i TUGAS AKHIR CATU DAYA DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535 Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro oleh: MARIA RATNA PUSPITA NIM : 085114012 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
TUGAS AKHIR
CATU DAYA DIGITAL
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
oleh:
MARIA RATNA PUSPITA
NIM : 085114012
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FINAL PROJECT
DIGITAL POWER SUPPLY
BASED ON MICROCONTROLER ATMEGA8535
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
MARIA RATNA PUSPITA
NIM : 085114012
DEPARTEMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
TUGAS AKHIR
CATU DAYA DIGITAL
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
(DIGITAL POWER SUPPLY
BASED ON MICROCONTROLER ATMEGA8535)
disusun oleh :
MARIA RATNA PUSPITA
NIM : 085114012
Telah disetujui oleh :
Pembimbing,
Ir. Tjendro M.Kom Tanggal : 17 Maret 2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
HALAMAN PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
CATU DAYA DIGITAL BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535Oleh:
Maria Ratna PuspitaNIM: 085114012
Telah dipertahankan di depan Panitia PengujiPada tanggal 28 Februari 2014
Dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan Panitia Penguji
Nama Lengkap Tanda Tangan
Ketua
Sekretaris
Anggota
: Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T.
: Ir. Tjendro, M.Kom
: Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, 25 Februari 2014
Maria Ratna Puspita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya tulis ini keupersembahkan untuk:
Yesus Kristus Gembalaku
Bunda Maria dan Malaikat pelindungku
Kedua Orang tua saya Bapak Suparno dan Mamak
Nurtyas Murwaningsih tercinta
Adik-adiku Johan, Doly, Desy dan Chandra tersayang
Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma
‘Penting untuk kamu tahu, apa yang kamu bisa dan apa
yang kamu tidak bisa.
Jika kamu punya kekuatan, pikiran, dan ketekunan.
Kamu akan sukses di akhir’
-Chesterfield-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Maria Ratna Puspita
Nomor Mahasiswa : 085114012
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas
Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
CATU DAYA DIGITAL BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk
media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan
mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu
meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan
nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 25 Februari 2014
Maria Ratna Puspita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI
Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia elektronika. Catu daya merupakan hal terpenting dalam sebuah instrumentasi elektronika. Pada umumnya catu daya yang sudah memiliki sumber tegangan keluaran dengan sedikit pilihan.
Catu daya dengan nilai tegangan variable ditampilkan secara digital. Sistem ini akan dikendalikan dengan program pada mikrokontroler dengan mengatur potensiometer digital untuk menghasilkan sumber tegangan yang diharapkan. Sistem ini juga dilengkapi dengan keypad sebagai masukan dan Liquid Crystal Display (LCD) sebagai tampilan sumber tegangan. User memasukan nilai tegangan yang diperlukan dengan menekan tombol pada keypad sehingga keluaran akan sama dengan nilai yang tertampil pada layar LCD.
Alat catu daya digital sudah berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Tegangan keluaran sudah sesuai dengan tegangan masukan.
Kata kunci: Catu daya, Potensiometer digital, LCD, Keypad
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
The developing technology has so fast advanced in electronic. The power supply is the most important thing on electronics instrumentation. In general, existing power supply has little choice output voltage source.
Power supply with variable voltage values displayed digitally. This system will controller by program in microcontroller by controlled digital potentiometer to receive voltage sources wanted. This system has completed with keypad as an input and Liquid Crystal Display (LCD) as voltage source display. User input the voltage value needed by pushed the keypad, the output will get value as same as displayed on the LCD.
Digital power supply has been successfully made and ha well done operation. The output voltage got same value with the input voltage.
Keywords: Power supply, Digital potentiometer, LCD, Keypad
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah
memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan
baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Ir. Tjendro, M.Kom., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan
ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan
skripsi ini.
4. Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T., dan Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T., dosen
penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi
ini.
5. Kedua orang tua saya atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada
henti.
6. Adik-adikku tersayang Johan, Doly, Desy dan Chandra atas doa, perhatian,
dukungan dan kasih sayang tiada henti.
7. Hardy Boyfonda Doko atas dukungan, doa, perhatian, semangat dalam
menyelesaikan skripsi ini.
