46
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer Disusun oleh: YOGA PRAKOSA NIM. M3308031 PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011

PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya

Program Diploma III Ilmu Komputer

Disusun oleh:

YOGA PRAKOSA

NIM. M3308031

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011

Page 2: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

Disusun Oleh

YOGA PRAKOSA

NIM. M3308031

Tugas Akhir ini disetujui untuk dipertahankan

Dihadapan dewan penguji

pada tanggal 13 Juli 2011

Pembimbing Utama

Budi Legowo, S. Si, M.Si.

NIP. 197305101 99903 1 002

Page 3: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

Disusun oleh:

YOGA PRAKOSA

NIM. M3308031

Dibimbing oleh

Pembimbing Utama

Budi Legowo, S. Si

NIP. 197305101 99903 1 002

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir

Program Diploma III Ilmu Komputer

pada hari Rabu tanggal 13 Juli 2011

Dewan Penguji: Tanda Tangan

1.

Budi Legowo, S. Si

NIP. 197305101 99903 1 002

(..........................................)

2.

Rudi Hartono, S.Si

NIDN.0626128402

(..........................................)

3.

Nanang Maulana, Y, S.si

(..........................................)

Surakarta, 13 Juli 2011

Disahkan oleh :

Page 4: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

ABSTRACT

Yoga Prakosa. 2011. PROTOTYPE AUTOMATIC ROOF SYSTEM BASE

ON MIKROCONTROLLER ATMEGA 16. Program of DIII Computer

Science. Faculty of Mathematics and Natural Sciences of University Eleven

March. Surakarta

Roof represents one of especial construction in a building. Roof also own

the important function in the plan a building. As the growth, roof also own the

high esthetics value. Oftentimes it was happened the rain weather which disturb

the activity of life everyday, especially when the rain fall. House with the

existence of balmy and complete house facility without hindered by weather often

change suddenlly. For example with the existence of roof automatic the house can

to protect the object from weather which often change suddenlly.

This automatic Roof system was made to facilitate the human being in

protecting certain object without having to worry when the object was being

omitted by air-gap. Especial Movement from this System can be handled the

system with the standard servo motor with the angle of rotation 180 degree This

system was programed with the Ianguage of Basic Compiler (BASCOM). This

System was supported by LCD and Buzzer as detecting the existence change of

Wheater and roof circumstance.

It can be concluded that the system has already been build by used 3

censor that is light censor, censor of rain and temperature censor. Which in

another condition this system would work automated with open or close roof. This

automatic Roof system can be used by various condition and anywhere by

conducting the arrangement in manual by consumer.

Keyword : Mikrokontroler ATMega 16, light censor, censor of rain and

temperature censor, LCD, Buzzer, Motor servo, Bascom

Page 5: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

ABSTRAK

Yoga Prakosa. 2011. PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16. Program DIII Ilmu Komputer.

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas

Maret. Surakarta.

Atap merupakan salah satu konstruksi utama dalam sebuah bangunan.

Atap juga memiliki fungsi penting dalam perencanaan sebuah bangunan. Pada

perkembangannya atap juga memiliki nilai estetika yang tinggi. Seringkali terjadi

cuaca hujan yang menggangu aktivitas kehidupan sehar-hari, khusunya apabila

hujan turun. Rumah dengan adanya fasilitas rumah yang lengkap dan nyaman

tanpa dihalangi oleh cuaca yang sering berganti secara tiba-tiba. Misalnya dengan

adanya atap otomastis untuk melindungi benda dari cuaca yang sering berganti

secara tiba-tiba.

Sistem atap cerdas ini dibuat untuk memudahkan manusia dalam

melindungi benda-benda tertentu tanpa harus khawatir ketika benda-benda

tersebut sedang ditinggal diruang terbuka. Pengerak utama dari Sistem ini adalah

dengan motor servo standar dengan sudut putar 180 derajat. Sistem ini diprogram

dengan bahasa Basic Compiler (BASCOM). Sistem ini didukung dengan LCD

dan Buzzer sebagai deteksi adanya perunbahan cuaca dan keadaan atap.

Dapat disimpulkan bahwa prototype sistem atap cerdas berbasis

mikrokontroler yang telah dibuat, digunakan 3 buah sensor yaitu sensor cahaya,

sensor hujan dan sensor suhu. Dimana pada kondisi tertentu sistem ini akan

bekerja menutup dan membuka atap secara otomatis. Sistem atap cerdas ini dapat

digunakan diberbagai kondisi dan dimanapun dengan melakukan pengaturan

secara manual oleh pengguna.

Kata kunci: Mikrokontroler ATMega 16, Sensor Cahaya, Sensor Suhu, Sensor

Hujan, LCD, Buzzer, Motor servo, Bascom

Page 6: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

MOTTO

There is a will, then there is way --

Pelari yang gagal bukanlah pelari yang finish diakhir, tetapi

mereka yang selalu menjadi penonton. -Oscar-

Sesungguhnya setiap kesulitan ada dua kemudahan

–Rasulullah SAW-

Seringkali kita mengangap sesuatu yang kita lakukan hanyalah

sesuatu yang kecil dan tak berarti, Tapi ingatlah setetes air akan

sangat berharga ketika engkau kehausan di gurun pasir, Sebuah

puzzle tak akan lengkap jika satu saja kepinganya tak ada

-Danang Ap-

I begin my day with simple dream..... Many people laughed at me...

but i walk on... because there is nothing to be laughed if my

dreams bring me to the top of the world --

Kalau untuk bikin acara yang digelar satu dua hari ini saja kita

butuh sebuah proposal, mengapa untuk hidup kita yang berjalan

puluhan tahun kita tidak membuat proposal? Mengapa kita

membiarkan hidup kita mengalir tanpa arah, tanpa tujuan, tanpa

cita-cita? –Jamil Azzaini-

Page 7: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini saya persembahkan kepada

Allah SWT, Dengan segala kemudahan yang diberikan.

