RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS

RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Ahli Madya Program
Diploma III Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret
Diajukan Oleh :
FAHMI NURRAHMAN
M3307010
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Disusun Oleh
FAHMI NURRAHMAN
NIM. M3307010
Tugas Akhir ini disetujui untuk dipertahankan dihadapan dewan penguji
pada tanggal ____ _________ ____
Pembimbing Utama
Darsono, S.Si, M. Si
NIP.19700727 1997021 1 001
ii
HALAMAN PENGESAHAN
RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI BADAN OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Disusun Oleh
FAHMI NURRAHMAN
Dibimbing Oleh
Pembimbing Utama
Darsono, S.Si, M. Si
NIP. 19700727 1997021 1 001
Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh Dewan Penguji Tugas Akhir
Program Diploma III Ilmu Komputer
Pada hari _________ tanggal ___ __________ _____
Dewan Penguji :
1.
2.
3.
Tanda Tangan
Darsono, S.Si, M. Si
NIP. 19700727 1997021 1 001
(…………………………. )
Muhammad Asri Safi’ie, S. Si
NIDN. 0603118103
(…………………………. )
Fendi Aji Purnomo, S. Si
NIDN. 0626098402
(…………………………. )
Disahkan Oleh :
Dekan
Ketua Program Studi
Fakultas MIPA UNS
DIII Ilmu Komputer UNS
Prof. Dr. Sutarno, M.Sc, Ph. D
NIP. 19600809 198612 1 001
Drs. YS. Palgunadi, M.Sc
NIP. 19560407 198303 1 004
iii
ABSTRAK
Fahmi Nurrahman, 2010. RANCANG BANGUN PENGUKUR TINGGI
BADAN OTOMATIS BERBASIS ATMEGA8535. Program Studi D3 Ilmu
Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu dengan
menggunakan meteran. Apabila yang ingin kita ukur hanya satu atau tiga orang
mungkin tidak menjadi permasalahan, akan tetapi apabila orang yang akan diukur
jumlahnya lebih dari 50 orang bahkan ratusan orang seperti kasus dalam suatu tes
kesehatan yang dilakukan oleh suatu instansi dalam penerimaan pegawai baru, hal
ini tentunya akan sangat merepotkan dan banyak menghabiskan waktu.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk membuat alat
pengukur tinggi badan orang secara otomatis menggunakan sensor DT-SENSE
USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat pengendali sistem.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode literature dan
metode observasi. Metode literature yaitu metode pengumpulan data dan referensi
dari media cetak maupun media elektronik sedangkan metode observasi dengan
pengamatan terhadap alat yang memiliki kesamaan dengan alat yang akan dibuat.
Telah dibuat alat pengukur tinggi badan orang secara otomatis
menggunakan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat
pengendali sistem. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat melakukan
pengukuran secara cepat sehingga mempermudah pekerjaan dan menghemat
waktu dalam pengukuran tinggi badan orang, dengan hasil yang akurat.
Kata kunci : alat pengukur tinggi badan, mikrokontrolerATMega8535, sensor DTSENSE USIRR.
iv
PERSEMBAHAN
ü Bapak dan Ibuku yang selalu membimbing dan mendoakanku
ü Adiku Ifa yang slalu membantu dan mendoakanku…
ü Teman” tkom’ 07 yang sudah menemani dalam suka dan duka.
Terimakasih atas kerjasamanya selama ini….
ü Teman” The-rud yang memberiku semangat….
ü Andre (nani) trimakasih atas bantuannya..,
ü Teman” gondang yang memberiku inspirasi…
ü Seluruh temanku…, thanks 4 all…,
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan
segala rahmat ,hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan lancar.
Tugas akhir dengan judul “RANCANG BANGUN PENGUKUR
TINGGI BADAN OTOMATIS BERBASIS ATMEGA8535” merupakan salah
satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III
Jurusan Tehnik Komputer, Universitas Sebelas Maret.
Dalam penyelesaian ini, penulis menyadari bahwa dalam prosesnya tidak
lepas dari bimbingan, arahan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh
karena itu dengan ketulusan hati penulis sampaikan rasa terimakasih kepada:
1. Drs. Y. S. Palgunadi, M.Sc selaku Ketua Program D3 Ilmu Komputer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universtas Sebelas
Maret.
2. Bapak Darsono, S.Si, M.Si selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah
memberikan pengarahan dan masukan bagi penulis dalam penyusunan
Tugas Akhir.
3. Kedua orang tua dan adikku tercinta yang telah memberikan motivasi serta
doa kepada penulis.
4. Teman-teman satu angkatan D3 Teknik Komputer 2007.
Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis
khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 24 Juni 2010
Penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................................
