RTC (Real Time Clock) - Universitas Sumatera Utara
advertisement
RTC (Real Time Clock) DS1307 SEBAGAI PENGATUR WAKTU PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT ADAPTIF TUGAS AKHIR ARMANSAH PUTRA SINGARIMBUN 122408015 PROGRAM STUDI D3 – FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 RTC (Real Time Clock) DS1307 SEBAGAI PENGATUR WAKTU PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT ADAPTIF TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya ARMANSAH PUTRA SINGARIMBUN 122408015 PROGRAM STUDI D3 – FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 LEMBAR PERSETUJUAN Judul : RTC (Real Time Clock) DS1307 SEBAGAI PENGATUR WAKTU PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT ADAPTIF Kategori : TUGAS AKHIR Nama : ARMANSAH PUTRA SINGARIMBUN NIM : 122408015 Program Studi : D-III FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juli 2015 Disetujui Oleh Ketua Program Studi, Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Dr. Bisman P, M.Eng.Sc NIP. 197412072000122001 NIP. 195609181985031002 i LEMBAR PERNYATAAN RTC (Real Time Clock) DS1307 SEBAGAI PENGATUR WAKTU PADA SISTEM TRAFFIC LIGHT ADAPTIF TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya. Medan, Juli 2015 ARMANSAH PUTRA SINGARIMBUN 122408015 ii PENGHARGAAN Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Meskipun dalam proses penulisan banyak menemui hambatan dan rintangan namun dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak, akhirnya tugas akhir ini dapat selesai. Atas bantuan dan motivasi yang diberikan dari berbagai pihak, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada: 1. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materil yang sangat membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 4. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. 7. Kawan saya Gunawan, Arman Hidayat, Redondo Lijuandi, Irda Florista Paris, Siska Agustina, Putri Amalia, Eko Milala, Jhon Daenlesh, dan iii seluruh rekan Fisika Instrumentasi D3 yang memberikan bantuan penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 8. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjakan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengharapkan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. iv ABSTRAK Penggunaan RTC (Real Time Clock), Mikrokontroler dan Lacth dapat mengatur traffic light ( merah, kuning, hijau) tersebut menyala sesuai dengan waktu yang kita inginkan. Real Time Clock (RTC) digunakan untuk mengatur detik, menit, hari, tanggal, bulan dan lain-lain. Dengan menggunakan Real Time Clock (RTC), kita bisa membuat program waktu yang tepat yang diperlukan dalam menyalakan lampu pada traffic light. Perancangan alat lampu lalu lintas (Traffic Light) menggunakan Real Time Clock (RTC) sebagai pengatur waktu ditempatkan pada persimpangan jalan untuk menghindari tidak terjadi kemacetan yang disebabkan oleh kendaraan yang melewati jalan tersebut. Kata kunci: RTC (Real Time Clock), Mikrokontroler, Traffic Light v DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. i LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................... ii PENGHARGAAN ............................................................................................. iii ABSTRAK .......................................................................................................... v DAFTAR ISI ....................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix BAB 1. PENDAHULUAN ............................................................................... 1.1. Latar Belakang masalah ................................................................ 1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 1.3. Tujuan Penulisan .......................................................................... 1.4. Batasan Masalah .......................................................................... 1.5. Sistematika Penulisan .................................................................. 1 1 2 2 2 3 BAB 2. LANDASAN TEORI .......................................................................... 4 2.1. Mikrokontroler ........................................................... .................. 4 2.1.1. Mikrokontroler ATMega8 .................................................. 4 2.1.2. Arsitektur Mikrokontroler ATMega8 ................................. 5 2.1.3. Fitur Mikrokontroler ATMega8 .......................................... 7 2.1.3.1. Fitur Perangkat ....................................................... 7 2.1.3.2. Fitur Spesial ........................................................... 8 2.1.4. Konfigurasi Pin Pada Mikrokontroler ATMega8 ............... 9 2.1.5. Deskripsi Pin-pin Pada Mikrokontroler ATMega8 ............ 10 2.1.6. Kebutuhan Clock ............................................................... 14 2.2. RTC (Real Time Clock) DS1307 ................................................. 14 2.2.1. Konfigurasi Pin RTC DS1307 ........................................... 15 2.2.2. Fitur – fitur RTC DS1307 .................................................. 16 2.2.3. Peta Alamat RTC DS1307 ................................................. 17 2.2.4. Register Kontrol RTC DS1307 .......................................... 18 2.2.5. Komunikasi I2C Pada RTC DS1307 ................................. 19 2.3. IC Shift Register 74HC595 .......................................................... 21 2.4. IC ULN2803 ................................................................................ 22 2.5. Liquid Crystal Display (LCD) ...................................................... 23 2.5.1. Pengendali/kontroler LCD .................................................. 24 2.5.2. Register Kontrol Pada LCD ............................................... 25 2.5.3. Konfigurasi Pin Pada LCD ................................................. 