Ibu yang selalu menjadi inspirator saya

Keluarga yang tercinta.

Teman-teman angkatan 2008 yang selalu memberikan solusi.

Page 8: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan

segala rahmat, hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir ini dengan lancar.

Tugas akhir dengan judul “Prototype Sistem Atap Cerdas Berbasis

Mikrokontroler Atmega 16” merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi

untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Tehnik Komputer,

Universitas Sebelas Maret.

Dalam penyelesaian ini, penulis menyadari bahwa dalam prosesnya tidak

lepas dari bimbingan, arahan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh

karena itu dengan ketulusan hati penulis sampaikan rasa terimakasih kepada:

1. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III

Ilmu Komputer, yang telah memberi pengarahan dalam

penyelesaikan penulisan laporan.

2. Bapak Budi Legowo, S. Si, M.Si selaku dosen pembimbing yang

telah memberi bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan laporan.

3. Ibu saya sebagai sumber inspirasi dan motivasi saya

4. Serta semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas

akhir ini.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman-teman

program D-III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Surakarta, Juni 2011

Penulis

Page 9: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR ISI

halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

ABSTRACT...................................................................................................... iv

INTISARI ........................................................................................................ v

MOTTO ........................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN ............................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

A. Latar Belakang Masalah .............................................................. 1

B. Perumusan Masalah..................................................................... 2

C. Batasan Masalah ......................................................................... 2

D. Tujuan dan manfaat............................................................ 2

F. Metodologi Penelitian ................................................................. 2

G. Sistematika Penulisan ................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................... 5

A. AVR ATMega 16 ................................................................. 5

B. Resistor................................................................................. 8

C. Ldr........................................................................................ 10

D. Kapasitor................................................................................. 10

E.Dioda..................................................................................... 11

F. LM35.................................................................................... 12

Page 10: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

G. LCD..................................................................................... 12

H. Keypad................................................................................. 13

I. Motor Servo................................................................................. 14

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN ..................................................

A. Perancangan Sistem ........................................................................ 15

B. Perancangan Hardware .................................................................... 16

1.Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA 16.............................. 16

2.Rangkain sensor cahaya ............................................................. 17

3.Rangkaian Sensor suhu............................................................... 17

4.Rangkaian Sensor Hujan............................................................. 17

5.Keypad 4x4 ................................................................................ 18

6.Rangkaian Catu Daya ................................................................. 19

C. Perancangan Program ...................................................................... 19

D. Perancangan Software ..................................................................... 21

E. Perancangan Mekanik ...................................................................... 21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 24

A. Pengujian Rangkaian Sistem minimum ATMega 16....................... 24

B. Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya............................................... 25

C. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu................................................... 26

D. Pengujian Rangkaian Sensor Hujan................................................ 27

E. Pengujian Buzzer............................................................................. 29

F. Pengujian Rangkaian Catu daya...................................................... 29

G. Langkah Pemrograman................................................................... 30

1.Bascom AVR............................................................................ 30

2.Avrdude.................................................................................... 31

BAB V PENUTUP .......................................................................................... 33

A. Kesimpulan ................................................................................ 33

B. Saran ........................................................................................... 33

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 34

LAMPIRAN .................................................................................................... 35

Page 11: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Pin Portb ................................................................. 7

Tabel 2.2 Fungsi Pin Portbc................................................................ 8

Tabel 2.3 Fungsi Pin Portd ................................................................. 8

Tabel 2.4 Nilai Gelang Resistor ......................................................... 9

Tabel 4.1 Pengujian Sensor Cahaya ................................................... 25

Tabel 4.2 Pengujian Sensor Suhu.... ................................................... 25

Tabel 4.3 Pengujian Sensor Hujan.... ................................................. 26

Tabel 4.4 Pengujian Catu daya ........................................................... 28

Page 12: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pin ATMega 16 .................................................................. 5

Gambar 2.2 Resistor…………….…....................................................... 9

Gambar 2.3 bentuk fisik dan simbol ldr.................................................. 10

Gambar 2.4 Kapasitor ............................................................................. 11

Gambar 2.5 Dioda .................................................................................. 11

Gambar 2.6 Lm35.............. ..................................................................... 12

Gambar 2.7 LCD .................................................................................... 13

Gambar 2.8 Keypad .................. ............................................................ 14

Gambar 2.9 Motor Servo .................. ..................................................... 14

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem......................................................... 15

Gambar 3.2 Sistem Minimum ATMega 16 ............................................ 16

Gambar 3.3 Sensor cahaya...................................................................... 17

Gambar 3.4 Sensor suhu.......................................................................... 17

Gambar 3.5 Sensor hujan ....................................................................... 17

Gambar 3.6 Skema Keypad ................................................................... 18

Gambar 3.7 Rangkaian Catu Daya.......................................................... 19

Gambar 3.8 Flowchart Sistem Atap cerdas............................................. 20

Gambar 3.9 Rancangan Bentuk Atap Louvre......................................... 22

Gambar 4.1 Pengujian Sistem Minimum ATMEGA 16......................... 24

Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya ……………………. 26

Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor suhu……..…………………. 27

Gambar 4.4 Pengujian Rangkaian Sensor Hujan ……………………... 28

Gambar 4.5 Pengujian Catu Daya…………………………………….. 29

Gambar 4.6 Membuat File baru ............................................................. 30

Gambar 4.7 Program Bascom ................................................................ 31

Gambar 4.8 Konfigurasi Avrdude ......................................................... 32

Gambar 4.9 Setting device ..................................................................... 32

Gambar 4.10 Mendownload File............................................................... 32

Gambar 4.11 Execute ............................................................................... 32

Page 13: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Foto Sensor Cahaya, Sensor Suhu, Sensor Hujan ..................... 36

Lampiran 1 Foto Rangkaian Keseluruhan ..................................................... 36

Lampiran 2 Foto Prototype Atap ................................................................... 37

Page 14: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini manusia semakin banyak mengemari perumahan tipe

modern. Setiap orang tentunya menginginkan rumah dengan fasilitas yang

memadai. Misalnya pada beberapa rumah modern adalah apabila

seseorang menjadikan rumah sebagai tempat berlindung maka tentunya

orang tersebut akan mendesain rumahnya senyaman mungkin dari

gangguan cuaca.