8. Staf sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.
9. Teman-teman kost muria Frada, kak Sopi, astrid, kak Eva, dll atas dukungan dan
doa.
10. Rake Silverrian alias om Rian, terima kasih banyak atas dukungan dalam
penyelesaian skripsi ini.
11. Aninditya Dichi Saptarini, atas segala dukungan yang selalu mengingatkan, doa,
dan menjadi teman yang baik.
12. Angelina Nita Jatun alias bu Nita, atas dukungan, doa, dan kasih sayang yang tiada
henti.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
13. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008 Teknik Elektro, kawan-kawan
seperjuangan, dan semua kawan yang mendukung saya dalam mendukung dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
14. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang
telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami
kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,
kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Semoga skripsi ini
dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.
Penulis
Maria Ratna Puspita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ............................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii
INTISARI .................................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ............................................................................................. x
DAFTAR ISI .............................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xv
DAFTAR TABEL..................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2. Tujuan dan Manfaat .......................................................................................... 1
1.3. Batasan Masalah ............................................................................................... 2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
(1 clk timer/counter0= 8 clk cpu) artinya tiap 8 clock CPU yang masuk ke dalam
timer/counter0 dihitung satu oleh register pencacah TCNT0. Falling edge adalah
perubahan pulsa/clock dari 1 ke 0. Rising edge adalah perubahan pulsa/clock dari 0 ke 1.
a. Bit 7 – FOC0 : Force Output Compare
Bit 7 hanya dapat digunakan untuk metode pembanding . Jika bit – F0C0 di-set
maka akan memaksa terjadinya compare-match (TCNT0==OCR0).
b. Bit 3, 6 – WGM01:0: Waveform Generation Mode
Bit 3 dan bit 6 digunakan untuk memilih mode seperti ditunjukkan pada tabel
2.5.
Tabel 2.5. Mode Operasi
WGM01 WGM00 Mode Operasi TOP UpdateOCR0
Flag TOV0on
0 0 Normal 0xFF Imidiet MAX0 1 Phase correct PWM 0xFF TOP Bottom1 0 CTC OCR0 Imidiet MAX1 1 Fast PWM 0xFF Bottom MAX
c. Bit 5,4 – COM01:0: Compare Match Output Mode
Bit 5 dan bit 4 berfungsi mendefinisikan pin OC0 sebagai output Timer0
(saluran output PWM).
Tabel 2.6. Mode Normal dan CTC
COM01 COM00 Output pin OC00 0 Tidak dihubungkan0 1 Toggle saat compare match1 0 Clear saat compare match1 1 Set saat compare match
Tabel 2.7. Mode Fast PWM
COM01 COM00 Output pin OC00 0 Tidak dihubungkan0 1 -1 0 Clear saat compare match, Set saat bottom (noninverting)1 1 Set saat compare match, clear saat bottom (inverting)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Tabel 2.8. Mode Phase Correct PWM
COM01 COM00 Output pin OC00 0 Tidak dihubungkan0 1 -
1 0 Clear saat compare match ketika up-counting, Set saatcompare match ketika down-counting (noninverting)
1 1 Set saat compare match ketika up-counting, clear saatcompare match ketika down-counting (inverting)
2. Timer/Counter Register (TCNT0)
Tabel 2.9. Timer/Counter Register (TCNT0)
Register yang bertugas menghitung pulsa yang masuk kedalam timer/counter.
Kapasitas registernya adalah 8-bit (255 hitungan), setelah mencapai hitungan
maksimal maka akan kembali ke nol (overflow/limpahan).
3. Output Compare Register (OCR0)
Tabel 2.10. Output Compare Register (OCR0)
Register yang bertugas sebagai register pembanding dengan menentukan besarnya
sesuai dengan kebutuhan. Saat TCNT0 mencacah maka secara otomatis oleh CPU
akan dibandimgkan dengan isi OCR0 secara kontinyu dan jika isi TCNT0 sama
dengan isi OCR0 maka akan terjadi compare match yang dapat dimanfaatkan untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
keterangan:
‘000’ = Mode Free-Running, konversi ADC akan dimulai pada saat bit ADSC
pada register ADCSRA diset ‘1’.