25 2.5.4. Karakteristik LCD .............................................................. 26 2.6. Light Emitting Diode (LED) ........................................................ 27 2.7. Tactile Switch ............................................................................... 28 2.8. Bahasa Pemograman BASCOM-AVR ........................................ 29 2.8.1. Tipe Data ............................................................................ 30 2.8.2. Variabel .............................................................................. 31 2.8.3. Operasi – operasi dalam BASCOM-AVR ......................... 31 vi BAB 3. PERANCANGAN SISTEM ............................................................... 31 3.1. Diagram Blok Rangkaian ............................................................ 31 3.2. Perancangan Rangkaian Kendali Sistem ..................................... 34 3.2.1. Rangkaian Catu Daya ........................................................ 35 3.2.2. Rangkaian Pewaktu RTC DS1307 .................................... 36 3.2.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ............................... 37 3.2.4. Rangkaian Driver LED ...................................................... 38 3.2.5. Rangkaian LCD Karakter 16x2 ......................................... 39 3.2.6. Rangkaian Tombol/Tactile Switch .................................... 40 3.3. Rancangan Perangkat Lunak Sistem ........................................... 41 3.3.1. Flowchart Sistem ............................................................... 41 BAB 4. PENGUJIAN RANGKAIAN ALAT.................................................... 43 4.1. Pengujian Rangkaian Catu Daya .................................................... 43 4.2. Pengujian Rangkaian Pewaktu RTC DS1307 ................................ 44 4.3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ........................... 48 4.4. Pengujian Rangkaian Tombol/Tactile Switch ................................ 49 4.5. Pengujian Rangkaian LCD ............................................................. 50 4.6. Pengujian Rangkaian Driver LED ................................................. 52 4.7. Pengujian Kerja Sistem Secara Keseluruhan ................................. 55 BAB 5. PENUTUP ............................................................................................. 56 5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 56 5.2. Saran ............................................................................................... 56 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 2.8 Tabel 2.9 Tabel 2.10 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Fungsi Alternatif PORT B Pada Setiap Pin ................................. 10 Fungsi Alternatif PORT C Pada Setiap Pin ................................. 11 Fungsi Alternatif PORT D Pada Setiap Pin ................................. 13 Jenis – jenis Sumber Clock ........................................................... 14 Peta Alamat RTC DS1307 ........................................................... 17 Register Kontrol Pada RTC DS1307 ........................................... 18 Frekuensi SQW Output ................................................................ 18 Konfigurasi Pin LCD ................................................................... 26 Tipe – tipe data dalam BASCOM-AVR ...................................... 30 Operasi Relasi ............................................................................... 32 Hasil Pengukuran Tegangan Pada Setiap Titik Uji ...................... 43 Hasil Pengukuran Rangkaian Tombol di Setiap Titik Uji ............ 50 Hasil Pengujian Kerja Sistem Secara Keseluruhan ...................... 55 viii DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Mikrokontroler ATMega8 .............................................................. 6 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8 .................................... 9 RTC DS1307 ................................................................................ 15 Kominikasi Serial RTC dengan I2C ............................................ 19 IC Shift Register 74HC595 ......................................................... 21 Intergrated Circuit (IC) ULN2803 .............................................. 23 LCD (Liquid Crystal Display) ..................................................... 24 Light Emitting Diode (LED) ....................................................... 28 Tactile Switch .............................................................................. 29 Diagram Blok Rangkaian ............................................................ 33 Rangkaian Catu Daya .................................................................. 35 Rangkaian Pewaktu RTC DS1307 .............................................. 36 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ......................................... 37 Rangkaian Driver LED ................................................................ 38 Rangkaian LCD Karakter 16x2 ................................................... 39 Rangkaian Tombol / Tactile Switch ............................................ 40 Flowchart Sistem ......................................................................... 41 Pengujian Pada Rangkaian Catu Daya ........................................ 43 Pengujian Rangkaian Pewaktu RTC DS1307 ............................. 44 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 ........................ 48 Pengujian Rangkaian Tombol/Tactile Switch ............................. 49 Pengujian Rangkaian LCD .......................................................... 50 Pengujian Rangkaian Driver LED ............................................... 52 ix