Atap merupakan salah satu konstruksi utama dalam sebuah

bangunan. Atap juga memiliki fungsi penting dalam perencanaan sebuah

bangunan. Pada masa sekarang ini selain fungsi utama atap sebagai

pelindung dari cahaya sinar matahari dan hujan, pada perkembangannya

atap juga memiliki nilai estetika yang tinggi. Belakangan ini banyak kita

jumpai berbagai jenis atap yang sangat majemuk, mulai dari bentuknya

hingga bahannya. Semua memiliki berbagai kelebihan dan kekurangan.

Mikrokontroler sebagai teknologi semikonduktor yang kehadiranya

sangat membantu dunia elektronika. Mikrokontroler memilki arsitektur

praktis tetapi memuat banyak transistor yang terintegrasi sehingga

mendukung dibuatnya elektronika portabel. Dizaman sekarang ini banyak

dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Banyak alat yang

telah memakai mikrokontroler sebagai pengolah proses. Mikrokontroler

sering dikembangkan sebagai salah satu cara melakukan automatisasi

alat-alat yang bekerja.

Aplikasi dari mikrokontroler dapat diterapkan dikehidupan sehari-

hari, contohnya untuk rumah-rumah modern. Seringkali terjadi cuaca

hujan yang menggangu aktivitas kehidupan sehar-hari, khusunya apabila

hujan turun. Rumah dengan adanya fasilitas rumah yang lengkap dan

nyaman tanpa dihalangi oleh cuaca yang sering berganti secara tiba-tiba.

Page 15: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

Misalnya dengan adanya atap otomastis untuk melindungi benda dari

cuaca yang sering berganti secara tiba-tiba.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dibuat rumusan

masalah, bagaimana membuat aplikasi buka tutup atap secara ototmatis

dengan menggunakan deteksi suhu, deteksi cahaya dan hujan yang dapat

diatur penggunaanya sesuai keinginan pengguna.

C. Batasan Masalah

Pembatasan masalah yang timbul yaitu pembuatan prototype sisem

atap cerdas menggunakan sensor hujan, suhu dan cahaya dengan

pengendalian variabel ketiga sensor. Prototype ini dapat dikendalikan

dengan 2 cara yakni secara otomatis dan secara manual. Untuk

pengendalian secara manual prototype atap cerdas delakukan dengan

menggunakan tombol tertentu pada keypad.

D. Tujuan dan Manfaat

1. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat rancang bangun

sistem otomatisasi buka tutup atap dengan pengendalian temperatur,

cahaya dan variabel hujan.

2. Manfaat

Manfaat pembuatan atap cerdas ini untuk mepermudah

manusia dalam hal penjemuran benda dan pelindung ruang outdoor

E. Metode Penelitian

Metode penelitian yang diterapkan adalah :

1. Observasi

Metode observasi yang dilakukan meliputi :

Page 16: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

a. Proses pencarian dan pengumpulan data mengenai komponen

yang diperlukan dalam pembuatan sistem.

b. Pengamatan dan pencatatan data yang digunakan sebagai

dasar teori.

2. Studi Pustaka

Metode pengumpulan data yang dilakukan meliputi :

a. Membaca literatur atau bahan-bahan teori yang dapat

menunjang penulisan laporan.

b. Menerapkan bahan-bahan teori yang berkaitan dengan

perancangan dan pembuatan laporan.

F. Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab, dimana

sistematika pembahasannya sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Membahas latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat,

batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

Bab II Landasan Teori

Landasan teori memuat tinjauan pustaka dan teori-teori yang

mendukung.

Bab III Desain dan Perancangan Sistem

Dalam bab ini dijelaskan data-data yang diperlukan dalam

rancangan sistem.

Bab IV Analisa dan Pembahasan

Berisi tentang hasil pengujian, analisa dan pembahasan dari sistem

yang sudah dibuat.

Page 17: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

Bab V Penutup

Berisi kesimpulan akhir dari sistem dan saran lebih lanjut untuk

menyempurnakan alat.

Page 18: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. AVR ATMega 16

1. Diagram dan Penjelasan Pin AVR ATMega 16

Berikut ditunjukkan diagram pin, masing-masing, untuk

Mikrokontroler AVR ATMega16 tipe PDIP:

Gambar 2.1 Pin ATMega 16

(http://www.datasheetdir.com/ATMEGA16+AVR-

microcontrollers)

2. Penjelasan Pin AVR ATMega 16

Berikut penjelaskan secara singkat fungsi dari masing-masing PIN

pada Mikrokontroler AVR ATMega16:

VCC Masukan tegangan catu daya

Ground Ground

Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai masukan analog

ke ADC internal pada mikrokontroler

ATMega16, selain itu juga berfungsi

Page 19: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

sebagai port I/O dwi-arah 8-bit, jika ADC-

nya tidak digunakan. Masing-masing pin

menyediakan resistor pull-up internal4

yang bisa diaktifkan untuk masing-masing

bit.

Port B (PB7..PB0) Port B berfungsi sebagai sebagai port I/O

dwi-arah 8-bit.Masing-masing pin

menyediakan resistor pull-up internal yang

bisa diaktifkan untuk masing-masing bit.

Port B juga memiliki berbagai macam

fungsi alternatif, sebagaimana ditunjukkan

pada Tabel 2.1

Port C (PC7..PC0) Port C berfungsi sebagai sebagai port I/O

dwi-arah 8-bit.Masing-masing pin

menyediakan resistor pull-up internal yang

bisa diaktifkan untuk masing-masing bit.

