APLIKASI SENSOR PHOTO DIODA SEBAGAI ALAT

OTOMATISASI PERLINTASAN KERETA API

MENGGUNAKAN ATMEGA 8535

PROPOSAL TUGAS AKHIRDisusun untuk memenuhi syarat mengajukan Tugas Akhir

pada program Studi S1 Fakultas Teknik Jurusan Teknik ElektroUniversitas Semarang

Oleh :

Iiiiii

C.411.06.0008

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEMARANG

2011

0

HALAMAN PENGESAHAN

PROPOSAL TUGAS AKHIRDengan judul :

APLIKASI SENSOR PHOTO DIODA SEBAGAI ALAT

OTOMATISASI PERLINTASAN KERETA API

MENGGUNAKAN ATMEGA 8535Oleh :

Rkkkkkkkkkkkkk

C.411.06.0008Telah diperiksa dan disetujui

Semarang, ............................

Dosen Pembimbing Utama Dosen Pembimbing Pembantu

( Taufiq Dwi Cahyono, S.T. ) (Sulistyo Indriyanto, S.T.)

NIS. 06557003102096 NIS. 06557003102094

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

(Budiani Destyningtyas, S.T.) NIS. 06557003202045

1

Abstrak

Pembuatan tugas akhir ini bertujuan membuat kendali motor sebagai

penggerak perlintasan kereta api.

Sensor cahaya photo dioda berfungsi sebagai pendeteksi cahaya yang

prinsipnya bekerja apabila terkena cahaya infra merah maka nilai ADC akan naik,

maka pada nilai ADC akan I proses oleh mikrokontroller Atmega 8535 , sehinggga

mikrokontroller akan memberi outputan yang akan mengaktifkan sebuah rela

sehingga motor berputar ke kanan maka perlintasan akan

Mikrokontroller Atmega 8535 berfungsi sebagai mengontrol sebuah input

berupa sensor cahaya photo dioda yang akan mengontrol sebuah outputan yang

berupa tegangan yang bertugas untuk mengaktifkan relay untuk menjalankan motor

DC.

Alat ini sangat membantu sekali oleh penjaga perlintasan kereta api, karena

alat ini tidak akan lalai seperti umumnya manusia, sehingga mengurangi dampak

kecelakaan pada perlintasan kereta api.

Kata kunci : SENSOR PHOTO DIODA, ATMEGA 8535 DAN RELAY

2

PROPOSAL TUGAS AKHIR

I. BIDANG ILMU

Teknik Kendali

II. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi sekarang ini telah berkembang sedemikian pesatnya

Teknologi sangat membantu manusia dalam mempermudah kegiatan sehari - hari.

Seiring dengan berkembangnya teknologi, penulis ingin membuat

kemudahan bagi pemilik rumah yang dipenuhi dengan kesibukkan untuk dapat

mengendalikan Pada kesempatan kali ini penulis mencoba untuk merancang sebuah

alat otomatisasi yang berfungsi sebagai palang pintu perlintasan kereta api,yang

mana apabila sensor photo dioda A terdeteksi oleh adanya kereta api, maka palang

perlintasan kereta akan menutup dan , jika kereta api mengenai sensor photo dioda

B , maka palang perlintasan kereta api akan membuka.

Pada alat ini penjaga perlintasan kereta api tidak akan merasa khawatir apabila

sedang ada kereta api yang lewat, penjaga perlintasan kereta api hanya mengawasi

saja,siapa tahu alat terjadi error.

3

III. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan permasalalahan yang telah diuraikan di atas, maka peneliti dapat

merumuskan masalah “Bagaimana merancang dan merealisasikan pembuatan suatu

alat otomatisasi perlintasan kereta api, kendaa pada pembuatan alat ini yaitu terlalu

pekanya sensor cahaya, karena sensor akan mendeteksi cahaya infra merah/ Ligh

Emiting Dioda / LED.

IV. TUJUAN DAN MANFAAT

IV.1 Tujuan dari membuat alat ini yaitu dapat mempermudah pekerjaan penjaga

palang pintu kereta api.

IV.2 Manfaat membuat alat otomatisasi ini yaitu untuk membantu kita, agar ketika

penjaga palang pintu rel kereta api sedang mengantuk atau lalai , maka sensor

akan bekerja dengan sendirinya.

