View
104
Download
5
Category
Tags:
Preview:
Citation preview
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
70 |
AKUARIUM PINTAR BERBASIS MIKROKONTROLLER AVR
ATMEGA 16
Ahmad Mursidi (5223080295)
Rizky Nurdiyanto (5223080433)
Alumni 2007 Universitas Negeri Jakarta Program Studi DIII Teknik Elektronika
Drs. Jusuf Bintoro, M.T
Dosen JurusanTeknik Elektronika Universitas Negeri Jakarta
Syifa Nuraini
Mahasiswa Program Studi DIII Teknik Elektronika Universitas Negeri Jakarta
5223127202
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
Kata kunci : rangkaian sensor photodiode superbright , LDR , Atmega 16,
motor DC , LED
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 71
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 akandatang.
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 giliran nya diproses.
Namun, untuk memastikan bahwa
eksekusi berlangsung lancar, hal ini
juga diperlukan untuk sinkronisasi
aktivitas prosesor.
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 yang diperoleh dari
pembuatan alat ini adalah :
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.
Bidang Keteknikan
Penelitian pembuatan
akuarium pintar untuk kemajuan
teknologi , yang kendalinya secara
otomatis. Dengan menggunakan
mikrokontroler.
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
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
72 |
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
fungsinya. banyak tutorial yang
membahas fungsi ditiap pin pada
mikrokontroler.
Disini yang kita bahas adalah jenis
AVR ATMega16. berikut adalah
fitur - fitur pada ATMega8535:
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 system
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
130 Powerful Instructions Most Single Clock Cycle
Execution
32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
On-chip 2-cycle Multiplier
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 73
2. Nonvolatile Program and Data Memories
8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
512 Bytes EEPROM 512 Bytes Internal SRAM Programming Lock for Software Security
3. Peripheral Features
Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare
Mode
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
spectrum cahaya. Dalam spectrum
cahaya tersebut, terdapat beberapa
warna dengan panjang gelombang
dan frekuensi tertentu. Dengan
menggunakan warna tertentu,
frekuensi cahayaini kemudian diolah
menjadi sebuah energy yang di
gunakan oleh semikonduktor untuk
dapat mengalirkan listrik. Dengan
frekuensi yang cukup,
semikonduktor dapat memiliki cukup
energy untuk mengalirkan electron
(atau arus listrik) sehingga
semikonduktor dapat menjalankan
system. 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 di program untuk
mendeteksi cahaya sehingga dapat
dijadikan sensor cahaya. Beberapa
cara untuk membuat sensor warna,
yaitu sebagai berikut.
1. menggunakan LED LDR
2. menghubungkan LDR penghambat dalam seri
3. menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk
menemukan nilai yang sesuai
untuk warna ADC terhubung
di salah satu dari mereka
seperti yang anda inginkan
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
74 |
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:
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
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 75
New, seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 19.
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.
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.
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
76 |
Dengan mengaktifkan resistor pull-
up internal, Anda tidak perlu
menambahkan resistor pull-up pada
saklar.
Gambar 23. Seting Port A sebagai
pin output
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 PortC
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.
Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535
Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto
| 77
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.
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.
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
78 |
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
Program tambahan tersebut bertujuan
untuk menampilkan kata-kata pada
LCD kemudian menampilkan nilai
pada saklar pada LED yang
terpasang. Jika nanti saklar
diaktifkan 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
| 79
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
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.
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.
HAD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 70-80
80 |
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.
Recommended