MAKALAH TUGAS BESAR ELEKTRONIKA DIGITAL JAM DIGITAL JADWAL SHOLAT BERBASIS COUNTER DENGAN KENDALI ATMEGA16
OLEH: 1. Wahid Sholihul Fikri
(15/377999/PA/16474)
2. Alfian Fadli Pramadhan
(15/383120/PA/16780)
3. Abdillah Faisal Nur Fajar
(15/383118/PA/16778)
4. Hendri Surya Widcaksana
(15/381058/PA/16738)
PROGRAM STUDI ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER DAN ELEKTRONIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-Nya sehingga makalah tugas besar elektronika digital yang berjudul Jam Digital Jadwal Sholat Berbasis Counter Dengan Kendali ATMega16 ini dapat tersusun hingga selesai. Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya. Makalah ini disusun sebagai salah satu kriteria penilaian mata kuliah Elektronika Digital Program Studi Elektronika dan Instrumentasi, Departemen Ilmu Komputer dan Elektronika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada. Harapan kami semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, serta ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi. Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, kami yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.
Yogyakarta, 6 Juni 2016
Penulis
ii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii INTISARI ............................................................................................................. iv
BAB I
PENDAHULUAN ............................................................................. 1 A. LATAR BELAKANG ............................................................... 1 B. TUJUAN .................................................................................... 1
BAB II
LANDASAN TEORI ........................................................................ 3
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 7 A. RANCANGAN SISTEM ........................................................... 7 1. Komponen yang digunakan ............................................ 7 2. Software simulasi yang digunakan ................................. 21 B. CARA KERJA RANGKAIAN .................................................. 25 1. Rangkaian Astable Multivibrator ................................... 25 2. Rangkaian Divide by 10 ................................................. 27 3. Rangkaian Divide by 6 ................................................... 27 4. Rangkaian Divide by 24 ................................................. 28 5. Sistem Minimum ATMega16 ......................................... 30 C. HASIL AKHIR RANGKAIAN ................................................. 32
BAB IV
PENUTUP ........................................................................................ 35 A. KESIMPULAN ......................................................................... 35 B. SARAN ...................................................................................... 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 36 LAMPIRAN ......................................................................................................... 37
iii
INTISARI
Jam Digital Jadwal Sholat Berbasis Counter Dengan Kendali ATMega16
Jam digital jadwal sholat merupakan suatu alat penunjuk waktu saat ini yang dilengkapi dengan jadwal sholat lima waktu beserta alarm untuk mengingatkan jamaah untuk mengumandangkan adzan. Jam digital jadwal sholat ini menggunakan Counter sebagai komponen utama penghitung waktu. Selain counter, digunakan pula mikrokontroller ATMega16 sebagai pengendali jadwal waktu sholat serta pemberi instruksi kapan alarm dibunyikan, yaitu ketika waktu saat ini sama dengan waktu sholat. Pada rangkaian ini digunakan astable multivibrator sebagai pembangkit pulsa 1 Hz. Selanjutnya, pulsa akan dikirim ke rangkaian counter divide by 10, kemudian ke divide by 6, lalu ke divide by 10 dan 6 lagi, dan terakhir menuju rangkaian divide by 24 untuk membentuk rangkaian jam digital yang menampilkan waktu saat ini serta dihubungkan ke 7-Segment BCD Display. Digunakan pula multiplexer untuk menyeleksi data dari 2 input berupa output dari counter, dan selector adalah hasil keluaran push button. Dalam
pengendalian
jadwal
sholat,
digunakan
rangkaian
yang
mengimplementasikan penggunaan ATMega16 yang dihubungkan dengan 7-Segment BCD Display dan buzzer. ATMega16 ini juga dihubungkan ke rangkaian jam digital yang disertai multiplexer untuk mengatur waktu alarm dibunyikan. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram ATMega16 ini adalah bahasa assembly, sehingga selain membutuhkan pemahaman terhadap rangkaian logika, dibutuhkan pula pemahaman terhadap bahasa assembly.
Kata kunci: counter, ATMega16, IC, waktu
iv
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Jam adalah alat yang berfungsi untuk menunjukkan waktu. Dahulu jam terbuat dari bahan-bahan mekanik saja, namun sekarang telah semakin maju dengan ditambahkannya komponen elektronik. Tak lagi hanya bekerja secara mekanis, jam kini dapat bekerja secara elektronis dengan menggunakan tenaga baterai. Lebih jauh lagi, jam kini tidak hanya berbentuk analog, namun sudah terdapat pula jam digital. Semua hal kini berpatokan pada waktu, begitu pula dengan salah satu kewajiban umat Muslim, yakni sholat. Sholat di zaman modern ini tak lagi hanya berpatokan pada posisi matahari, tapi juga dapat ditentukan oleh waktu yang ada pada jam. Dengan ilmu pengetahuan yang ada saat ini, waktu sholat dapat diprediksi bahkan hingga beberapa waktu ke depan. Pengingat waktu atau alarm sangat diperlukan sebagai penanda suatu kegiatan, seperti adzan dan iqomah pada saat sholat. Dengan adanya alarm, para muadzin dan jamaah tidak akan kebingungan menentukan saat adzan dan iqomah harus dikumandangkan. Juga sholat akan selalu dilaksanakan dengan lebih tepat waktu. Oleh karena itu, dengan mengimplementasikan rangkaian digital yang telah dipelajari pada mata kuliah Elektronika Digital, kami mencoba untuk membuat simulasi rangkaian yang dapat menampilkan waktu(jam, menit, detik), waktu sholat wajib, dan pengingat adzan dan iqomah pada saat sholat.
