SKRIPSI ATMEGA 16

ALAT PENIMANG BAYI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

SKRIPSI

Oleh:

ABDUL ROKHMAN IBNU HASYIM NIM 07.10201.00012

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO 2011


SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Elektro

Oleh:

ABDUL ROKHMAN IBNU HASYIM NIM 07.10201.00012

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO 2011

i

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama

: Abdul Rokhman Ibnu Hasyim

Tempat, Tanggal Lahir

: Sidoarjo, 15 Agustus 1987

Nim

: 07.10201.00012

Fakultas / Jurusan

: Teknik Elektro

Menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul “ Alat Penimang Bayi Otomatis

Berbasis ATmega 16” adalah bukan Skripsi atau Karya Ilmiah orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapatkan sanksi akademis.

Sidoarjo, 18 Agustus 2011 Yang menyatakan

Abdul Rokhman Ibnu Hasyim

Mengetahui, Dosen Pembimbing

Akhmad Ahfas, S.T

ii

ALAT PENIMANG BAYI OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 Penelitian Untuk Skripsi S-1 Jurusan Teknik Elektro

Yang diajukan oleh : ABDUL ROKHMAN IBNU HASYIM NIM : 07.10201.00012

Telah disetujui oleh:

Pembimbing utama

Akmad Ahfas, S.T.

tanggal……………..

iii

LEMBAR PENGESAHAN Skripsi disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik ( ST ) di Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Oleh : ABDUL ROKHMAN IBNU HASYIM NIM : 07.10201.00012 Tanggal Ujian : 20 Agustus 2011

Disetujui oleh : 1. Akhmad Ahfas, ST

( Pembimbing )

NIK : 205124

2. Izza Anshory, ST, MT

( Penguji )

NIK : 202239

3. Sy. Syahrorini, ST, MT

( Penguji )

NIP : 197007082005012002 19700708200501 2002

4. Ari Wijanarko

( Penguji )

NIP :

Dekan Fakultas Teknik,

Hindarto, S.Kom, MT NIP. 197307302005011002 .

iv


Nama : Abdul Rokhman Ibnu Hasyim NIM : 07.10201.00012 Pembimbing : Akhmad Ahfas,S.T

ABSTRAKSI Otomatisasi industri yang semakin berkembang menjanjikan kemudahan dalam kehidupan manusia. Kemudahan dalam mengoperasikan suatu peralatan elektronik merupakan keinginan bagi para konsumen. Jarak, waktu, dan tenaga menjadi salah satu kendala dalam pengoperasian sejumlah peralatan elektronik. Sehingga harapan kemudahan itulah yang mengakibatkan perkembangan teknologi dari keinginan manusia yang tak terbatas. Mereka berharap bisa melakukan efisiensi waktu dan tenaga yang akan memperlancar rutinitas kerja sehari-hari. Sering sekali ibu rumah tangga kelelahan dalam menimang untuk menidurkan anaknya dan setelah itu meninggalkan anaknya dalam keadaan tertidur di ranjang untuk melakukan aktivitas yang lain. Dan akibatnya bila anak tersebut terjaga dan menangis, tidak ada seorang pun yang bisa menghiburnya. Untuk membantu meringankan tugas ibu tersebut maka perlu adanya alat yang otomatis dapat menghibur sementara anak menangis tersebut. Salah satunya adalah alat penimang otomatis Alat penimang otomatis berbasis mikrokontroller ATMEGA 16 merupakan alat yang bekerja otomatis untuk mengayun ranjang bayi dengan kurun waktu tertentu (sesuai ketentuan) yang telah di tetapkan terlebih dahulu dengan cara menekan tombol pewaktu yang telah tersedia. Dari pengaturan waktu tersebut akan di kontrol oleh mikrokontroller untuk menjalankan motor. Untuk pengaturan kecepatan motor menggunakan rangkaian variabel resistor . Alat ini dilengkapi dengan sensor suara untuk mendeteksi apabila bayi menangis dan ranjang akan mengayun dengan sendirinya. Serta sensor kelembaban untuk mengetahui keadan kasur basah dalam arti bayi buang air.

Kata kunci: Mikrokontroller, sensor suara, sensor kelembaban, motor, timer, tombol, pengatur kecepatan.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayat serta inayah-Nya, dan tidak lupa pula salam dan shalawat kita limpahkan pada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW, sehingga peneliti dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul: ALAT PENIMANG BAYI OTOMATISBERBASIS MIKROKONTROLER

“

ATMEGA 16

”

Peneliti sadar apa yang telah dibuat ini merupakan pekerjaan yang tidak enteng, akan tetapi butuh banyak sekali referensi dari beberapa sumber guna sempurnanya skripsi ini. Skripsi ini dibuat sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana tehnik. Selama menyelesaikan penelitian ini peniliti telah banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini peneliti ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya pada: 1. Prof. Achmad Jainuri, MA, Ph.D, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. 2. Hindarto, S.Kom, M.T, Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. 3. Izza Anshori S.T, M.T, Kajur Tehnik Elektro Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. 4. Akhmad Ahfas, S.T, Dosen pembimbing skripsi Universitas Muhammadiyah Sidoarjo. 5. Semua pihak yang terkait yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Banyak kesalahan yang dituliskan baik yang di sengaja maupun yang tidak disengaja, peneliti mengucapkan maaf. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak peneliti harapkan sebagai bekal menuju langkah yang lebih baik. Sidoarjo, 18 Agustus 2011

Peneliti vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL......................................................... ............................................................................... .................................. ............ HALAMAN PERSETUJUAN ........................... ................................................. ............................................ ........................... ..... iii HALAMAN PENGESAHAN .......................................... ............................................................... .................................. ............. v KATA PENGANTAR ........................................... ................................................................. ............................................ ........................ vii HALAMAN DAFTAR ISI ............................................................. ................................................................................. .................... viii DAFTAR GAMBAR ......................................... ............................................................... ............................................ ........................... ..... x DAFTAR TABEL ........................................... ................................................................. ............................................ .............................. ........ xii BAB I PENDAHULUAN .......................... ................................................. ............................................. .................................. ............ 1 1.1. Latar Belakang ........................................... ................................................................. ...................................... ................ 1 1.2. Rumusan Masalah .................................................... ........................................................................... ......................... 2 1.3. Batasan Masalah.............................. Masalah.................................................... ............................................ ........................... ..... 2 1.4. Tujuan Penelitian ........................................... ................................................................. .................................. ............ 3 1.5. Manfaat Penellitian ........................................... .................................................................. ............................... ........ 3 1.6. Sistematika Laporan ............................... ..................................................... .......................................... .................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.......................................... ................................................................. ............................... ........ 5 2.1. Penelitian Terdahulu ......................................................... ...................................................................... ............. 5 2.2. Landasan Teori ...................... ............................................. ............................................. .................................. ............ 5 2.2.1 sensor suara ............................................ ................................................................... ............................... ........ 5 2.2.2 OP AMP ( operating Amplifier)............................................ .............................................. 6 2.2.3 Tombol(tach switc) ............................................ ............................................................... ................... 9 2.2.4 Bascom AVR ........................................................... ........................................................................ ............. 9 2.2.5 Mikrokontroler Mi krokontroler AVR Atmega16 ................................... ........................................... ........ 11 2.2.6 Motor DC ............................................ .................................................................. .................................. ............ 16 2.2.7 Regulator Tegang Tegangan an MC7805 ......................................... .............................................. ..... 21 2.2.8 Proses Download Program pada Mikrokontroller................. 23 2.2.9 Resistor ................................. ....................................................... ............................................ ........................... ..... 24 2.2.10 Transistor .......................................... ............................................................... .................................. ............. 26 2.2.11 Light Emiting Diode (LED) ........................................... ................................................ ..... 28 2.2.12 Pengaturan Pengatu ran Kecepatan Kecep atan motor moto r ......................................... .............................................. ..... 28 2.2.13 Triac .......................................... ................................................................. .......................................... ................... 30

vii

2.2.14 Sensor Kelembaban .......................................... ............................................................. ................... 31 2.2.15 Rangakaian Rang akaian Band Pass Filter (BPF) .................................... .................................... 31

