KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
atas segala rahmat dan karunianya sehingga kami dapat menyelesaikan
laporan pembuatan rangkaian mikrokontroler. Laporan dalam bentuk
makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
mengikuti mata kuliah Mikrokontroler. Selama penulisan makalah ini
kami banyak menemui hambatan dan kesulitan, namun berkat doa dan
bantuan dari berbagai pihak kami dapat menyelesaikan makalah ini
tepat pada waktunya. Semoga makalah ini bermanfaat untuk pembaca
dan penulis pada umunya. Dan untuk perbaikan makalah ini
selanjutnya diharapkan kritik dan saran yang membangun.
Surabaya, 10Juli 2015
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
........................................................................................
1
DAFTAR ISI .2
BAB I PENDAHULUAN .3BAB IITeori Dasar
....................................................................................5BAB
IIIPEMBUATAN SISTEM MINIMUMDAN PERANGKAT I/O.........12
BAB VPENGUJIANBAB VPENUTUPDAFTAR PUSTAKA
BAB IPENDAHULUAN
1.1Latar BelakangMikrokontroler adalah sebuah sistem komputer
fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti
prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau
keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan penggunaan
mikrokontroler ini maka : 1. Sistem elektronik akan menjadi lebih
ringkas;2. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena
sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah
dimodifikasi;3. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena
sistemnya yang kompak.Namun yang akan di bahas adalah sistem
minimum dengan menggunakan mikrokontroler.
1.2 Ruang LingkupRuang lingkup yang akan penulis bahas meliputi
sistem minimum yang menggunakan mikrokontroler ATMega16 dan
komponen pendukungnya.
1.3 Maksud dan TujuanMaksud dari laporan ini adalah untuk
menjelaskan bagaimana membuat sistem minimum pertahapnya. Dan apa
itu IC mikrokontroler dan penyusunannya menjadi sistem minimun
serta komponen-komponen pendukungnya. Dan juga untuk memenuhi tugas
mata kuliah Mikrokontroler.
1.4Metode PenelitianDalam penyusunan laporan ini digunakan
metode penelitian, yaitu:a. Teori mikrokontroler dan komponen
pendukungnyab. Tahapan pembuatan sistem minimumc. Memprogram serta
mengintegrasikan mikrokontroler dengan seperangkat I / O
1.5Sistematika PenulisanSistematika penulisan Makalah Statistika
deskriptif ini adalah sebagai berikut:BAB IPENDAHULUANDalam bab ini
dijelaskan bagaimana mengenai latar belakang, ruang lingkup, maksud
dan tujuan, metode penelitian, dan sistematika penulisan yang
menyangkut dengan laporan.BAB II TEORI DASARDalam bab ini
dijelaskan mengenai penjelasan mikrokontroler dan disertsi komponen
lainnya untuk membuat sistem minimum. Dibahas juga bagaimana
proses-proses yang dilalui untuk membuat sistem mininum itu
sendiri.BAB III TEORI DASAR
BAB III PENUTUP Dalam bab ini penulis memberikan penjelasan
tentang kesimpulan dan saran atas semua pembahasan yang telah
dipaparkan.
25
BAB IITEORI DASAR
2.1Sistem MinimumSistem minimum adalah rangkaian
komponen-komponen elektronika yang membutuhkan IC mikrokontroler
untuk mengoperasikannya. Dalam hal ini mikrokontroler yang dipakai
adalah mikrokontroler ATMega16. Dalam pembuatan system minimum,
yang kami buat adalah dengan menggunakan komponen-komponen sebagai
berikut:a. IC mikrokontroler ATMega16 TQFPb. 1 resistor 510 dan 1
resistor 10 Kc. 4pushbuttond. 4 elco 10 fe. 1 XTal 12 MHzf. 2
kapasitor keramik 22pFg. 1 LEDh. Regulator 5 Vi. 5 Header 2 X 5j.