B. TUJUAN 1. Memahami implementasi komponen-komponen elektronika untuk membuat rangkaian jam digital waktu sholat 2. Memahami prinsip rangkaian elektronika yang digunakan dalam pembuatan jam digital waktu sholat 3. Mengimplementasikan penggunaan IC Counter 74LS93 untuk membuat rangkaian jam digital yang dapat menampilkan waktu 1
4. Mengimplementasikan penggunaan ATMega16 sebagai pengendali waktu untuk dapat menjadi pengingat waktu sholat wajib 5 waktu 5. Mengimplementasikan penggunaan Buzzer sebagai pengingat untuk adzan
2
BAB II LANDASAN TEORI
Jam digital jadwal sholat adalah suatu alat yang digunakan untuk menghitung waktu saat ini dan memberikan peringatan berupa alarm jika waktu saat ini sama dengan waktu sholat. Rangkaian ini menggunakan komponen utama berupa IC Counter 74LS93 untuk menampilkan jam digital, serta mikrokontroller ATMega16 untuk menampilkan jadwal sholat dan alarm. Jam digital jadwal sholat ini menggunakan rangkaian astable multivibrator dengan IC 555 sebagai penghasil sinyal yang menghasilkan pulsa satu gelombang per detik (1 Hz). Jam digital jadwal sholat dibuat dalam format 24 jam. Jam digital jadwal sholat menggunakan prinsip pencacah asinkron ripple counter. Pada pencacah tak sinkron, perubahan dari output FF tidak terjadi secara serempak, karena pulsa input clock hanya dimasukkan pada FF yang terdepan (Least Significant Bit = LSB), sedang pulsa clock dari FF yang lain diperoleh dari FF di depannya. Dengan demikian, perubahan dari output FF akan terjadi secara beruntun dari depan ke belakang, sehingga pencacah ini sering disebut dengan pencacah riak. Di bawah ini adalah blok diagram rangkaian jam digital jadwal sholat bagian jam digital:
Divide by 24
Divide by 6
Divide by 10
Divide by 6
Divide by 10
Sumber Sinyal
Gambar 2.1 Diagram rangkaian jam digital
Sumber sinyal merupakan rangkaian astable multivibrator yang menghasilkan pulsa 1 Hz. Divide by 10 akan menghitung dari 1-10 dan akan menambahkan angka 1 pada puluhan setiap mencapai angka 10, serta akan me-reset menjadi 0 ketika mencapai angka 10. Dengan demikian, pada rangkaian ini output akan menghasilkan nilai 1 ketika
3
di-reset. Divide by 6 akan menghitung dari 1-6 dan akan menambahkan angka 1 pada satuan yang lebih besar (detik ke menit dan menit ke jam) setiap mencapai angka 6, serta akan me-reset menjadi 0 ketika mencapai angka 6. Dengan demikian, pada rangkaian ini output juga akan menghasilkan nilai 1 ketika di-reset. Divide by 24 akan menghitung dari 1-24 dan akan me-reset menjadi 0 ketika mencapai angka 24. Dari penjelasan diatas dapat dibuat tabel kebenaran sbb: Divide By 10 BCD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A
QD(H) 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
INPUT IC 74LS93 QC(I) QB(J) 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1
OUTPUT QA(K) 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
MR(Y) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Product Term
QD.QB = HJ
Tabel 2.1 Tabel Kebenaran rangkaian Divide by 10
Divide By 6 BCD 0 1 2 3 4 5 6
QD(H) 0 0 0 0 0 0 0
INPUT IC 74LS93 QC(I) QB(J) 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1
OUTPUT QA(K) 0 1 0 1 0 1 0
MR(Y) 0 0 0 0 0 0 1
Tabel 2.2 Tabel Kebenaran rangkaian Divide by 6
4
Product Term
QC.QB = IJ
Divide By 24 INPUT
BCD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0A 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 20 21 22 23 24
OUTPUT Product Term IC 74LS93 (A) IC 74LS93 (B) QD(D) QC(E) QB(F) QA(G) QD(H) QC(I) QB(J) QA(K) MR IC A(X) MR IC B (Y) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 HJ 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 GHJ 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 FI
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran rangkaian Divide by 24 Dari tabel kebenaran di atas, dapat diketahui persamaan Boolean sebagai berikut: Divide by 10 = QD.QB Divide by 6 = QC.QB Divide by 24 A = FI Divide by 24 B = HJ(1+G) + FI = HJ + FI Selanjutnya, untuk menampilkan angka, digunakan BCD to 7-segment decoder dan display. Tabel kebenaran BCD to 7-segment decoder adalah sebagai berikut: 5
INPUT
OUTPUT
DISPLAY
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
h
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
2
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
3
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
4
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
5
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
6
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
7
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
8
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
9
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
A
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
b
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
0
C
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
d
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
E
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
F
Tabel 2.4 Tabel kebenaran BCD to 7-segment decoder Walaupun decoder tersebut dapat menampilkan angka hingga F, namun dalam penerapannya hanya 0-9 yang digunakan dalam menampilkan waktu, sehingga tampilan 7-segment yang digunakan pada jam digital tersebut adalah sebagai berikut:
Gambar 2.2 Tampilan 7-segment pada jam digital Selanjutnya, 7-Segment BCD Display tersebut digunakan untuk menampilkan waktu berupa jam, menit, detik untuk menandai bahwa telah masuk waktu shalat.
