, maka tidak perlu dipasang resistor. DS1307 bisa beroperasi dalam 2 cara, yaitu Slave Receiver Mode (Write Mode) dan Slave Transmiter Mode (Read Mode). Komunikasi serial I 2 C selalu diawali dengan kondisi START dan diakhiri STOP. Kondisi START adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari high ke low pada SDA ketika SCL pada kondisi high. Sedangkan kondisi STOP adalah ketika terjadi perubahan kondisi dari low ke high pada SDA ketika SCL pada kondisi high. Write mode merupakan cara mikrokontroler menulis data ke dalam DS1307, misal ingin mengatur tanggal dan jam. Setelah dikirim kondisi START, mikrokontroler mengirim 7 bit alamat DS1307 yaitu yang diikuti oleh direction bit (R/W), 0 untuk menulis dan 1 untuk membaca. Setelah menerima alamat DS1307 dan direction bit 0, DS1307 mengirim sinyal acknowledge pada SDA. Lalu mikrokontroler akan mengirimkan data

38 20 yang akan ditulis. Setiap byte yang diterima akan diakhiri dengan sinyal acknowledge. Apabila mikrokontroler sudah selesai mengirim data, maka dikirim kondisi STOP. Gambar 2.9. merupakan urutan-urutan Slave Receiver Mode (Write Mode). Gambar 2.9. Urutan-urutan Slave Receiver Mode (Write Mode) [5] Read Mode merupakan cara agar data yang terdapat di DS1307 dibaca oleh mikrokontroler, misal ingin membaca waktu dan tanggal. Caranya sama saja seperti pada write mode, hanya saja diikuti direction bit 1. Apabila dikirim, maka DS1307 masuk write mode. Apabila dikirim, DS1307 akan masuk read mode. Terdapat tambahan sinyal not acknowledge (NACK) yang dikirim oleh mikrokontroler apabila telah menerima semua data dari DS1307 sebelum kondisi STOP. Gambar menunjukkan urutan-urutan Slave Transmiter Mode (Read Mode). Informasi waktu dan tanggal bisa didapat dengan mengakses register yang tepat. Registerregister ini bisa dibaca atau ditulis menggunakan mikrokontroler. Gambar Urutan-urutan Slave Transmiter Mode (Read Mode) [5] Register DAY yang menunjukkan hari bertambah ketika tengah malam. Nilai yang diperoleh berupa nilai dan tidak mengikat kepada hari sebenarnya. Pengguna yang harus menentukan nilai beserta definisinya, misal 1 adalah Minggu maka 2 adalah Senin dan seterusnya. Bit 6 dari register HOUR menentukan jam dalam tipe 12 jam atau 24 jam. Ketika bit 6 HIGH, maka akan masuk tipe 12 jam, sedang ketika LOW akan masuk tipe 24 jam. Waktu harus dimasukkan kembali ketika mengubah tipe jam yang digunakan.

39 21 Register CH pada alamat 00H merupakan register enable oscillator yang akan menentukan jalannya waktu pada DS1307, sehingga ketika inisialisasi perlu diperiksa nilai dari register tersebut. Tabel menunjukan register-register yang bisa diakses pada DS1307. Tabel Register-register pada DS1307 [5] Ketika membaca maupun menulis register diatas diperlukan tempat penyimpanan sementara pada mikrokontroler untuk mencegah kesalahan register internal. Tempat penyimpanan atau secondary buffer ini berupa alokasi memori yang diletakkan di mikrokontroler. 2.4 Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang berfungsi untuk menampilkan suatu karakter pada suatu tampilan (display) dengan bahan utama yang digunakan berupa Liquid Crystal [7]. Apabila diberi arus listrik sesuai dengan jalur yang telah dirancang pada konstruksi LCD, Liquid Crystal akan menghasilkan suatu cahaya dan cahaya tersebut akan membentuk suatu karakter tertentu. Terdapat 2 jenis LCD yaitu LCD karakter dan LCD grafik. LCD karakter, adalah LCD yang tampilannya terbatas pada tampilan karakter, khususnya karakter ASCII (seperti karakter-karakter yang tercetak pada keyboard komputer). Sedangkan LCD grafik, adalah LCD yang tampilannya tidak terbatas, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah yang terus berkembang seperti layar LCD yang biasa dilihat di notebook/ laptop [8]. Jenis LCD karakter yang beredar di pasaran biasa dituliskan dengan bilangan matriks dari jumlah karakter yang dapat dituliskan pada LCD tersebut, yaitu jumlah kolom