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.................................. PENELITIAN....................................................... .......................... ..... 35 3.1. Lokasi dan Waktu Wak tu Penelitian ......................................... ......................................................... ................ 35 3.2. Bahan dan Alat Penelitian Pen elitian ........................................... .............................................................. ................... 35 3.2.1. Bahan Penelitian.............................. Penelitian.................................................... ...................................... ................ 35 3.2.2. Alat Penelitian ................................. ....................................................... ...................................... ................ 35 3.3. Teknik Pengambilan Data .......................................... ............................................................. ................... 36 3.3.1. Studi Literatur ................................................... ....................................................................... .................... 36 3.3.2. Observasi ..................................... ........................................................... .......................................... .................... 36 3.3.3. Wawancara .......................................... ............................................................... .................................. ............. 36 3.3. Analisis Sistem ......................................... ............................................................... ...................................... ................ 36 3.3.1. Identifikasi Komponen yang yan g Terlibat .................................. .................................. 37 3.5. Perancangan Perancan gan dan Pembuatan alat .......................................... .................................................. ........ 38 3.5.1. Perancangan Perancan gan desain des ain hardware hardwa re .................................. .............................................. ............ 38

BAB IV HASil DAN PEMBAHASAN ........................................... .............................................................. ................... 44 4.1. Pengujian Alat ........................... ................................................. ............................................. ............................... ........ 44

BAB V KESIMPULAN ........................................... .................................................................. .......................................... ................... 51

DAFTAR PUSTAKA ............................................ .................................................................. ............................................ ........................ 52

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mikrofon Kondensor ......................................... .............................................................. ................................ ...........6 Gambar 2.2 Simbol Penguat Operasional ......................................... .............................................................. .....................8 Gambar 2.3 Simbol Komparator ............................................ .................................................................. ................................ ..........8 Gambar 2.4 Tombol (tach switch) .......................................... ............................................................... ................................ ...........9 Gambar 2.5 Tampilan Software Bascom AVR Versi 1.90 .................................. ..................................10 Gambar 2.6 Diagram Blok Mikrokontroller ATmega 16 ..................................... .....................................12 Gambar 2.7 Mikrokontroller Atmega 16 .......................................... ............................................................. ...................13 Gambar2.8 Peta Memori Program ATmega16 .......................................... ..................................................... ...........15 Gambar 2.9 Konvigurasi Memori Data ATmega 16 ........................................... ........................................... 16 Gambar 2.10 Bagian Motor Arus Searah ......................................... ............................................................ ................... 17 Gambar 2.11 Medan Magnet Yang Dihasilkan Oleh Kutub ............................... ...............................20 Gambar 2.12 Medan Magnet Hasil H asil Arus Yang Yan g Mengalir Pada Penghantar .........20 Gambar 2.13 Interaksi Kedua Medan Med an Menghasilkan Menghasi lkan Gaya .................................. ..................................21 Gambar 2.14 IC Regulator MC7805 dan Simbol ......................................... ................................................. ........22 Gambar 2.15 Proses Download Program pada Mikrokontroller .......................... ..........................23 Gambar 2.16 Simbol Resistor ................................................. ....................................................................... .............................. ........ 24 Gambar 2.17 Resistor Komposisi Karbon dengan Ukuran Daya 1/8, 1/4 dan 1/2 Watt ......................................... ............................................................... ............................................ ............................................. .................................. ...........25 Gambar 2.18 Resistor Metal Film dengan Ukuran Daya (dari atas ke bawah) 1/8W (toleransi±1%), 1/4W (toleransi±1%), 1W (toleransi±5%), 2W ............................................................... ............................................ ......................................... ...................25 (toleransi±5%) ......................................... Gambar 2.19 Simbol dan Fisik Transistor ............................................ ........................................................... ...............26 Gambar 2.20 Arah Arus pada Transistor ......................................... ............................................................ ...................27 Gambar 2.21 Simbol dan Fisik LED ......................................... ............................................................... .......................... ....28 Gambar 2.22 Skema Pengandali Kecepatan Motor ............................................. .............................................29 Gambar 2.23 Struktur dan Simbol Triac .......................................... ............................................................. ...................30 Gambar 2.24 Sensor Kelembaban ......................................... .............................................................. .............................. .........31 Gambar 2.25 Grafik Respon Sinyal Dari BPF ............................................ .................................................... ........31 Gambar 2.26 Rangkaian Band Pass Filter Aktif ......................................... ................................................. ........33 Gambar 3.1 Skema Metode analisis kerja penimang bayi.................................... ....................................37

ix

Gambar 3.2 Skema Metode Analisis Kerja Sensor Kelembaban ........................ ........................38 Gambar 3.3 Blok Diagram Alat Penimang Bayi Otomatis ................................. .................................39 Gambar 3.4 Perancangan Desain Alat Penimang Otomatis ............................... ...............................39 Gambar 3.5 Hubungan Antara Motor Dengan Ranjang ...................................... ......................................39 Gambar 3.6 Power Supply DC 5V ........................................... .................................................................. ........................... ....40 Gambar 3.7 Rangkaian Sistem Minimum Kontrol Penimang Bayi .....................41 Gambar 3.8 Rangkaian Sistem Minimum Sensor basah atau Kelembaban .........42 Gambar 3.9 Band Pass Filter Tangis Bayi ......................................... ............................................................ ...................43 Gambar 3.9 Op-Amp Sebagai Comparator Sensor Suara .................................. ..................................43 Gambar 4.1 Pengatur Kecepatan Motor ........................................... .............................................................. ...................44 Gambar 4.2 Pengujian Input dan Output Mikrokontroller ATmega 16 ..............46 Gambar 4.3 Rangakaian Kontoller Penimang Bayi.............................................. .............................................47 Gambar 4.4 Riza Ali fikri .......................................... ................................................................ ......................................... ...................49

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B Atmega 16 ......................................... ........................................................ ...............13 Table 2.2 Fungsi Khusus Port D Atmega 16 ......................................... ........................................................ ...............14 Table 2.3 Fungsi Khusus Port C Atmega 16 ......................................... ........................................................ ...............14 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pengatur Kecepatan Motor Dengan Beban Motor .....45 Tabel 4.2 Input Output Mikrokontoller ATmega 16 ............................................ ............................................46 Tabel 4.3 Hasil Waktu Tempuh Motor .......................................... ................................................................ ......................48 Tabel 4.4 Pengujian Keseluruhan Dengan Beban Bayi ........................................ ........................................49

xi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di zaman modern seperti sekarang ini, selain untuk

meringankan kerja

manusia, alat-alat yang digunakan oleh manusia diharapkan mempunyai nilai lebih dari pada hanya untuk meringankan kerja manusia. Nilai lebih itu antara lain adalah kemampuan alat tersebut untuk lebih menghemat tenaga dan waktu yang diperlukan manusia dalam melakukan suatu kegiatan. Sering sekali ibu rumah tangga kelelahan dalam menimang untuk menidurkan anaknya dan setelah itu meninggalkan anaknya dalam keadaan tertidur di ranjang untuk melakukan aktivitas yang lain. Dan akibatnya bila anak tersebut terjaga dan menagis, tidak ada seorang pun yang bisa menghiburnya. Untuk membantu meringankan tugas ibu maka perlu adanya alat yang otomatis dapat menghibur sementara anak menangis tersebut. Salah satunya adalah alat penimang otomatis Berdasarkan beberapa alasan tersebut diatas , maka penyusun mencoba untuk merancang sebuah alat yang bisa mengayun bayi secara otomatis yang mana bisa menggantikan ibu untuk menimang bayi. Peralatan elektronis ini dapat mengayun secara otomatis dengan pengaturan waktu tertentu serta apabila ada suara yang terdeteksi oleh sensor seperti tangis bayi. Dan dilengkapi dengan sensor kelembaban untuk mengetahui apabila kasur dalam keadaan basah dikarenakan bayi buang air.

