Embed Size (px)
Citation preview
RANCANG BANGUN PORTAL OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 DENGAN
SENSOR PIR (PASSIVE INFRARED)
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya
Program Diploma III Ilmu Komputer
Diajukan Oleh :
MUHAMMAD SAFEI
M3307055
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2010
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN PORTAL OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 DENGAN
SENSOR PIR (PASSIVE INFRARED)
Disusun Oleh
MUHAMMAD SAFEI
NIM. M3307055
Laporan Tugas Akhir ini disetujui untuk dipertahankan
Di hadapan dewan penguji
pada tanggal 27 Juli 2010
Dosen Pembimbing
Darsono, S.Si, M.Si
NIP. 19700727 199702 1 001
iii
HALAMAN PENGESAHAN
RANCANG BANGUN PORTAL OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 DENGAN
SENSOR PIR (PASSIVE INFRARED)
Disusun Oleh
MUHAMMAD SAFEI
NIM. M3307045
Dibimbing Oleh
Pembimbing Utama
Darsono, S.Si, M.Si
NIP. 19700727 199702 1 001
Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh Dewan Penguji Tugas Akhir
Program Diploma III Ilmu Komputer
Pada hari Selasa tanggal 27 Juli 2010
Dewan Penguji :
1. Penguji 1 : Darsono, S.Si, M.Si
NIP. 19700727 199702 1 001 (………………………)
2. Penguji 2 : Hartatik, M.Stat
NIDN. 0703057802 (………………………)
3. Penguji 3 : Agus Purnomo, S.Si
NIDN. 060738501 (………………………)
Disahkan Oleh
a.n Dekan FMIPA UNS Ketua
Pembantu Dekan I Program DIII Ilmu Komputer UNS
Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc, Ph. D Drs. YS. Palgunadi, M.Sc
NIP. 19610223 198601 1 001 NIP. 19560407 198303 1 004
iv
ABSTRACT
MUHAMMAD SAFEI, 2010, AUTOMATIC PORTAL DESIGN BASED ON
MICROCONTROLLER ATMEGA8535 WITH SENSOR PIR (PASSIVE
INFRA RED). 3rd
Diploma Program Computer Science, Faculty of Mathematics and
Natural Science, Sebelas Maret University of Surakarta.
In the globalization era like today, people certainly want to have a tool that
can help lighten the work. That desire can now be realized because of the rapid
developments in the world of microcontrollers. Microcontroller is chosen because in
addition may facilitate the work that also has a fairly high level of accuracy compared
with manual tools.In this final research prototype portal will be created automatically.
This prototype was designed to facilitate the work of the guards the portals.
Auto Portal was created with PIR sensor (Passive Infra Red) as input and output dc
motor to move the portal as an automatic. While the microcontroller was used
microcontroller ATMega8535.
It was concluded that Prototype automated portals can be used as a basis if
someone wants to make automatic the actual portal.
Keywords: Microcontroller ATMega 8535, PIR sensor (Passive Infra Red), DC motor
v
ABSTRAK
MUHAMMAD SAFEI, 2010, RANCANG BANGUN PORTAL
OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 DENGAN
SENSOR PIR (PASSIVE INFRA RED). Program Diploma III Ilmu Komputer,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Pada zaman globalisasi seperti saat ini, manusia tentu ingin ada suatu alat
yang dapat membantu meringankan kerjanya. Keinginan itu sekarang dapat
terwujud karena semakin pesatnya perkembangan pada dunia mikrokontroler.
Mikrokontroler dipilih karena selain dapat mempermudah pekerjaan juga
memiliki tingkat ketelitian yang cukup tinggi dibanding dengan alat manual.
Dalam Penelitian Tugas Akhir ini akan dibuat prototype portal otomatis.
Prototype ini dirancang untuk mempermudah kerja dari penjaga portal.
Portal otomatis ini dibuat dengan sensor PIR (Passive Infra Red) sebagai inputan
dan motor dc sebagai output untuk menggerakkan portal otomatis. Sedangkan
mikrokontrolernya menggunakan mikrokontroler ATMega8535. Dapat
disimpulkan bahwa Prototype portal otomatis ini dapat digunakan sebagai dasar
jika sesorang ingin membuat portal otomatis yang sebenarnya.
Kata kunci : Mikrokontroler ATMega 8535, sensor PIR (Passive Infra Red),
motor DC
vi
MOTTO
Jagalah shalat dan yang kau kuasai. ( wasiat akhir Rasulullah SAW) Waktu memeang tak terbatas, tapi waktu kita terbatas. (Muhammad Safei)
vii
PERSEMBAHAN
Keluarga ku yang selalu mendo’akan dan memberi semangat
dalam menggapai cita - cita.
Adikku yang terus memberiku semangat dan do’a.