‘001’ = Konversi ADC akan dimulai sesuai dengan pengaturan output Analog
Comparator
‘010’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi interupsi eksternal 0
‘011’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter0
Compare Match
‘100’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter0
Overflow
‘101’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/counter1 Compare
Match B
‘110’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/counter1 Overflow
‘111’ = Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/counter1 Capture
Event
2.3. KeypadKeypad matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara matriks (baris x kolom)
sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, keypad matriks 4x4
menggunakan 8 pin untuk 16 tombol. Hal tersebut dimungkinkan karena rangkain tombol
disusun secara horizontal membentuk baris dan secara vertikal membentuk kolom seperti
pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Konfigurasi Keypad Matriks 4x4 [7]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Proses pengecekan dari tombol yang dirangkai secara matriks adalah dengan teknik
scanning, yaitu proses pengecekan yang dilakukan dengan cara memberikan umpan-data
pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan balik) pada bagian lain. Pemberian
umpan-data dilakukan pada bagian baris dan pengecekan umpan balik pada kolom. Pada
saat pemberian umpan data pada satu baris, maka baris yang lain harus dalam kondisi
inversi. Tombol yang ditekan dapat diketetahui dengan melihat asal data dan di kolom
mana data tersebut terdeteksi.
2.4. Liquid Crystal Display (LCD)LCD (Liquid Crystal Display) memiliki 2 jenis yaitu LCD karakter dan LCD
grafik. LCD karakater adalah LCD yang karakternya terbatas pada tampilan karakter,
khususnya karakter ASCII seperti karakter-karakter yang tercetak pada keyboard
komputer. Sedangkan LCD grafik adalah LCD yang tampilannya tidak terbatas, bahkan
dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah yang terus berkembang seperti layar LCD yang
biasa dilihat di notebook/laptop [8].
Jenis LCD karakter yang beredar di pasaran biasanya dituliskan dengan bilangan
matriks dari jumlah karakater yang dapat dituliskan pada LCD tersebut, yaitu jumlah
kolom karakter dikali jumlah baris karakter. Sebagai contoh, LCD 16x2 artinya terdapat 16
kolom dalam 2 baris ruang karakter seperti pada gambar 2.7, yang berarti total karakter
yang dapat dituliskan adalah 32 karakater [8].
Gambar 2.7. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2
Agar dapat mengendalikan LCD karakter dengan baik memerlukan koneksi yang
benar. Koneksi yang benar dengan mengetahui pin-pin antarmuka yang dimiliki LCD
karakter. LCD karakter memilki 16 pin seperti pada gambar 2.8 dan tabel 2.13.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 2.8. Konfigurasi Pin LCD 16x2
Tabel 2.21. Konfigurasi Pin LCD 16x2
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan R/W dimana jalur EN
dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahukan LCD bahwa data sedang
dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat
logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan R/W. Ketika dua jalur yang
lain telah siap, set En dengan logika high “1” dan tunggu utnuk sejumlah waktu tertentu
(sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set ke logika low “0” lagi.
Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan di anggap
sebagai sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor,
dll). Ketika RS berlogika high “1” , data yang dikirim adalah data text yagn akan
ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan angka “1” pada layar
LCD maka RS harus diset logika high “1”, jalur R/W adalah jalur control Read/Write.
Ketika R/W berlogika high “1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari
NomorPIN PIN Keterangan
1 VSS GND2 VDD 5V3 Vo Kontras4 RS5 R/W Read / Write6 EN Enable7 DB0 Data 08 DB1 Data 19 DB2 Data 210 DB3 Data 311 DB4 Data 412 DB5 Data 513 DB6 Data 614 DB7 Data 715 - -16 - -
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
LCD. Sedangakan pada aplikasi umum pin R/W selalu diberi logika low “0”. Pada
akhirnya, bus data terdiri dari 4 atau 8 jalur (bergantung pada mode operasi yang dipilih
oleh user). Pada kasus bus data8 bit, jalur diacuhkan sebagai DB0 s/d DB7.