I
HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................................
Ii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................
iii
ABSTRACT.. ...............................................................................................................
iv
INTISARI......................................................................................................................
v
MOTTO.........................................................................................................................
vi
PERSEMBAHAN.........................................................................................................
vii
KATA PENGANTAR .................................................................................................
Viii
DAFTAR ISI ................................................................................................................
Ix
DAFTAR GAMBAR....................................................................................................
X
DAFTAR TABEL ........................................................................................................
Xi
BAB I
PENDAHULUAN ..............................................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................. ................................................
1
1.2 Perumusan Masalah..... .................................................................
2
1.3 Tujuan dan Manfaat..... .................................................................
2
1.4 Pembatasan Masalah ..... ...............................................................
2
1.5 Metodologi Penitian ......................................................................
3
1.6 Sistematika Laporan .........................................................................
3
LANDASAN TEORI …………………………………………..
4
2.1 Mikrokontroler...............................................................................
4
2.2 Mikrokontroler ATMega8535................................,.....................
4
2.2.1 Spesifikasi ATMega8535……………………………….
6
2.2.2 Arsitektur ATMega8535………………………………..
6
2.2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535………………………….
7
2.3 Sensor DT-SENSE USIRR...........................................................
9
2.4 LCD (Liquid Cristal Display)…..................................................
11
2.5 Software Pemrograman dan Software Downloader...................
13
BAB II
2.5.1 Download Program ke mikrokontroler dengan CVAVR........
2.6 IC LM7805.................................................................................
vii
13
15
DESAIN DAN PERANCANGAN ……………………………..
17
3.1 Sistem Blok…………....................................................................
17
3.2 Perancangan Sistem Mekanik.......................................................
18
3.3 Rangkaian Keseluruhan Sistem……………...……………….
18
3.4 Rangkaian Minimum ATMega8535….......................................
19
3.5 Rangkaian Sensor….......................................................................
20
3.6 Rangkaian LCD………………....................................................
22
3.7 Rangkaian Catu Daya...............................................................
22
3.8 Perancangan Software..............................................................
23
IMPLEMENTASI DAN ANALISA...............................................
24
4.1 Pengujian LCD………………………........................................
24
4.2 Pengujian minimum system ATMega8535………....................
25
4.3 Pengujian Sensor DT-SENSE USIRR……………………….
27
4.4 Pengujian Rangkaian secara Keseluruhan……………………
30
PENUTUP ……………………........................................................
32
5.1 Kesimpulan ...................................................................................
32
5.2 Saran…………………………………………………………..
32
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..
33
LAMPIRAN…………………………………………………………………...
34
BAB III
BAB IV
BAB V
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Semakin berkembangnya teknologi baik di bidang pendidikan
maupun industri maka meningkat pula daya pikir manusia akan teknologi
sebagai kebutuhan. Dari
perkembangan tersebut tentunya muncul
teknologi-teknologi baru yang dapat mengurangi beban tenaga manusia
dalam hal mengerjakan aktifitas atau pekerjaannya.
Pengukuran tinggi badan biasanya dilakukan secara manual yaitu
dengan menggunakan meteran. Apabila yang ingin kita ukur hanya satu
atau tiga orang mungkin tidak menjadi permasalahan, akan tetapi apabila
orang yang akan diukur jumlahnya lebih dari 50 orang bahkan ratusan
orang seperti kasus dalam suatu tes kesehatan yang dilakukan oleh suatu
instansi dalam penerimaan pegawai baru, hal ini tentunya akan sangat
merepotkan dan banyak menghabiskan waktu.
Dengan adanya teknologi mikrokontroler, dapat digunakan
membuat alat otomatis yang mempermudah dan mempercepat manusia
mengerjakan aktifitasnya contohnya membuat alat pengukur tinggi
otomatis. Alat pengukur tinggi tersebut, pernah di kembangkan oleh shirta
zahrahal dengan membuat alat pengukur tinggi badan otomatis dengan
keluaran suara berbasis mikrokontroler AT89S51.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk
membuat alat pengukur tinggi badan orang secara otomatis menggunakan
sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler sebagai pusat
pengendali sistem. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat melakukan
pengukuran secara cepat sehingga mempermudah pekerjaan dan
menghemat waktu dalam pengukuran tinggi badan orang, dengan hasil
yang akurat.
ix
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, permasalahan yang akan
dibahas adalah bagaimana membuat rancang bangun alat pengukur tinggi
badan otomatis.
1.3
Batasan Masalah
Besarnya ruang lingkup penelitian pada bidang ini memerlukan
adanya batasan masalah sebagai berikut.
1. Sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR digunakan sebagai sensor utama
pada perancangan alat ukur tinggi badan.
2. Tinggi maksimal yang dapat terukur oleh alat yang telah dirancang adalah
200 cm.
3. Output tinggi ditampilkan melalui display LCD (Liquid Crystal Display)
yang sebelumnya telah disimpan/ditulis terlebih dahulu ke dalam
mikrokontroler ATMega 8535.
4. Tinggi minimal yang dapat diukur adalah 100 cm.
1.4
Tujuan dan manfaat
1.4.1
Tujuan Penelitian
Tugas akhir ini bertujuan rancang bangun alat ukur tinggi badan
dengan menggunakan sensor dt-sense USIRR yang ditampilkan melalui
layar LCD.
1.4.2 Manfaat Penelitian
Manfaat dari pembuatan tugas akhir ini yaitu.
1. Menambah pengetahuan penulis tentang sensor ultrasonik
DT-SENSE USIRR dan mikrokontroler.
2. Alat pengukur tinggi badan otomatis ini memberikan
kemudahan bagi pemakainya.
x
1.5
Metode Penelitian
Dalam pembuatan dan peyusunan 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 elektronik yang menunjang dalam penyusunan
dan pembuatan tugas akhir ini.
b. Metode Observasi
Metode ini merupakan metode pengumpulan data dengan cara pengamatan
terhadap alat telah dibuat yang memiliki kesamaan dengan alat yang akan
dibuat dalam tugas akhir ini.
1.6
Sistematika Laporan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut.
1.
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini memuat tentang latar belakang, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode
penelitian dan sistematika laporan.
2.
BAB II
LANDASAN TEORI
Bab ini memuat tentang
referensi penunjang yang
menjelaskan tentang fungsi dari perangkat-perangkat yang
digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.
3.
BAB III
ANALISA DAN PERANCANGAN
Bab ini memuat tentang penjelasan mengenai perancangan
dari perangkat yang akan dibuat.
4.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini memuat tentang hasil pengujian dari perangkat
yang dibuat beserta pembahasannya.
xi
5.
BAB V
PENUTUP
Bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran dari
pembuatan tugas akhir ini .
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sistem komputer yang seluruh atau sebagian
besar elemennya dikemas dalam satu chip IC sehingga sering juga disebut
dengan single chip microcomputer. Rangkaian mikrokontroler tersusun
atas sebuah IC (Integrated Circuit) dan beberapa komponen pendukung
sehingga bisa bekerja dengan baik (Lingga, 2006).
Mikrokontroller
merupakan
suatu
terobosan
teknologi
mikroprosesor dan mikrokomputer terbaru yang hadir memenuhi
kebutuhan pasar ( market needed ). Sebagai teknologi terbaru dengan
teknologi semikonduktor yang mengandung transistor yang lebih banyak
namun hanya membutuhkan ruang kecil sebagai wadah penempatannya
dan dapat diproduksi secara massal sehingga harganya lebih murah dan
dapat terjangkau oleh hampir seluruh kalangan masyarakat. Oleh karena
itu mikrokontroller sangat cocok diterapkan untuk mengontrol berbagai
peralatan-peralatan yang lebih canggih dibandingkan dengan komputer
PC, karena effektivitas dan kefleksibelannya yang tinggi.(Lingga, 2006)
2.2.
Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki
arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit
(16-bit word) dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam satu siklus
intruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali dengan intruksi MCS-51
(Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah
Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex
xii
Instruction Set Computing. Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi 4
kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan
keluarga AT86RFxx. (Lingga, 2006)
2.2.1
Spesifikasi Atmega 8535
Spesifikasi sebuah mikrokontroler Atmega8535 adalah seperti
berikut:
a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan
port D.
b. Kecepatan maksimal 16 MHz
c. ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 channel
d. Tiga buah Timer/counter dengan kemampuan membandingkan.
e. CPU yang terdiri dari 32 buah register.
f. Watchdog Timer dengan isolator internal
g. SRAM sebesar 512 byte.
h. Memori Flash sebesar 8Kb dengan kemampuan Read While
Write.
i. Unit interupsi internal dan eksternal.
j. Port antarmuka SPI.
k. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
l.
Antarmuka komparator analog.
m. Port USART untuk komunikasi serial
xiii
2.2.2
Arsitektur Atmega8535
Secara umum arsitektur mikrokontroler Atmega8535 dapat dilihat
pada gambar diagram blok berikut.
xiv
Gambar 2.1 Diagram Blok ATMega8535
2.2.3
Konfigurasi Pin ATMega8535
Konfigurasi dan Deskripsi kaki-kaki mikrokomputer Atmega8535
adalah sebagai berikut:
Gambar 2.2 Konfigurasi kaki ATMega8535
Adapun fungsi dari masing-masing pin pada mikrokontroler
Amega8535 adalah sebagai berikut :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu
daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin
masukan ADC.
xv
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.