6
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
A. RANCANGAN SISTEM 1. Komponen yang digunakan 1.1.
LED Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED
merupakan dioda yang dapat
memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED dapat memancarkan cahaya karena menggunakan doping galium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda diatas dapat menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED merupakan salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja.
Sumber: http://elektronika-dasar.web.id
Gambar 3.1 Simbol Dan Bentuk Fisik LED
Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, LED digunakan untuk menampilkan pembatas waktu berupa “:”, serta digunakan dalam 7Segment display. LED akan memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda
7
pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED dalam rangkaian ini adalah merah. 1.2.
7-Segment Common Cathode Display 7-Segment Common Cathode Display adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada umumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital, Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven ataupun Pengatur Suhu Digital. Seven Segment Display memiliki 7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai F. Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga penambahan “titik” yang menunjukan angka koma decimal. Terdapat beberapa jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs, Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode (LED).
Sumber: http://www.electronics-tutorials.ws
Gambar 3.2 Rangkaian 7-Segment Common Cathode Display
8
Pada rangkaian Jam digital jadwal sholat, jenis 7 segment yang digunakan adalah LED 7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda). Pada LED 7 Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED. Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif () atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.
1.3.
7-Segment BCD Display 7-Segment BCD Display adalah suatu rangkaian decoder BCD to 7segment yang juga dilengkapi dengan 7-Segment Cathode Display. Rangkaian ini akan menerjemahkan input berupa urutan bilangan biner dalam bentuk BCD menjadi output berupa biner yang akan mengaktifkan LED pada 7-Segment display.
Sumber: http://www.sigmatone.com
Gambar 3.3 Rangkaian 7-Segment BCD Display
1.4.
Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada sebuah rangkaian. Resistor memiliki satuan “Ohm “ atau dilambangkan dengan “ Ω “. Pada dasarnya, Resistor dibagi menjadi dua jenis, yaitu Resistor Tetap dan Resistor Variabel.
9
Sumber: http://zonaelektro.net
Gambar 3.4 Simbol Dan Bentuk Fisik Resistor Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, jenis resistor yang digunakan adalah resistor tetap. Resistor Tetap adalah Resistor yang nilai hambatannya tetap dan tidak dapat diubah – ubah nilainya. Besar kecilnya kemampuan Resistor untuk dilewati arus tergantung dari bahan pembuat Resistor itu sendiri. Resistor tetap ini digunakan pada rangkaian astable multivibrator pembangkit pulsa untuk menahan arus yang mengalir pada rangkaian tersebut. Pada rangkaian astable multivibrator, digunakan dua buah resistor tetap yang disusun secara paralel dengan resistansi masing-masing sebesar 14,6 kΩ dan 1 kΩ. 1.5.
Kapasitor Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap.
Sumber: http://zonaelektro.net
Gambar 3.5 Simbol Dan Bentuk Fisik Kapasitor
10
Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, jenis kapasitor yang digunakan adalah kapasitor tetap. Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap. Kapasitor tetap ini digunakan pada rangkaian astable multivibrator untuk menyimpan muatan listrik, dan kemudian melepaskannya. Kapasitor yang digunakan masing-masing memiliki kapasitansi sebesar 47 μF dan 10 nF yang terhubung secara paralel. 1.6.
Push Button Switch Switch/saklar adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan sinyal atau untuk memutuskan atau menyambungkan suatu sistem kontol. Switch berupa komponen kontaktor mekanik yang digerakkan karena suatu kondisi tertentu. Switch merupakan komponen yang mendasar dalam sebuah rangkaian listrik maupun rangkaian kontrol sistem. Komponen ini sederhana namun memiliki fungsi yang paling vital di antara komponen listrik yang lain. Jadi switch/saklar pada dasarnya adalah suatu alat yang dapat atau berfungsi menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Terdapat berbagai macam saklar yang dapat digunakan, namun dalam rangkaian jam digital jadwal sholat, hanya satu jenis saklar yang digunakan, yaitu Push Button. Saklar push button adalah tipe saklar yang hanya kontak sesaat saja saat ditekan dan setelah dilepas maka akan kembali lagi menjadi off.
Sumber: http://www.abi-blog.com
Gambar 3.6 Simbol Dan Bentuk Fisik Push Button Switch
Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, push button berfungsi sebagai pengatur waktu jam digital. Ketika saklar ini ditekan, maka waktu yang dipilih akan meningkat secara terus menerus sampai saklar ini dilepas. Saklar ini bekerja sebagai pemberi sinyal masukan pada rangkaian listrik,
11
selama bagian knopnya ditekan maka alat ini akan bekerja sehingga kontak-kontaknya akan terhubung dan sebaliknya ketika knopnya dilepas kembali maka kontaknya akan terlepas. 1.7.
IC 74LS93 IC 74LS93 adalah IC counter 4-bit yang digunakan untuk membuat rangkaian divide by 10, 6, dan 24. Pencacah atau penghitung (counter) ini merupakan piranti yang penting fungsinya dalam suatu sistem rangkaian digital. Suatu pencacah akan menghitung jumlah daur yang dilewati oleh pulsa clock pemicunya. Rangkaian ini tersusun dari beberapa buah FF JK yang terpicu pada pinggiran positif atau negatif, dengan fungsi-fungsi set dan clear-nya.