V. BATASAN MASALAH

Pembatasan masalah dalam tugas akhir ini dibatasi pada :

1. Penggunaan Mikrokontroler ATMEGA 8535 pada alat diatas

2. Sensor menggunakan sensor cahaya photo dioda

3. Alat ini hanya berupa prototype / miniature.

4

VI. Tinjauan Pustaka

6.1 Landasan Teori

6.1.1 Mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 merupakan mikrokontroler 8 bit dengan

konsumsi daya rendah produksi ATMEL, yang memiliki beberapa fitur istimewa

antara lain:

a. Arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).

b. 130 instruksi sebagian besar satu siklus instruksi.

c. 32 x 8 register kerja serbaguna.

d. 16 MIPS (Mega Instructions per Second) pada 16 MHZ.

e. 8 Kbytes In-System Programmable Flash (10000 siklus hapus/tulis).

f. 512 bytes SRAM.

g. 512 bytes In-System Programmable EEPROM (100.000 siklus

hapus/tulis).

h. Pemrograman terkunci untuk program Flash dan keamanan data pada

EEPROM.

i. Satu 8 bit timer/counter dengan Prescaler terpisah.

j. Satu 16 bit timer/counter dengan Prescaler terpisah yang dapat

digunakan untuk. mode compare, dan mode capture.

k. 4 saluran PWM

l. 8 terminal, 10 bit ADC

m. Analog comparator dalam chip.

n. Serial UART terprogram.

o. Antarmuka serial SPI master/slave.p. Mode power down dan catu rendah senggang.q. Sumber interupsi internal dan eksternal.r. 32 jalur I/O terprogram.

Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 telah didukung penuh dengan program

dan sarana pengembangan seperti: kompiler-kompiler C, simulator program,

emulator dalam rangkaian, dan kit evaluasi. ATMEGA8535 adalah mikrokontroler

5

handal yang dapat memberikan solusi biaya rendah dan fleksibilitas tinggi pada

banyak aplikasi kendali.

Blok diagram internal dari mikrokontoler ATMEGA8535 diperlihatkan

dalam Gambar 6.

Gambar 1.1 Blok diagram mikrokontroler ATMEGA8535

Sistem CISC terkenal dengan banyaknya instruction set, mode pengalamatan

yang banyak, format instruksi dan ukuran yang banyak, instruksi yang berbeda

dieksekusi dalam jumlah siklus yang berbeda.

Sistem dengan RISC pada AVR mengurangi hampir semuanya, yaitu meliputi

jumlah instruksi, mode pengalamatan, dan format. Hampir semua instruksi

6

mempunyai ukuran yang sama yaitu 16 bit. Sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam satu siklus CPU. Konfigurasi pin-pin mikrokontroler ATMEGA8535

diperlihatkan pada Gambar 7.

Gambar 1.2 Konfigurasi pin-pin ATMEGA8535

Penjelasan dari masing-masing pin adalah sebagai berikut:

a. VCC (kaki 10) dihubungkan ke Vcc.

b. GND (kaki 31) dihubungkan ke ground.

c. PortA (PA7..PA0) (kaki 33-40) merupakan terminal masukan analog

menuju A/D Converter. Port ini juga berfungsi sebagai port I/O 8 bit

dua arah (bidirectional), jika A/D Converter tidak diaktifkan.

d. Port B (PB7-PB0) (kaki 1-8) merupakan port I/O 8 bit dua arah

(bidirectional) dengan resistor pull-up internal. Port B juga dapat

berfungsi sebagai terminal khusus.

e. Port C (PC7..PC0) (kaki 22-29) adalah port I/O 8 bit dua arah

(bidirectional) dengan resistor pull-up.

f. Port D (PD7..P0) (kaki 14-21) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan

resistor pull-up internal. Port D juga dapat berfungsi sebagai terminal

khusus.

7

g. Reset (kaki 9) Kondisi rendah yang lebih lama dari 1,5 µS akan

mereset mikrokontroler.

h. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi rangkaian osilator internal dan masukan

clock internal pada rangkaian sirkuit.

i. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari rangkaian osilator internal.

j. ICP (kaki 20) adalah kaki masukan untuk fungsi Timer/Counter1 Input

Capture.

k. OC1B (kaki 18) adalah kaki keluaran bagi fungsi Output CompareB

keluaran Timer/Counter1.

l. AREF (kaki 32) adalah pin referensi analog untuk A/D Converter

8

VII. METODE

Metode yang digunakan dalam pembuatan alat pengendali sensor photo diode

dan motor dc yaitu:

1. Pendefinisian Sistem Perangkat Keras

Sistem ini akan dibuat meliputi bahasa pemrograman yang digunakan dan

cara kerja hardware.