40 22 karakter dikali jumlah baris karakter. Sebagai contoh, LCD1952, artinya terdapat 16 kolom dalam 2 baris ruang karakter seperti ditunjukan pada Gambar yang berarti total karakter yang dapat dituliskan adalah 32 karakter [8]. Gambar Baris dan Kolom Karakter pada LCD 1952 [8] LCD yang sering digunakan adalah jenis LCD M1632. M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris, 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM (Character General Read Only Memory), CGRAM (Character General Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). LCD bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit, maka akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit, maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol & 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select) dan R/W (Read/Write). Gambar LCD 2x16 LCD jenis M1623 memiliki jumlah pin sebanyak 16 yang memiliki fungsi berbedabeda. Fungsi pin LCD pada Tabel adalah : 1. V LCD merupakan pin yang digunakan untuk mengatur tebal tipisnya karakter yang tertampil dengan cara mengatur tegangan masukan. 2. DB0 s/d DB7 merupakan jalur data yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur LCD.

41 23 3. Register Select (RS) merupakan pin yang dipakai untuk membedakan jenis data yang dikirim ke LCD. Jika RS berlogika 0, maka data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja LCD. Jika RS berlogika 1, maka data yang dikirimkan adalah kode ASCII yang ditampilkan. 4. Read/Write (R/W) merupakan pin yang digunakan untuk mengaktifkan pengiriman dan pengembalian data ke dan dari LCD. Jika R/W berlogika 1, maka akan diadakan pengambilan data dari LCD. Jika R/W berlogika 0, maka akan diadakan pengiriman data ke LCD. 5. Enable (E) merupakan sinyal sinkronisasi. Saat E berubah dari logika 1 ke 0, data di DB0 s/d DB7 akan diterima atau diambil dari port mikrokontroler. 6. Anoda (A) dan Katoda (K) merupakan pin yang digunakan untuk menyalakan backlight dari layar LCD. Tabel Fungsi Pin-pin LCD [7] Pin No Keterangan Konfigurasi 1 GND Ground 2 VCC Tegangan +5V DC 3 VEE Ground 4 RS Kendali Rs 5 R/W Ground 6 E Kendali E/Enable 7 D0 Bit 0 8 D1 Bit 1 9 D2 Bit 2 10 D3 Bit 3 11 D4 Bit 4 12 D5 Bit 5 13 D6 Bit 6 14 D7 Bit 7 15 A Anoda (+5VDC) 16 K Katoda (Ground)

42 Light-Emitting Diode (LED) LED adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memancarkan cahaya [9]. LED mampu menghasilkan cahaya yang berbeda menurut semi konduktor yang digunakan dan jenis bahan semi konduktor tersebut akan menghasilkan panjang gelombang yang berbeda sehingga cahaya yang dihasilkan berbeda pula. LED adalah salah satu jenis dioda, maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa arus yang diperbolehkan 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V-3,5V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA, maka LED akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu digunakan resistor sebagai penghambat arus. LED ditunjukkan pada gambar Gambar Konfigurasi LED [9] Berdasarkan gambar persamaan untuk mencari nilai tegangan menggunakan hukum ohm adalah. Sehingga persamaan untuk mencari nilai resistor yang digunakan sebagai indikator adalah : R = (2.7) dengan: V = tegangan (Volt) I = arus listrik (Ampere) R = resistor (Ohm/Ω) V S = tegangan sumber (Volt) V D = tegangan LED (Volt)