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.7 Rangkaian counter di dalam IC 74LS93
Pencacah 4 bit disusun dari 4 buah FF JK dengan keluaran dari setiap FF akan memicu FF yang ada dibelakangnya. Suatu sinyal clock memicu FF A pada saat pinggiran negatif pulsa tiba. Selanjutnya keluaran FF A akan memicu FF B, keluaran FF B memicu FF C, dan keluaran FF C akan memicu FF D. Dari gambar tampak bahwa masukan J dan K pada masing-masing FF bernilai ‘1’, sehingga keempat FF tersebut dalam keadaan "toggle", artinya keluaran tiap FF itu akan berpindah keadaan jika pinggiran negatif dari pulsa yang memicunya tiba. Cara kerja dari rangkaian ini dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Misalkan pada keadaan awal semua FF telah direset, sehingga setiap FF mempunyai keluaran nol. Jadi sebelum datang pulsa clock pertama diperoleh DCBA = 0000.
12
b. Ketika pulsa clock pertama tiba (clock = 1), maka FF A akan dipicu pada pinggiran negatifnya, sehingga diperoleh A = 1, sedangkan FF lainnya belum bekerja dan tetap pada keadaan awalnya. Untuk daur yang pertama diperoleh keluaran DCBA = 0001. c. Ketika pulsa clock kedua tiba, maka FF A kembali dipicu pada pinggiran negatifnya, sehingga keluarannya berubah menjadi A = 0. Perubahan keadaan pada A merupakan picuan negatif pada FF B, sehingga menghasilkan B = 1. sedangkan FF C dan D tetap pada keadaan awalnya. Untuk daur ini diperoleh DCBA = 0010. d. Ketika pulsa clock ketiga tiba, maka FF A akan dipicu kembali pada pinggiran negatifnya, sehingga keluaran A menjadi tinggi. Sedangkan FF lainnya tetap berada pada keadaan terakhirnya. Dengan demikian pada daur ini diperoleh DCBA = 0011. e. Ketika pulsa clock keempat tiba, FF A akan dipicu kembali pada pinggiran negatifnya, sehingga keluaran FF A menjadi rendah. Perubahan keluaran FF A merupakan picuan negatif untuk FF B sehingga keluaran FF B berayun menjadi rendah (B = 0). Perubahan keluaran FF B ini akan memicu FF C sehingga keluaran dari FF C yang semula rendah menjadi tinggi (C = 1). Karena FF D belum terpicu, maka keluaran pada daur ini DCBA = 0100.
Demikian seterusnya. Secara singkat dapat disimpulkan bahwa setiap keluaran dari masing-masing FF akan memicu FF lain yang ada dibelakangnya.
1.8.
IC 74LS157 IC 74LS157 merupakan IC yang terdiri dari 4 buah multiplexer 2x1. Sebuah Multiplexer adalah rangkaian logika yang menerima beberapa input data digital dan menyeleksi salah satu dari input tersebut pada saat tertentu, untuk dikeluarkan pada sisi output. Seleksi data-data input dilakukan oleh selector line, yang juga merupakan input dari multiplexer tersebut. Selektor pada Multiplexer akan memilih saklar yang akan
13
dihubungkan. Jumlah masukan selektor adalah ‘n’ yang dapat menyeleksi ‘2n’ saluran masukan.
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.8 Konfigurasi pin dan rangkaian multiplexer di dalam IC 74LS157
Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, multiplexer digunakan untuk menyeleksi data dari 2 input berupa output dari counter, dan selector adalah hasil keluaran push button. 1.9.
IC 555 IC 555 merupakan IC Timer atau IC Pewaktu, yaitu jenis IC yang digunakan untuk berbagai Rangkaian Elektronika yang memerlukan fungsi Pewaktu dan multivibrator didalamnya. Beberapa rangkaian yang memerlukan IC Timer diantaranya seperti Waveform Generator, Frequency Meter, Jam Digital, Counter dan lain sebagainya. Pada dasarnya, IC Timer 555 merupakan IC Monolitik pewaktu yang menghasilkan Osilasi (Oscilation) dan Waktu Penundaan (Delay Time) dengan keakuratan dan kestabilan tinggi. IC Timer 555 yang umum digunakan adalah IC Timer 555 yang berbentuk DIP (Dual Inline Package)
dengan
8
kaki
terminalnya.
Namun
seiring
dengan
perkembangannya, saat ini kita dapat menemui beberapa versi IC 555, diantaranya seperti IC 556 yang menggabungkan 2 buah IC 555 dalam satu kemasan (14 kaki), IC 558 yang menggabungkan 4 buah IC555 dalam satu kemasan (16 kaki) serta IC555 yang mengkonsumsi daya 14
rendah seperti 7555 dan TLC555. Nama IC 555 diambil dari 3 buah resistor yang terdapat dalam kemasan IC dengan nilai masing-masing 5kΩ.
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.9 Konfigurasi pin dan rangkaian timer di dalam IC 555
Berikut ini adalah susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
a. Kaki 1 (GND): Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC. b. Kaki 2 (TRIG): Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc). c. Kaki 3 (OUT): Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/High” dan “Rendah/Low”. d. Kaki 4 (RESET): Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”. e. Kaki 5 (CONT): Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
15
f. Kaki 6 (THRES): Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc). g. Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”. h. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555. i. Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V). 1.10.