Teman-teman D III Teknik Komputer angkatan 2007.
Sahabat penunggu lab. VI Aan, Hendra, Harnan, Angga, Nophek,
Bin, Wahyu, Duta, Brewok dan temenku semua.
Semua orang yang selalu menjaga mimpi dan semangatku.
viii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat, rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan
tugas akhir dengan judul RANCANG BANGUN PORTAL OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 DENGAN SENSOR PIR
(PASSIVE INFRARED) dengan baik dan lancar.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan program D3 pada Program Studi Teknik Komputer di Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan,
bimbingan, serta bantuan kepada penulis selama proses penyelesaian tugas akhir
ini. Karena tanpa adanya dukungan dari mereka penulis tidak akan sanggup untuk
menyelesaikan laporan dengan baik. Secara khusus penulis ucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Prof. Drs. Sutarno, M.Sc, Ph.D selaku Dekan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret.
2. Bapak Drs. Y.S.Palgunadi, M. Sc. selaku Ketua Program Studi D3 Ilmu
Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret.
3. Bapak Darsono, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing dalam
menyelesaikan tugas akhir yang telah banyak memberikan pengarahan
dan saran.
4. Orang Tua dan adikku yang telah memberi banyak bantuan dan
motivasi baik secara moril maupun meteriil.
5. Teman-teman D3 Teknik Komputer angkatan 2007.
ix
Pada kesempatan ini penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya
kepada semua pihak jika ada kesalahan-kesalahan dalam penulisan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa hasil karya ini belum sempurna, maka kritik dan saran
selalu penulis harapkan dari pembaca dan pihak lain.
Akhir kata penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi
pembaca.
Surakarta, Juni 2010
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. iii
ABSTRACT ……………………………………………………………… iv
ABSTRAK ……………………………………………………………….. v
MOTTO …………………………………………………………………... vi
PERSEMBAHAN ……………………………………………………….. vii
KATA PENGANTAR .............................................................................. viii
DAFTAR ISI ............................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………… xiii
BAB I PENDAHULUAN...................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................. 2
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian........................................... 2
1.5 Metode Penelitian ………………………………………… 3
1.6 Sistematika Laporan ……………………………………… 3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................... 5
2.1 Mikrokontroler ATMega8535 ............................................ 5
2.2 Sensor PIR (Passive Infra Red) ………………………….. 9
2.3 Motor DC .......................................................................... 11
2.4 Driver Motor DC ………………………………………... 12
2.5 Software Pemrograman dan Software Download………… 13
BAB III DESAIN dan PERANCANGAN................................................ 14
3.1 Blok Diagram Rangkaian….................................................. 14
3.2 Rangkaian keseluruhan Alat….…......................................... 15
3.3 Rangkaian Minimum ATMega8535 ..................................... 16
x
3.4 Rangkaian Sensor DI – PIR Motion Detector ...................... 17
3.5 Rangkaian Driver L293D…………………... ...................... 18
3.6 Rangkaian Catu Daya ........................................................... 19
3.7 Perancangan Mekanik …………………….... ...................... 20
3.8 Flowchart Program ……………………………………….. 21
BAB IV IMPLEMENTASI dan ANALISA ............................................ 23
4.1 Pengujian Sensor PIR ......................................................... 23
4.2 Pengujian Motor DC.............................................................. 25
4.3 Pendownloadan Program ke Mikrokontroler........................ 26
4.4 Pembahasan............................................................................ 30
4.5 Evaluasi Rangkaian .............................................................. 31
BAB V PENUTUP ……………………… .............................................. 32
5.1 Kesimpulan ......................................................................... 32
5.2 Saran .................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 33
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil pengujian sensor PIR ........................................................ 24
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok diagram ATMega8535………........................................... 7
Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega8535.................................................... 8
Gambar 2.3 Skema minimum system ATMega8535....................................... 9
Gambar 2.4 Sensor PIR ................................................................................. 10
Gambar 2.5 Arah dan jarak deteksi sensor PIR ............................................. 10
Gambar 2.6 Arah Jangkauan sensor PIR ....................................................... 11
Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC L293D......................................................... 12
Gambar 3.1 Diagram blok prototype portal otomatis .................................... 14
Gambar 3.2 Rangkaian keseluruhan prototype portal otomatis .................... 15
Gambar 3.3 Rangkaian minimum system ATMega8535 ............................... 16
Gambar 3.4 Metode pendeteksian pergerakkan objek .................................. 17
Gambar 3.5 Rangkaian sensor PIR ............................................................... 18
Gambar 3.6 Rangkaian driver motor DC ...................................................... 19
Gambar 3.7 Rangkaian catu daya ................................................................. 20
Gambar 3.8 Perancangan mekanik portal ..................................................... 20
Gambar 3.9 Flowchart program ................................................................... 21
Gambar 4.1 Rangkaian sensor PIR ............................................................... 23
Gambar 4.2 Photo pengujian sensor PIR ...................................................... 24
Gambar 4.3 Skema pengujian pertama motor DC ........................................ 26
Gambar 4.4 Skema pengujian kedua motor DC ........................................... 26
Gambar 4.5 Tampilan awal CodevisionAVR .............................................. 27
Gambar 4.6 Tampilan menu project .............................................................. 28
Gambar 4.7 Tampilan program the chip......................................................... 28
Gambar 4.8 Tampilan flash erasure ………………………………………... 29
Gambar 4.9 Proses pendownloadan program ……………………………… 29
Gambar 4.10 Proses verify ………………………………………………….. 29
Gambar 4.11 Rangkaian keseluruhan alat…………………………………… 30
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Datasheet ATMega8535……………………………………..... 34
Lampiran 2 Source Code Program ………………………………………… 40
Lampiran 3 Foto Alat ………....................................................................... 43
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan dalam bidang
mikrokontrol mengalami kemajuan yang semakin pesat dan banyak dimanfaatkan
untuk membantu kehidupan manusia. Perkembangan ini ditandai dengan semakin
banyaknya alat – alat yang diciptakan dengan teknologi digital berbasis
mikrokontroler untuk mengganti kerja dari peralatan manual. Hal ini dikarenakan
penggunaan mikrokontroler dapat mempermudah pekerjaan dan memiliki tingkat
ketelitian yang cukup tinggi.
Portal biasanya digerakkan secara manual oleh manusia. Tetapi seiring
dengan perkembangan jaman, hal itu sudah tidak efektif lagi, pekerjaan ini telah
dapat dilakukan secara digital dengan menggunakan mikrokontroler. Sistem
mikrokontroler memiliki ketelitian yang lebih tinggi dibanding dengan manusia.
Ada berbagai macam jenis variasi dari portal otomatis yang telah dibuat, yang
membedakan adalah bagian input untuk membuka portal. Inputan bisa
menggunakan barcode scanner seperti yang ada ditempat parkir mall – mall yang
ada sekarang kemudian hasil input itu diolah dengan di masukkan dalam database
dengan menggunakan interface delphi. Sistem ini dipakai karena mempunyai
kelebihan bisa digunakan untuk menghitung tarif parkirnya. Sedangkan portal
yang akan dibuat penulis hanya sistem otomatisasi portal, dimana inputan berasal
dari sensor PIR (Passive Infra Red) yang langsung terhubung dengan
mikrokontroler tanpa menggunakan interface. Sehingga portal otomatis yang akan
dibuat hanya untuk membantu pekerjaan dari petugas penjaga portal agar tidak
perlu menaik turunkan portal setiap ada kendaraan yang akan melintas.
Protoype portal otomatis ini menggunakan sensor untuk menjalankan
fungsinya dengan baik, sensor yang dipakai adalah sensor PIR (Passive Infra Red)
yang digunakan sebagai sensor utama untuk mendeteksi keberadaan benda yang
akan melintas melewati portal. Output dari sensor PIR (Passive Infra Red) inilah
2
yang akan digunakan sebagai masukkan ke mikrokontroler untuk menggerakkan
motor yang terhubung ke portal sehingga portal bisa membuka dan menutup.
Berdasarkan uraian tersebut diatas maka penulis mengambil sebuah judul
“RANCANG BANGUN PORTAL OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535 DENGAN SENSOR PIR (PASSIVE
INFRA RED) ”. Dengan adanya Sensor PIR ini diharapkan akan terdeteksi
keberadaan benda yang akan melintas melewati portal.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan diatas, maka perumusan
masalah yang akan diambil adalah tentang bagaimana merancang suatu alat
prototype portal otomatis berbasis mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor
PIR (Passive Infra Red) ?
1.3 Batasan Masalah
Pada laporan akhir ini, permasalahan yang akan dibahas dibatasi hanya
sampai pembuatan prototype portal otomatis dengan sensor PIR (Passive Infra
Red) berbasis mikrokontroler ATmega8535.
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1 Tujuan Penelitian
Rancang bangun portal otomatis dengan sensor PIR (Passive Infra Red)
berbasis mikrokontroler ATMega8535
.
1.4.2 Manfaat Penelitian
Dapat mengaplikasikan mikrokontroler dan sensor PIR (Passive Infra Red)
dengan terciptanya prototype portal otomastis.
