akuarium pintar berbasis mikrokontroller avr atmega 8535.pdf
Post on 26-Oct-2015
317 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 1
Akuarium Pintar Berbasis
Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi (5223080295)
Rizky Nurdiyanto (5223080433)
Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
Termasuk dalam kategori jurnal keteknikan.
Dosen Pembimbing
Drs. Jusuf Bintoro, M.T
Dosen Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
(NIP. 196101081987031003)
Syifa Nuraini
Mahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta
No. Reg : 5223127202
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
2 |
ABSTRACT
Mursidi Ahmad,Nurdiyanto Rizky, The smartest aquarium
based ATmega microcontroller ,final project,Jakarta ,electrical
engineering department,faculty of engineering state University of
Jakarta , 2011.
Final project was made to simplify aquarium maintance and
provide automatic fish feed and other supporting things .
Implemention of this final research conducted in the laboratory
mechatronics and IT department of electrical engineering, fakulty of
engineering , state university of Jakarta in the odd semester (095) the
academic years 2011 -2012
This smartest aquarium can perform feeding goldfish in the
aquarium automatically, aquarium lights at night , detecting the
turbiding in the water and detects the water level height in the
aquarium.
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 3
Kata kunci : rangkaian sensor
photodiode superbright , LDR ,
Atmega 16, motor DC , LED.
PENDAHULUAN
Opcodes juga diberikan
mnemonik (nama pendek) sehingga
mereka dapat dengan mudah
dimaksud dalam daftar kode dan
dokumentasi yang serupa. Misalnya,
instruksi untuk menyimpan isi dari
akumulator di alamat memori
tertentu dapat diberikan opcode
biner 000001, yang kemudian dapat
disebut menggunakan STA
mnemonic (singkatan Toko
Accumulator). Mnemonik tersebut
akan digunakan untuk contoh pada
halaman yang akan datang.
Setelah program dalam memori itu
harus dieksekusi. Untuk melakukan
ini, setiap instruksi harus
memandang, diterjemahkan dan
ditindaklanjuti pada gilirannya
sampai program selesai. Hal ini
dicapai dengan penggunaan apa
yang disebut 'instruksi siklus
eksekusi', yang merupakan siklus
dimana setiap instruksi pada
gilirannya diproses. Namun, untuk
memastikan bahwa eksekusi
berlangsung lancar, hal ini juga
diperlukan untuk sinkronisasi
aktivitas prosesor.
Tujuan
Berdasarkan hasil pembuatan alat ,
maka tujuan pembuatan akuarium
pintar berbasis mikrokontroller avr
atmega 16 adalah untuk dapat
membantu proses pemeliharaan ikan
dalam sebuah akuarium .
Manfaat
1. Dapat memberikan pakan
ikan dalam akuarium secara
otomatis
2. Dapat mendeteksi kekeruhan
air. Yang terdapat dalam
akuarium.
3. Dapat menyalakan lampu
secara otomatis secara
otomatis.
4. Dapat mendeteksi level air
bila ketinggian air dalam
akuarium telah melewati batas
maksimal dan minimal air.
1. Bidang Keteknikan
Penelitian pembuatan
akuarium pintar untuk
kemajuan teknologi , yang
kendalinya secara otomatis.
Dengan menggunakan
mikrokontroler.
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
4 |
2. Bidang Pendidikan
Pada system alat
akurium pintar berbasis
mikrontroller ini dapat di
pelajari mahasiswa diploma
teknik elektronika atau para
pelajar teknik elektronika
kejuruan. Sehingga alat ini
dapat dijadikan media
pembelajaran atau diterapkan
sebagai contoh alat pada
praktikum elektronika. Serta
memberi pengetahauan yang
lebih luas tentang penjabaran
mikrokontroller yang terkait
dengan mekanik dan elektrik
dalam sebuah industri.
Mikrokontroller
AVR ATmega 8535
AVR merupakan seri
mikrokontroler CMOS 8-bit buatan
Atmel,berbasis arsitektur RISC
(Reduced Instruction Set Computer).
Hampir semua instruksi dieksekusi
dalam satu siklus clock. AVR
mempunyai 32 register general-
purpose, timer/counter fleksibel
dengan mode compare, interrupt
internal dan eksternal, serial UART,
programmable Watchdog Timer,
dan mode power saving, ADC dan
PWM internal.AVR juga
mempunyai InSystem
Programmable Flash on chip yang
mengijinkan memori program untuk
diprogram ulang dalam system
menggunakan hubungan serial SPI.