IC 7408 IC 7408 merupakan IC yang berisi 4 buah gerbang logika AND. Gerbang logika AND adalah gerbang logika yang menghasilkan output bernilai 1 jika kedua inputnya bernilai 1, dan akan menghasilkan output bernilai 0 jika salah satu atau kedua inputnya bernilai 0. Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, gerbang logika AND digunakan pada rangkaian divide by 24.
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.10 Rangkaian, blok diagram, dan tabel kebenaran IC 7408 1.11.
IC 7432 IC 7432 merupakan IC gerbang logika OR. Gerbang logika OR adalah gerbang logika yang menghasilkan output bernilai 0 jika kedua inputnya
16
bernilai 0, dan akan menghasilkan output bernilai 1 jika salah satu atau kedua inputnya bernilai 1. Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, gerbang logika OR digunakan pada rangkaian divide by 24.
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.11 Rangkaian, blok diagram, dan tabel kebenaran IC 7432
1.12.
Mikrokontroller ATMega16 Mikrokontroller adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroller lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroller yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroller AVR. AVR adalah mikrokontroller RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroller AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya
Seperti
mikrokontroller
mikroprosesor ATMega16
pada
terdiri
umumnya,
atas
unit-unit
secara
internal
fungsionalnya
Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroller menyediakan memori dalam serpih yang sama dengan prosesornya (in chip).
17
Sumber: Atmel
Gambar 3.12 Konfigurasi pin dan blok diagram ATMega16
Secara garis besar mikrokontroller ATMega16 terdiri dari :
a.
Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.
b.
Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte
c.
Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D.
18
d.
CPU yang terdiri dari 32 buah register.
e.
User interupsi internal dan eksternal
f.
Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial
g.
Fitur Peripheral: Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture Real time counter dengan osilator tersendiri Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog 8 kanal, 10 bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Watchdog timer dengan osilator internal
1.13.
Buzzer Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
19
Sumber: http://teknikelektronika.com
Gambar 3.13 Simbol Dan Bentuk Fisik Buzzer
Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, buzzer ini digunakan sebagai alarm untuk memberitahu bahwa waktu saat ini sama dengan waktu sholat, sehingga memberi petunjuk untuk segera mengumandangkan adzan. Buzzer ini menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.
1.14. IC ULN2803 IC ULN2803 terdiri dari 8 transistor NPN Darlington yang cocok untuk menghubungkan rangkaian digital (seperti TTL, CMOS, PMOS/NMOS) dan alat-alat yang membutuhkan arus / tegangan tinggi seperti lampu, buzzer, relay, dsb. Pada rangkaian jam digital jadwal sholat, IC ULN2803 ini digunakan untuk menghubungkan rangkaian digital dengan buzzer, sehingga ketika jam digital menunjukkan waktu yang sama dengan jadwal sholat, buzzer dapat dibunyikan. Berikut ini adalah rangkaian logika di dalam IC ULN2803:
20
Sumber: Texas Instruments
Gambar 3.14 Rangkaian logika dalam IC ULN2803
2. Software simulasi yang digunakan 2.1. Proteus Design Suite 8.3 SP 2 (build 19906) Proteus Professional merupakan aplikasi yang digunakan untuk simulasi mikroprosesor, skematis, dan PCB desain. Program ini dikembangkan oleh Labcenter Electronics. Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulator "pspice" pada level skematik sebelum rangkaian skematik diupgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak sudah benar atau tidak. Proteus mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout
21
PCB dari skematik yang kita buat. Software ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller.
Gambar 3.15 Tampilan depan software simulasi Proteus Design Suite 8.3
Fitur-fitur dari PROTEUS adalah sebagai berikut : a.
Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya,
b.
Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis,
c.
Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti AVR, PIC, 8051 series.
d.
Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, dan berbagai jenis library lainnya,
e.
Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscilloscope, logic analyzer, dll,
f.
Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dll.
g.
Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog,
h.
Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program untuk keperluan simulasi,
22
i.
Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
ISIS dipergunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan. Beberapa fitur umum dari ISIS adalah sebagai berikut :
a. Windows dapat dioperasikan pada Windows XP/7/8/10 b. Routing secara otomatis dan memiliki fasilitas penempatan dan penghapusan dot. c. Sangat powerful untuk pemilihan komponen dan pemberian propertiesnya. d. Mendukung untuk perancangan berbagai jenis bus dan komponenkomponen pin, port modul dan jalur. e. Memiliki fasilitas report terhadap kesalahan-kesalahan perancangan dan simulasi elektrik. f. Memiliki fasilitas untuk menambahkan package dari komponen yang belum didukung. Cara memasukkan script ke ATMega16 di Proteus a. Pada ATMega16 di Proteus klik kanan pilih Edit Properties b. Muncul kotak dialog Edit Component, pada bagian Program File isi direktori script atau klik kotak di samping Program File c. Setelah klik kotak di samping Program File, muncul kotak dialog Select File Name, pada bagian Look in cari direktori file hex atau obj script untuk ATMega16 d. Setelah memilih file hex atau obj script ATMega16 klik open e. File hex atau obj script ATMega16 sudah ada di bagian Program File lalu klik OK f. ATMega16 di Proteus sekarang sudah terisi script Pada proses perancangan Jam digital jadwal sholat, software Proteus ini digunakan untuk membuat rangkaian digital maupun analog jam digital jadwal sholat. Dengan software ini, rangkaian yang telah dibuat dan
23
diprogram dapat disimulasikan sehingga dapat diketahui hasil output rangkaian tersebut.