3
1.5 Metode Penelitian
Dalam pembuatan dan penyusunan tugas akhir ini, penulis menggunakan
metode sebagai berikut:
a. Metode Literatur
Metode ini merupakan metode pengumpulan data dan referensi baik dari
media cetak maupun media elektornik yang menunjang dalam penyusunan
dan pembuatan tugas akhir ini.
b. Metode Observasi
Metode ini dilakukan dengan cara melakukan percobaan langsung pada
mikrokontroler dan pengujian alat yang telah dibuat, sehingga didapatkan
hasil dari pengujian dan analisa data yang akurat.
c. Metode Wawancara
Metode ini merupakan metode pengumpulan data dengan cara melakukan
tanya jawab mengenai tema yang dibuat kepada narasumber yang lebih
paham terhadap tema yang dipilih dalam tugas akhir.
1.6 Sistematika Laporan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memuat tentang uraian singkat yang meliputi latar belakang
pengambilan judul, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat
penelitian, metode penelitian dan sistematika laporan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini memuat tentang referensi penunjang yang menjelaskan tentang
fungsi dari perangkat-perangkat yang digunakan dalam pembuatan tugas
akhir.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN
Bab ini memuat tentang penjelasan mengenai perancangan dari prototype
yang akan dibuat.
4
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini memuat tentang hasil pengujian dari prototype yang dibuat beserta
pembahasannya.
BAB V PENUTUP
Bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran dari pembuatan tugas akhir
ini.
DAFTAR PUSTAKA
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikorokontroller ATMEGA8535
Mikrokontroler Central Processing Unit (CPU) yang disertai dengan
memori serta sarana input / output dan dibuat dalam bentuk chip. (Agfianto Eko
Putra, 2004).
Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan
memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa
jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu
kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan
populer. Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel,
Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain. Dari beberapa
vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler buatan
Atmel. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc prosesor) memiliki arsitektur
RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 - bits word)
dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda
dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu
terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang
berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing),
sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing).
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga
ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya
yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan
fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa
dikatakan hampir sama.
Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki
fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik,
AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas
lain seperti ADC,EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT
6
Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz
membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51.
Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai
mikrokontroler yang powerfull.
Mikrokontroler yang dipakai dalam pembuatan prototype portal otomatis
ini adalah mikrokontroler ATMega8535. Mikrokontroler AVR ATMega8535
memiliki arsitektur sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat deprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial.
Mikrokontroler AVR ATMega8535 memiliki fitur sebagai berikut:
1. System mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM
sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 saluran.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.
7
Blok diagram mikrokontroler ATMega8535 ditunjukan pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Blok diagram ATMega835
Konfigurasi pin dari mikrokontroler ATMega8535 sebanyak 40 pin.
Fungsi dari pin ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
8
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog dan Timer Oscilator.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupasi eksternal dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan refensi ADC.
Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega8535
9
Skema minimum system ATMega8535 seperti ditunjukkan pada Gambar
2.3
Gambar 2.3 Skema minimum system ATMega8535
2.2 Sensor PIR (Passive Infra Red)
PIR (Passive Infrared Red) merupakan sebuah sensor berbasiskan
infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR
LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai
dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar
inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya.
(Anonim1, 2008)
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan
dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu
benda diatas nol mutlak. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian
ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini
sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida,
caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. (Anonim2, 2010 )
10
Gambar 2.4 Sensor PIR
Sensor PIR (Passive Infra Red) dapat mendeteksi sampai dengan jarak 5m.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Arah dan Jarak deteksi sensor PIR
PIR sensor mempunyai dua elemen sensing yang terhubung dengan
masukan. Jika ada sumber panas yang lewat di depan sensor tersebut, maka sensor
akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan bentuk
gelombang seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.6. Sinyal yang dihasilkan sensor
PIR mempunyai frekuensi yang rendah yaitu antara 0,2 – 5 Hz.
11
Gambar 2.6 Arah jangkauan sensor PIR
2.3 Motor DC
Motor DC adalah suatu motor penggerak yang dikendalikan dengan arus
searah (DC). Bagian motor DC yang paling penting adalah rotor dan stator, yang
termasuk stator adalah badan motor, sikat-sikat dan inti kutub magnet. Bagian
rotor adalah bagian yang berputar dari motor DC, yang termasuk rotor ialah
lilitan jangkar, jangkar, komutator, tali, isolator, poros, bantalan dan kipas.
(Heryanto dan Adi, 2008)
Menurut Heryanto dan Adi (2008), motor DC dapat dikelompokkan
menjadi 5 macam:
a. Externally-excited DC motor
Motor DC ini kumparan eksitasi dan jangkar tidak terhubung langsung.
b. Series DC motor
Motor DC ini kumparan eksitasi dan jangkarnya terhubung secara seri.
Motor ini mempunyai torsi awa yang besar.
c. Shunt DC motor
Motor DC ini kumparan eksitasi dan jangkarnya dihitung secara pararel
(shunt). Motor ini digunakan untuk kecepatan konstan dan berubah-
ubah.