2.3.
Sensor DT-SENSE USIRR
DT-SENSE
ULTRASONIC
AND
INFRARED
RANGER
merupakan modul pengukur jarak non-kontak yang sangat mudah
dihubungkan dengan berbagai sistem berbasis mikrokontroler. Untuk
memicu
dan
membaca
data
pengukuran
dengan
DT-SENSE
ULTRASONIC AND INFRARED RANGER hanya memerlukan 1 buah
pin mikrokontroler. Selain itu disediakan antarmuka komunikasi I2C
sehingga beberapa modul DT-SENSE ULTRASONIC AND INFRARED
RANGER serta peralatan lain yang mendukung protokol komunikasi I2C
dapat digunakan bersama cukup dengan 2 buah pin mikrokontroler.
Sebuah modul DT-SENSE ULTRASONIC AND INFRARED
RANGER terdiri dari sebuah Ultrasonic Ranger dan dapat dihubungkan
dengan 2 buah sensor Infrared Ranger (GP2D12). Ultrasonic Ranger
berkerja dengan cara memancarkan sinyal ultrasonic (yang memiliki
frekuensi jauh di atas jangkauan pendengaran manusia) dan menghasilkan
pulsa atau data keluaran yang menyatakan jarak yang ditempuh oleh sinyal
tersebut sebelum menyentuh sebuah obyek dan memantul kembali. Sensor
infrared ranger terdiri dari sebuah LED infrared dan sebuah Position
xvi
Sensing Device (PSD). Sensor mengukur jarak obyek yang memantulkan
cahaya infra merah melalui proses triangulasi. Keluaran analog dari sensor
Infrared Ranger diubah oleh modul DT-SENSE ULTRASONIC AND
INFRARED RANGER menjadi berbentuk pulsa atau data keluaran yang
menyatakan jarak obyek yang memantulkan cahaya infra merah tersebut
(anonim1, 2007).
Spesifikasi
DT-SENSE
ULTRASONIC
AND
INFRARED
RANGER sebagai berikut:
a. Terdiri dari sebuah Ultrasonic Ranger dan dapat dihubungkan dengan
2 buah sensor Infrared Ranger GP2D12 (opsional).
b. Memiliki 2 buah antarmuka yang dapat aktif bersama yaitu:
– Pulse Width / Lebar Pulsa (10 µs/mm)
– I2C-bus
c. Dapat di-cascade hingga 8 modul dengan hanya 2 pin I/O
(menggunakan antarmuka I2C-bus).
d. Single supply 5 VDC.
e. Supply Current (jika tanpa sensor infrared ranger):
– Aktif: 17 mA typ.
– Reduced Operation: 13 mA typ.
– Power Down: 7 mA typ.
– Power Down + Reduced Operation: 2 mA typ.
f. Siklus pengukuran yang cepat.
g. Pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz rate).
h. Spesifikasi Ultrasonic Ranger:
– Jangkauan: 2 cm hingga 3 m
– Obyek 0 – 2 cm diukur berjarak 2 cm 5
– Burst Frequency: 40 kHz – 16 VPP sinyal kotak
– Tidak ada dead zone (tidak ada blank spot antara 2 cm hingga 3 m)
i. Pin Busy/Ready menunjukkan aktifitas sensor.
j. Tidak perlu delay sebelum pengukuran berikutnya.
xvii
k. Output langsung berupa jarak (dalam milimeter) sehingga mengurangi
beban mikrokontroler.
l. Kompensasi kesalahan pengukuran akibat perubahan temperatur
sekitar dan reflektifitas obyek dapat diatur.
Gambar 2.3 DT-SENSE USIRR
Tabel 2.1 Konfigurasi pin DT-SENSE USIRR
2.4.
Liquid Cristal Display (LCD)
LCD display merupakan salah satu media yang digunakan sebagai
penampil pada sistem berbasis mikrokontroler. Selain LCD display
sebenarnya ada banyak cara untuk menerjemahkan sebuah data menjadi
informasi yang dapat dipahami manusia, seperti melalui led, seven
segment, maupun PC. LCD display memberikan beberapa keuntungan
dibandingkan dengan perangkat yang lain untuk menampilkan sebuah
data, antara lain: hemat energi, ringan, proses perancangan yang relatif
xviii
lebih mudah, dan mampu menampilkan karakter berbasis kode ASCII,
bahkan LCD display mampu menampilkan karakter sesuai dengan yang
diinginkan. Dipasaran sendiri ada banyak macam LCD display yang
tersedia, baik yang berupa grafik maupun teks. LCD display grafik mampu
menampilkan data dalam bentuk image, sedangkan text akan menampilkan
karakter (anonim2, 2008).