2.2. Atmel AVR Studio 5 (Version 5.1.208) Atmel Studio merupakan Integrated Development Platform (IDP) yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi-aplikasi mikrokontroller berbasis Atmel ARM Cortex dan Atmel AVR. Atmel Studio memberikan kemudahan dalam membangun aplikasi yang ditulis menggunakan bahasa C/C++ atau assembly. Atmel Studio 6 merupakan software gratis dan terintegrasi dengan Atmel Software Framework (ASF), yaitu sebuah library yang besar yang dilengkapi dengan contoh kode untuk ARM dan AVR. Karena sifatnya yang open source membuat Atmel Studio 6 banyak digemari, dan banyak pengembang aplikasi berbasis mikrokontroller menggunakan aplikasi ini.
Gambar 3.16 Tampilan depan software AVR Studio 5
Pada perancangan jam digital jadwal sholat, software AVR Studio ini digunakan untuk membuat program dalam bahasa Assembly pada
24
pemrograman ATMega16. Program ini dibuat untuk menampilkan jadwal sholat lima waktu serta mengatur waktu alarm dibunyikan.
B. CARA KERJA RANGKAIAN 1. Rangkaian Astable Multivibrator
Gambar 3.17 Rangkaian Astable Multivibrator Rangkaian Astable Multivibrator dibuat menggunakan IC 555 yang digunakan untuk menghasilkan sinyal frekuensi tinggi tetapi IC ini juga dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal frekuensi rendah sebesar 1 Hz. Dalam Astable Multivibrator dibutuhkan 2 resistor dan 2 kapasitor yang berfungsi untuk mengatur sinyal keluaran. Kapasitor C2 yang bernilai 10 nF ini penggunaannya opsional. Selanjutnya kita tentukan nilai tiga komponen lainnya. Untuk memperoleh sinyal yang diharapkan maka dilakukan sebuah perhitungan dengan rumus: ( )
(
)
dimana waktu untuk pulsa 1 adalah : ( )( dan waktu untuk pulsa 0 adalah :
25
)
( )
Dari perhitungan tersebut diperoleh nilai untuk komponen R1, R2, dan C1. Perbandingan antara waktu sinyal 1 dan 0 dalam 1 periode disebut duty-cycle. Dengan IC 555 nilai minimum untuk R1 adalah 1kΩ yang berarti kita tidak dapat memperoleh duty cycle tepat 50%. Jika kita memakai R1 < 1kΩ dapat menyebabkan kelebihan arus dan dapat merusak IC 555. Untuk mendapatkan frekuensi duty cycle sekitar 50% maka kita menggunakan R1 dengan hambatan 1kΩ. Untuk mendapatkan frekuensi sekitar 1 Hz maka nilai f = 1 Hz. Substitusikan nilai R1 dan f ( )
(
)
maka ( ) ( )
(
)
(
) ( )
didapatkan ( ) Dengan plotting R2 (sumbu y) dan C1 (sumbu x) kita mendapatkan grafik sbb:
Gambar 3.18 Grafik antara R2 dan C1 Dari grafik tersebut diperoleh nilai R2 = 14,6 kΩ dan C1 = 47μF, namun karena ketika menggunakan simulasi Proteus terjadi delay pemrosesan (simulasi tidak
26
berjalan secara real-time) yang disebabkan terjadinya excessive CPU load, maka pada simulasi ini nilai R2 = 10,3 kΩ agar nilai waktu detik pada simulasi sesuai dengan waktu sebenarnya. 2. Rangkaian Divide by 10
Gambar 3.19 Rangkaian divide by 10 Untuk rangkaian divide by 10, QA dihubungkan ke CKB untuk menggunakan counter 4 bit. QA adalah LSB dan QD adalah MSB. Input clock dihubungkan ke CKA Untuk mengimplementasikan divide by 10 atau MOD10 counter, QD dihubungkan ke R0(2) dan QB dihubungkan ke R0(1). Sehingga ketika mencapai 10 (1010 biner) dimana QD bernilai 1 dan QB bernilai 1, nilai akan direset menjadi 0. Output dari QD juga dihubungkan ke counter lainnya sebagai input clock dari divide by 10. Untuk menampilkan nilai counter, QD, ..., QA dihubungkan ke 7-Segment BCD Display. 3. Rangkaian Divide by 6
Gambar 3.20 Rangkaian divide by 6 27
Untuk rangkaian divide by 6, QA dihubungkan ke CKB untuk menggunakan counter 4 bit. QA adalah LSB dan QD adalah MSB. Input clock dihubungkan ke CKA. Untuk mengimplementasikan divide by 6 atau MOD6 counter, QD dihubungkan ke R0(2) dan QB dihubungkan ke R0(1). Sehingga ketika mencapai 6 (0110 biner) dimana QC bernilai 1 dan QB bernilai 1, nilai akan direset menjadi 0. Output dari QD juga dihubungkan ke counter lainnya sebagai input clock dari divide by 6. Untuk menampilkan nilai counter, QD,...QA dihubungkan ke 7-Segment BCD Display. Dari penjelasan di atas, dapat diketahui bahwa divide by 10 digunakan pada satuan detik dan menit sehingga frekuensi clock output dihubungkan menjadi input frekuensi clock puluhan detik dan menit. Divide by 6 digunakan pada puluhan detik dan menit. frekuensi clock input satuan detik disebut pps atau pulse per second, frekuensi clock output pada puluhan detik disebut ppm atau pulse per minute, frekuensi clock output pada puluhan menit disebut pph atau pulse per hour. pph ini digunakan sebagai frekuensi clock input untuk satuan jam. 4. Rangkaian Divide by 24
Gambar 3.21 Rangkaian Divide by 24
28
Divide By 24 INPUT