DC Jack Supply
2.2Perangkat I / OPerangkat I / O adalah rangkaian
komponen-komponen yang digunakan sebagai perangkat input dan output
dari mikrokontroler, kebutuhan I/O tergantung pada rancangan kerja
dari mikrokontroler. Untuk membuat seperangkat I/O yang bekerja
dengan dibutuhkan berikut beberapa komponen yang dibutuhkan :a.
Resistorb. Potensioc. LCDd. Sensor suhu LM35e. Sensor cahaya LDRf.
Push buttong. Motorh. Driver Motori. MAX 232
2.3Komponen dan Software yang Digunakan EagleSoftware ini kami
manfaatkan sebagai simulator sebelum kami mencetak atau membuat
rangkaian pada PCB yang sebenarnya. Penggunaan software ini juga
mudah, kita bias secara drag-and-drop untuk menyusun
komponen-komponen sebagai simulator system minimum yang akan
dibuat.
CodeVision AVRPenggunaan software ini adalah untuk membuat
program yang nantinya akan dimasukkan ke dalam IC mikrokontroler.
Sofware ini menggunakan bahasa pemrogramman C sebagai bahasa
pemrogramman pembuatan programnya.
IC mikrokontroler ATMega16Mikrokonktroler Alv and Vegards Risc
processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC
8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas
dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang
paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.
Berikut adalah kofigurasi kaki pin IC ini:
ResistorResistor adalah komponen elektronik dua kutub yang
didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan
listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap
resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum
Ohm:V = I . RI =
Push-ButtonPush-Button adalah komponen penukar mekanisme kerja
dalam hal ini adalah arus listrik. Di rangkaian yang kami buat
komponen ini berfungsi sebagai tombol reset untuk mengembalikan IC
ke keadaan netral dengan kata lain untuk menghapus program yang
sudah dimasukka ke dalam IC.
Elco (Electrolite Condensator)Elco adalah komponen berpolaritas
positif dan negatif dengan 2 kaki yang masing masing mewakili
polaritas itu sendiri. Kaki dengan tanda garis adalah kaki negatif.
Ini biasanya terdapat pada elco yang berbentuk tabung.
XTal (Crystal)XTAL merupakan komponen yang berfungsi untuk
membangkitkan frekuensi osilasi dengan stabilitas yang sangat
tinggi. Frekuensi osilasi didapat dari efek piezoelektrik. Bahan
yang biasa digunakan untuk memperoleh efek piezoelektrik
diantaranya kwarsa, garam Rochelle dan tourmaline. Bahan yang
banyak digunakan adalah kristal kwarsa.
Kapasitor KeramikKapasitor ini tidak memiliki polaritas sehingga
aman jika dipasang dengan arah apapun. Komponen ini hanya bekerja
pada tegangan rendah hingga tegangan 100 volt. Pada umumnya
kapasitor jenis ini mempunyai warna yang bermacam-macam dan
berbentuk pipih. Pada badan komponen terdapat nilai yang
dikandungnya.
LED (Light Emiting Diode)LED pada umumnya digunakan sebagai
lampu penanda. Kami menggunakan LED sebagai tanda bahwa arus sudah
masuk ke rangkaian. Komponen ini juga digunakan dibanyak alat,
karena konsumsi dayanya yang rendah dan memudahkan untuk mengetahui
apakah suatu alat atau rangkaian bekerja dengan melihat LED.
Regulator 5VRegulator berfunsi untuk memfilter tegangan yang
masuk tetap 5V walaupun tegangan masukan dari DC supply lebih dari
5V.