Port C juga digunakan sebagai antarmuka

JTAG, sebagaimana ditunjukkan pada

Tabel 2.2

Port D (PD7..PD0) Port D berfungsi sebagai sebagai port I/O

dwi-arah 8-bit.Masing-masing pin

menyediakan resistor pull-up internal yang

bisa diaktifkan untuk masing-masing bit.

Port D juga memiliki berbagai macam

fungsi alternatif, sebagaimana ditunjukkan

pada Tabel 2.3

Reset Masukan Reset. Level rendah pada pin ini

selama lebih dari lama waktu minimum

yang ditentukan akan menyebabkan reset,

walaupun clock tidak dijalankan.

Xtal1 Masukan ke penguat osilator terbalik

Page 20: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

(inverting) dan masukan ke rangkaian

clock internal.

Xtal2 Luaran dari penguat osilator terbalik

AVCC Merupakan masukan tegangan catu daya

untuk Port A sebagai ADC, biasanya

dihubungkan ke Vcc, walaupun ADC-nya

tidak digunakan. Jika ADC digunakan

sebaiknya dihubungkan ke Vcc melalui

tapis lolos-bawah (low-pass filter).

AREF Merupakan tegangan referensi untuk ADC

(Eko P Agfianto,2010)

Tabel 2.1 fungsi pin portb

Page 21: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

Tabel 2.2 fungsi pin portc

Tabel 2.3 fungsi pin portd

B. Resistor

Resistor yang digunakan dalam elektronika dibedakan menjadi

dua, yaitu resistor tetap dan resistor tidak tetap. Resistro linear (resistor

tetap) adalah resistor yang bilai tahananya tetap. Sedangkan resistor

nomlinear (resistor tidak tetap) adalah resistro yang nilai tahananya dapat

diubah-ubah, misalnya fotoresistor, thermistor, potensiometer.

Page 22: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

Gambar 2.2 Resistor

(http://gitorolis.weebly.com/2/post/2010/08/first-post.html)

Resistor merupakan sebuah komponen yang bersifat pasif, berguna

untuk mengatur serta menghambat arus listrik. Satuan resistor disebut

dengan ohm. Besarnya nilai tahanan resistor ditentukan oleh warna yang

tertera pada badan resistor. Warna-warna tersebut mempunyai nilai

terrtentu, seperti yang tertera pada tabel berikut ini:

Tabel 2.4 Nilai gelang resistor

Dalam aplikasinya resistor mempunyai batas nilai yang disebut

toleransi. Presentase toleransi yang dibuat oleh pabrik mempengaruhi nilai

resistor yang ada dalam batas-batas tertentu sesuai dengan nilai toleransi

komponen tersebut. (Sugiri, 2008)

Page 23: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

C. Ldr

Ldr merupakan salah satu resistor yan nilai tahananya dapat

berubah-ubah. Ldr berfungsi sebagai sensor cahaya. Bila terkena cahaya

maka nilai resistansinya akan mengecil. Pada umumnya digunakan pada

rangkaian-rangkaian yang berhubungan dengan saklar, kamera dan lain

sebagainya, bentuk fisik ldr dapat dilihat dari gambar berikut. (Sugiri,

2008)

Gambar 2.3 bentuk fisik dan simbol ldr

(http://doktertech.blogspot.com/2010/12/tranduser.html)

D. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang sering digunakan

sebagai penyearah arus, penahan arus searah, filter dan lain-lain. Kapasitor

juga dibedakan menjadi dua, yaitu kapasitor tetap dan kapasitor tidak

tetap.

Kapasitor atau sering juga disebut kondensator berfungsi

menyimpan tenaga listrik untuk sementara. Selain itu, kondensator juga

dimanfaatkan untuk penapisan (filtering), penalaan (tuning), pengopelan

sinyal dari satu rangkaian ke rangkaian lain dan sebagainya.

Satuan kapasitor adalah farad disingkat F. namun untuk kapasitor

satuan ini masih terlalu besar, sehingga dipakailah satuan-satuan yang

lebih kecil seperti mikro farad(uf), nano farad (nf), dan piko farad (pf).

Cara pembacaan harga kapasitor berbeda-beda sesuai dengan

jenisnya. Ada yang tertera pada badan kapasitor dalam bentuk tabel dan

ada juga yang menggunakan kode warna. Berikut gambar dari kapasitor.

(Sugiri, 2008)

Page 24: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

Gambar 2.4 Kapasitor

(http://www.sayelectric.com/capacitor/)

E. Dioda

Dioda adalah komponen yang memiliki 2 terminal dan terbuat dari

sambungan 2 jenis semikonduktor p dan n. dioda mempunyai dua buah

kaki yaitu kaki anoda dan katoda. Ada beberapa cara menentukan kaki-

kaki tersebut:

1. Beradasarkan titik

Kaki yang dekat dengan tanda titik adalah kaki katoda

sedangkan yang lain adalah kaki anoda.

2. Berdasarkan cincin

Cincin tersebut terletak pada ujung badan dioda. Kaki yang

paling dekat dengan cincin adalah kaki katoda, sedangkan

yang lain adalah kaki anoda. (Sugiri, 2008)

Gambar 2.5 Dioda

(http://doktertech.blogspot.com/2010/12/dioda.html)

Page 25: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

F. LM35

Termometer digital adalah pengukur suhu berbasiskan elektronika

dengan menampilkan suhu dalam format digital (misalnya ke LCD atau 7

segment), sensor suhu menggunakan LM35. Keluaran LM35 adalah

tegangan analog yang proposional dengan suhu. Perhatikanlah dibawah ini

, pin vs dihubungkan ke sumber tegangan 5v, vout dimasukan ke input

mikrokontroler dan pin GND dihubungkan ke Ground. (Budiharto

Widodo, Rizal Gamayel. 2006)

Gambar 2.6 LM35

(http://telinks.wordpress.com/2010/04/09/rangkaian-sensor-suhu-

lm35/)

G. LCD

LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak

digunakan karena tampilanya menarik. LCD paling banyak digunakan saat

ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya yang cukup murah. LCD

M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16

kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan

mikrokontroler yang didesain khusus mengendalikan LCD.