12
d. Compound DC motor
Motor DC ini disebut juga cumulatively-compounded DC motor karena
konstruksi motor DC ini memiliki hubungan seri sekaligus shunt dan
saling menjumlah.
e. Compounded DC motor
Motor DC ini disebut juga differential-compounded DC motor karena
hubungan seri dan shunt-nya saling berlawanan.
2.4 Driver Motor DC
Driver motor digunakan untuk menggerakkan motor DC menggunakan
mikrokontroler. Arus yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh
mikrokontroler sangat kecil (dalam satuan miliampere) sehingga agar
mikrokontroler dapat menggerakkan motor DC diperlukan suatu rangkaian driver
motor yang mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa ampere.
Rangkaian driver motor DC dapat berupa rangkaian transistor, relay, atau
IC (Integrated Circuit). Rangkaian driver yang umum digunakan adalah dengan
IC L293D. IC L293D berisi 4 channel driver dengan kemampuan mengalirkan
arus sebesar 600mA per channel. Tegangan kerja IC L293D dari 6 volt sampai
dengan 36 volt dan arus impuls tak berulang maksimum sebesar 1,2 ampere
(Wiyono, 2007). Konfigurasi pin IC L293D ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC L293D
13
2.5 Software Pemrograman dan Software Downloader
Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer dan handal
untuk pemograman mikrokontoler. Dalam melakukan pemograman
mikrokontroler diperlukan suatu software pemograman, salah satunya yang
mendukung bahasa C adalah Code Vision AVR (CVAVR). CVAVR hanya dapat
digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR. CVAVR selain dapat digunakan
sebagai software pemograman juga dapat digunakan sebagai software
downloader. Software downloader akan men-download-kan file berekstensi
“.hex” ke mikrokontroler. (Averroes, 2009)
CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang
didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat
dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP.
Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari
bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan
beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan
kebutuhan pada sistem embedded. File object COFF hasil kompilasi dapat
digunakan untuk keperluan debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan
variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio.
IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System
Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program
kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan kompilasi/asembli secara
otomatis.
Software In-System Programmer didesain untuk bekerja dengan Atmel
STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006,
Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics
ATCPU/Mega2000 programmers/development boards. Untuk keperluan
debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial, IDE
mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal.
14
BAB III
DESAIN DAN PERANCANGAN
3.1 Blok Diagram Rangkaian
Prototype portal otomatis merupakan salah satu bentuk aplikasi
penggunaan mikrokontroller ATMega8535 sebagai sistem kontrol yang dapat
merespon semua input yang didapat dari sensor PIR dan akan mengolahnya sesuai
dengan program yang dibuat.
Portal otomatis ini memiliki perancangan perangkat keras sebagai berikut:
mikrokontroller ATMega8535, 1 buah sensor PIR (Passive Infrared), 1 buah
motor DC beserta driver L293D. Blok diagram prototype portal otomatis seperti
ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram blok prototype portal otomatis
Pada gambar 3.1 diatas merupakan blok diagram dari rancang bangun
portal otomatis berbasis ATmega8535. Untuk keterangan lebih jelas mengenai
blok diagram tersebut maka akan dijelaskan sebagai berikut:
Sensor PIR (Passive Infrared)
Sensor PIR berfungsi sebagai inputan untuk mengontrol pergerakkan
portal dengan mendeteksi apakah ada kendaraan yang akan melintas
melewati sensor.
Mikrokontroller ATMega8535
Mikrokontroller yang digunakan adalah mikrokontroller
ATMega8535. Berfungsi untuk memproses semua data yang dikirim oleh
sensor dan akan mengirimkan data ke driver kemudian oleh driver akan
diteruskan ke motor.
15
Driver Motor DC
Driver yang digunakan adalah L293D. Driver ini berfungsi untuk
mengatur arah motor bekerja dan menggerakkan motor.
Motor DC
Merupakan komponen yang digunakan sebagai navigasi penggerak
portal.
3.2 Rangkaian Keseluruhan Alat
Untuk mempermudah perancangan prototype portal otomatis ini dan
supaya lebih jelas dapat dilihat pada gambar rangkaian yang ditunjukkan pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Rangkaian keseluruhan prototype portal otomatis
Dari gambar 3.2, dapat dijelaskan bahwa sensor PIR (Passive Infrared)
sebagai inputan terhubung dengan port C.0 (pin 22) pada mikrokontroler
ATMega8535. Untuk IC L293D dengan pin 2 (IN1) dan pin 7 (IN2) sebagai
inputan terhubung dengan port B.0 (pin 1) dan port B.1 (pin 2) pada
16
mikrokontroler ATMega8535 dan pin 3 (OUT1) dan pin 6 (OUT2) sebagai output
ke motor DC.