Pin Header 2 X 5Digunakan untuk menyambung antara minimum system
dengan perangkat I/O
PotensioMengatur kecepatan dari motor dengan terlebih dahulu
masuk ADC dari mikrokontroler
LCD karakter 2x16Menampilkan atau mencetak karakter yang
ditentukan semisal menampilkan menu atau menampilkan hasil
pembacaan sensor
Driver motorPengendali arah dan kecepatan dari motor dengan
menggunakan transistor yang dirangkai secara H-Bridge
Sensor suhu LM35Sensor untuk mendeteksi suhu merubah besaran
suhu menjadi tegangan dengan konstanta 10mV tiap naik 1o C
Sensor cahaya LDRMendeteksi tingkat intensitas cahaya dengan
merubahnya menjadi hambatan
Serial 232Menghubungkan komunikasi secara serial antara
mikrokontroler dengan perangkat luar menggunakan ic MAX232
BAB IIIPEMBUATAN SISTEM MINIMUMDAN PERANGKAT I/O
3.1 Desain minimum sistem serta perangkat i/oSkematik Rangkaian
system At-Mega 16 beserta serial RS 232
Rangkain minimum system At-Mega 16 tersebut terdiri dari :1.
Port Supply 2. Regulator 5v3. Port I/O4. Rangkaian clock5. Tombol
reset6. Int 0,1,27. Port RTC8. Port RS232Rangkaian serial dengan
RS232 ini terdiri dari1. Port DB92. Port menuju mikrokontrol3. Ic
MAX232
Board Tampak Atas
Board Tampak Bawah
Komponen Tampak Atas
Komponen Tampak Bawah
Rangkaian Perangkat I/O
Rangkaian perangkat I/O terdiri dari :1. Pin Header 2x52. LCD
karakter 2x163. Driver motor H-Bridge dengan transistor4. Push
button5. Barled6. Dipswitch7. LM35 + Rangkaian pengkondisi sinyal8.
Potensio9. LDR10. Board
Komponen Tampak Atas
3.2Program pada ICMemasukkan program kedalam memori IC
menggunakan downloader. Sebelum itu buat terlebih dahulu program
dengan menggunakan software CodeVision AVR. Program yang akan
dibuat menggunakan bahasa C. Sehingga syntax yang ditulus juga
harus memenuhi kriteria bahasa C.
3.3Integrasi Mikrokontrol dengan perangkat I/O melalui hardware
dan softwareIntegrasi hardware antara mikrokontroler dan I/Oa.
PORTA PORTA.0= LDR PORTA.1= LM35 PORTA.2= Potensiometer PORTA.3= -
PORTA.4= - PORTA.5= - PORTA.6= - PORTA.7= -
b. PORTB PORTB.0= RS(LCD) PORTB.1= R\W(LCD) PORTB.2= E(LCD)
PORTB.3= Driver motor 1 PORTB.4= D1(LCD) PORTB.5= D2(LCD) PORTB.6=
D3(LCD) PORTB.7= D4(LCD)
c. PORTC PORTC.0= PB1 PORTC.1= PB2 PORTC.2= PB3 PORTC.3= PB4
PORTC.4= PB5 PORTC.5= PB6 PORTC.6= PB7 PORTC.7= PB8
Integrasi hardware antara mikrokontroler dan I/O(Setting pada
code wizard)
(Program)/*****************************************************This
program was produced by theCodeWizardAVR V2.05.3 StandardAutomatic
Program Generator Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech
s.r.l.http://www.hpinfotech.com
Project : Version : Date : 6/23/2015Author : tyery08Company :
embeeminded.blogspot.comComments:
Chip type : ATmega16Program type : ApplicationAVR Core Clock
frequency: 12.000000 MHzMemory model : SmallExternal RAM size :
0Data Stack size :
256*****************************************************/
#include #include #include #include
#define push_ok PINC.0#define push_up PINC.1#define push_down
PINC.2#define push_back PINC.3
#define ditekan 0#define tidak_ditekan 1
unsigned char loop_kondisi=0;eeprom unsigned char
tampilan=1;char vtegangan[30]; char hex[30];unsigned char a,
reff=150;
// Alphanumeric LCD Module functions#asm .equ __lcd_port=0x18
;PORTB#endasm#include #include #define ADC_VREF_TYPE 0x20
// Read the 8 most significant bits// of the AD conversion
resultunsigned char read_adc(unsigned char
adc_input){ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);// Delay
needed for the stabilization of the ADC input
