4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mashing Mashing adalah salahsatu

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mashing
Mashing adalah salahsatu proses pembuatan minuman, yaitu proses
mengubah sari pati malt menjadi gula dengan bantuan enzim amylase (permentasi).
Sari pati Malt
Dipecah oleh enzim
Hasil Pemecahan
Dextrin
Glucose
Maltose
Maltotriose
Gambar 2.1 Proses mashing
Ada beberapa parameter agar proses ini berjalan sesuai yang diharapkan diantaranya :
1. Suhu Saccarifaction ± 650C
2. Waktu Saccarification 1 -25 mnt tergantung Spesifikasi produk.
3. Suhu deactivation 780C
4
5
Tahapan pada proses Mashing diantaranya :
1. Pengisisan sllury (air campuran dari tumbukan malt) hasil proses milling ke
tangki Mashing (MT).
2. Valve steam buka untuk mencapai suhu yang telah disetting, setelah pada
level tertentu, Motor agitator running dan Apabila Suhu telah tercapai , Timer
On
3. Apabila timer sudah selesai, valve steam membuka untuk mencapai suhu
deactivation yaitu mematikan enzim amylase.
4.
Apabila suhu sudah tercapai, sllury di transfer ke tangki LT (lautering) untuk
dilakukan proses selanjutnya.
Gambar 2.2 Tangki Proses Mashing
6
2.2 Mikrokontroler Atmega8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis
atau dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis
dan manual pada perangkat elektronika. Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler
sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot.
Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak
dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah
mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega8535 yang
menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program
berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk
mengeksekusi satu instruksi program.
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas
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.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM
internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll (M.Ary Heryanto, 2008).
Sehingga
dengan
fasilitas
yang
lengkap
ini
memungkinkan
kita
belajar
mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat
mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535
7
2.2.1. Fitur-fitur mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler Atemega 8535 memiliki fitur-fitur yang cukup lengkap,
diantaranya :
1.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
2.
ADC internal sebanyak 8 saluran.
3.
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5.
SRAM sebesar 512 byte.
6.
Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7.
Port antarmuka SPI
8.
EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9.
Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2.2.2. Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori
program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte
yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat
memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu
bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang
terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM.
8
ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang
dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau
ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT),
dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang
terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya
dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk
mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal,
sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan
mengakses data dari SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8
saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC
ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun
differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi
pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang
amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu
sendiri.
ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah
timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter
ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling
mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat
difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki
register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Serial
Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial
syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal
Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART)
juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh
9
ATmega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas
tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar
mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang
memiliki fitur UART.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous
maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel
dengan
UART.
Pada
ATmega8535,
secara
umum
pengaturan
mode
syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah
terletak pada sumber clock saja, Jika pada mode asyncrhronous masing-masing
peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya
ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian,
secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu
TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD,
RXD dan XCK.
10
2.2.3. Konfigurasi Pin
Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline
Package) dapat dilihat pada gambar 2.3 Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi
dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Atemega 8535
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merukan pin Ground.
3. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
masukan ADC.
4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin
fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.1 di bawah ini.
11
Tabel 2.1 fungsi khusus PORT B
Pin
Fungsi Khusus
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6
MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)
PB5
MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
PB4
SS (SPI Slave Select Input)
PB3
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB2
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
PB1
T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
PB0
T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C
Pin
Fungsi khusus
PC7
TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
PC6
TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)
PC5
Input/Output
PC4
Input/Output
PC3
Input/Output
PC2
Input/Output
PC1
SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)
PC0
SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)
12
Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D
Pin
Fungsi khusus
PD7
OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
PD6
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD5
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)
PD4
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD3
INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2
INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1
TXD (USART Output Pin)
PD0
RXD (USART Input Pin)
6. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
7. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
8. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
9. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC
13
2.2.4. Sistem Minimum Atemega 8535
Dalam Sistem ini digunakan mikrokontroler Atemega 8535, karena
mikrokontroler tersebut memiliki Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B,
port C, dan port D dan ADC internal sebanyak 8 saluran, dengan kemampuan
tersebut Atemega 8535
Gambar 2.4 Sistem minimum Atemega 8535
2.3 Transducer Temperatur Semikonduktor (IC LM35)
Terdapat dua kategori transducer temperatur semikonduktor, yaitu transducer
yang menghasilkan tegangan tertentu sesuai dengan perubahan suhu dan transducer
yang menghasilkan arus tertentu. sesuai dengan perubahan suhu.
Contoh transducer menghasilkan tegangan yang sensitif terhadap suhu adalah IC LM
35 produk dari Nasional. Kontruksi ditunjukkan pada gambar 2.5.
14
Gambar 2.5 Kontruksi IC Lm35
Gambar 2.5 diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak belakang. 3 pin
LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai
sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan
keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt , dan
pin 3 sebagai ground. Polaritas pemasangan IC sensor LM 35 tidak boleh tertukar
antara Vcc dan Gnd, hal in dapat berakibat dari error dari hasil pengukuran dan
kerusakan sensor LM35.
Tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai
30 Volt. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang
diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya
tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal
ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari
sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan .
LM35 memiliki keakuratan cukup tinggi dan kemudahan perancangan jika
dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran
impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah
dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan
lanjutan.
15
Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga
diperoleh persamaan sebagai berikut : VLM35 = Suhu* 10 mV
Range suhu yang terukur dari IC LM 35 adalah suhu -550 C sampai 1500 C. Tegangan
keluaran dapat diatur 0 volt pada suhu 00 C dan ketelitian dari transducer ini adalah ±
10 C.
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35.