LCD yang akan digunakan ini mempunyai lebar display 2 baris 16
kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2×16, dengan 16 pin
konektor.
Gambar 2.4 LCD Display
Konfigurasi pin pada LCD dapat dilihat pada table dibawah ini.
No. Pin
1
2
3
4
5
6
7-14
2.5.
Tabel 2.2 Konfigurasi pin LCD
Nama
Fungsi
Vss
Ground
Vdd
Positif Supply
Vee
Contrast
RS
Register Select
RW
Read / Write
E
Enable
D0-D7
Data Bus
Software Pemograman 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
xix
hanya dapat digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR. CVAVR
selain dapat digunakan sebagai software pemograman juga dapat
digunakan sebagai software downloader. Software downloader akan mendownload-kan file berekstensi “.hex” ke mikrokontroler. (Averroes, 2009)
2.5.1
Men-download program ke mikrokontroler dengan CVAVR
Persiapan
pertama
sebelum
men-download
adalah
menghubungkan minimum sistem ATMega835 dengan PC melalui
USB port atau serial port tergantung spesifikasi minimum
sistemnya. Langkah berikutnya adalah membuat listing program
yang akan di-download-kan nantinya dengan CVAVR, seperti
tampak pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Screenshoot CodeVision AVR
Langkah berikutnya setelah pengetikan listing program
selesai adalah proses compile, yaitu proses pengecekan adanya
error pada listing program yang telah dibuat, jika tidak terdapat
error seperti pada Gambar 2.6 listing program dapat disimpan.
Program tersebut akan disimpan dengan ekstensi “.c”, agar dapat
di-download ke mikrokontroler maka ekstensi tersebut harus
diubah dulu ke ekstensi “.hex”, yaitu dengan cara “build” atau
dengan kombinasi tombol “Shift+f9”, maka akan tampak seperti
pada Gambar 2.7.
xx
Gambar 2.6 Screenshoot proses compile
Gambar 2.7 Screenshoot proses build
Langkah selanjutnya, untuk proses pengisian program ke
mikrokontroler ATMega8535 (flash programming) yaitu dengan
cara menekan tombol “program the chip” pada window build tadi.
Prosesnya seperti pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Screenshoot proses flash programming
2.6.
IC LM7805
xxi
LM78xx merupakan seri IC untuk regulator tegangan tetap positif.
Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari
sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak
mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil. IC LM7805 (
Integrated Circuit LM7805) merupakan regulator untuk mendapatkan
tegangan 5 volt. Komponen ini memiliki 3 pin (kaki). (anonim3, 2010)
Gambar 2.9 Bentuk IC LM7805
BAB III
DESAIN DAN PERANCANGAN
3.1
Sistem Blok
Alat pengukur tinggi badan ini perangkat keras sebagai berikut:
mikrokontroler ATMega8535, 1 buah sensor ultrasonik DT-SENSE
USIRR dan 1 buah LCD 16x2 sebagai penampil hasil pengukuran.
Blok diagram pengukur tinggi badan otomatis ditunjukan pada Gambar
3.1.
SENSOR
DTSENSE
USIRR
MIKROKONTROL
ER
AT MEGA 8535
xxii
LCD
Gambar 3.1 Diagram blok pengukur tinggi badan
Dari Gambar 3.1 di atas, rancang bangun alat pengukur tinggi
badan otomatis terdiri atas tiga bagian yaitu piranti masukan,
mikrokontroler dan piranti keluaran. Pada piranti masukan terdapat sensor
yang merupakan sumber perintah bagi mikrokontroler tersebut. Adapun
jenis sensor yang dipakai yaitu sensor ultrasonik DT-SENSE USIRR.
Sedangkan pada piranti keluaran adalah LCD 16x2 untuk menampilkan
hasil pengukuran tinggi badan.