1

1.2 Rumusan Masalah

Dari permasalahan ibu tersebut diatas, maka perlu adanya alat penimang bayi otomatis yang dapat mengayun bayi dengan kurun waktu yang telah ditentukan serta apabila ada suara tangis bayi. Berdasarkan uraian tersebut diatas didapat beberapa permasalahan dalam pembuatan alat ini antara lain: 1.

Bagaimana alat penimang ini bekerja otomatis apabila terdeteksi suara (tangis bayi).

2.

Bagaimana mengatur motor agar kuat untuk mendorong ayunan atau ranjang bayi.

3.

Bagaimana alat ini dapat mengatur waktu lama penggunaannya.

4.

Bagamana mengatur kecepatan motor agar kecepatan dorong seperti yang telah diinginkan oleh pengguna.

5.

Bagaimana cara meletakkan sensor kelembaban untuk mengetahui jika bayi buang air.

1.3 Batasan Masalah

Pada pembuatan tugas akhir ini penyusun membuat batasan masalah dalam alat penimang bayi otomatis ini yaitu: 1.

Alat ini dapat mengayun apabila terdeteksi adanya suara seperti tangisan bayi

2.

Batas waktu yang disediakan alat ini untuk mengayun bayi telah ditentukan antara lain 10,20,30,40,50,60,70,80,serta 90 menit.

2

3.

Alat ini hanya dapat memberikan tanda menyala pada lampu indikator ngompol balita yang tidak memakai penpers apabila sensor kelembaban dalam keadan basah.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang dapat diperoleh dalam penelitian pembuatan alat peminang bayi otomatis ini adalah untuk membantu meringankan tugas ibu saat menimang bayi dengan kurun waktu tertentu serta menimang saat bayi menangis dan memberikan indikator saat bayi ngompol.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat pembuatan alat ini adalah: 1.

Bagi Pembuat: Untuk memenuhi syarat kelulusan S1. Menambah ilmu pengetahuan dan menambah pengalaman dalam praktek.

2.

Bagi Masyarakat: Dapat meringankan tugas ibu-ibu rumah tangga untuk mengasuh bayi karena dengan adanya alat penimang otomatis ini.

3.

Bagi Universitas., Sebagai upaya peningkatan terhadap kualitas dan kuantitas dari penulisan karya ilmiah untuk tingkat perguruan tinggi.

1.6 Sistematika Penelitian

Agar pembuatan tugas akhir ini lebih terarah ke permasalahan dan keteraturan dalam penyusunan dan penulisannya, maka akan dibuat beberapa bab, yaitu sebagai berikut: 3

BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan. BAB 2 KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI Bab ini berisi penelitian terdahulu dan dasar teori. BAB 3 METODE PENELITIAN Bab ini berisi perancangan alat yang meliputi perancangan hardware dan software. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pengantar yang memuat hal-hal yang akan dilakukan beserta analisis yang digunakan dalam menyelesaikan penelitian. Selanjutnya secara terperinci dan tahap demi tahap tujuan penelitian dibahas dan dianalisis secara detil dan tajam, sehingga diperoleh suatu hasil penelitian. BAB 5 KESIMPULAN Kesimpulan berisi kesimpulan hasil penelitian atau kesimpulan Tugas Akhir. Saran berisi saran yang diusulkan oleh peneliti.

4

BAB 2 KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1 Penelitian Terdahulu

Irwan Anis Mahsun (2004), dengan judul Perancangan Pembuka Dan Penutup Pintu Geser Otomatis Dengan Sensor Suara, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam skripsinya menjelaskan Rangkaian sensor untuk mendeteksi suara terdiri dari mikrofon (kondensor), penguat inverting, band pass filter dan komparator. kemudian hasil dari perbandingan tersebut diolah dengan rangkaian gebang logika yang di terhubung dengan relay sehingga dapat menggerakkan motorAC untuk membuka dan menutup pintu. Dari sedikit penjelasan tentang sistem kerja pada perancangan pembuka dan penutup pintu geser otomatis tersebut ada beberapa persamaan tentang cara kerja dari penimang otomatis ini, yaitu sensor suara yang digunakan adalah sama menggunakan microphone kondensor dan kemudian diolah dengan band pass filter kemudian dilanjutkan dengan komparator.

2.2 Landasan Teori 2.2.1

Sensor suara.

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu merubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda

Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang

suara

yang

mengenai

membran

sensor

yang

menyebabkan

5

bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotongpotong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. Mikrofon Kapasitor adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diafragma berbahan logam, digantungkan pada sebuah pelat logam statis dengan jarak sangat dekat, sehingga keduanya terisolasi dan menyerupai bentuk sebuah kapasitor. Adanya getaran suara mengakibatkan diafragma bergerak-gerak. Diafragma yang bergerak menimbulkan adanya perubahan jarak pemisah antara diafragma dengan pelat statis sehingga mengakibatkan berubahnya nilai kapasitansi. Mikrofon kapasitor ini memerlukan tegangan DC konstan yang dihubungkan ke sebuah diafragma dan pelat statis melewati sebuah resistor beban, sehingga tegangan mikrofon dapat berubah-ubah seiring perubahan tekanan udara yang terjadi akibat getaran suara.

. Gambar 2.1 Mikrofon Kondensor

2.2.2

OP-AMP (operating Amplifier)

Penguatan

sinyal

dapat

dilakukan

dengan

menggunakan

penguat

operasional (Op-Amp). Penguat operasional terdiri dari tiga komponen dasar

6

yaitu sebuah penguat differensial dengan impedansi masukan tinggi, penguat tegangan impedansi tinggi, dan penguat keluaran impedansi rendah (Sutrisno, 1987). Penguat operasional mempunyai lima terminal dasar yaitu dua terminal catu daya, dua terminal masukan dan satu terminal keluaran Pada dasarnya penguat operasional berfungsi menguatkan beda tegangan antara kedua terminal masukan yaitu masukan membalik dan tak membalik. Op-amp memiliki dua buah masukan yaitu masukan tak membalik (Non Inverting) dan masukan membalik (Inverting) serta satu keluaran. Beberapa sifat ideal yang dimiliki Op-amp antara lain adalah: 1. Penguat lingkar terbuka tak terhingga (Av,lb = ∞). 2. Hambatan keluaran terbuka adalah rendah (Ro,lb = 0). 3. Hambatan masukan masukan lingkar terbuka adalah tak terhingga (Ri,lb = ∞). 4. Lebar pita tak terhingga (Δf =f2 -f1=∞). 5. Nisbah

penolakan

modus

bersama

(CMMR)

tak

terhingga

(Sutrisno,1987).

2.2.2.1. Penguat Operasional (komparator)

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu

7

tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional:

Gambar 2.2 Simbol Penguat Operasional

Sebuah komparator membandingkan voltase dari input positif (+) dengan input negatif (-). Bila voltase dari terminal input positif A lebih tinggi dari voltase terminal input negatif B, maka terminal output Y akan menjadi 1. Bila voltase dari terminal input positif A lebih rendah dari voltase terminal input negatif B, maka terminal output Y akan menjadi 0.

Gambar 2.3 Simbol Komparator

Gambar 2.3 merupakan symbol dari komparator. Input dari A dibandingkan dengan Input dari B

8

2.2.3

Tombol (Tach Switch)

Tombol (tach switch) adalah sebuah saklar yang digunakan untuk menyalakan alat elektronik sesaat ketika tombol sakelar ditekan.ketika tombol sakelar dilepas, alat elektronik akan mati atau off. Contoh penggunaan saklar push button yaitu pada bel pintu,

Gambar 2.4 Tombol (tach switch)

Gambar diatas adalah bentuk fisik dari tombol tach switch yang mana hitam diatasnya adalah tempat penekanan.