ATMega16. ATMega16 mempunyai
throughput mendekati 1 MIPS per
MHz membuat disainer sistem
untuk mengoptimasi konsumsi daya
versus kecepatan proses.
Pemrograman Mikrokontroler
Tanpa program, mikrokontroler
sesungguhnya tidak dapat berbuat
apa-apa. Dengan kata lain, program
merupakan salah satu bagian penting
yang mengatur mikrokontroler agar
melakukan aksi yang sesuai dengan
yang dikehendaki oleh pembuatnya
(programmer).
Pengembangan sebuah system
menggunakan mikrokontroler AVR
buatan ATMEL menggunakan
software AVR STUDIO dan
CodeVision AVR. AVRSTUDIO
merupakan software khusus untuk
bahasa assembly. Sedangkan
CodeVisison AVR merupakan
software V-cross compiler, dimana
program dapat ditulis dalam bahasa
C.
Hal pertama yang harus dilakukan
dalam mempelajari mikrokontroler
avr adalah kenali bentuk fisik dan
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 5
fungsinya. banyak tutorial yang
membahas fungsi ditiap pin pada
mikrokontroler.
Disini yang kita bahas adalah jenis
AVR ATMega16. berikut adalah
fitur - fitur pada ATMega 8535 :
1. Mikrokontroler 8 bit yang
memiliki kemampuan tinggi, dengan
daya rendah.
2. Arsitektur RISC dengan
throughput mencapai 16 MIPS pada
frekuensi 16 Mhz.
3. Memiliki kapasitas Flash memori
16Kbyte, EEPROM 512 byte dan
SRAM 1 Kbyte.
4. Saluran I/O sebanyak 32 buah
yaitu Port A, Port B, Port C, dan
Port D.
5. CPU yang terdiri atas 32 register.
6. Unit Interupsi internal dan
eksternal.
7. Port USART untuk komunikasi
serial AVR.
AVR merupakan seri
mikrokontroler CMOS 8-bit buatan
Atmel,
berbasis arsitektur RISC (Reduced
Instruction Set Computer). Hampir
semua instruksi dieksekusi dalam
satu siklus clock. AVR mempunyai
32 register general-purpose,
timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal dan
eksternal, serial UART,
programmable
Watchdog Timer, dan mode power
saving, ADC dan PWM internal.
AVR juga mempunyai In-System
Programmable Flash on-chip yang
mengijinkan memori program untuk
diprogram ulang dalam sistem
menggunakan hubungan serial SPI.
ATMega16.
ATMega16 mempunyai throughput
mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk
mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses.
Beberapa keistimewaan dari AVR
ATMega16 antara lain:
1. Advanced RISC Architecture
ƒ 130 Powerful Instructions – Most
Single Clock Cycle Execution
ƒ 32 x 8 General Purpose Fully
Static Operation
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
6 |
ƒ Up to 16 MIPS Throughput at 16
MHz
ƒ On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data
Memories
ƒ 8K Bytes of In-System Self-
Programmable Flash
ƒ Optional Boot Code Section with
Independent Lock Bits
ƒ 512 Bytes EEPROM
ƒ 512 Bytes Internal SRAM
ƒ Programming Lock for Software
Security
3. Peripheral Features
ƒ Two 8-bit Timer/Counters with
Separate Prescalers and Compare
Mode
ƒ Two 8-bit Timer/Counters with
Separate Prescalers and Compare
Modes
Lisensi Dokumen:
LDR (Light Dependent Resistor)
LDR adalah suatu bentuk komponen
yang mempunyai perubahan
resistansi yang besarnya tergantung
pada cahaya.
Karakteristik LDR terdiri dari dua
macam yaitu:
1. Laju Recovery
2. Respon Spektral
Pada dasarnya, sensor garis
merupakan sensor warna yang
dibuat sedemikian rupa sehingga
memiliki kemampuan untuk
membaca garis dengan prinsip
pemantulan cahaya. Sensor garis
dapat dibuat dengan beberapa cara.
Cara yang dilakukan untuk membuat
sensor garis adalah dengan
menggunakan beberapa komponen
elektronika, seperti LED(Light
Emitting Diode), Photodiode,
LDR(Light Depend Resistor),
komparator, atau IC sensor warna.