3.2
Perancangan Sistem Mekanik
Alat pengukur tinggi badan otomatis ini memiliki dimensi tinggi
200 cm dan lebar untuk menaruh sensor ultrasonic yaitu 50 cm. Tiang ini
menggunakan bahan alumunium. Desain tiang pengukur tinggi badan
otomatis ditunjukkan pada Gambar 3.2
= minimum system
ATMega8535
Gambar 3.2 Desain tiang pengukur tinggi badan otomatis
xxiii
3.3
Rangkaian Keseluruhan Sistem
Rangkaian keseluruhan dari alat pengukur tinggi badan otomatis
dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu bagian minimum sistem
mikrokontroler, bagian input dan bagian output. Bagian minimum sistem
mikrokontroler merupakan bagian dimana input dari sensor ultrasonik
akan diproses sesuai program yang digunakan kemudian diteruskan ke
bagian output. Bagian input terdiri dari sebuah sensor ultrasonik jenis DTSENSE USIRR yang digunakan sebagai pengambil data tinggi badan
orang. Sedangkan bagian outputnya berupa LCD 16x2 untuk mengetahui
hasil dari pengukuran tinggi badan. Rangkaian skematik alat pengukur
tinggi badan otomatis ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian skematik pengukur tinggi badan otomatis
3.4
Rangkaian Minimum ATMega8535
xxiv
Rangkaian mikrokontroller berfungsi sebagai pemroses data input
dan menghasilkan output. Pada alat pengukur tinggi badan ini input data
diperoleh dari sensor DT-SENSE USIRR sedangkan outputnya adalah
tampilan pada LCD.
Didalam minimum system mikrokontroller ini terdapat tiga port
yang digunakan sebagai input dan output data. Pada alat pengukur tinggi
badan otomatis ini hanya menggunakan dua buah port saja. Port B dipakai
sebagai input dari sensor DT-SENSE USIRR dan port A sebagai output ke
LCD. Rangkaian minimum system dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian minimum system AT Mega 8535
3.5
Rangkaian Sensor
Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini menggunakan sensor
ultrasonic. Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan
prinsip kerja pantulan gelombang suara, dimana sensor menghasilkan
gelombang suara yang kemudian menangkap kembali dengan perbedaan
xxv
waktu sebagai dasar pengindra. Perbedaan waktu antara gelombang suara
yang dipancarkan dan diterima kembali adalah berbanding lurus dengan
jarak objek yang memantulkannya.
Sensor ultrasonik dipasang di bagian atas tiang karena sensor ini
digunakan untuk mendeteksi tinggi seseorang. Sensor ini memiliki tiga pin
yaitu Vout, Vcc dan Ground. Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini
Vout dihubungkan dengan port B.0 dari mikrokontroler.
Sensor ultrasonik ini memiliki kontak jarak 2 cm sampai dengan 3
meter. Ilustrasi dari prinsip kerja sensor jarak ultrasonik DT-SENSE
USIRR ditunjukkan pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Range Sensor USIRR
xxvi
Gambar 3.6 Rangkaian sensor DT-SENSE USIRR
3.6
Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Rangakaian LCD memakai LCD 16x2 dengan modus 8 bit. LCD
digunakan sebagai penampil hasil pengukuran tinggi badan. Port yang
digunakan untuk mengirim data ke LCD adalah port A. Untuk lebih jelas
mengenai rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 3.7.
xxvii
Gambar 3.7 Rangkaian LCD
3.7
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 di set pada 6 V.
3.8
Perancangan Software
Perancangan software merupakan proses perancangan pembuatan
program yang nantinya akan dijalankan oleh mikrokontroler. Program
tersebut akan selalu berjalan jika mikrokontroler dinyalakan. Program ini
disimpan pada EEPROM yang ada didalam mikrokontroler, sehingga
hanya perlu sekali men-download-kan program ke mikrokontroler. Karena
xxviii
walaupun sumber tegangan dimatikan program masih tersimpan pada
EEPROM.
Membuat program memerlukan lebih dari sekedar menulis
serangkaian instruksi. Pada saat menulis program, sebaiknya dimulai
dengan membuat rencana program secara terperinci atau garis besarnya.
Dalam merancang sebuah program penulis terlebih dahulu membuat
flowchart
Seperti
diketahui
dalam
menyusun
program
kita
harus
memperhatikan benar-benar agar program tersebut mempunyai aturan
logika yang benar. Jika logika yang ada pada suatu program tidak benar,
tentu akan menyebabkan adanya kesalahan dari hasil keluaran program
tersebut. Untuk membantu melacak kebenaran logika sebuah program,
yang juga sangat membantu anda untuk memahami sebuah persoalan
sebelum anda mulai menuliskan kode-kode programnya, sering kali kita
memerlukan alat Bantu yang disebut flowchart. Flowchart alat pengukur
tinggi badan otomatis di tunjukkan pada Gambar 3.8.
xxix
Gambar 3.8 Flowchart pengukur tinggi badan otomatis
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN ANALISA
xxx
Pada bab ini akan dibahas mengenai langkah-langkah pengujian terhadap
alat pengukur tinggi badan otomatis. Pengujian dilakukan untuk mengetahui
apakah alat pengukur tinggi badan otomatis yang dibuat sesuai dengan
perencanaan dan perancangan sistem. Pengujian alat ini meliputi.