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu
10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1
ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ %
16
2.4 Media Penampil ( LCD )
a. Kontruksi Lcd
LCD display adalah sebuah modul yang di dalamnya terdapat beberapa
komponen yang disusun menjadi satu, Tampilan LCD terdiri dari dua bagian,
yakni bagian panel LCD yang terdiri dari banyak “titik” LCD dan sebuah
mikrokontroller yang menempel dipanel yang berfungsi mengatur ‘titik-titik’
LCD tadi menjadi huruf atau angka yang terbaca.
Huruf atau angka yang akan ditampilkan dikirim ke LCD dalam bentuk
kode ASCII, kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroller di dalam
LCD menjadi ‘titik-titik’ LCD yang terbaca sebagai huruf atau angka. Dengan
demikian tugas mikrokontroller pemakai tampilan LCD hanyalah mengirimkan
kode-kode ASCII untuk ditampilkan. Contoh dari LCD adalah sebagai berikut .
Gambar 2.6 LCD 2x16 type JHD162
b. Spec Data dimensi LCD type JHD162A
LCD type ini mempunyai dimensi yang cukup kecil, dimana detail dimensi
dari type JHD162A adalah sebagai berikut.
Gambar 2.7 dimensi LCD 2x16 type JHD162A
17
c. PIN interface LCD
LCD type JHD162A memiliki 16 pin, setiap pin mempunyai fungsi
masing-masing. Detail dari fungsi setiap pin LCD ini adalah sebagai berikut :
Tabel 2.4 Pin Interface LCD
Pin
Simbol
Description
Function
1
VSS
Ground
0V
2
VCC
Power supply for logic circuit
+5 V
3
VEE
LCD contrast adjustment
4
RS
Instruction/data register selection
No
RS=0 : instruction register
RS=1: Data register
5
R/W
Read/write Selection
RW=0: Register Write
RW=1: Register Read
6
E
Enable signal
7
DBO
8
DB1
9
DB2
10
DB3
11
DB4
12
DB5
13
DB6
14
DB7
15
LED +
Supply voltage for LED +
+5 V
16
LED -
Supply voltage for LED -
0V
Data Input/output lines
8 bit : DB0-DB7
18
Berdasarkan
JHD162A)
tabel 2.4 Pin Interface LCD, agar media penampil (LCD tipe
mampu
menampilkan
karakter
yang
diinginkan,
pengawatannya adalah sebagai berikut :
Gambar 2.8 Rangkaian Display LCD
rangkaian
19
d. Karakter LCD
Ada banyak karakter yang dapat ditampilkan oleh LCD diantaranya angka,
huruf besar, huruf kecil dan sebagainya. Huruf atau angka yang akan ditampilkan
dikirim ke LCD dalam bentuk kode ASCII.
Detail karakter yang dapat ditampilkan oleh LCD type JHD162A adalah
sebagai berikut.
Tabel 2.5 Tabel Karakter LCD
20
2.5 Keypad 4x4
Keypad yang digunakan berukuran 4 kolom x 4 baris, modul ini dapat
difungsikan sebagai perangkat input dalam aplikasi-aplikasi seperti pengaman digital,
datalogger, absensi, pengendali kecepatan motor, setting suhu, robotik, dan
sebagainya. Rangkaian dari keypad 4x4 adalah sebagai berikut.
Gambar 2.9 Rangkaian Keypad 4x4
Spesifikasi :
a. Dimensi : 9,3 cm (P) x 6,8 cm (L) x 1,5 cm (T)
b. 16 tombol (dengan fungsi tergantung pada aplikasi).
c. konfigurasi 4 baris (input scanning) dan 4 kolom (output scanning).
Contoh gambar salahsatu keypad 4x4 yang ada dipasaran adalah sebagai berikut.
Gambar 2.10 Contoh gambar keypad 4x4
21
2.6 Lampu LED
Light-emitting
diode
atau
LED
adalah
suatu
semikonduktor
yang
memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju,
namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun
tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.
LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila
diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang
hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah
sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang
melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi
cahaya.
Gambar 2.11 Contoh Lampu LED
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah,
kuning, hijau dan sebagainya. Untuk menghasilkan warna putih yang sempurna,
spectrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan, dengan cara yang paling
umum yaitu penggabungan warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB.
22
Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat
mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan
beberapa aspek diantaranya :
1. tegangan kerja,
2. arus maksimum dan disipasi daya-nya.
3. Rumah (chasing) LED bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat
dan lonjong.
Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah:
1. Ga As (Galium Arsenide,) meradiasikan sinar infra merah,
2. Ga As P (Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning,
3. Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.
23
2.7. Software ATmega8535 Editor (Code Vision AVR Evaluation)
Unjuk kerja dari suatu sistem yang menggunakan mikrokontroler ditentukan
dari fungsi pemograman input dan output perangkat lunak yang diberikan. Salasatu
software yang cukup popular untuk pemograman mikrokontroler adalah CodeVision
AVR. Perangkat lunak ini mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu
adanya codewizard, fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler
yang akan kita gunakan, codevision telah menyediakan konfigurasi yang bisa diatur
pada masing-masing chip mikrokontroler yang akan kita gunakan, sehingga kita tidak
perlu melihat datasheet untuk sekedar mengonfigurasi mikrokontroler.
Gambar 2.12 Contoh Tampilan software CodeVision AVR
Dalam menggunakan perangkat lunak ini, salasatu bahasa yang dapat digunakan
adalah bahasa C. Bahasa C pada umumnya tediri dari 4 blok bagian yaitu :
1. Header
2. Deklarasi kontanta global dan atau variable
3. Fungsi atau prosedur
4. Program utama