PERANCANGAN PEMUTUS ALIRAN LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 TUGAS AKHIR FAHRI MAHYUZAR 092408037 PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN PEMUTUS ALIRAN LISTRIK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Kategori Nama : TUGAS AKHIR : FAHRI MAHYUZAR Nim : 092408037 Program Studi Fakultas : D3 FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FMIPA) UNIVERSITAS SUMATER UTARA Diluluskan di Medan, 13 April 2013 Diketahui/Disetujui oleh Ketua Program Studi D3 Fisika Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Drs. Syahrul Humaidi, M.sc NIP.197412072000122001 NIP. 196505171993031009
PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkatnya penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada : 1. Ibunda dan Ayahanda tercinta yang telah memberikan bantuan dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si yang telah membantu saya dalam mengerjakan proyek ini dan memberikan arahan serta masukan. 3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 4. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua program studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Seluruh Sta Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. 6. Kepada teman teman Fisika stambuk 2006 dan kepada adik adik. 7. Tidak lupa juga saya turut mengucapkan terima kasih kepada kekasih tercinta Ririn Pretty Arma Ginting yang telah bertahun tahun memberikan dukungan dan perhatian, sehingga saya tetap bersemangat dalam melaksanakan dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN... iv DAFTAR NILAI PROYEK... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Mas.alah... 2 1.3 Tujuan Penulisan... 2 1.4 Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontroler... 5 2.1.1 Mikrontroler ATmega8535... 6 2.1.2 Aristektur Atmega8535....... 7 2.1.3 Konfigurasi PIN. 10 2.2 Stack Pointer.... 12
2.3 Timer ATMega8535.... 13 2.4 Sistem Clock...... 14 2.5 Organisasi Memori AVR ATMega8535.. 15 2.5.1 Memori Data.. 15 2.5.2 Memori Program. 17 2.6 PWM (Pulse Width Modulation)... 18 2.7 Seven Segment Display... 22 2.8 Resistor... 23 2.8.1 Fixed Resistor... 24 2.8.2 Variable Resistor... 25 2.9 Kapasitor.... 27 2.9.1 Electrolyc Capasitor (ELCO)... 30 2.9.2 Ceramic Capastior 31 2.10 Transistor.. 32 2.11 Dioda.... 37 2.11.1 Karakteristik Dioda... 37 2.11.2 Dioda Penyearah (Rectifier).. 39 2.11.3 Dioda Cahaya (LED:Light EmittinG Diode) 40
2.12 Relay.... 40 BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Diagram Blok Rangkaian... 42 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA)... 43 3.3 Rancangan Mikrokontroler ATMega8535... 43 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535... 47 4.2 Pengujian Rangkaian Catu Daya... 48 4.3 Pengujian Rangkaian Relay... 49 4.4 Pengujian Batas Tegangan Yang Diijinkan. 50 4.5 Flowchart..... 51 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 52 5.2 Saran... 52 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram dan Arsitektur ATMega 8535 9 Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega 8535 10 Gambar 2.3 Sistem Clock 16 Gambar 2.4 Memori Program AT Mega 8535 17 Gambar 2.5 Gelombang kotak (pulsa) dengan kondisi high 5V dan low 0V 20 Gambar 2.6 Sinyal Referensi (sinyal tegangan DC) 22 Gambar 2.7 Resistro Karbon 24 Gambar 2.8 Potensiometer 26 Gambar 2.9 Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer 26 Gambar 2.10 Lambang kondensator 28 Gambar 2.11 Skema Kapasitor 28 Gambar 2.12 Electrolytic Capacitor (ELCO) 30 Gambar 2.13 Ceramic Capacitor 31 Gambar 2.14 Simbol Tipe Transistor 33 Gambar 2.15 Transistor sebagai Saklar ON 35
Gambar 2.16 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor 36 Gambar 2.17 Transistor Sebagai Saklar OFF 36 Gambar 2.18 Simbol Dioda 37 Gambar 2.19 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur 38 Gambar 2.20 Dioda Penyearah Yang Diberi Arus Bolak Balik (AC) 39 Gambar 2.21 Simbol Dioda Cahaya ( LED ) 40 Gambar 2.22 Simbol Relay dan Rangkaian Driver 41 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 42 Gambar 3.2 Rangkaian PSA 43 Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroller ATmega8535 45 Gambar 3.4 Duty Cycle dari PWM 46 Gambar 4.1 Rangkaian pengujian atmega8535 47 Gambar 4.2 Letak Titik Test Point 49 Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian Rangkaian Relay 49 Gambar 4.4 Flow Chart (Diagram Alir) 51
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Data AVR AT Mega 8535 16 Tabel 4.1 Data pengujian relay 50
ABSTRAK Telah dirancang suatu alat untuk mengatasi masalah kerusakan perangkat elektronika ketika tegangan yang masuk di bawah tegangan normal nya. Alat pemutus aliran listrik secara otomatis berbasis mikrokontroler ATMega8535 terdiri atas rangkaian relay yang dapat menetapkan tegangan pada relay sehingga berapapun tegangan yang masuk di bawah tegangang yang sudah ditetapkan itu, rangkaian perangkat itu dapat putus. Pengujian pada alat ini terlebih dahulu di set tegangan awal nya pada trimpot, sebagai contoh kita set tegangan nya 5V, dan nilai tegangan nya dapat ditampilkan di layar display 7-segment. Apabila tegangan yang masuk 4V atau seterusnya, rangkaian dapat putus secara otomatis. Demikian juga pada tegangan tinggi, jika tegangan yang masuk di antara 175V 220V, rangkain tetap jalan. Apabila tegangan di bawah 175V rangkaian akan putus.