3.3 Rangkaian Minimum ATMega8535
Rangkaian mikrokontroller berfungsi sebagai pemroses data input dan
menghasilkan output. Pada prototype portal otomatis ini input data diperoleh dari
sensor PIR sedangkan sebagai outputnya driver motor DC yang dihubungkan ke
motor DC.
Didalam minimum system mikrokontroller ini terdapat tiga port yang
digunakan sebagai input dan output data yang terhubung dengan rangkaian
prototype portal otomatis, dimana port yang dipakai sebagai input adalah port C.0
dan sebagai outputnya adalah port B.0 dan port B.1. Rangkaian ini terdiri dari
komponen seperti oscillator kristal 12 MHz dan dua buah kapasitor keramik
sebesar 22 pF. Untuk lebih jelas mengenai rangkaian minimum system
mikrokontroller dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian Minimum System ATMega8535
17
3.4 Rangkaian Sensor DI-PIR Motion Detector
Modul DI-PIR Motion Detector berbasis pada sensor PIR jenis
AMN12111. Modul ini mampu mendeteksi kontras radiasi infra merah yang
dihasilkan dari panas tubuh manusia. Sangat cocok untuk aplikasi pendeteksian
pergerakan (motion detector). Untuk metode pendeteksian pergerakan objek dapat
dilihat pada gambar 3.4.
Movement
Temperaturedifference
InfraredRadiation
InfraredRadiation
Gambar 3.4 Metode Pendeteksian Pergerakan Objek
Modul DI-PIR Motion Detector memiliki tiga pin, Vout, Vcc, dan Ground.
Pada prototype portal otomatis ini Vout dihubungkan dengan port C.0 dari
mikrokontroler. Bila ada pergerakkan di dekat sensor, maka LED indikator pada
modul akan menyala, dan Vout akan berlogika 0. Untuk rangkaian dari sensor PIR
(Passive Infrared) seperti yang ditunjukkan gambar 3.5.
18
Gambar 3.5 Rangkaian sensor PIR (Passive Infra Red)
3.5 Rangkaian Driver L293D
Rangkaian driver dan motor DC ini digunakan sebagai keluaran atau
output. Driver motor DC berfungsi untuk mengendalikan motor DC. Driver yang
digunakan disini adalah IC L293D. IC L293D memiliki 16 pin dengan fungsinya
masing-masing, dengan memberikan logika pada masukan IN1, IN2 serta Enable
maka pergerakan motor DC dapat diatur arahnya maupun kecepatannya. Untuk
port yang digunakan adalah port B.0 untuk input 1 dan port B.1 untuk input 2.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.6.
19
Gambar 3.6 Rangkaian driver motor dc
3.6 Rangkaian Catu Daya
Catu daya yang digunakan adalah adaptor 1,2 ampere yang berfungsi
menurunkan tegangan 220 Volt dari PLN menjadi beberapa tegangan pilihan,
yaitu 1.5V, 3V, 4.5V, 6V, 7.5V, 9V dan 12V. Karena ATMega8535
membutuhkan tegangan 5 V, maka adaptor dapat di set pada tegangan diatas 5V.
LM7805 digunakan untuk menstabilkan tegangan agar menjadi 5 Volt sesuai
kebutuhan mikrokontroller. Dioda yang terpasang dirangkaian berfungsi
mengamankan rangkaian apabila masukan dari adaptor terbalik polaritasnya.
20
Gambar 3.7 Rangkaian Catu Daya
3.7 Perancangan Mekanik
Pada bagian mekanik berkaitan dengan semua bagian pengerjaan yang
berhubungan dengan pembuatan alat sebagai tempat meletakkan rangkaian yang
digunakan. Pada prototype portal otomatis ini digunakan bahan mika dan akrilik
sebagai bahan dasar pembuatan portal. Pada gambar 3.8 berikut akan diberikan
gambar rancangan portal otomatis.
Motor
DC
Gear
10
cm
30 cm
Gambar 3.8 Perancangan Mekanik Portal Otomatis
21
3.8 Flowchart Program
Sebelum membuat pemrograman untuk protype ini, diawali dengan
pembuatan flowchart terlebih dahulu. Adapun untuk flowchartnya sendiri adalah
seperti ditunjukkan pada gambar 3.9 berikut:
Mulai
Inisialisasi
Peralatan
Baca Sensor
Jika
Sensor = 0
YA
Menunggu
T = 12 detik
TIDAK
Portal
Tertutup
Portal
Terbuka
Gambar 3.9 Flowchart Program
22
Setelah flowchart dibuat, selanjutnya adalah menuliskan program.
Adapun tahapannya adalah menuliskan program, mengcompile, dan
mendownloadkan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dengan menggunakan
sofware CodeVisionAVR C Compiler.