2.2.4

Bascom AVR

Bascom Avr atau yang biasa disebut basic compiler adalah suatu piranti lunak yang termasuk bahasa tingkat tinggi yang sangat mudah untuk dipelajari. Sebagai compiler, yaitu perubah instruksi dari bahasa basic ke file yang berbentuk hexa dengan tujuan dimengerti oleh mesin atau mikrokontroler, sehingga mikrokontroler mampu menerjemahkan instruksi-instruksi yang kita buat dengan benar dan tepat.

9

Untuk Memulai project

untuk mengkompile menjadi bilangan hexa

Gambar 2.5 Tampilan Software Bascom AVR Versi 1.90

Gambar diatas merupakan tampilan dari software bascom avr versi 1.90 dimana bagian terpenting dari mnu yang yang harus diketahui yaitu menu dimana kita akan membuat project baru dan menu bagaimana mengkompile program yang sudah selesai.

10

2.2.5

Mikrokontroler AVR Atmega16

Fitur-fitur yang dimiliki ATmega 16 sebagai berikut: Mikrokontroler AVR 8 Bit yang memiliki kemampuan tinggi, dengan daya rendah. Memiliki kapasitas Flash memori 16 KByte, EEPROM5 12 Byte dan SRAM 1K Byte. Saluran I/O sebanyak 32buah, yaitu PortA, Port B, Port C dan Port D CPUterdiriatas32register. UnitInterupsiinternaldaneksternal. ADC internaldenganfidelitas10bit8 channel. Sistem mikroprosesor 8bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16MHz. PortUSARTuntukkomunikasiserial. Dengan

fitur-fitur

seperti

diatas,

pembuatan

alat

menggunakan

ATmega16 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan IC pendukung yang banyak. Agar lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5.

11

Gambar 2.6 Diagram Blok Mikrokontroller ATmega 16

ATmega16 memiliki32 pin yang digunakan untuk input/output, pin-pin tersebut terdiri dari 8 pin sebagai port A.8 pin sebagai port B. 8 pin sebagai portC. 8 pin sebagai port D. Dalam komunikasi serial, maka hanya port D yang dapat digunakan kerena fungsi khusus yang dimilikinya Untukl ebih jelas akan ditunjukan pada tabel-tabel fungsi khusus port. Susunan pin Mikrokontroler ATmega16 diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

12

Gambar 2.7 Mikrokontroller Atmega 16

Pin 1 sampai 8 (PortB) merupakan port pararel 8 bit dua arah (input/output) dan pin fungsi khusus. Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B Atmega 16

Pin9

(Reset)

merupakan

pin

yang

digunakan

untuk

mereset

mikrokontroler. Pin10 (VCC) merupakan pin masukan catu daya. Pin11&31(GND) merupakan pin ground.

13

Pin12 (XTAL2) &Pin13 (XTAL1) merupakan pin masukan clock ekstenal. Pin14 sampai 21 (Port D) merupakan port pararel 8 bit dua arah (input/output) dan pin fungsi khusus. Table 2.2 Fungsi Khusus Port D Atmega 16

Pin 22 sampai 29 (Port C) merupakan port pararel 8 bit dua arah (input/output) dan pin fungsi khusus. Table 2.3 Fungsi Khusus Port C Atmega 16

Pin 30 (AVCC) merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. Pin 32 (AREF) merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. Pin 33 sampai 40 (PortA) merupakan pinI/O dua arah dan pin masukan ADC.

14

2.2.5.1 Peta Memori Atmega 16

Arsitektur AVR mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori program. Untuk penyimpanan data program, ATmega 16 memiliki memori EEPROM sebesar 512 Byte. Selain itu, ATmega 16 terdiri atas 16 Kbyte On chip In-System Reprogrammable Flash memory untuk menyimpan program.Berikut gambar peta memori ATmega16.

Gambar2.8 Peta Memori Program ATmega16

AVR ATmega16 mempunyai memori data yang terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum, 64 register I/O dan 1K byte SRAM internal. General Purpose register menempati alamat data paling bawah, yaitu $00 sampai$1F sedangkan memory I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. 1024 memory berikutnya digunakan untuk SRAM yaitu pada alamat $60 hingga $45. Berikut gambar konfigurasi memory data ATmega16.

15

Gambar 2.9 Konvigurasi Memori Data ATmega 16

2.2.6

Motor DC

Motor DC adalah alat yang dapat mengubah daya listrik DC menjadi daya mekanik. Apabila pada penghantar yang dialiri listrik dan terletak diantara dua buah kutub magnet (kutub utara dan kutub selatan).

Maka pada penghantar

tersebut akan terjadi gaya yang menggerakkan penghantar tersebut. Suatu kumparan yang terletak dalam medan magnet yang arah arus dari kedua sisinya berlawanan sehingga arah gerak terhadap putaran berbeda selanjutnya akan menghasilkan gaya gerak putar atau kopel. Semakin besar arusnya maka akan semakin besar kopelnya, juga jika gaya magnetnya makin kuat kopelnya makin berat. Jika kumparan terletak diantara kutub magnet yang sedang berputar maka pada kumparan tersebut akan timbul suatu tegangan dari luar yang

16

disebut gaya gerak listrik (ggl) lawan. Besar kecilnya ggl lawan tergantung dari tahanan jangkarnya. Konstruksi motor DC terdiri atas beberapa bagian yang meliputi badan motor, inti kutub magnet, sikat-sikat, komutator, dan jangkar. Gambar motor dc seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.10 Bagian Motor Arus Searah

a.

Badan Motor. Fungsi utama badan motor adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya

fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet, oleh karena itu badan motor terbuat dari bahan ferromagnetic. Disamping itu badan motor juga berfungsi untuk melindungi bagian-bagian mesin lainnya. Untuk memenuhi kedua fungsi tersebut, pada umumnya badan motor untuk motor kecil dibuat dari besi tuang, sedangkan motor yang berukuran besar dibuat dari plat-plat campuran baja. b.

Inti kutub magnet. Inti kutub magnet berfungsi untuk menghasilkan fluksi magnet. Magnet

yang dipakai adalah magnet permanen jadi di sini tidak menggunakan prinsip elektromagnetik. c.

Sikat-sikat

17

Fungsi dari sikat-sikat adalah sebagai jembatan bagi aliran arus listrik dari sumber tegangan ke lilitan jangkar. Di samping itu sikat-sikat memegang peranan penting dalam terjadinya komutasi. Agar gesekan-gesekan antara komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator, maka sikat harus lebih lunak dari komutator yang biasanya dibuat dari bahan arang (coal). d.

Komutator Komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik, yang bersama-sama

dengan sikat-sikat membuat suatu kerjasama yang disebut komutasi. Agar menghasilkan penyearahan yang lebih baik atau lebih rata maka komutator yang digunakan berjumlah cukup besar. Dalam hal ini setiap belahan (segment) komutator tidak lagi merupakan bentuk separo dari cincin, tetapi sudah berbentuk lempeng-lempeng. Di antara lempeng segmen komutator terdapat bahan isolator. e.

Jangkar. Jangkar yang umumnya digunakan dalam motor arus searah adalah jangkar

yang berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan kumparan-kumparan. Jangkar dibuat dari bahan ferromagnetic, dengan maksud agar kumparan-kumparan (lilitan jangkar) terletak dalam daerah yang induksi magnetnya besar sehingga gaya gerak listrik (ggl) yang terbentuk dapat bertambah besar. Seperti halnya inti kutub magnet, jangkar dibuat dari bahan berlapis-lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus liar. Bahan yang digunakan untuk jangkar adalah jenis campuran baja silikon.

