Jurnal Aquarium Pintar Berbasis Microcontroler Atmega 8535

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.