2.5. Potensiometer DigitalPotensiometer atau resistor digital menggunakan seri DS1669. DS1669
menawarkan dua paket IC standar yaitu 8-pin DIP 300-mil (gambar 2.9) dan 8-pin SOIC
208-mil (gambar 2.10). DS1669 dapat dikonfigurasikan untuk beroperasi menggunakan
pushbutton tunggal, pushbutton ganda atau sumber input dengan memvariasikan kondisi
daya.
Gambar 2.9. Konfigurasi Pin DS1669 8-pin DIP 300-mil [9]
Gambar 2.10. Konfigurasi Pin DS1669 8-pin SOIC 208-mil [9]
Deskripsi Pin DS1669 sebagai berikut [9] :
a. RH (High Terminal of Potensiometer)
b. RW ( Wiper Terminal of Potensiometer)
c. RL (Low Terminal of Potensiometer)
d. –V, +V (Voltage Inputs)
e. UC (Up Contact Input)
f. D (Digital Input)
g. DC (Down Contact Input)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
IC DS1669 dapat dikonfigurasi untuk beroperasi dari contact closure tunggal,
contact closure ganda, atau sumber digital input (D). Contact closure didefinisikan sebagai
transisi dari tingkat tinggi ke tingkat rendah pada input up contact (UC) atau down contact
(DC). Ketiga input kontrol aktif ketika dalam keadaan low dan tidak aktif ketika dalam
keadaan high.
IC DS1669 menafsirkan masukan lebar pulsa sebagai sarana untuk mengontrol
gerakan wiper. Sebuah masukan pulsa tunggal pada terminal masukan UC, DC, atau D
akan menyebabkan posisi wiper untuk bergerak 1/64 dari hambatan total. Sebuah transisi
dari tinggi ke rendah pada masukan tersebut dianggap sebagai awal activity pulse atau
contact closure. Sebuah pulsa tunggal harus lebih besar dari 1 ms tapi berlangsung tidak
lebih dari 1 detik.
Masukan pulsa yang berlangsung lebih lama dari 1 detik akan menyebabkan wiper
bergerak satu posisi setiap 100ms mengikuti waktu 1 detik terus awal. Total waktu untuk
mengatasi seluruh potensiometer menggunakan pulsa masukan terus menerus diberikan
oleh persamaan:
1 + 63 × 100 = 7.3 (2.8)
Operasi contact closure tunggal memungkinkan pengguna untuk mengontrol
gerakan wiper di kedua arah dari masukan pushbutton tunggal. Gambar 2.11 menyajikan
konfigurasi pushbutton tunggal. Masukan UC digunakan untuk kenaikan dan pengurangan
posisi wiper untuk mode operasi pushbutton tunggal. Masukan DC tidak memberikan
fungsi pada mode ini, tetapi harus terhubung ke sumber tegangan positif (Vcc).
Gambar 2.11. DS1669 dengan pushbutton tunggal [9]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Arah awal gerakan wiper dalam operasi pushbutton tunggal ditentukan oleh
aktivitas sebelumnya. Arah awal gerakan wiper akan berlawanan dengan kegiatan
sebelumnya. Mengubah arah gerakan wiper dalam mode pushbutton tunggal dicapai
dengan memungkinkan masa tidak aktif pada masukan dari UC (lebih besar dari) 1 detik,
atau dengan menggerakkan wiper untuk akhir dari kisaran potensiometer. Hal ini akan
terjadi terlepas dari apakah input adalah pulsa terus menerus, urutan pulsa berulang atau
pulsa tunggal.
sumber digital input (D), dirancang untuk mikroprosesor atau aplikasi pengendali.
Masukan pengendali ini memanipulasi perangkat dengan cara yang sama seperti
konfigurasi pushbutton tunggal, mengendalikan pergerakan posisi wiper baik arah keatas
dan ke bawah. Penambahan fitur atas konfigurasi pushbutton tunggal adalah kemampuan
untuk kenaikan atau pengurangan posisi wiper pada tingkat yang lebih cepat.