18

Pada umumnya alur tidak hanya diisi oleh satu sisi kumparan, tetapi diisi lebih dari satu sisi kumparan yang disusun secara berlapis. Suatu motor listrik dapat berfungsi apabila memiliki: Kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet. Kumparan jangkar, untuk mengimbaskan gaya gerak listrik (ggl) pada konduktor-konduktor yang terletak pada alur-alur jangkar. Celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan magnet. Pada motor arus searah, kumparan medan yang terbentuk kutub sepatu merupakan stator (bagian yang tidak berputar), dan kumparan jangkar merupakan rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah akan berputar karena adanya: Garis-garis gaya medan magnet (fluks), antara kutub yang berada di stator. Penghantar yang dialiri arus listrik dan ditempatkan pada jangkar yang berada di antara kutub-kutub magnet. Penghantar yang dialiri arus listrik akan menghasilkan garis-garis gaya medan magnet (fluks). Disisi lain kutub-kutub magnet juga menghasilkan garisgaris gaya medan magnet sehingga akan terjadi interaksi antara garis-garis gaya medan yang dihasilkan oleh kutub kutub magnet dengan garis-garis gaya medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar yang dialiri arus listrik yang ditempatkan pada jangkar. Interaksi antara dua garis gaya medan magnet tersebut akan menghasilkan gaya (F) yang selanjutnya akan menghasilkan torsi (T) dan memutar jangkar.

19

Untuk lebih jelasnya pada Gambar 2.10 sampai dengan

Gambar 2.12

diperlihatkan proses terjadinya rotasi motor arus searah sebagai interaksi antara medan magnet yang dihasilkan oleh kutub pada stator dan medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang yang mengalir pada penghantar

yang ditempatkan pada

jangkar.

Gambar 2.11 Medan Magnet Yang Dihasilkan Oleh Kutub

Dari Gambar 2.11 diketahui bahwa kutub-kutub magnet menghasilkan garisgaris gaya medan magnet (fluks).

Gambar 2.12 Medan Magnet Hasil Arus Yang Mengalir Pada Penghantar

Pada Gambar 2.12 diketahui bahwa penghantar yang dialiri arus maka pada penghantar timbul medan magnet (garis-garis gaya fluks).

20

Gambar 2.13 Interaksi Kedua Medan Menghasilkan Gaya

Gambar 2.13 menunjukkan adanya interaksi kedua medan magnet akan menimbulkan medan magnet yang tidak seragam sehingga timbul gaya (F) yang akan menghasilkan torsi (T) dan akan memutar jangkar. Arah dari garis-garis gaya (fluks) medan magnet yang dihasilkan oleh kutub, arah arus yang mengalir pada penghantar dan arah dari gaya, saling tegak lurus.

2.2.7

Regulator Tegangan MC7805

Regulator tiga terminal adalah “integrated voltage regulator circuit” yang dirancang untuk mempertahankan tegangan outputnya tetap dan mudah dirangkainya. Keuntungan dalam pemakaian regulator adalah tidak Membutuhkan penambahan komponen luar yang terlalu banyak, dan ukurannya kecil.

Seri LM 78XX adalah regulator dengan tiga terminal, dapat diperoleh dengan berbagai tegangan tetap. Beberapa IC regulator mempunyai kode yang dibuat pabrik pembuat komponen. Sebagai contoh : IC LM. 7895 AC Z yang artinya sebagai berikut :

LM

Linear Monolitic

21

78L

bagian yang nomor dasar yang menyatakan tegangan positif.

05

Tegangan output.

AC

standar ketepatan.

Z

Tipe pembungkus, ZTO-92 plastik.

Gambar 2.14 IC Regulator MC7805 dan Simbol

Sifat – sifat sifat IC regulator LM 78XX adalah sebagai berikut :

1. Arus keluaran melebihi 1 Ampere. 2. Pengamanan pembebanan lebih termik. 3. Tidak diperlukan komponen tambahan. 4. Ada pengamanan untuk transistor keluaran ( output ). 5. Dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 aluminium.

22

2.2.8

Proses Download Program pada Mikrokontroller

Gambar 2.15 Proses Download Program pada Mikrokontroller

Pada gambar diatas adalah penjelasan bagaimana urutan yang harus dilewati untuk mendownload program IC mikrokontroller. Untuk langkah awal dibuat dulu dengan bahasa pemrograman, bahasa pemrograman ada banyak sekali untuk saat ini misalnnya seperti bahasa assembly, bahasa c, bahasa basic, dan bahasa pascal. pada blok selanjutnya setelah penulisan program selesai proses pengompilan program dilakukan, umumnya apabila terjadi kesalahan syntak penulisan yang tidak

sesuai dengan software compiler, pesan error akan

ditampilkan pada form menu software tersebut lengkap dengan penunjukan baris mana yang error. Ada tiga hasil output dari compiler tersebut yaitu file yang berekstensi oby, listing, hexa, biner. Pada langkah terakhir adalah file yang berekstensi biner atau hexa saja yang didownload atau ditanam pada ic mikrokontroller.

23

2.2.9

Resistor

Resistor

adalah

komponen

elektronika

yang

berfungsi

untuk

menghambat arus listrik dan menghasilkan nilai resistansi tertentu. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut.

Resistor memiliki beragam jenis dan bentuk. Diantaranya resistor yang berbentuk silinder, smd (Surface Mount Devices), dan wirewound . Jenis jenis resistor antara lain komposisi karbon, metal film, wirewound , smd, dan resistor dengan teknologi film tebal.Resistor yang paling banyak beredar di pasaran umum adalah resistor dengan bahan komposisi karbon, dan metal film. Resistor ini biasanya berbentuk silinder dengan pita pita warna yang melingkar di badan resistor. Pita pita warna ini dikenal sebagai kode resistor. Dengan mengetahui kode resistor kita dapat mengetahui nilai resistansi resistor, toleransi, koefisien temperatur dan reliabilitas resistor tersebut.

Gambar 2.16 Simbol Resistor

Resistor yang menggunakan kode warna ada 3 macam, yaitu:

1. Resistor dengan 4 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi.

2. Resistor dengan 5 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi.

24

3. Resistor dengan 5 pita warna dengan 1 pita warna untuk toleransi dan 1 pita warna untuk reliabilitas

Sedangkan ukuran resistor bermacam macam sesuai dengan ukuran daya resistor itu. Dipasaran terdapat beberapa ukuran daya seperti ditunjukkan pada Gambar 2.17, untuk komposisi karbon dan Gambar 2.118 untuk metal film.

Gambar 2.17 Resistor Komposisi Karbon dengan Ukuran Daya 1/8, 1/4 dan 1/2

Watt

Gambar 2.18 Resistor Metal Film dengan Ukuran Daya (dari atas ke bawah)

1/8W (toleransi±1%), 1/4W (toleransi±1%), 1W (toleransi±5%), 2W (toleransi±5%)

25

2.2.10 Transistor

Pada tugas akhir ini penggunaan transistor ditekankan sebagai switch. Dimana akan berlaku kondisi on dan off. Dari berbagai bentuk transistor yang ada di pasaran, pada umumnya pada transistor terdapat tanda-tanda khusus baik berupa titik atau tonjolan yang menunjukkan posisi emitor. Sedangkan Sedangkan transistor yang berbentuk topi, kolektor terdapat pada badan transistor. Jenis transistor adalah NPN dan PNP. Transistor dapat dianalogikan sebagai dua buah diode

Gambar 2.19 Simbol dan Fisik Transistor

Gambar 2.19 adalah lambang trasistor NPN dan PNP beserta analoginya dengan menggunakan rangkaian dioda berdasarkan susunan semikonduktornya untuk menentukan kaki-kaki transistor secara analog. Cara kerja transistor : seperti yang ditunjukan oleh gambar di atas, tentang arah arusnya. Untuk NPN, jika ada arus yang mengalir dari basis menuju emitor maka akan ada arus yang mengalir dari kolektor menuju emitor.

26

Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka akan ada arus yang mengalir dari emitor menuju kolektor.

Gambar 2.20 Arah Arus pada Transistor

B = Ic / Ib, dimana Ic >> Ib Dimana: B : besar penguatan Ic : arus kolektor Ib : arus basis

Catatan : Transistor tidak dapat digantikan oleh rangkaian dioda. Untuk transistor

type NPN bias basis diberikan bias positf dan untuk type pnp sebaliknya yaitu bias negatif. Contoh: Misal: Vcc = 3 Volt Rb = 2 kohm

27

Maka: Ib = Vcc-Vbe/Rb = 3 V-0.6/ 2000 = 1,2 mA 2.2.11 Light Emiting Diode (LED) Light Emiting Diode (LED) dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan

forward bias. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display. Misalnya dapat digunakan untuk seven segmen (display angka).