Mikrokontroler HD44780 buatan hitachi yang berfungsi sebagai

pengendali LCD memiliki CGROM(Character Generator Read Only

Memory), CGRAM (Character Generator Random Acces Memory), dan

DDRAM(Display data Random Access Memory).

Page 26: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40

dan 4x40), dimana kita menggunakan ddram untuk mengatur tempat

penyimpanan karakter tersebut. (Budiharto Widodo, Rizal Gamayel. 2006)

Gambar 2.7 LCD

(http://unelectronica.260mb.com/2010/04/manejo-lcd-16x2-

usando-pic16f877a/)

H. Keypad

Keypad sering digunakan sebagai suatu input pada beberapa

peralatan yang berbasis mikroprosessor atau mikrokontroller. Keypad

sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, yang terhubung sebagai baris

dan kolom dengan susuan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Agar mikrokontroller dapat melakukan scan keypad, maka port

mengeluarkan salah satu bit dari 4 bit yang terhubung pada kolom dengan

logika low “0” dan selanjutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji

jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut. Sebagai konsekuensi,

selama tidak ada tombol yang ditekan, maka mikrokontroller akan melihat

sebagai logika high “1” pada setiap pin yang terhubung ke baris.

(http://www.mytutorialcafe.com/mikrokontroller%20bab7%20Keypad.ht

m)

Page 27: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Gambar 2.8 Keypad

(http://www.kaskus.us/showthread.php?t=7974736)

I. Servo Motor

Servo motor dilengkapi dengan motor dc untuk mengendalikan

posisi sebuah robot. Rotor motor dapat berputar/diposisikan hingga 180.

Servo motor continuous dapat berputar hingga 360 derajat. Servo motor

biasa digunakan untuk mengendalikan gerak seperti model mobil, pesawat,

perahu dan lain-lain.

Servo adalah dc motor dengan tambahan elektonika untuk kontol

PW, servo mempunyai 3 kabel yaitu vcc, ground dan PW input. Tidak

seperti PWm pada DC motor, input sinyal untuk servo tidak digunakan

untuk mengatur kecepatan, tetapi digunakan untuk mengatur posisi dari

putaran servo (Budiharto Widodo. 2009)

Gambar 2.9 Motor Servo

(http://www.toysonics.com/hitec-hs-985mg-ultra-torque-coreless-

motor-servo-32985s.html)

Page 28: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

BAB III

DESAIN dan PERANCANGAN

A. Perancangan Sistem

Pada perancangan sistem buka tutup atap cerdas dibagi menjadi 3

bagian, yaitu :

1. Bagian input

Bagian input merupakan sumber perintah atau masukan

yang diprosess mikrokontroler sumber perintah ini terdiri dari

sensor cahaya, sensor suhu, sensor hujan dan keypad.

2. Bagian pemroses

Pada bagian pemroses terdapat rangkaian mikrokontroler

ATMega16 yang memiliki fungsi sebagai pengatur atau pengolah

data yang masuk melalui bagian input, selanjutnya akan diolah dan

diteruskan ke bagian output.

3. Bagian output

Bagian output merupakan hasil jadi setelah diproses oleh

mikrokontroler. Adapun outputnya berupa buzzer, lcd dan gerak

servo Berikut diagram blok sistem buka tutup atap cerdas:

Pemroses

(Mkrokontroler

ATMega 16)

Input

(sensor cahaya,

sensor suhu,

sensor hujan,

keypad)

Output

(Buzzer, LCD dan

Servo)

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Keterangan:

1. Sensor hujan akan mendeteksi adanya air yang terkena pada

sensor

2. Sensor cahaya dan suhu akan mendeteksi adanya penurunan

tingkat cahaya dan nilai suhu yang berbanding lurus sesuai cuaca

3. Keypad digunakan sebagai input pengatur variabel suhu, cahaya

dan hujan.

Page 29: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

4. Mikrokontroler ATMega 16 akan merubah sinyal analog ke dalam

data digital kemudian memprosesnya

5. Data ini kemudian diolah dan ditampilkan dalam LCD

6. Jika terdeteksi adanya nilai sensor yang melebihi variabel maka

buzzer akan menyala sebagai pertanda atap terbuka atau tertutup

7. Servo akan digerakkan apabila suatu kondisi terpenuhi.

B. Perancangan Hardware

1. Rangkaian Sistem Minimum ATMEGA 16

Rangkaian pada gambar di bawah ini merupakan rancangan

rangkaian minimum mikrokontroler ATMEGA16. Rangkaian yang

digunakan sebagai sistem minimum ini sangatlah sederhana hanya

terdiri 24 atas IC mikrokontroler ATMEGA16, resistor 10K Ohm

yang berfungsi sebagai tahanan arus yang masuk ke kaki reset push

button. dua buah kapasitor 22 pF yang berfungsi sebagai filter

terhadap tegangan yang masuk untuk meminimalisir ripple yang

diaktifkan oleh sumber tegangan sehingga tegangan yang masuk

benar-benar tegangan yang ideal. Satu buah crystal yang berfungsi

sebagai pengatur detak yang nantinya akan berpengaruh terhadap

timer pada algoritma program mikrokontroler.

Gambar 3.2 Sistem Minimum ATMEGA 16

Page 30: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

2. Rangkain sensor cahaya

Rangkaian ini terdiri dari ldr dan resistor 10k ohm.

Rangkaian sensor cahaya ini menggunakan ldr sebagai sensornya.