voltagedelay_us(10);// Start the AD conversionADCSRA|=0x40;// Wait
for the AD conversion to completewhile ((ADCSRA &
0x10)==0);ADCSRA|=0x10;return ADCH;}
unsigned char loop_tampilan=0;unsigned int
ldr1,lm35,motor,motor1;float tegang;float tegang1;float suhu;float
tegangmotor;float tegangmotor1;
// Declare your global variables herevoid serial(){ while(1) {
ldr1=read_adc(2); tegang = ((float)ldr1*(0.01961));
lm35=read_adc(0); tegang1 = ((float)lm35*(0.01961));
motor1=read_adc(1); OCR0=motor1; tegangmotor1 =
((float)motor1*(0.01961)); lcd_gotoxy(0,0);
sprintf(vtegangan,"Pot=%0.1f LDR=%0.1f",tegangmotor1,tegang);
lcd_puts(vtegangan);delay_ms(200); lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(vtegangan,"LM35 = %0.2f ",tegang1);
lcd_puts(vtegangan);delay_ms(200);
printf("#_%0.2f_%0.2f_%0.2f\r\n",tegangmotor1,tegang,tegang1);delay_ms(500);
}}
void ldr(){ while(1) { ldr1=read_adc(2); tegang =
((float)ldr1*(0.01961)); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Pembacaan
Sensor"); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(vtegangan,"Nilai= %0.2f
Volt",tegang); lcd_puts(vtegangan); delay_ms(200);
printf("#_0.00_%0.2f_0.00\r\n",tegang); delay_ms(500); }}void lm(){
while(1) { lm35=read_adc(0); tegang1 = ((float)lm35*(0.01961));
suhu = ((float)tegang1/320); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Pembacaan
Sensor"); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(vtegangan,"Nilai= %0.2f
Volt",tegang1); lcd_puts(vtegangan); delay_ms(200);
printf("#_0.00_0.00_%0.2f\r\n",tegang1); delay_ms(500); }}
void motorka(){ while(1) { motor=read_adc(1); OCR0=motor;
tegangmotor = ((float)motor*(0.01961)); lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Motor CW"); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(vtegangan,"Nilai=
%0.2f Volt",tegangmotor); lcd_puts(vtegangan); delay_ms(200);
printf("#_%0.2f_0.00_0.00\r\n",tegangmotor); delay_ms(500); }}void
motorki(){ while(1) { motor1=read_adc(1); OCR2=motor1; tegangmotor1
= ((float)motor1*(0.01961)); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Motor
CCW"); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(vtegangan,"Nilai= %0.2f
Volt",tegangmotor1); lcd_puts(vtegangan); delay_ms(200);
printf("#_%0.2f_0.00_0.00\r\n",tegangmotor1); delay_ms(500); }}
void menu(){ menu_tampilan: while(1) { lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Main Menu:"); if (push_ok==ditekan)
while(push_ok==ditekan); tampilan=1; while(2) { if
(push_ok==ditekan) while(push_ok==ditekan); if(push_down==ditekan)
{ delay_ms(70); if (push_down==ditekan) while(push_down==ditekan){}
if(++loop_tampilan>4) loop_tampilan=0; } if(push_up==ditekan) {
delay_ms(70); if (push_up==ditekan) while(push_up==ditekan){}
if(--loop_tampilan==255) loop_tampilan=4; } switch(loop_tampilan) {
case 0: lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("1.Motor CW "); break; case 1:
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("2.Motor CCW "); break; case 2:
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("3.Sensor LDR "); break; case 3:
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("4.Sensor LM35 "); break; case 4:
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("5.Read All "); break; }
if(push_ok==ditekan) { delay_ms(100); if
(push_ok==ditekan)while(push_ok==ditekan); delay_ms(100);
lcd_clear(); if(loop_tampilan==0) {
motorka(); delay_ms(100); lcd_clear();
} if(loop_tampilan==1) { motorki(); delay_ms(100); lcd_clear();
} if(loop_tampilan==2) { ldr(); delay_ms(100); lcd_clear(); }