23
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas mengenai langkah-langkah pengujian terhadap
prototype portal otomatis. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah
prototype portal otomatis bekerja dengan baik. Pengujian prototype ini meliputi :
1. Pengujian sensor PIR (Passive Infra Red).
2. Pengujian motor DC.
4.1 Pengujian Sensor PIR (Passive Infra Red)
Gambar 4.1 Rangkaian Sensor PIR (Passive Infra Red)
Pungujian sensor PIR (Passive Infra Red) menggunakan LED sebagai
indikator dan multimeter untuk mengetahui besar tegangan yang dihasilkan oleh
sensor PIR (Passive Infra Red). Selain itu pengujian juga dilakukan untuk
mengetahui daya jangkau sensor PIR (Passive Infra Red). Untuk pengujian daya
jangkau dari sensor PIR (Passive Infra Red) menggunakan balok berukuran 12cm
x 6 cm x 3cm. Balok tersebut di gerakkan melintas di depan portal otomatis
24
diumpakan sebagai mobil yang akan melintas di depan portal otomatis. Pada
gambar 4.2 akan ditunjukkan photo pengujian sensor PIR (Passive Infra Red).
Gambar 4.2 Photo pengujian sensor PIR (Passive Infra Red)
Pada tabel 4.1 berikut akan ditunjukkan hasil dari pengujian sensor PIR
(Passive Infra Red).
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor PIR
Jarak
Jangkauan
(cm)
Tegangan
Kondisi
Normal
(Volt)
Tegangan Setelah
Mendeteksi Objek
(Volt)
Kemampuan
Mendeteksi Objek
<25 4,95 0,09 Baik
50 4,95 0,09 Baik
75 4,95 0,09 Baik
100 4,95 0,09 Baik
125 4,95 0,09 Baik
25
150 4,95 0,09 Baik
175 4,95 0,09 Baik
200 4,95 0,09 Baik
225 4,95 0,09 Baik
250 4,95 0,09 Baik
275 4,95 0,09 Baik
300 4,95 0,09 Baik
350 4,95 4,95 Buruk
Dari tabel 4.1 diatas, dapat dijelaskan bahwa pada kondisi normal sensor
PIR (Passive Infra Red) memiliki tegangan 4,95 volt, sedangkan saat mendeteksi
objek, tegangan dari sensor PIR (Passive Infra Red) berubah menjadi 0,09 volt.
Untuk kemampuan mendeteksi objek dari sensor PIR (Passive Infra Red) jarak
jangkauan yang paling baik mulai dari <25 cm sampai dengan 300 cm. Pada
jarak jangkauan 350 cm kemampuan mendeteksi objek dari sensor PIR (Passive
Infra Red) sudah buruk.
4.2 Pengujian Motor DC
Motor DC berfungsi untuk menggerakkan portal. Pengujian dilakukan
dengan cara menghubungkan motor DC dengan catu daya sebesar 5V. Untuk
pengujian yang pertama, motor DC dihubungkan dengan kutub positif (+) dan
kutub negatif (-) dari catu daya, hasil yang didapat adalah motor bergerak ke
kanan. Untuk pengujian yang kedua adalah dengan membalik kutub positif (+)
dan kutub negatif (-) dari catu daya, hasil yang didapat adalah motor bergerak ke
kiri. Pada gambar 4.3 akan ditunjukkan pengujian motor DC yang pertama dan
gambar 4.4 pengujian motor DC yang kedua.
26
Gambar 4.3 Skema pengujian pertama motor DC
Gambar 4.4 Skema pengujian kedua motor DC
4.3 Pendownloadan Program ke Mikrokontroler
Software yang digunakan untuk mendownloadkan program adalah
CodeVisionAVR. Downloader di hubungkan ke komputer atau laptop melalui
port USB. Pada gambar 4.5 sampai gambar 4.10 akan ditunjukkan cara
mendownload program ke mikrokontroler :
27
Gambar 4.5 Tampilan awal CodeVisionAVR
Pada gambar 4.5 di atas ditunjukkan tampilan awal dari
CodeVisionAVR. Pada lembar kerja inilah penulisan program dilakukan.
Untuk proses download program ke mikrokontroler klik make ( Shif + F9 )
pada menu Project. Seperti ditunjukkan pada gambar 4.6.
28
Gambar 4.6 Tampilan menu Project
Setelah make ( Shif + F9 ) di tekan, maka akan muncul tampilan seperti
gambar 4.7.
Gambar 4.7 Tampilan program The chip
29
Untuk melakukan pendownloadan klik program the chip. Setelah itu akan
muncul tampilan seperti pada gambar 4.8.