Apabila dalam keadaan gelap atau ldr tertutup maka nilai dari

hambatan bertambah sedangkan pada keadaan terang atau ldr

terbuka maka nilai dari hambatan berkurang. Pada rangkaian ini

terdapat 3 kaki yakni terdiri dari kaki ground, kaki Vcc dan kaki

input. Adapun kaki input masuk kedalam port A dari

mikrokontroler. Berikut gambar dari rangkaian ini:

Gambar 3.3 Sensor Cahaya

3. Rangkaian Sensor suhu

Rangkaian sensor suhu terdiri dari ic lm35 sebagai

sensornya. Lm35 memilki 3 kaki dimana kakinya terdiri dari

ground, Vcc dan Vout (data). Adapun kaki Vout akan masuk ke

dalam port A dari mikrokontroler. Berikut skema dari sensor suhu:

Gambar 3.4 Sensor Suhu

4. Rangkaian sensor hujan

Rangkaian ini terbuat dari pcb dan resistor. Rangkaian

sensor hujan ini berkerja dengan cara apabila terkena air maka nilai

Page 31: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

dari Vout akan bertambah namun apabila dalam keadaan kering

nilai dari Vout akan stabil. Berikut gambar dari skema rangkaian

hujan:

Gambar 3.5 Sensor Hujan

5. Keypad 4x4

Keypad yang digunakan adalah jenis keypad matriks 4X4.

Keypad digunakan sebagai inputan data. Pada keypad, data yang

berupa data desimal akan dikonversi menjadi data biner, yang

kemudian data biner tersebut akan digunakan sebagai input data

pada mikrokontroller. Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah

saklar, yang terhubung sebagai baris dan kolom dengan susuan

seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.6 Skema Keypad

Page 32: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

6. Rangkaian Catu daya

Rangkaian catu daya dirancang untuk berfungsi sebagai

sumber listrik yang digunakan untuk menyuplai seluruh kebutuhan

listrik dari rangkaian keseluruhan. Sumber tegangan pada

rangkaian ini berasal dari stop kontak langsung dengan tegangan

AC 220V. Akan tetapi karena mikrokontroler membutuhkan

tegangan 5 volt maka dibutuhkan juga catu daya dengan tegangan

5 V, untuk membuat rangkaian ini dibutuhan 1 buah IC regulator

7805 yang berfungsi untuk menurunkan tegangan menjadi 5V serta

kapasitor sebagai filternya. Gambar dari rangkaian penurun

tegangan ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 3.7 Rangkaian Catu daya

C. Perancangan Program

Program yang akan di gunakan oleh mikrokontroler tidak ditulis

secara langsung melainkan ditulis terlebih dahulu dalam diagram alir

(flowchart). Dalam penyusunan program untuk mikrokontroler harus

diperhatikan logika yang dipakai agar program dapat berjalan dengan baik.

Kesalahan dalam penulisan logika suatu program, akan menyebabkan

kesalahan dari hasil keluaran program tersebut. Sebelum menulis program,

harus ditentukan masalah yang akan diselesaikan untuk membantu

melacak kebenaran logika suatu program. Berikut flowchart dari sistem

atap cerdas ini:

Page 33: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Cek s. cahaya <=

var. cahaya

dan

cek s. suhu <= var. suhu

Inputkan

nilai

variabel

suhu, hujan,

cahaya

stop

start

Cek s. hujan >=

var. hujantidak

Servo menutup

atap

Servo membuka

atap

ya

ya

tidak

Tidak

ya

Matikan

sistem?

Power off

Power on

Pilih Mode?

Manual atau

otomatis

Mode otomatis

Mode Manual

Membaca input

dari keypad

Key = 5

Key = 0

Lanjutkan mode

manual atau

otomatis ?

manual

otomatis

tidak

Gambar 3.8 Flowchart Sistem Atap Cerdas

Page 34: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

Keterangan :

1. Saat rangkaian dinyalakan, maka mikrokontroler akan meminta

input variabel melalui keypad

2. Selanjutnya variabel akan disimpan dalam eerom mikrokontroler

3. Mikrokontroler akan melakukan pengecekkan dengan

membandingkan nilai variabel hujan dengan nilai input dari sensor

hujan

4. apabila nilai sensor hujan lebih tinggi maka servo akan langsung

menutup atap.

5. namun apabila nilai sensor hujan lebih rendah dari nilai variabel

hujan maka akan dilanjutkan kedalam pengecekkan sensor suhu

dan sensor cahaya

6. apabila nilai sensor cahaya dan sensor suhu kurang dari variabel

yang ditentukan maka servo akan bergerak menutup atap

7. apabila nilai dari sensor cahaya dan sensor suhu lebih dari variabel

yang ditentukan maka servo akan bergerak membuka atap.

D. Perancangan Sotfware

1. Eagle

Software yang digunakan untuk membuat skematik PCB

2. BASCOM AVR

Software yang digunakan untuk pembuatan program

mikrokontroler khusus digunakan untuk bahasa basic.

3. USB ASP Downloader

Software yang digunakan untuk melakukan download file kedalam

mikrokontroler

E. Perancangan Mekanik

Bentuk atap rumah ada beberapa jenis yakni: Atap vent, atap

sliding, Atap awning dan atap Louvre. Atap Louvre, Atap jenis ini paling

Page 35: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

cocok diaplikasikan sebagai atap cerdas, karena dapat membuka dan

menutup secara cepat dan efisien. Hal ini disebabkan perputaran poros

stripnya yang dapat membuka dan menutup hanya dengan kurang lebih 60

derajat putaran motor. Selain itu konstruksi dari sistem atap jenis ini tidak

memerlukan ruang lingkup yang luas, karena atap ini terdiri dari beberapa

strip atap yang dapat menjalankan fungsinya sebagai pelindung dari sinar

matahari atau membuka, agar sinar matahari dapat masuk hanya dengan

memutar poros atap louvre tersebut.

Maka dengan pertimbangan diatas perancangan ini menggunakan

tipe atap bentuk louvre, berikut gambar awal rancangan atap louvre:

Gambar 3.9 Rancangan Bentuk atap Louvre

Untuk pergerakan dari atap ini diperlukan tali yang

menghubungkan antar strip atap agar atap dapat terbuka dan tertutup.