if(loop_tampilan==3) { lm(); delay_ms(100); lcd_clear(); }
if(loop_tampilan==4) { serial(); delay_ms(100); lcd_clear(); }
} } }}
void main(void){// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization// Port A initialization//
Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In
Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T
State1=T State0=T PORTA=0x00;DDRA=0x00;
// Port B initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In
Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T
State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTB=0x00;DDRB=0x08;
// Port C initialization// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In
Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T
State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTC=0xff;DDRC=0xf8;
// Port D initialization// Func7=Out Func6=In Func5=In Func4=In
Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=0 State6=T State5=T
State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0x00;DDRD=0xff;
// Timer/Counter 0 initialization// Clock source: System Clock//
Clock value: 10.800 kHz// Mode: Fast PWM top=FFh// OC0 output:
Non-Inverted PWMTCCR0=0x6D;TCNT0=0x00;OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization// Clock source: System Clock//
Clock value: Timer 1 Stopped// Mode: Normal top=FFFFh// OC1A
output: Discon.// OC1B output: Discon.// Noise Canceler: Off//
Input Capture on Falling Edge// Timer 1 Overflow Interrupt: Off//
Input Capture Interrupt: Off// Compare A Match Interrupt: Off//
Compare B Match Interrupt:
OffTCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;ICR1H=0x00;ICR1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization// Clock source: System Clock//
Clock value: 10.800 kHz// Mode: Fast PWM top=FFh// OC2 output:
Non-Inverted PWMASSR=0x00;TCCR2=0x6F;TCNT2=0x00;OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization// INT0: Off// INT1:
Off// INT2: OffMCUCR=0x00;MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s)
initializationTIMSK=0x00;
// USART initialization// Communication Parameters: 8 Data, 1
Stop, No Parity// USART Receiver: Off// USART Transmitter: On//
USART Mode: Asynchronous// USART Baud Rate:
9600UCSRA=0x00;UCSRB=0x18;UCSRC=0x86;UBRRH=0x00;UBRRL=0x4D;
// Analog Comparator initialization// Analog Comparator: Off//
Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1:
OffACSR=0x80;SFIOR=0x00;
// ADC initialization// ADC Clock frequency: 86.400 kHz// ADC
Voltage Reference: AREF pin// ADC Auto Trigger Source: None// Only
the 8 most significant bits of// the AD conversion result are
usedADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;ADCSRA=0x87;
// LCD module initializationlcd_init(16);lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Doa Ibu.........");lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Sepanjang
Jalan ");delay_ms(1000);
while (1) { // Place your code here delay_ms(300); lcd_clear();
delay_ms(50); menu();
};}
BAB IVPENGUJIANPengujian tombol menu up, down, ok
Pengujian Sensor, Driver motor, dan SerialMotor CW
Motor CCW
Sensor LDR
Sensor LM35
Pembacaan semua sensor
BAB VPENUTUP
KesimpulanIC mikrokontroler adalah IC yang serba guna.Namun
dalam bekerja fungsinya adalah spesifik. Dalam hal ini IC mengatur
semua kerjanya dan dibantu dengan perangkat I/O untuk menyesuaikan
kerja yang di inginkan.
DAFTAR PUSTAKA
http://demonstrations.wolfram.com/SpringReturnButton/http://www.creativecommons.orghttp://www.thebuilderssupply.com/Push-buttons-and-much-more_b_14.htmlhttp://www.wikipedia.com