Gambar 4.8 Tampilan Flash Erasure
Proses diatas adalah proses penghapusan, setelah proses ini selesai maka
akan dilanjutkan ke proses pendownloadan program seperti ditunjukkan pada
gambar 4.9.
Gambar 4.9 Proses Pendownloadan Program
Setelah proses pendownloadan program selesai, maka tinggal menunggu
proses verify seperti pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Proses Verify
Setelah semua proses pendownloadan selesai, maka mikrokontroller siap
digunakan.
30
4.4 Pembahasan
Gambar 4.11 Rangkaian keseluruhan Alat
Prototype portal otomatis ini dirancang dengan inputan dari sensor PIR
(Passive Infra Red) dengan modul DI – PIR Motion Detector sebagai pendeteksi
gerakan objek pada portal otomatis. Untuk menggerakkan portal dipakai motor
DC yang menggunakan driver L239D yang terhubung dengan mikrokontroler
ATMega8535. PORTB.0 terhubung dengan input1 pada L239D (kaki no. 2) dan
PORTB.1 terhubung dengan input2 pada L239D (kaki no.7). Sedangkan untuk
outputnya menggunakan kaki no. 3 dan no. 6 pada driver L239D. Rangkaian ini
dihubungkan dengan catu daya 5V.
Cara kerja dari prototype portal otomatis ini adalah saat sensor PIR
(Passive Infra Red) dalam keadaan normal dan portal dalam kondisi tertutup. Saat
sensor PIR (Passive Infra Red) mendeteksi pergerakan objek maka indikator LED
pada sensor PIR (Passive Infra Red) akan menyala dan Vout akan bernilai ‘0‘.
Vout yang terhubung dengan mikrokontroler pada PORTC.0 akan memberi
perintah pada mikrokontroler yang diteruskan ke IC L293D untuk menggerakkan
motor DC dengan arah putaran ke kiri untuk membuka portal. Setelath portal
31
terbuka penuh, motor DC akan berhenti selama 12 detik atau dalam keadaan
menunggu. Selang 12 detik lewat maka motor dc akan kembali berputar kearah
berlawanan atau arah kanan untuk menutup portal kembali.
Perintah – perintah yang dijalankan pada prototype portal otomatis adalah
sebagai berikut:
if (PINC.0 == 0){ // input dari port C.0
PORTB=0x01; // motor putar kiri
delay_ms(3000);
PORTB=0;
delay_ms(12000); // delay 12 detik
PORTB=0x02;
delay_ms(1000); // motor putar kanan
PORTB=0;}
4.5 Evaluasi Rangkaian
Evaluasi dari rangkaian digunakan untuk mengetahui kelebihan dan
kekurangan dari rangkaian prototype portal otomatis. Berikut ini kekurangan dan
kelebihan dari prototype portal otomatis :
a). Kekurangan rangkaian prototype portal otomatis :
1. Motor DC kurang kuat untuk membuka dan menutup portal jika
diaplikasikan pada portal otomatis yang sebenarnya.
2. Delay antara portal membuka dan menutup terlalu cepat.
b). Kelebihan rangkaian prototype portal otomatis :
1. Sensor PIR (Passive Infra Red) sangat peka dalam pendeteksian
objek.
32
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari uraian yang telah dijelaskan pada bab – bab sebelumnya,
maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
a. Telah dibuat Prototype portal otomatis dengan menggunakan sensor PIR
(Passive Infra Red) berbasis mikrokontroler ATMega8535.
b. Prototype portal otomatis dapat membuka dan menutup secara otomatis
dengan lama waktu menutup kembali 12 detik.
5.2 Saran
Untuk penyempurnaan lebih lanjut maka beberapa saran perlu
ditambahkan antara lain :
1. Penggunaan motor DC untuk menggerakkan portal dapat diganti
dengan motor stepper ataupun motor AC supaya pergerakkan portal
membuka dan menutup dapat lebih lancar.
33
DAFTAR PUSTAKA
Heryanto, Ary dan Wisnu, Adi. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk
Mikrokontroler ATMEGA8535. Yogyakarta: Andi Offset
Averroes, Fitra Luthfie. 2009. Tugas Akhir: Rancang Bangun Robot Pemadam
Api Berbasis Mikrokonroler ATMega8535. Diploma III Ilmu Komputer
Universitas Sebelas Maret: Surakarta
Fajrin, Widyanti. 2008. Laporan Akhir: Rancang Bangun Sistem Keamanan
Parkir Kendaaraan Dosen Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Diploma III
Jurusan Teknik Komputer Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang
Anonim1, 2008. Cara Kerja Sonsor PIR. Http: \\ Bagus – Rifqy Weblog. Diakses
tanggal 20 Mei 2010
Anonim2, 2010. Sensor Inframerah. Http: \\ Wikipedia.com. Diakses tanggal 17
April 2010.