Tentunya tali tersebut dihubungkan dengan motor servo sebagai penggerak

utamanya.

Mekanik yang dibuat menggunakan bahan dasar almunium dan

galvalum. Almunium balok digunakan sebagai rangka utama sedangkan

alumunium tabung sebagai jari-jari pengerak. Galvalum yang digunakan

adalah lempengan dengan ketebalan 0,3 milimeter. Galvalum ini

digunakan sebagai lempengan atap. Untuk mengabungkan antara rangka

Page 36: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

utama dengan jari-jari atap adalah dengan menggunakan klem pada bagian

samping.

Strip pada atap dibuat dengan dimensi panjang 12 cm dan dimensi

lebar 50 cm. sedangkan pada jari jari atap dibuat sekitar 60 cm. untuk

rangka utama dibuat dengan panjang 70 cm dan lebar 50 cm.

Untuk langkah kerjanya adalah sebagai berikut, apabila servo

menarik tali maka tali akan menarik tiap strip atap dan atap akan terbuka

tetapi apabila servo mengendorkan tali maka tali akan mmelepaskan secara

perlahan strip atap dan atap akan tertutup.

Page 37: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

BAB IV

IMPLEMENTASI dan ANALISA

A. Pengujian Rangkaian Sistem minimum ATMega 16

Pengujian rangkaian sistem minimum ATMega 16 dengan

menggunakan bantuan keypad dan lcd. Dengan mengambil nilai

dari keypad ke dalam mikrokontroler kemudian ditampilkan

melalui LCD. Adapun pengujian pada rangkaian ini juga dapat

digunakan untuk pengujian keypad 4x4 serta pengujian lcd.

Berikut rangkaian pengujinya:

Gambar 4.1 Pengujian Sistem Minimum ATMEGA 16

Page 38: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

Pada pengecekkan ini ditujukan untuk mengecek apakah

rangkaian sistem minimum telah berjalan dengan baik atau belum.

Dalam pengujian ini diberikan listing program sebagai berikut:

$regfile = "m16def.dat"

$crystal = 11059200

Config Portd = Input

Config Kbd = Portd

Dim Kbd_data As Byte

Declare Sub Keypad()

Do

Cls

Gosub Keypad

Upperline

Lcd B

Wait 1

Loop

End

Sub Keypad()

Kbd_data = Getkbd()

Select Case Kbd_data

Case 0 : B = "1"

Case 1 : B = "4"

Case 2 : B = "7"

Case 4 : B = "2"

Case 5 : B = "5"

Case 6 : B = "8"

Case 7 : B = "0"

Case 8 : B = "3"

Case 9 : B = "6"

Case 10 : B = "9"

End Select

End Sub

B. Pengujian Rangkaian Sensor cahaya

Pengujian rangkaian sensor cahaya dilakukan dengan

menggunakan multimeter. Dengan memasang pada skala voltase

untuk mengukur hasil tegangan keluar dari ldr. Caranya dengan

menghubungkan kabel negatif multimeter dengan ground pada

rangkaian ldr dan kabel positif multimeter pada keluaran ldr yang

ditujukan ke mikrokontroler. Kemudian memasang kutub posistif

catu daya pada Vcc rangkaian ldr dan memasang kutub negatifnya

pada ground rangkaian ldr Berikut hasil pengujiannya:

Page 39: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

Tabel 4.1 Pengujian Sensor Cahaya

Voltase (DC) Keadaan Vout (DC)

5 V Tertutup 0,25 V

5 V Terbuka 2,1 V

Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya

C. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu

Rangkaian sensor suhu ini menggunakan IC lm35dz,

dimana ic ini memiliki kenaikan 1/100 volt per derajat celcius.

Sehingga pada sensor ini memerlukan faktor pengali 100 setiap 1

volt. Maka apabila nilai tegangan masukan sebesar 5 volt maka

diperlukan faktor pengali 5 (untuk referensi) setiap 1 volt.

Pada pengujian ini pada rangkaian sensor suhu diberikan 2

keadaan yakni keadaan disentuh dan bebas. Dengan asumsi bahwa

keadaan disentuh maka suhunya adalah 36 derajat celcius,

sedangkan keadaan bebas maka suhunya adalah 29 derajat celcius.

Berikut hasil pengujiannya:

Page 40: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

Tabel 4.2 Pengujian Sensor Suhu

Voltase (DC) Suhu (0C) Vout (DC)

5 V 36 0,32 V

5 V 29 0,275 V

Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Suhu

D. Pengujian Rangkaian Sensor Hujan

Pengujian rangkaian sensor hujan dilakukan dengan

menggunakan mengabungkan rangkaian ini dengan sistem

minimum ATmega 16. Kemudian hasil keluaran dari sensor ini

akan ditampilkan melalui LCD.

Rangkaian sensor hujan ini bekerja dengan cara

menghubung singkatkan antara vcc dengan ground. Tentunya

dengan ditambah resistor pada bagian ground agar tidak mudah

konslet. Adapun nilai resistansi pada pengujian ini adalah 1Kohm.

cara pengujianya adalah dengan mendownloadkan listing program

berikut kedalam mikrokontroler:

$regfile = "m16def.dat"

$crystal = 11059200

Page 41: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.5 , Db5 = Portc.4 , Db6 =

Portc.3 , Db7 = Portc.2 , E = Portc.6 , Rs = Portc.7

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc

Start Adc

Dim Hu As Word

Do

Cls

Hu = Getadc(7)

Upperline

Lcd Hu

Wait 3

Loop

Pada listing diatas digunakan untuk mengambil data Vout

yang masuk ke dalam mikrokontroler dalam bentuk analog dan

kemudian mengubahnya kedalam bentuk digital. Dari listing

program diatas yang didownloadkan ke dalam mikrokontroler

ATMega 16 adalah sebagai berikut:

Gambar 4.4 Pengujian Rangkaian Sensor Hujan

Page 42: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

Tabel 4.3 Pengujian Sensor Hujan

Voltase (DC) Keadaan Data ADC

5 V Basah 795

5 V Kering 141

E. Pengujian Buzzer

Pengujian Buzzer bisa dilakukkan dengan cara meberikan

catu daya. Kaki positif Buzzer dihubungkan dengan vcc dari catu

daya sebesar 5 V, sedangkan kaki negatif dihubungkan dengan

Ground. Kondisi High(1) pada port mikro akan menyebabkan

Buzzer berbunyi,sedangkan kondisi Low(0) akan membuat Buzzer

tetap diam. Buzzer ini akan digunakan sebagai output dalam

rangkaian keseluruhan. Apabila dalam keadaan atap akan menutup

atau membuka maka buzzer akan berbunyi sebagai tanda

peringatan.