Pada dasarnya, sensor warna
merupakan aplikasi dari teori
gelombang cahaya. Pada gelombang
cahaya, kita mengenal adanya
spektrum cahaya. Dalam spektrum
cahaya tersebut, terdapat beberapa
warna dengan panjang gelombang
dan frekuensi tertentu. Dengan
menggunakan warna tertentu,
frekuensi cahaya ini kemudian
diolah menjadi sebuah energi yang
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 7
digunakan oleh semikonduktor
untuk dapat mengalirkan listrik.
Dengan frekuensi yang cukup,
semikonduktor dapat memiliki
cukup energi untuk mengalirkan
electron (atau arus listrik) sehingga
semikonduktor dapat menjalankan
sistem.
Terdapat beberapa sensor warna,
yaitu photodiode, LED LDR, dan
mikrokontroller dengan ADC.
Photodiode mengubah cahaya, yaitu
spectrum cahaya, menjadi frekuensi.
Photodiode merupakan
semikonduktor sehingga lebih cepat.
LED LDR merupakan resistor yang
menangkap spectrum cahaya
sehingga dapat digunakan sebagai
sensor cahaya. Pada
mikrokontroller, mikrokontroller
diprogram untuk mendeteksi cahaya
sehingga dapat dijadikan sensor
cahaya. Beberapa cara untuk
membuat sensor warna, yaitu
sebagai berikut.
menggunakan LED LDR
menghubungkan LDR penghambat
dalam seri
menggunakan ADC (Analog to
Digital Converter) untuk
menemukan nilai yang sesuai untuk
warna ADC terhubung di salah satu
dari mereka seperti yang anda
inginkan
Photodiode (atau LDR) seri resistor.
LDR adalah resistor sehingga respon
yang diperoleh lambat sedangkan
photodiode adalah semikonduktor
yang akan memproses data lebih
cepat. Kemudian, penggunaan LED
inframerah (IR LED) sebagai
transmitter dapat meningkatkan
berbagai perangkat. IR LED
digunakan karena dalam
penggunaannya respon dari IR LED
lebih cepat dibandingkan dengan
LED biasa. Kombinasi Sensor yang
tepat dengan penempatannya dapat
digunakan untuk mendeteksi garis
secara efisien. Namun, di LDR
Anda tidak akan mendapatkan yang
banyak dan juga u harus
menerapkan sebuah LED atau
bentuk lampu dengan baik untuk
respon. Perlu diketahui bahwa foto
diode hanya bekerja di wilayah
reverse bias. Konfigurasi tetap sama.
CodeVisionAVR.
Pada penjelasan berikutnya, sebagai
contoh digunakan modul AVR yang
mempunyai hubungan sebagai
berikut:
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
8 |
PortA terhubung dengan 8 buah
LED dengan operasi aktif high
PortB terhubung dengan 8 buah
saklar dengan operasi aktif high
PortC terhubung dengan LCD
alphanumeric 16 kolom x 2 baris
CodeVisionAVR
Jalankan aplikasi CodeVisionAVR
dengan cara melakukan klik ganda
pada shortcut ikon CodeVisionAVR
yang terbentuk pada Desktop.
Gambar 16. Ikon CodeVisionAVR
pada Desktop
Sebuah Splash Screen akan muncul
seperti ditunjukkan oleh Gambar 17.
Informasi tentang versi yang dipakai
dan keterangan evaluation akan
terlihat.
Gambar 17. Tampilan Splash Screen
Beberapa detik kemudian IDE dari
CodeVisionAVR akan muncul
seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 18.
Gambar 18. IDE CodeVisionAVR
Untuk memulai membuat project
baru, pada menubar, pilih File �
New, seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 19.
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 9
Gambar 19. Membuat file baru
Anda harus membuat sebuah project
sebagai induk desain dengan
memilih Project, lalu klik tombol
OK seperti pada Gambar 20.
Gambar 20. Membuat project baru
Berikutnya Anda akan ditanya
apakah akan menggunakan
CodeWizardAVR. Tentu saja lebih
menyenangkan bila Anda memilih
jawaban “ya” dengan cara menekan
tombol Yes seperti pada Gambar 21.
Gambar 21. Memilih untuk
menggunakan CodeWizardAVR
Tampilan CodeWizardAVR yang
sederhana namun lengkap
ditunjukkan oleh Gambar 22. Pilih
Chip dengan IC yang Anda
gunakan. Sebagai contoh Anda
memilih Chip ATmega8535. Tab-
tab pada CodeWizardAVR
menunjukkan fasilitas yang dimiliki
oleh chip yang Anda pilih.