Gambar 2.21 Simbol dan Fisik LED

LED yang digunakan untuk penerima sensor adalah dari jenis superbright 5mm. Kelebihannya adalah memiliki intensitas dan focus yang lebih baik daripada LED biasa. Sedangkan untuk keperluan indicator digunakan LED kecil biasa 3mm. 2.2.12 Pengaturan Kecepatan motor.

Pengendalian kecepatan putar motor induksi dapat dilakukan dengan beberapa metode/cara antara lain: dengan mengatur/mengubah frekuensi input, mengubah/ mengatur nilai tegangan input serta mengubah jumlah kutub motor induksi. Prinsip kerja dari motor induksi secara umum adalah adanya tegangan yang disuplai ke terminal motor induksi tersebut (stator bagian

28

yang tidak bergerak) peristiwa tersebut akan menimbulkan induksi pada rotor (bagian yang bergerak) sehingga mampu berputar.

Gambar 2.22 Skema Pengandali Kecepatan Motor

Pengaturan kecepatan motor universal adalah dengan cara mengatur besar tegangan yang diberikan kepada motor ini. Motor universal merupakan motor yang dapat bekerja dengan sumber tegangan AC maupun DC, sehingga pengaturan tegangannya pun dapat dilakukan dengan dua macam yaitu pengaturan dalam bentuk sumber tegangan AC dan pengaturan dalam bentuk sumber tegangan DC. Semakin besar tegangan yang diberikan kepada motor universal ini, maka semakin besar pula kecepatan putarnya. Dan sebaliknya, semakin kecil tegangan yang diberikan kepadanya, maka semakin kecil pula kecepatannya. Pengaturan motor jenis ini termasuk dalam pengaturan motor solid state yaitu dengan menggunakan thyristor (Triac) sebagai pengatur tegangan.

29

2.2.13

Triac

Gambar 2.23 Struktur dan Simbol Triac

TRIAC merupakan singkatan dari TRIode Alternating Current artinya adalah saklar triode pengembangan

dari

ntuk arus bolak-balik. bolak-balik . TRIAC adalah

pendahulunya

yaitu

DiodeAlternating

Current

(DIAC)dan Silicon Control Rectifier (SCR).Ketiganya merupakan sub jenis dari Thyristor, piranti berbahan silikon yang umum digunakan sebagai saklar elektronik, disamping transistor dan Field Effect Transistor (FET). Perbedaan diantara ketiganya adalah dalam penggabungan unsurunsur penyusunnya,serta dalam segi arah penghantaran arus listrik yang melaluinya. TRIAC sebenarnya adalah gabungan dua buah SCR atau Thyristor yang dirancang anti paralel dengan satu buah elektroda gerbang gerbang (gate electrode) yang menyatu. SCR merupakan piranti zat padat (solid state) yang berfungsi sebagai sakelar daya berkecepatan tinggi.

30

2.2.14 Sensor Kelembaban

Gambar 2.24 Sensor Kelembaban

Merupakan jenis sensor yang akan aktif jika terkena air. Jika sensor terkena air maka jalur akan terhubung singkat ke ground, sehingga port yang terhubung ke sensor akan bernilai nol.

2.2.15 Rangakaian Band Pass Filter (BPF)

Band Pass Filter adalah filter yang hanya melewatkan sinyal-sinyal yang frekuensinya tercantum dalam pita frekuensi atau pass band tertentu. Frekuensi dari sinyal yang berada dibawah pita frekuensi maupun diatas, tidak dapat dilewatkan atau diredam oleh rangkaian band pass filter. Gambar 2.25 dibawah inimemperlihatkan respon dari band pass filter.

Gambar 2.25 Grafik Respon Sinyal Dari BPF

31

Dilihat dari respon band pass mulai naik mencapai puncaknya kemudian turun. Frekuensi tengah dinyatakan dengan fc yang mempunyai penguatan maksimum. Ketika penguatan tegangan berkurang 3 dB dari penguatan tegangan pada fc maka terdapat frekuensi pancung bawah f1 dan frekuensi diatas f2 disebut pita frekuensi atau pass band yang akan melewatkan frekuensi yang tercakup diantaranya. Sedangkan frekuensi berada dibawah frekuensi pancung bawah f1 dan diatas frekuensi pancung atas f2 akan direkam, daerah tersebut disebut stopband. Parameter penting dalam suatu rangkaian band pass filter adalah lebar pita atau bandwitdh (¨f atau B), dan selektivitas (Q). Selektivitas didefinisikan sebagai perbandingan antara frekuensi tengah fc terhadap lebar pita ¨f yang dirumuskan sebagai berikut:

Dan lebar pita atau bandwitdh adalah lebar dari daerah pass band yaitu selisih besar frekuensi pancung atas dengan frekuensi pancung bawah, yang dirumuskan sebagai berikut:

Berdasarkan rumus diatas memberikan suatu ukuran lebar pita yang relative pada rangkaian band pass filter. Makin tinggi harga Q maka makin sempit lebar pitanya karena itu filter ini menjadi semakin selektif. Band pass filter secara sederhana dapat dibuat dengan menggunakan

32

penguat operasional dan dua pasang komponen RC seperti pada gambar 2.26 berikut ini :

Gambar 2.26 Rangkaian Band Pass Filter Aktif

Kapasitor C1 dan resistor R2 akan membentuk sebuah high pass filter, sedangkan kapasitor C2 dan R2 akan membentuk sebuah low pass filter. Band pass filter pada umumnya terdiri dari sebuah low pass filter dan high pass filter jika frekuensi sinyal input berada pada daerah pass band yaitu diantara kedua frekuensi pancung f1 dan f2 maka sinyal akan diperkuat oleh penguat dan dapat dilewatkan. Jika sinyal masukan mempunyai frekuensi dibawah frekuensi pancung bawah, reaktansi kapasitor C1 akan membesar sehingga kapasitor menjadi open (terbuka) dan tegangan keluaran menjadi nol. Jika sinyal masukan mempunyai frekuensi diatas frekuensi pancung atas f1 maka reaktansi kapasitor C1 mengecil sehingga kapasitor menjadi short (terhubung singkat) dan terjadi penguatan tegangan. Jika frekuensi masukan dibawah frekuensi pancung f2 maka frekuensi kapasitor C2 membesar sehingga kapasitor menjadi terbuka dan

33

terjadi penguatan tegangan. Jika frekuensi masukan diatas frekuensi pancung atas f2 maka reaktansi kapasitor C2 mengecil sehingga kapasitor terhubung singkat dan arus langsung masukan R2 tanpa melalui penguatan sehingga tidak terjadi penguatan tegangan pada keluaran.

34

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian di lakukan di perumahan Bumi Intan Permai Blok B-28 Sidoarjo pada bulan November 2010. Dengan melakukan penelitian pada motor DC dan mikrokontroller Atmega16 sehingga dapat mengumpulkan data mengenai alat yang akan dibuat.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1

Bahan Penelitian

Mengadakan penelitian terhadap komponen yang berhubungan dengan alat yang akan dibuat, yang diambil dari buku dan internet. 3.2.2

Alat penelitian

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian pembuatan alat penimang bayi otomatis ini adalah: 1. alat suara tangis bayi. 2. sensor suara mikrofon condensor. 3. Tombol (tach switch) 4. mikrokontroller. 5. motor DC. 6. Rangkaian catu daya. 7. Ranjang pengayun bayi 8. Sensor kelembaban

35

3.3 Teknik Pengambilan Data 3.3.1

Studi Literatur

Studi literature tentang alat yang ada dibuat diperlukan untuk menunjang konsep-konsep yang berhubungan dengan alat penimang bayi Buku-buku yang dipergunakan untuk meneliti adalah: a. Buku theory konsep input output pada rangkaian digital b. Buku panduan menggunakan bascom avr 3.3.2

Observasi

Observasi dilakukan di perumahan bumi intan permai blok B-28 Sidoarjo, untuk mendapatkan data-data yang perlukan dalam membuat hardware dan program ini. 3.3.3

Wawancara

Merupakan tindak lanjut dari survey lapangan dengan melakukan Tanya jawab terhadap ibu rumah tangga yang mempunyai bayi dengan pertanyaan tingkat kepuasan yang diperoleh setelah menggunakan alat ini untuk buah hatinya.

