PEMBUATAN LABORATORIUM BAHASA 8 CHANNEL BERBASIS MIKROKONTROLER AT MEGA 16 TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta Di Susun Oleh: AKBAR WURI UTOMO D 400 080 035 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELELTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013
ii
iii
MOTTO "Boleh jadi kalian membenci sesuatu padahal sebenarnya itu baik bagi kalian, dan boleh jadi pula kalian menyukai sesuatu padahal itu buruk bagi kalian. Allah mengetahui sedangkan kalian tidak mengetahui. ( QS. Al- Baqoroh 216 ) Anda bisa memikirkan hal-hal positif sepanjang hidup anda, anda bisa membaca buku tentang pikiran positif sepanjang hidup anda, anda bisa mempunyai kemampuan yang hebat, banyak relasi dan pengetahuan yang berlimpah, namun anda tidak akan pernah menjadi apa yang diharapkan Allah dari anda sebelum anda bertindak (memo motivasional) Jika kau menunggu saat yang tepat kau takkan pernah beranjak Kegagalan mengajari kita secara diam-diam. Semakin kesal kita pada hidup ini semakin jauh kita darinya. Tiada yang lebih baik kita lakukan pada hidup ini selain kita belajar dengan sabar untuk menerima apa adanya Pekerjaan ibarat sebuah gelas yang berisi penuh, jika kau angkat gelas itu terus dengan kedua tanganmu, maka kau akan letih, letakkanlah sejenak lalu kemudian kau memulainya lagi iv
Persembahan Skripsi ini kupersembahkan untuk: Allah SWT, yang maha kuasa dan memberikan karunianya pada kita semua. Ayah dan Ibu tercinta, yang telah memberikan dorongan moral dan material. Adik-adikku, dek Fitri, dek Tulus, dek Mamat, dek Taufiq. terimakasih atas dorongan semangat, keceriaan & kebersamaan kalian Kakek dan nenek do a mu untuk ku terima kasih Sahabatku yang di kampus, terimakasih hari-hari bersama kalian mengesankanku betapa indahnya sebuah persahabatan Sahabat ku yang di Wonogiri sana terimakasih akhirnya aku dapat menyelesaikan studiku, kata-katamu yang menggugah semangat akan selalu ku kenang. Kawan-kawan seperjuangan teknik elektro 2007, 2008, 2009, 2010, dan adek tingkat semua yang tak dapat kami sebutkan satu-persatu. KATA PENGANTAR v
Assalamu alaikum Wr. Wb. Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas terselesaikannya Tugas Akhir berjudul PEMBUATAN LABORATORIUM BAHASA 8 CNANNEL BERBASIS MIKROKONTROLER AT MEGA 16. Teriring ucap rasa terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini, antara lain: 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Jatmiko, MT. selaku Kepala Jurusan Fakultas Teknik Jurusan Elektro. 3. Bapak Ir. Abdul Basith, MT. selaku dosen pembimbing I yang membimbing penulis dan memberi masukan pengetahuan kepada penulis. 4. Ibu Umi Fadlilah, ST, M.Eng. selaku dosen pembimbing II yang membimbing dan memberikan ilmu kepada penulis. 5. Bapak Agus Ulinuha, DR, ST, MT. selaku Pembimbing Akademik 6. Ayah & Ibu tercinta, atas doa & kasih sayangnya, atas bimbingan yang telah diberikan. 7. Adik-adikku, juga kakek dan nenekku yang mewarnai hari-hariku. vi
8. Teman-teman seperjuangan: Hilal, Muhtar, Said, Joko F, Dwi N S, Udin, Fajar Satrio, Fanggar, Fitri dll. 9. Almamaterku dan Teman-teman angkatan 2007, 2008, 2009, 2010.. 10. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, semoga amal ibadah kalian diterima Allah SWT, amin. Penulis menyadari, tugas akhir ini masih sangat jauh dari sempurna, maka kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat dikelak kemudian hari bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Surakarta, 15 Juni 2013 Penulis DAFTAR ISI vii
HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN MOTTO... HALAMAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... i ii iii iv v vi ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv ABSTRAKSI... xv KONTRIBUSI... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Perumusan Masalah... 2 1.3. Pembatasan Masalah... 3 1.3. Maksud Dan Tujuan... 3 1.4. Manfaat Penelitian... 3 1.5. Metode Penelitian... 4 1.6. Sistematika Penulisan... 6 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Laboratorium Bahasa.... 8 2.1.1. Pengertian Lab Bahasa... 10 viii
2.2.1. Bagian-bagian Lab Bahasa... 10 2.2. Sistem Minimum AT mega 16... 10 2.3. Bahasa C... 12 2.4. AVR... 15 2.5. Downloader... 16 2.5.1. Code Eksplorer... 18 2.5.2. Auto Completion... 19 2.5.3. Code Hint... 22 2.6. Rangkaian RS 232... 24 2.6.1. Konverter Logika RS 232... 24 2.7. Relay... 28 2.8. Pre Amp Mic... 28 2.9. Mini Amplifier 386... 28 2.10. Komunikasi Data Serial... 28 2.10.1. Metode Komunikasi Serial... 24 2.10.2. Format Data Komunikasi Serial... 24 2.10.3. Konfigurasi Port Serial... 24 ix
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Umum... 29 3.2 Perencanaan Sistem Kerja... 30 3.3 Perancangan Perangkat Keras... 37 3.3.1. Perancangan Interface AT mega 16... 24 3.3.2. Rangkaian Tombol Master... 24 3.3.3. Rangkaian Relay Private... 24 3.3.1. Rangkaian Relay Pair... 24 3.3.1. Rangkaian Relay Group... 24 3.3.1. Rangkaian Audio Student... 24 3.3.1. Rangkaian RS 232... 24 3.4. Perancangan Bentuk Tampilan Tombol manual... 24 3.4.1. Pembuatan Tampilan Tombol Master... 24 3.4.2. Pembuatan Tampilan Tombol Student... 24 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA 4.1. Tujuan... 39 4.2. Pengujian Perangkat Keras... 41 4.2.1. Pengujian Mikro dengan Panel Master Menggunakan PC sebagai Media Komunikasi Serial... 24 4.3. Hasil dan Analisa Angket saat Pengujian... 41 4.3.1 Hasil dan Analisa Angket Guru... 41 4.3.2 Hasil dan Analisa Angket Siswa... 41 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN x
5.1 Kesimpulan... 53 5.2 Saran... 54 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR xi
1. Gambar 2.1. Skema Pin Mikro AT mega 16... 8 2. Gambar 2.2. Auto Completion... 11 3. Gambar 2.3. Code hint... 12 4. Gambar 2.4. Rangkaian RS 232... 13 5. Gambar 2.5. Sistem Kendali Relay... 20 6. Gambar 2.6. Schematic Pre Amplifier 741... 29 7. Gambar 2.7. Schematic Amplifier 386... 33 8. Gambar 2.8. Hubungan Simplex... 33 9. Gambar 2.9. Hubungan Half Duplex... 34 10. Gambar 2.10. Hubungan Full Duplex... 35 11. Gambar 2.11. Konfigurasi Port Serial... 36 12. Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Koneksi Lab Bahasa... 37 13. Gambar 3.2. Flowchart Keseluruhan Sistem... 40 14. Gambar 3.3. Skema Rangkaian Sistem Minimum AT mega 16... 43 15. Gambar 3.4. Skema Rangkaian Tombol Panel Master... 44 16. Gambar 3.5. Skema Rangkaian Relay Private... 46 17. Gambar 3.6. Flowchart Sistem Komunikasi Private... 46 18. Gambar 3.7. Skema Rangkaian Relay Pair... 48 19. Gambar 3.8. Flowchart Sistem Komunikasi Pair....... 48 20. Gambar 3.9. Skema Rangkaian Relay Group...48 21. Gambar3.10. Flowchart Sistem Komunikasi Group...48 22. Gambar3.10. Skema Rangkaian Amplifier dan Pre amp Mic...48 xii