F. Pengujian Rangkaian Catu Daya

Dalam melakukan pengujian rangkaian ini diperlukan

bantuan sebuah multimeter. Multimeter disini berfungsi sebagi

voltmeter DC untuk menghitung berapa nilai voltase sebelum dan

sesudah melalui rangkaian catu daya. Berikut gambar pemasangan

multimeter pada rangkaian catu daya.

Gambar 4.5 Pengujian Catu Daya

Pada pengukuran yang dilakukan dititik uji yaitu dibagian

suplai tegangan utama yang terletak di power 12 V AC dan di

Page 43: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

bagian output terdapat 2 IC Regulator yakni 7805 dan 7812, maka

hasil yang didapatkan ialah seperti yang ditampilkan pada tabel

dibawah ini.

Tabel 4.4 Pengujian Catu Daya

Suplay daya (AC) Output catu daya (DC)

12 V 4,85 V

12 V 11,59 V

G. Langkah Pemrograman

1. Bascom AVR

Pemrograman source code kedalam IC ATMega16

dilakukan setelah semua komponen dibuat dan dipasang

dengan benar. Bahasa yang digunakann untuk melakukan

pemrograman ini adalah dengan menggunakan bahasa basic,

penulisan dan prosess compile dilakukan dengan menggunakan

bantuan software “BASCOM AVR”, program tersebut

merupakan program aplikasi yang berfungsi sebagai compiler

bahasa yang sesuai digunakan dengan mikrokontroler keluarga

AVR. Berikut cara pemrograman kedalam mikrokkontroler.

a. Membuat file baru dengan cara klik menu file > new

dan selanjutnya menuliskan listing program

kedalamnya.

Gambar 4.6 membuat file baru

b. Setelah selesai menulis listing program, langkah

selanjutnya adalah menyimpan program dengan cara

file > save dengan ekstensi file “.bas”.

Page 44: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

c. Kemudian melakukan compile atau menekan tombol F7

selanjutnya hasil compile akan berupa file dengan

ekxtensi “.hex”. file hex inilah yang akan didiownload

ke mikrokontroler.

Gambar 4.7 Program Bascom

2. AVRDUDE

Untuk melakukan download program ke dalam

mikrokontroler dengan menggunakan bantuan program

avrdude. Avrdude merupakan program downloader yang

kompatibel untuk semua jenis mikrokontroler dan semua

jenis port, namun avrdude masih menggunakan comand

prompt. Untuk menggunakan avrdude secara GUI yakni

menggunakan software usb_asp_downloader maka Adapun

cara penggunaanya adalah sebagai berikut:

a. Melakukan setting untuk lokasi dari avrdude.exe

dan avrdude.conf dengan memilih tab configuration

Page 45: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

kemudian arahkan lokasi avrdude ke avrdude.exe

dan configurasi filenya ke avrdude.conf.

Gambar 4.8 Konfigurasi AVRdude

b. Melakukan seting pada bagian tab configuration,

dengan melakukan setting pada bagian device, port

dan programer.

Gambar 4.9 Setting Device

c. Kemudian pilih tab files, pada bagian flash,

memberikan ceklist pada opsi write untuk menulis

kedalam mikrokontroler, kemudian memilih file

yang akan didownload

Gambar 4.10 Mendownload File

d. Langkah terakhir dengan mengklik tombol execute,

untuk menjalankan penulisan program kedalam

mikrokontroler.

Gambar 4.11 Execute

Page 46: PROTOTYPE SISTEM ATAP CERDAS BERBASIS …... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PROTOTYPE SISTEM ATAP MIKROKONTROLER ATMEGA 16 1. 2. commit to user iii HALAMAN PENGESAHAN

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan dari perencanaan dan pembuatan sistem dan kemudian

dilakukan pengujian serta analisa. Dapat disimpulkan bahwa pembuatan

Prototype Sistem Atap Cerdas berbasis Mikrokontroler ini yang telah

diselesaikan memiliki beberapa fasilitas yang ditawarkan diantaranya:

1. Sistem atap cerdas menggunakan 3 buah sensor sebagai

pendeteksi, yakni sensor suhu, sensor cahaya dan sensor hujan.

2. Sistem atap ini menggunakan 3 buah output antara lain : buzzer,

lcd 16x2, Motor Servo

3. Sistem atap cerdas ini mampu dikendalikan secara manual dengan

keypad maupun otomatis dengan input dari 3 sensor.

4. Sistem ini dapat digunakan dalam semua jenis cuaca dengan

pemberian variabel pada ketiga sensor dilakukan secara tepat

B. Saran

Dari Prototype Sistem Atap Cerdas berbasis Mikrokontroler ini

diharapkan bisa diimplementasikan dalam bentuk yang sesungguhnya,

dengan perbaikan sistem. Di antaranya:

1. Apabila atap bentuk ini diaplikasikan secara real sebaiknya

menggunakan gear sebagai gerigi perputaran pada jari-jari atap dan

rantai untuk menyambungkan antar gear dan akan lebih baik lagi

apabila digunakan motor yang disesuaikan kekuatanya