BCD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0A 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 20 21 22 23 24
OUTPUT Product Term IC 74LS93 (A) IC 74LS93 (B) QD(D) QC(E) QB(F) QA(G) QD(H) QC(I) QB(J) QA(K) MR IC A(X) MR IC B (Y) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 HJ 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 GHJ 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 FI
Tabel 3.1 Tabel Kebenaran rangkaian Divide by 24 Dari tabel kebenaran di atas, dapat diketahui persamaan Boolean sebagai berikut: Divide by 24 A = FI Divide by 24 B = HJ(1+G) + FI = HJ + FI
29
Persamaan Boolean didapatkan dengan cara ketika MR IC (output) bernilai 1 maka nilai input yang bernilai 1 di-AND-kan lalu persamaan Boolean setiap MR IC yang bernilai 1 tersebut diubah menjadi persamaan SOP. Berdasarkan table kebenaran dari divide by 24, didapatkan penjelasan sbb: Persamaan Boolean reset nilai dari puluhan jam yaitu ketika counter mencapai angka 24 yaitu MR IC A (X) = FI sehingga dengan sebuah gerbang logika AND yang inputnya dihubungkan dengan F dan I, outputnya dihubungkan ke R0 IC A atau MR IC A. Persamaan Boolean reset nilai dari satuan jam yaitu ketika counter mencapai angka 10, 20 dan 24 yaitu MR IC B = HJ + FI sehingga dengan sebuah gerbang logika AND yang inputnya dihubungkan dengan H dan J, outputnya dihubungkan ke input OR. Sebuah gerbang logika OR yang inputnya adalah FI dan HJ, outputnya dihubungkan ke R0 IC B atau MR IC B. Dengan bentuk rangkaian counter seperti rangkaian di atas maka satuan jam akan di-reset menjadi 0 ketika mencapai angka 10 dan 20. Selain itu puluhan dan satuan jam keduanya akan di-reset ketika mencapai angka 24. 5. Sistem Minimum ATMega16
Sumber: Atmel
Gambar 3.22 Pinout ATMega16
30
Sistem minimum ATMega16 bisa hanya terdiri dari mikrokontroller ATMega16 saja tetapi dengan syarat frekuensinya hanya 1 MHz, oleh karena itu dengan menggunakan XTAL maka frekuensi ATMega16 bisa lebih besar.
Gambar 3.23 ATmega16 di Proteus
Untuk memperbesar frekuensi kerja ATMega16 agar bisa lebih besar daripada 1 MHz maka dapat menggunakan rangkaian system minimum ATMega16
Gambar 3.24 Rangkaian Sistem Minimum ATMega16 di Proteus
31
Pada rangkaian di atas digunakan XTAL 12MHz dan 2 kapasitor 22pF yang digunakan untuk memperbesar frekuensi kerja ATMega16 menjadi 12MHz.
C. HASIL AKHIR RANGKAIAN
Gambar 3.25 Bagian rangkaian counter waktu yang terdiri dari rangkaian Astable Multivibrator IC 555, Multiplexer 2x1, rangkaian counter yang terdiri dari divide by 10, divide by 10, divide by 24, 7 segment BCD display dan 2 push button yang digunakan untuk mengatur jam dan menit
32
Gambar 3.26 Rangkaian alarm sholat 5 waktu, rangkaian ini terdiri dari ATMega16, 7 segment BCD display, IC ULN2083, Buzzer.
Gambar 3.27 Rangkaian penghubung antara bagian counter jam digital dan bagian alarm waktu sholat yang terdiri dari ATMega16 dan 2 buah IC 74LS147 (multiplexer 2x1)
33
Gambar 3.28 Rangkaian lengkap jam digital dengan alarm sholat 5 waktu yang terdiri dari rangkaian counter, rangkaian penghubung rangkaian counter dengan alarm, dan rangkaian alarm sholat 5 waktu disertai push button untuk mengatur waktu.
34
BAB IV PENUTUP A. KESIMPULAN Dari hasil akhir perancangan rangkaian jam digital jadwal sholat berbasis counter dengan kendali ATMega16, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Telah berhasil dirancang dan diimplementasikan jam digital jadwal sholat berbasis counter dengan kendali ATMega16 2. Rangkaian counter yang diimplementasikan pada jam digital terdiri dari 6 buah IC 7493, 2 buah IC 7408, 2 buah IC 74157, 1 buah IC 7432, 6 buah 7segment BCD display, dua buah push button untuk mengatur waktu menit dan jam, serta rangkaian pembangkit pulsa berupa astable multivibrator yang terdiri dari 1 buah IC 555, 2 buah resistor, dan 2 buah kapasitor 3. Dalam merancang suatu sistem alarm jadwal sholat, digunakan 6 buah ATMega16, 5 buah buzzer, 2 buah 1C 74157, 20 buah 7-segment BCD display, dan 1 buah IC ULN2803 4. Pada simulasi dengan software Proteus, terjadi suatu delay pemrosesan, sehingga simulasi tidak berjalan secara real-time sesuai teori yang ada 5. Jam digital jadwal sholat mampu memberikan isyarat berupa alarm dari buzzer ketika waktu sekarang sama dengan waktu pada jadwal sholat
B. SARAN Beberapa saran penulis tentang pengembangan jam digital jadwal sholat ini: 1.
Untuk mengurangi delay pemrosesan pada Proteus, diperlukan penggunaan mikrokontroller yang lebih efisien lagi, serta penggunaan source code program yang efektif agar pemrosesan dapat berjalan secara real-time.