a. Pengujian LCD
b. Pengujian sensor ST-SENSE USIRR
c. Pengujian minimum system AT Mega8535
d. Pengujian rangkaian secara keseluruhan
4.1
Pengujian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD 16x2 yang berfungsi sebagai
tampilan hasil pengukuran tinggi badan. LCD dihubungkan ke Port A pada
mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk
ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
Pin-pin pada LCD yang dihubungkan antara lain pin VSS
dihubungkan dengan ground pada catu daya dan VDD dihubungkan dengan
kutub positif +5v pada catu daya. Untuk mengatur tingkat kecerahan atau
kontras dari LCD dilakukan dengan cara menghubungkan pin VEE dengan
trimpot. Sedangkan ntuk mengirimkan data, pin yang dipakai hanya D4, D5,
D6 dan D7.
Pada pengujian LCD ini, hanya menampilkan sebuah kata atau
kalimat. Langkah-langkah dalam melakukan pengujian ini adalah
1. Hubungkan downloader AT Mega8535 dengan LCD.
2. Downloadkan program berikut.
#include <mega8535.h>
#asm
.equ __lcd_port=0x1B ;PORTA
#endasm
#include <lcd.h>
void main(void)
{
xxxi
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Test LCD OK!");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("fahmi-M3307010");
while (1)
{
// Place your code here
};
}
3. Jalankan program.
Gambar 4.1 Hasil pengujian LCD
4.2
Pengujian minimum system AT Mega8535
Pengujian ini digunakan untuk mengetahui apakah semua port dari
mikrokontroler dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan program yang
nantinya akan diberikan. Cara untuk melakukan pengujiannya adalah
dengan memberikan source code program berikut pada mikrokontroler.
#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
void main(void)
{
DDRA= 0xFF;
PORTA= 0xFF;
xxxii
DDRB= 0xFF;
PORTB= 0xFF;
DDRC= 0xFF;
PORTC= 0xFF;
DDRD= 0xFF;
PORTD= 0xFF;
while (1)
{
PORTA=0;
PORTB=0;
PORTC=0;
PORTD=0;
delay_ms(500);
PORTA=1;
PORTB=1;
PORTC=1;
PORTD=1;
delay_ms(500);
};
}
Apabila program diatas dijalankan maka LED yang terletak di Port A,
Port B, Port C dan Port D akan berkedip secara terus menerus. Apabila
logika port bernilai “0” maka LED akan menyala, setelah delay sebesar 500
ms atau 0.5 detik, port mikrokontroler akan diberi logika bernilai “1” yang
akan menyebabkab LED pada port padam.
4.3
Pengujian Sensor DT-SENSE USIRR
Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui jarak
minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik DTSENSE USIRR serta membandingkan jarak sebenarnya dengan jarak hasil
pengukuran menggunakan sensor. Untuk menguji sensor ultrasonik jenis
DT-SENSE USIRR dapat menggunakan rangkaian seperti pada gambar 4.2.
xxxiii
Gambar 4.2 Rangkaian penguji sensor
Pengujian sensor ultrasonik jenis DT-SENSE USIRR ini dilakukan
dengan cara menghubungkan sensor dengan downloader AT Mega8535
pada port B.0 kemudian sebagai outputnya dihubungkan dengan LCD pada
port A. Download-kan source code program yang telah dibuat ke
mikrokontroler. Jika program yang di-download bisa berjalan dengan baik,
maka sensor tersebut dapat digunakan untuk mengukur jarak. Selanjutnya
adalah melakukan ujicoba pegukuran jarak sensor DT-SENSE USIRR
dengan cara menempatkan sensor ultrasonik di depan penghalang dan
memvariasi jarak pengukuran. Hasil yang didapat dari pengukuran jarak
terdapat pada tabel 4.1.
xxxiv
Tabel 4.1 Hasil pengukuran jarak dengan sensor
Jarak penghalang
Jarak yang tampil pada LCD
(cm)
(cm)
0
3
1
3
2
3
3
3
5
5
10
11
15
16
20
20
25
25
30
31
35
36
40
42
50
51
100
105
200
210
300
340
350
290
Dari pengujian yang dilakukan didapatkan hasil bahwa sensor
ultrasonik DT-SENSE USIRR mampu mengukur jarak mulai dari 0 cm
sampai dengan 300 cm. Pada pengukuran jarak 350 cm didapatkan hasil
yang tidak sesuai atau menyimpang jauh dengan jarak sebenarnya, hal ini
disebabkan karena kemampuan sensor ultrasonik jenis DT-SENSE USIRR
ini hanya mampu mengukur jarak maksimum 300 cm atau 3 meter. Angka
yang ditampilkan pada LCD terdapat selisih dengan jarak sebenarnya, hal
ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat mengurangi keakuratan
pengukuran jarak dengan menggunakan sensor ultrasonik diantaranya
xxxv
adalah karakteristik penghalang atau objek yang dapat memantulkan sinyal
kembali ke sensor ultrasonik. Secara teori, sensor ultrasonik ini dapat
bekerja dengan baik sesuai dengan spesifikasi dari sensor ultrasonik yaitu
dapat mengukur jarak mulai dari jarak minimum 3cm sampai dengan jarak
maksimum 3m.