Gambar 1.3 Driver rangkaian keseluruhan

Prinsip Kerja blok dan driver rangkaian:

i. Jika rangkaian diberi catudaya yaitu 12 volt, maka semua control pada

Mikrokontroller akan bekerja

ii. Ketika sensor photo diode A terhalang adanya kereta api yang lewat, maka

nilai adc pada sensor akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan aktif,

kemudian motor akan berputar ke kiri dan motor akan menutup, ketika

9

mengenai Limit swit bawah, maka motor akan berhenti dan ketika itu pula

busser 1 akan bunyi.

iii. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka

nilai adc pada sensor B akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan

pasif, kemudian motor akan berputar ke kanan dan motor akan membuka,

ketika mengenai Limit swit atas, maka motor akan berhenti dan ketika itu

pula busser 1 akan mati.

iv. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka

nilai adc pada sensor akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan aktif,

kemudian motor akan berputar ke kiri dan motor akan menutup, ketika

mengenai Limit swit bawah, maka motor akan berhenti dan ketika itu pula

busser 2 akan bunyi.

v. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka

nilai adc pada sensor B akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan

pasif, kemudian motor akan berputar ke kanan dan motor akan membuka,

ketika mengenai Limit swit atas, maka motor akan berhenti dan ketika itu

pula busser 1 akan mati.

2. Rancangan

Merancang hardware yang akan dibuat meliputi pembuatan jalur

rangkaian, membuat program C dengan CodeVision AVR.

10

Gambar 1.4 Blok Diagram

3. Implementasi

Implementasi hardware meliputi realisasi rangkaian sensor photo

dioda ,driver relay, sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535.

Gambar 1.5 flow chart

11

4. Pengujian

Menguji rangkaian yang telah dibuat untuk mengetahui apakah masing-

masing rangkaian bekerja dengan baik dan benar.

VIII.SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini dikemukakan tentang latar belakang masalah,

tujuan dan maksud pembuatan tugas akhir, pembatasan

masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan

laporan tugas akhir.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisi tentang Aplikasi rangkaian sensor Photo dioda

yang akan di Kontrol dengan Mikrokontroller Atmega 8535.

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Bab ini membahas tentang perancangan setiap blok rangkaian

dan proases pembuatan alat.

BAB IV : PENGUKURAN DAN UJI COBA ALAT

Bab ini membahas tentang pengukuran dan pengujian

mencakup tentang tujuan pengujian peralatan yang digunakan

dan analisa hasil dari pembuatan alat.

12

BAB V : PENUTUP

Berisi kesimpulan dari seluruh pembahasan dan disertakan

juga beberapa saran untuk kemungkinan pengembangan

sistem.

13

JADWAL PELAKSANAAN TUGAS AKHIR

NO

.KEGIATAN

WAKTU PELAKSANAAN

BULAN 1 BULAN 2 BULAN 3 BULAN 4

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1.

Pembuatan

Proposal

Tugas Akhir

2.

Pengumpulan

Data dan

Referensi

3.Perancangan

Alat

4.Pengujian

dan Analisa

5.Penyusunan

Laporan

6.Seminar dan

Ujian

14

DAFTAR PUSTAKA

1. IC Regulator 78L05 – 78L24. www.datasheetArchive.com

2. Wardhana L, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535

Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.

3. Tooley,mike. 2002. Rangkaian elektronik prinsip dan aplikasi. Jakarta:

Penerbit Erlangga

4. Malik, Moh. Ibnu. 2006. Pengantar Membuat Robot. Yogyakarta : Andi

5. Yudiono, KS. 1984. Bahasa Indonesia Untuk Penulisan Ilmiah. Diktat mata

kuliah (tidak diterbitkan) Semarang : PSD III T.Elektro FT UNDIP .

6. Wicaksono, Handy. 2009. Catatan Kuliah ”Automasi 1”. Diktat mata kuliah (tidak diterbitkan) Jakarta : Teknik Elektro FT Universitas Kristen Petra.

7. ATmega 8535 Data Sheet. www.atmel.com/avr/8535 . Senin 17 Agustus 2009 .

Jam 20.38 WIB.

15