2.
Agar simulasi dengan software Proteus berjalan lancar, diperlukan komputer dengan spesifikasi yang cukup tinggi sehingga tidak terjadi excessive CPU load.
3.
Untuk meningkatkan fitur pada jam digital waktu sholat, diperlukan perancangan rangkaian yang lebih kompleks.
35
DAFTAR PUSTAKA
Atmel. 2010. 8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash Texas Instruments. 1995. 54LS157 DM54LS157 DM74LS157 54LS158 DM54LS158 DM74LS158 Quad 2-Line to 1-Line Data Selectors/Multiplexers. Texas Instruments. 2014. xx555 Precision Timers. Texas Instruments . 1988. SN5490A, SN5492A, SN5493A, SN54LS90, SN54LS92, SN54LS93 SN7490A, SN7492A, SN7493A, SN74LS90, SN74LS92, SN74LS93 DECADE, DIVIDE-BY-TWELVE AND BINARY COUNTERS. http://www.ablab.in/buzzer-interfacing-with-avr-atmega16-microcontroller/, diakses pada 5 Juni 2016 http://ee223.eeng.dcu.ie/experiments/clock-generator-circuits, diakses pada 5 Juni 2016 http://www.elecrom.com/2008/02/12/avr-tutorial-2-avr-input-output/, diakses pada 5 Juni 2016 http://electronics-course.com/digital-clock, diakses pada 5 Juni 2016 http://elektronika-dasar.web.id/led-light-emitting-dioda/, diakses pada 5 Juni 2016 http://skemaku.com/pengertian-led-cara-kerja-dan-pemanfaatannya/, diakses pada 5 Juni 2016 http://maxembedded.com/2011/06/port-operations-in-avr/, diakses pada 5 Juni 2016 http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/, diakses pada 5 Juni 2016 http://teknikelektronika.com/pengertian-piezoelectric-buzzer-cara-kerja-buzzer/, diakses pada 5 Juni 2016 http://teknikelektronika.com/pengertian-seven-segment-display-layar-tujuh-segmen/, diakses pada 5 Juni 2016 http://teknikelektronika.com/pengertian-mengenal-ic-555-ic-timer-konfigurasi-kakiic555/, diakses pada 5 Juni 2016
36
LAMPIRAN A. Source Code pemrograman bahasa Assembly dengan ATMega16 1. Program pengatur waktu alarm
.list .include "m16def.inc" .nolist .org 0x0000 main: ldi r16, 0x00 out DDRA, r16 out DDRB, r16 ldi r16, 0xff out DDRC, r16 out DDRD, r16 in r19, PINA in r17, PINB out PORTC, r19 out PORTD, r17 rjmp main
2. Program pengatur waktu shalat subuh .list .include "m16def.inc" .nolist .org 0x0000 rjmp main main: ldi r18, 51 ldi r19, 187 ldi r20, 224 ldi r16, 0xff
37
out DDRA, r16 out DDRC, r16 ldi r16, (1<
38
call delay call delay call delay call delay rjmp main delay: dec r20 brne delay dec r19 brne delay dec r18 brne delay ret
3. Program pengatur waktu shalat dhuhur
.list .include "m16def.inc" .nolist .org 0x0000 rjmp main main: ldi r18, 51 ldi r19, 187 ldi r20, 224 ldi r16, 0xff out DDRA, r16 out DDRC, r16 ldi r16, (1<
39
ldi r17, 0x00 out DDRD, r17 in r17, PIND ldi r16, 0b10011100 out PORTC, r16 ldi r16, 0b10001000 out PORTA, r16 cp r17, r16 breq minute brne main minute: ldi r16, (1<
40
dec r20 brne delay dec r19 brne delay dec r18 brne delay ret
4. Program pengatur waktu shalat ashar
.list .include "m16def.inc" .nolist .org 0x0000 rjmp main main: ldi r18, 51 ldi r19, 187 ldi r20, 224 ldi r16, 0xff out DDRA, r16 out DDRC, r16 ldi r16, (1<
41
out PORTA, r16 cp r17, r16 breq minute brne main minute: ldi r16, (1<
42
ret
5. Program pengatur waktu shalat maghrib
.list .include "m16def.inc" .nolist .org 0x0000 rjmp main main: ldi r18, 51 ldi r19, 187 ldi r20, 224 ldi r16, 0xff out DDRA, r16 out DDRC, r16 ldi r16, (1<
43
out PORTB, r16 in r17, PIND ldi r16, 0b00000000 cp r17, r16 breq equal brne main equal: ldi r16, (1<
6. Program pengatur waktu shalat Isya
.list .include "m16def.inc"
44
.nolist .org 0x0000 rjmp main main: ldi r18, 51 ldi r19, 187 ldi r20, 224 ldi r16, 0xff out DDRA, r16 out DDRC, r16 ldi r16, (1<
45
equal: ldi r16, (1<
46