Gambar 4.3 Hasil pengujian sensor
4.4
Pengujian Rangkaian secara Keseluruhan
Pada alat pengukur tinggi badan otomatis ini mikrokontroler AT
Mega8535 merupakan otak semua proses hardware dan software.
Mikrokontroler akan memproses semua data yang masuk kedalam sebuah
program yang telah dibuat.
Untuk mengetahui tinggi badan seseorang, mikrokontroler AT
Mega8535 akan memproses input dari sensor DT-SENSE USIRR melalui
port B. Dalam proses menghitung tinggi badan, hasil dapat diperoleh dari
tinggi sensor (200cm) dikurangi jarak pengukuran sensor ke bagian kepala.
Kemudian hasil yang diperoleh ditampilkan pada display LCD.
xxxvi
Sebelum melakukan pengujian, dilakukan pengecekan masingmasing rangkaian penyusun dan pengisian program ke IC mikrokontroler
ATMega8535. Adapun langkah-langkah pengujiannya adalah
1. Menghubungkan kabel dari rangkaian ke catu daya.
2. Mengatur jarak penghalang yang digunakan untuk pengukuran.
3. Mencatat hasil pengukuran untuk kemudian dianalisa.
Pengujian rangkaian secara keseluruhan dapat dilakukan dengan cara
menghubungkan sensor DT-SENSE USIRR dengan mikrokontroler pada
port B. Sedangkan untuk hasil outputnya di tampilkan pada LCD yang
terhubung pada mikrokontroler ATMega8535 pada port A. Kemudian
download Listing program yang dipakai untuk pengujian. Listing program
secara keseluruhan terdapat pada lampiran 1.
Pengujian alat dilakukan dengan mengatur jarak penghalang yang
ada di depan sensor. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4.2 Hasil pengujian alat
Jarak penghalang
Tampilan pada LCD
(cm)
(cm)
5
195
10
190
15
185
20
180
25
176
30
169
40
159
xxxvii
50
150
60
138
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan teori dan pembahasan yang telah dijelaskan pada babbab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan sebagai pengendali
alat pengukur tinggi badan otomatis dengan baik
2. Dalam pemasangan alat dan mekanis membutuhkan tingkat
ketelitian yang tinggi supaya alat ukur tinggi badan otomatis dapat
beroperasi dengan baik.
3. Alat pengukur tinggi badan ini memiliki skala terkecil dalam
centimeter.
4. Alat pengukur tinggi badan ini dapat mengukur secara akurat pada
range 100cm – 198cm
5. Keluaran dari alat pengukur tinggi badan otomatis ini adalah
sebuah teks pada LCD 16x2.
5.2
Saran
Sebagai acuan untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dari
laporan yang dibuat dalam tugas akhir ini, penulis memberikan saran
kepada pembaca sebagai berikut:
1. Dengan melihat manfaat dari alat ini, penulis mengharapkan
semoga pembaca mampu mengembangkan alat ini dengan baik
lagi.
xxxviii
2. Untuk kedepannya, pengukuran tinggi badan dengan menggunakan
alat ini dapat lebih akurat lagi tanpa harus dipengaruhi oleh factor
luar seperti penyetingan tiang supaya tinggi sensor dengan lantai
akurat (200 cm).
xxxix
DAFTAR PUSTAKA
Averoes, Fitra Luthfie. 2009. Rancang Bangun Robot Pemadam Api Berbasis
Mikrokontroler ATMega8535. Tugas akhir Diploma III Ilmu
Komputer Universitas Sebelas Maret: Surakarta.
Heryanto, M Ari. Adi, Wisnu. 2008. Pemograman Bahasa C untuk
Mikrokontroler ATMEGA853. Yogyakarta : Andi.
Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535.
Yogyakarta : Andi.
Anonim1, 2007. Datasheet sensor DT-SENSE USIRR. Surabaya.
Anonim2, 2008. Lcddisplay. www.polong.wordpress.com/lcddisplay.
Anonim3, 2010. LM7805. http://en.wikipedia.org/wiki/LM7805.
xl