3.4 Analisis Sistem

Dalam sistem kerja alat penimang bayi otomatis ini adalah sebagai berikut: a. Pastikan bayi yang diayun berada dalam ranjang. b. Nyalakan power dengan menekan tombol power dan pastikan lampu indikator power menyala. c. Pilih tombol pewaktu untuk seberapa lama menginginkan ranjang itu mengayun bayi.

36

d. Apabila tidak menekan tombol pewaktu maka mikrokontroller akan memilih sensor suara untuk menjalankan motor dan mengayun bayi selama sepuluh menit. e. Sensor kelembaban bekerja menyalakan lampu inidakator ngompol apabila kasur dalam keadan basah f. Untuk memberhentikan semua aktivitas alat tekan tombol power. 3.4.1

Identifikasi Komponen yang Terlibat

Tahap ini dilakukan pengumpulan bahan, alat dan solusi dari masalah yang telah dipahami termasuk juga komponen-komponen yang akan terlibat dalam project deteksi kerusakan pada ayunan bayi otomatis. Program yang akan dibuat ini harus memuat beberapa hal yang penting dalam pembuatan alat tersebut, antara lain: 1. Inisialisasi Inisialisasi program sensor pada alat tersebut 2. Inisialisasi motor dan pengatur kecepatan motor pada ayunan bayi

mulai

Verifikasi suara

tidak

Verivikasi

ya

Delay motor on

selasai Gambar 3.1 Skema Metode analisis kerja penimang bayi

37

Gambar diatas menjelaskan bahwa sistem kerja dari penimang bayi dimulai dari verivikasi tombol jika ditombol maka mikro controller bekerja menjalankan motor dan jika tidak dilakukan penombolan maka yang dilakukan adalah verivikasi suara dan akan menjalankan motor. mulai

Cek kondisi kelembaan kasur

Lampu indikator

selasai

Gambar 3.2 Skema Metode Analisis Kerja Sensor Kelembaban

Gambar diatas merupakan sistem kerja dari sensor kelembaban yang mana jika sensor dalam keadaan basah maka lampu indicator akan menyala.

3.5 Perancangan dan Pembuatan alat 3.5.1

Perancangan desain hardware. Alat penimang otomatis berbasis mikrokontroller Atmega 16 merupakan alat yang bekerja otomatis untuk mengayun ranjang bayi dengan kurun waktu tertentu yang telah di tetapkan terlebih dahulu dengan cara menekan tombol pewaktu yang telah tersedia (tach switch). Dari pengaturan waktu tersebut akan di kontrol oleh mikrokontroller untuk

38

menjalankan motor. Untuk pengaturan kecepatan motor menggunakan rangkaian variabel resistor. Alat ini dilengkapi dengan sensor suara untuk mendeteksi apabila bayi menangis ranjang akan mengayun dengan sendirinya. Catu daya

Sensor suara

Op-amp

Tombol pengatura n waktu

ATmega 16

Pengatur kecepatan

motor

Lampu indikator

Sensor kelembab an Gambar 3.3 Blok Diagram Alat Penimang Bayi Otomatis

Gambar diatas merupakan blok diagram secara keseluruhan dari alat penimang bayi otomatis dengan catu daya sebagai sumber tenaga untuk menjalankan semua rangakaian elektronik per blok.

Gambar 3.4 Perancangan Desain Alat Penimang Otomatis

39

Gambar diatas merupakan desain alat penimang bayi yang bermodel seperti ayunan di mana motor sebagai alat penggeraknya

Gambar 3.5 Hubungan Antara Motor Dengan Ranjang.

Gambar diatas menunjukakan tentang letak roda gila yang akan mendorong ranjang jika motor bergerak a. Rangkaian Catu Daya

Gambar 3.6 Power Supply DC 5V

Rangkaian ini terdiri dari transformator penurun tegangan jala-jala 220 V menjadi menjadi tegangan 12 V, dan rangkaian pengubah tegangan AC ( alternating current ) menjadi tegangan DC ( direct current ) menggunakan rangkaian

40

jembatan ( bridge ). Output yang dihasilkan rangkaian adalah 5V DC sebagai pensuplay daya rangkaian system. b. Rangkaian Sistem Minimum penimang bayi

Gambar 3.7 Rangkaian Sistem Minimum Kontrol Penimang Bayi

Rangkaian pada gambar diatas adalah schematic control pada alat penimang bayi, dimana didalam gambar tersebut terdapat satu buah ic mikrokontroller sebagai pemroses sensor dan tombol pewaktu kemudian ditampilkan oleh lampu LED sebagai indikator. selain itu terdapat juga rangkaian reset yang berguna untuk mereset alat tersebut apabila terjadi error atau hang.

41

c.

Rangkaian Sistem Minimum Sensor Kelembaban

Gambar 3.8 Rangkaian Sistem Minimum Sensor basah atau Kelembaban

Pada gambar diatas adalah schematic minimum pada rangkaian pendeteksi basah pada kasur dimana rangkaiannya terdiri dari beberapa komponen yaitu satu unit kelembaban, yang akan digabungkan dengan transistor dan menyalakn lampu indikator yang bisa berubah warna. d. Rangkaian Band Pass Filter

Gambar 3.9 Band Pass Filter Tangis Bayi.

42

Rangkaian ini untuk membedakan suara antara orang tua dan bayi dengan menggunakan band pass filter yang mana tangis bayi memiliki range frekuensi 900Hz – 1200 Hz. Suara tangis bayi diterima oleh mikrofon dan kemudian di filterkan dengan rangkaian op amp da kemudian berlanjut ke komparator. e. Rangkaian op amp

Gambar 3.9 Op-Amp Sebagai Comparator Sensor Suara

Pada gambar diatas adalah schematic minimum pada rangkaian comparator sebagai pendeteksi dan pembanding tegangan masuk dari sensor dengan referensi tegangan yang ada (VCC) yang di atur oleh potensio meter.

43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Alat

Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perancangan dari system yang dibuat. Program pengujian disimulasikan pada suatu system yang sesuai. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari system dan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum. Pengujian pertama-tama dilaksanakan secara terpisah dan kemudian dilakukan ke dalam system yang terintegrasi.

4.1.1 Pengujian Pada Rangkaian Pengatur Kecepatan Motor

Gambar 4.1 Pengatur Kecepatan Motor

Pengujian rangkaian pada alat pengatur kecepatan motor, potensio 100k terbagi menjadi 7 titik putaran yang mana pada setiap titik putaran menghasilkan 44

tegangan keluaran yang berbeda-beda bila terdapat beban motor seperti yang dijelaskan pada tabel berikut ini. Bila tidak ada beban maka hasil keluaran sama dengan inputan yaitu 220 vac. Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pengatur Kecepatan Motor Dengan Beban Motor

Titik putaran

Hasil tegangan AC

1

0.13

2

0.25

3

35

4

87

5

122

6

152

7

167

Dari hasil pengamatan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa jika titik putaran diperbesar maka akan mendapat kan hasil tegangan yang mebesar pula.

45

4.1.2

Pengujian pada mikrokontroller

Gambar 4.2 Pengujian Input dan Output Mikrokontroller ATmega 16

Pengujian rangkaian pada mikro kontroler ATmega 16 hanya berupa input dan output, yang sesuai dengan system kerja dari penimang bayi otomatis. akan ditunjukkan pada table berikut ini. Tabel 4.2 Input Output Mikrokontoller ATmega 16

label

input

Output indikator

check

1

1

1

√

2

1

1

√

3

1

1

√

4

1

1

√

5

1

1

√

46

6

1

1

√

7

1

1

√

8

1

1

√

9

1

1

√

start

0

0

√

start

1

1

√

stop

0

0

√

reset

0

0

√

Sensor suara

1

1

√

Dari hasil pengamatan tersebut diatas dapat disimpulkan input dan output mikro controller bekerja dengan normal sesuai denag program yang telah di tanamkan dalam mikrokontroller.