Cocokkan pula frekuensi kristal
yang Anda gunakan pada bagian
Clock. Pengisian frekuensi clock
digunakan oleh software untuk
menghitung rutin-rutin seperti delay
agar diperoleh perhitungan yang
cukup akurat.
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
10 |
Gambar 22. CodeWizardAVR pada
tab Chip
Berikutnya Anda akan
menginisialisasi Port A yang
terhubung dengan LED. LED
merupakan modul output. Pada tab
Port bagian Port A, ubah bagian
Data Direction menjadi OUT
dengan nilai output sama dengan 0
seperti pada Gambar 23. Artinya
Port A digunakan sebagai port
output dengan nilai awal nol setelah
kondisi reset. Kemudian lakukan
inisialisasi Port B seperti pada
Gambar 24. Port B tersambung
dengan saklar sebagai modul input.
Pada sub-tab Port B, yakinkan Data
Direction pada posisi IN dengan
resistor pullup internal yang
disingkat dengan huruf P. Dengan
mengaktifkan resistor pull-up
internal, Anda tidak perlu
menambahkan resistor pull-up pada
saklar.
Gambar 23. Seting Port A sebagai
pin output
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 11
Gambar 24. Seting Port B sebagai
pin input dengan pull-up resistor
LCD alphanumeric yang
dihubungkan dengan Port C
haruslah mempunyai pengkawatan
seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 25. Pada tab LCD, pilihlah
Port C.
Gambar 25. Seting LCD pada Port C
Karena pada contoh ini tidak
digunakan fasilitas lain maka seting
CodeWizardAVR siap disimpan
dalam file. Pada menu
CodeWizardAVR, pilih File �
Generate, Save and Exit, seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar 26.
Gambar 26. Menyimpan seting
Agar file yang dihasilkan tidak
berantakan, buatlah sebuah folder
baru, misalnya folder bernama “my
project”, seperti yang ditunjukkan
oleh Gambar 27.
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
12 |
Gambar 26. Membuat folder baru
Kemudian masuk kedalam folder
tersebut untuk menyimpan file-file
yang dihasilkan oleh
CodeWizardAVR. Yang pertama
Anda diminta untuk memberikan
nama file C yang dihasilkan.
Misalnya beri nama “coba”, lalu klik
tombol Save. Lebih jelas pada
Gambar 27. File tersebut nantinya
akan mempunyai akhiran .C.
Gambar 27. Menyimpan file
pertama
Yang kedua Anda diminta untuk
memberikan nama file project yang
dihasilkan. Misalnya beri nama
“coba”, lalu klik tombol Save. Lebih
jelas pada Gambar 28. File tersebut
nantinya akan mempunyai akhiran
.prj.
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 13
Gambar 28. Menyimpan file kedua
Yang terakhir Anda diminta untuk
memberikan nama file project
CodeWizard yang dihasilkan.
Misalnya beri nama “coba”, lalu klik
tombol Save. Lebih jelas pada
Gambar 29. File tersebut nantinya
akan mempunyai akhiran .cwp.
Gambar 29. Menyimpan file ketiga
Setelah ketiga file disimpan maka
pada Project Navigator akan muncul
nama project beserta file C-nya.
Secara bersamaan isi file C akan
dibuka pada jendela editor seperti
ditunjukkan oleh Gambar 30.
Gambar 30. Project baru telah siap
dalam hitungan detik
Sekarang Anda coba untuk
menyisipkan instruksi utama.
Instruksi ini ditambahkan pada
badan program file coba.c seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar 31.
Gambar 31. Menambahkan inti
program
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
14 |
Program tambahan tersebut
bertujuan untuk menampilkan kata-
kata pada LCD kemudian
menampilkan nilai pada saklar pada
LED yang terpasang. Jika nanti
saklar iaktifkan maka LED yang
bersesuaian akan aktif pula.
Kemudian pilih menu Project �
Compile untuk melakukan
kompilasi seperti yang ditunjukkan
oleh Gambar 32. Lalu kotak dialog
seperti ditunjukkan Gambar 33 akan
muncul. Klik tombol OK.
Gambar 32. Melakukan kompilasi
Gambar 33. Informasi hasil
kompilasi
Program yang Anda buat siap untuk
ditransfer kedalam mikrokontroler.
Sebelumnya Anda harus melakukan
seting pada programmernya. Pada
menu pilih Setting � Programmer,
seperti pada Gambar 34.