23. Gambar3.10. Skema Rangkaian RS 232...48 24. Gambar3.10. Flowchart Sistem Komunikasi Group...48 25. Gambar3.10. Desain Tampilan Panel Master...48 26. Gambar3.10. Desain Tampilan Panel Master...48 27. Gambar3.10. Desain Tampilan Audio Student...48 28. Gambar 4.1. Tampilan Komunikasi Panel Master dengan PC...48 29. Gambar 4.2. Blok Diagram Sistem Kontrol Lab. Bahasa...48 DAFTAR TABEL xiii
1. Tabel 4.1. Konfigurasi Pin dan Nama Sinyal Konektor Serial DB-9... 21 2. Tabel 4.1. Tabel dan Analisa Angket Guru... 21 3. Tabel 4.2. Tabel dan Analisa Angket Siswa... 23 ABSTRAKSI xiv
Sistem penyampaian materi secara konvensional oleh guru kepada siswa di dalam ruangan kelas terbukti belum sepenuhnya efektif berdampak pada siswa khususnya pada tingkat pemahaman tiap siswa, hal ini tentu menjadi tugas penting bagi para pendidik untuk melakukan inovasi secara optimal khususnya sarana pembelajaran untuk menunjang pendidikan siswa agar mendapatkan hasil yang memuaskan. Dalam tugas akhir ini akan membuat sarana pembelajaran berupa laboratorium bahasa yang menggunakan modul sistem minimum mikrokontroler AT mega 16 sebagai sistem kendali komunikasi pada laboratorium bahasa. Sistem ini terdiri dari dua bagian. Bagian pertama adalah bagian perangkat kendali sistem komunikasi di meja guru yang dioperasikan secara komputerisasi menggunakan aplikasi Visual Basic. Bagian yang kedua adalah bagian perangkat kendali sistem komunikasi di meja siswa. Masukan tombol di meja siswa yang berupa tegangan 5 Volt ke sistem kendali di meja guru akan mengaktifkan komunikasi guru dengan siswa secara full duplex. Hal ini dikarenakan, tegangan tersebut akan masuk pada input mikrokontroler yang sudah diprogram sehingga mikrokontroler akan ON dan sistem ini akan bekerja secara sistematis sesuai dengan program yang di masukkan pada IC mikrokontrolernya. Hasil dari sistem tersebut adalah terhubungnya komunikasi antara guru dengan siswa menggunakan sistem kendali mikrokontroler dan dapat dikendalikan pula melalui komputer yang ada di meja guru selain kendali pada siswa. Kata kunci : full duplex, IC mikrokontroler at mega 16, visual basic. DAFTAR KONTRIBUSI Dalam tugas akhir ini saya merancang dan membuat laboratorium bahasa 8 channel yang terdiri dari komponen hardware dan software. Komponen utama xv
hardware adalah rangkaian rangkaian relay dengan mikro AT mega 16, rangkaian penyearah DC, Komponen utama software adalah bahasa C. Berikut ini adalah daftar kerja yang ada dalam tugas akhir ini : - Saya merancang rangkaian sendiri dengan panduan buku - Membeli barang perlengkapan Laboratorium bahasa di Solo dan di Jogja. - Merakit komponen sendiri di rumah. - Penyolderan komponen sendiri di rumah. - Pengukuran rangkaian sendiri di rumah. - Pengujian rangkaian laboratorium bahasa dibantu oleh muhtar di rumah. - Aplikasikan program AT mega 16 oleh Hilal mahasiswa lulusan teknik elektro angkatan 2013 dan dilakukan di kos. - Penyusunan laporan saya ketik dan susun sendiri di rumah. - Kendati dari proses yang dilakukan sendiri memang tidak dipungkiri telah mengalami kendala sehingga dilakukan diskusi dengan kawan kerja dulu di Jogja, dan konsultasi dengan dosen pembimbing sehingga dapat terselesaikan tugas akhir ini. xvi
xvii
xviii