47

4.1.3 Pengujian keseluruhan blok

Gambar 4.3 Rangakaian Kontoller Penimang Bayi.

Dari keseluruhan rangkaian Pengujian seperti yang ter tera pada Gambar 4.3 dilakukan dengan stopwatch timing waktu tempuh gerak motor. Dengan hasil seperti berikut: Tabel 4.3 Hasil Waktu Tempuh Motor

no

Tombol no

waktu

1

1

10.52

2

2

20.25

3

3

30.25

4

4

40.32

48

5

5

50.37

6

6

1.00.41

7

7

1.10.52

8

8

1.20.21

9

9

1.30.47

Dari tabel diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa mikrokontroller bekerja dengan baik sehingga dapat menjalankan motor seperti yang di inginkan pengguna.

Pengujian dengan beban bayi yang bernama Riza Ali Fikri berusia lima bulan dengan berat 7 kilo gram dilakukan dengan hasil sebagai berikut:

Tabel 4.4 Pengujian Keseluruhan Dengan Beban Bayi.

Percobaaan

keterangan

Waktu tempuh

1

Tombol 1

10.21

2

Tombol 2

20.45

3

Tombol 3

30.17

4

Bayi menangis

10.45

Dari hasil percobaan diatas dapat bahwa tombol 1 akan menjalankan motor selama 10 menit 21 detik, tombol 2 akan menjalankan motor 20 menit 45 detik dan tombol 3 akan menjalankan motor selama 30 menit 17 detik. Sedangakan sensor suara akan menjalankan motor selama 10 menit 45 detik.

49

Gambar 4.4 Riza Ali fikri

Gambar diatas adalah gambar dari Riza Ali Fikri sebagai uji coba untuk alat penimang bayi ini

50

BAB V KESIMPULAN

5.1 KESIMPULAN

Dari setiap tahap yang dilakukan dalam pembuatan alat penimang bayi otomatis ini a. Tegangan yang dihasilkan dari IC regulator 7805 adalah 4,9 Volt DC dari sumber tegangan input 12 volt DC. b. Pemasangan sensor suara harus benar didekatkan dengan bayi maksimal dengan jarak 30 cm. c. Tombol pewaktu bekerja sesuai dengan program yang telah di set di dalam mikrokontroller. d. Apabila tidak ditekan tombol pewaktu maka sensor suara yang bekerja menjalankan motor selama 10 menit. e. Sensor kelembaban bekerja apabila kasur dalam keadaan basah( daerah tertentu) tempat dimana bayi ngompol. f. Sensor kelembaban bekerja menyalakan lampu indicator yang berkedip tiga warna. g. Pengaturan kecepatan tidak akan berubah nilai tegangan jika tidak diberi beban motor yaitu 220 volt AC. h. Motor perlu didiamkan untuk menghindari terbakar setelah berjalan selama 30 menit.

5.2 SARAN

Kedepannya, alat seperti ini dapat dikembangkan untuk kesempurnaan alat sehingga lebih dapat bermanfaat bagi ibu ibu rumah tangga terutama model ayunan dan ranjang.

51

DAFTAR PUSTAKA

Atmel Corporation, “8 -bit Microcontroller with 2K Bytes Flash”AT89C2051’”, [Online]. Available: www.atmel.com/literature , 2006

Caltron Indonesia, “Mengenal Sensor dan Actuator”, [Online]. Available: http://www.caltron.co.id/ , 2010

Candra, Frengky, “Jago Pemrograman”, Elex Media Komputindo, Jakarta, 2010 Christanto, D & Pusporini, K, Panduan Dasar Mikrokontroller Keluarga AVR, Innovative Electronics, Surabaya, 2004 Putra, Ek o Agfianto, “Tip dan Trik Mikrocontroler AVR”, Gava Media, Yogyakarta, 2010

Sutanto, B, “ Timer dan Counter dalam MCS51” , Tabloid Mingguan Komputer, Elektronika

&

Teknologi

(KOMPUTEK),

[Online].

Available:

http://alds.stts.edu/Timer dan Counter.htm, Counter.htm, 2001

52

LAMPIRAN A Listing program $regfile = "m16def.dat" $crystal = 11059200 '==========================

Config Portc = Output Config Portd.0 = Output Config Portd.1 = Output Config Porta = Input Config Portb.0 = Input Config Portb.1 = Input Config Portb.2 = Input Config Portb.3 = Input Config Portb.4 = Input

Dim Sial As Word Dim X As Word

Portc = 0 Portd.0 = 0 Portd.1 = 0

Porta.0 = 1 Porta.1 = 1 Porta.2 = 1 Porta.3 = 1 Porta.4 = 1 Porta.5 = 1 Porta.6 = 1 Porta.7 = 1

53

Portb.0 = 1 Portb.1 = 1 Portb.2 = 1 Portb.3 = 1 Portb.4 = 1

Do '================= '10 menit '================= If Pina.0 = 0 Then Do

'10 menit

Waitms 500 Sial = 600 Portc.0 = 1 Loop Until Pinb.2 = 0 End If '================= '20 menit '================= If Pina.1 = 0 Then Do

'20 menit

Waitms 500 Sial = 1200 Portc.1 = 1 Loop Until Pinb.2 = 0 End If '================= '30 menit '================= If Pina.2 = 0 Then 54

Do

'30 menit


'40 menit


'50 menit


'60 menit

Waitms 500 55

Sial = 3600 Portc.5 = 1 Loop Until Pinb.2 = 0 End If '================= '70 menit '================= If Pina.6 = 0 Then Do

'70 menit


'80 menit

Waitms 500 Sial = 4800 Portc.7 = 1 Loop Until Pinb.2 = 0 End If '================= '90 menit '================= If Pinb.0 = 0 Then Do

'90 menit

Waitms 500 Sial = 5400 Portd.0 = 1 56

Loop Until Pinb.2 = 0 End If '================= 'sensor suara '================= If Pinb.4 = 0 Then Portd.1 = 1 Sial = 600 Do

'10 menit

Incr X Wait 1 Loop Until X = Sial Portd.1 = 0 End If

'================= 'play '================= If Pinb.2 = 0 Then

'play

Waitms 500 Portd.1 = 1 Do Incr X Wait 1 Loop Until X = Sial '======== Portd.1 = 0 '======= Portc.0 = 0 Portc.1 = 0 Portc.2 = 0 57

Portc.3 = 0 Portc.4 = 0 Portc.5 = 0 Portc.6 = 0 Portc.7 = 0 Portd.0 = 0

End If

Loop

58

LAMPIRAN B Gambar desain alat

Gambar 1. Unit Kontrol Alat Penimang Bayi Otomatis

Gambar 2. Kerangka Ranjang Alat Penimang Bayi Otomatis

59

LAMPIRAN C Data sheet voltage regulator 78xx

60

Data sheet AT mega 16

61

BIOGRAFI PENULIS

Nama

: Abdul Rokhman Ibnu Hasyim.

Tempat /Tanggal Lahir

: Sidoarjo 15 Agustus 1987

Alamat

:

Ds.

Randegan

RT06

RW

02

Kecamatan

Tanggulangin,Sidoarjo, Jawa timur. Telepon

: 031-83067760

Agama

: Islam

Email

: [email protected] [email protected]

Pendidikan formal: SD

:SDN RANDEGAN tanggulangin (1999)

SLTP

:SLTP N1 TULANGAN (2002)

SMK

:SMK N 1 SIDOARJO (2005)

S1

:UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO Fakultas teknik elektro (2011)

62

SKRIPSI ATMEGA 16

Recommend Documents