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 15
Gambar 34. Melakukan seting pada
programmer
Pilihlah programmer sesuai dengan
yang Anda gunakan. Pada Gambar
35 ditunjukkan menggunakan
programmer Kanda Systems
STK200+/300 sebagai contoh.
Programmer ini menggunakan kabel
paralel yang terhubung dengan port
paralel pada komputer Anda.
Gambar 35. Menggunakan
programmer STK200+/300
Kemudian pilih menu Project �
Configure, seperti yang ditunjukkan
oleh Gambar 36. Kotak dialog pada
Gambar 37 akan muncul, pada tab
After Make, pilih “Program the
Chip”. Lalu klik tombol OK.
Gambar 36. Melakukan konfigurasi
project
Gambar 37. Memilih opsi “Program
the Chip” After Make
Setelah melakukan seting, lakukan
make project dengan memilih menu
Project � Make, seperti ditunjukkan
oleh Gambar 38. Apabila tidak ada
kesalahan maka kotak dialog
informasi seperti pada Gambar 39
akan muncul. Klik tombol Program
untuk mentransfer program kedalam
mikrokontroler.
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
16 |
Gambar 38. Melakukan make
project
Gambar 39. Kotak dialog informasi
hasil make
Apabila muncul kotak dialog seperti
pada Gambar 40 menandakan telah
terjadi suatu hal yang menyebabkan
proses transfer gagal. Penyebabnya
adalah: suplai tegangan
mikrokontroler dan programmer
belum dinyalakan, tipe programmer
tidak sama dengan yang digunakan,
alamat port paralel tidak cocok, atau
mikrokontrolernya rusak.
Gambar 40. Gagal melakukan
transfer program
Bila kerusakan seperti yang
ditampilkan oleh Gambar 40 telah
diperbaiki atau bila tidak ada
kerusakan maka proses transfer atau
yang umum disebut dengan proses
download akan berlangsung seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar 41.
Gambar 41. Proses transfer ke
mikrokontroler
Coba Anda perhatikan yang terjadi
dengan modul yang terpasang,
apakah pada LCD muncul tulisan
seperti yang telah Anda program
dan bila saklar diubah posisinya
maka LED yang bersesuaian akan
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 17
menyala. Bila Anda ingin
menambahkan instruksi lain maka
Anda dapat melakukan
penyuntingan program pada file .C-
nya. Kemudian lakukan kompilasi
dan make project berikutnya proses
download.
PENUTUP
KESIMPULAN
Setelah melakukan pembuatan
akuarium pintar berbasis
mikrokontroller AVR ATmega 16,
maka dapat mengambil kesimpulan
dari hasil penelitian sebagai berikut
1. Akuarium pintar dapat
dikendalikan dengan
menggunakan mikrokontroller
AVR ATmega 16 dengan
bahasa pemograman code
Vision AVR
2. Akuarium pintar berbasis
mikrokontroller AVR
ATmega 16 telah bekerja
sesuai deskripsi kerja yang
dijabarkan yaitu dapat
memberikan indicator dan
peringatan bila air sudah
keruh dan level air sudah
mencapai batas.
SARAN
Dari hasil proses perancangan
proposal , penelitian dan juga
pembuatan alat akuarium pinta,
masih terdapat banyak kekurangan ,
baik dari segi mekanik ,elektronik
maupun logika pemograman .
dengan itu bermaksud memberikan
saran serta masukan , agar dalam
proses pengerjaan Tugas Akhir
nantinya akan dapat lebih baik lagi
AKUARIUM PINTAR BERBASIS
MIKROCONTROLER DENGAN
ATMEGA 8535
HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19
18 |
DAFTAR PUSTAKA
Suaramedia,2011. Analisis budidaya ikan mas kaki agar laba semakin
Berkilau. http://www.suaramedia.com/ekonomi-bisnis/usaha-kecil-
danberkilau,html. Diakses tanggakl 1 dsember 2011
Thomas J.Bruno,dan Paris D>N svoronos. 2005. CRC Handbook of
Fundamental Spectroscople correlation charts , CRC press
Wasito S.1983. pelajaran Elektronika 1A sirkit Arus Searah Jakarta :
karya Utama
Malvino. 1981.prinsip-prinsip elektronik. Jakarta : erlangga.
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses. (disainer : Rancangan ), (Versus : Lawan /
tandingan )
top related