Dalam mode pushbutton ganda, setiap arah dikendalikan oleh masukan up contact
(UC) atau down contact (DC), masing-masing. Tidak ada pernyataan menunggu yang
diperlukan untuk mengubah arah wiper dalam mode pushbutton ganda. Dalam mode
pushbutton ganda, sebagai posisi wiper mencapai potensiometer akhir, arah gerakan wiper
tidak akan berubah.
Gambar 2.12. DS1669 dengan pushbutton ganda [9]
Semua masukan UC, DC, dan D, secara internal pulled-up oleh hambatan 100kΩ.
Masukan UC dan DC secara internal debounced dan tidak memerlukan komponen
eksternal untuk pengkondisian sinyal masukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
2.6. RectifierRectifier adalah sebuah rangkaian yang mengkonversi sebuah sinyal AC (arus
bolak-balik) menjadi sinyal DC (arus searah).
Gambar 2.13. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
= √2 (2.9)
= − (2 ∙ ) (2.10)
2.7. FilterFilter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple,
sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses
pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [10].
Penyearah gelombang penuh tapis kapasitor diperoleh dengan menghubungkan
parallel kapasitor beban dari rangkaian seperti pada gambar 2.14. Bentuk gelombang
tegangan keluaran terlihat pada gambar 2.15.
Gambar 2.14. Rangkaian penyarah gelombang penuh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 2.15. Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh
Bila tegangan pengosongan kapasitor total dinyatakan dengan Vr, maka tegangan
keluaran dc [11] adalah:
= − 2 (2.11)
dimana:
= Tegangan input regulator (Vi-Vo = 5V) [12]
= Tegangan puncak
= Tegangan ripple
maka Vr adalah:
= 2 ∙ ∙ ∙ (2.12)
dimana:
= Arus maksimal keluaran (2A)
= Frekuensi
= Kapasitor filter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
2.8. IC RegulatorRegulator tegangan variabel merupakan regulator yang memiliki tegangan output
dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan. Rangkaian regulator tegangan variabel saat ini telah
tersedia dalam bentuk chip IC regulator tegangan variabel 3-pin. IC LM317 merupakan
chip IC regulator tegangan variabel untuk tegangan DC positif.
Gambar 2.16. Rangkaian internal LM317 [12]
Fungsi bagian pada regulator tegangan positif LM317 [13] seperti berikut:
Voltage reference adalah jalur atau bagian yang berfungsi untuk memberikan
tegangan referensi dari kontrol tegangan output pada LM317. Input tegangan
referensi diambil dari rangkaian pembagi tegangan variabel, R1 dan R2 pada
rangkaian gambar 2.17.
Komparator berfungsi sebagai pembanding antar tegangan output dan tegangan
referensi, dimana besarnya tegangan output dapat dihitung dari persamaan 2.7.
Circuit protection adalah rangkaian pelindung IC LM317 dari terjadinya arus
korsleting.
Power regulator adalah rangkaian darlington transistor NPN yang berfungsi
untuk memperkuat arus output regulator tegangan variabel LM317.
IC regulator variabel di aplikasikan pada rangkaian dasar seperti gambar 2.17
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Gambar 2.17. Rangkaian dasar regulator LM317 [12]
= 1.25 · 1 + + · (2.13)
Cin diperlukan ketika regulator adalah lokasi jarak yang cukup dari filter catu daya.
Cout tidak diperlukan untuk stabilitas, namun itu tidak meningkatkan respon transien. Bila
Iadj adalah pengendali kurang dari 100uA, kesalahan yang berhubungan dengan istilah ini
diabaikan dalam sebagian besar aplikasi [12].
Gambar 2.18. Rangkaian Regulator 0-12V [14]
= 1 + + + ( + ) − (2.14)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Rangakaian regulator pada gambar 2.18 merupakan rangkaian pengembangan yang
akan menghasilkan tegangan variabel keluaran berawal dari 0V.
2.9. Penguat ArusTransistor berfungsi sebagai penguat selain sebagai saklar. Prinsip yang digunakan
dalam transistor sebagai penguat adalah arus kecil pada basis digunakan untuk mengontrol
arus yang lebih besar yang diberikan ke kolektor melewati transistor tersebut. Fungsi dari
transisitor hanya sebagai penguat ketika arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil
pada basis mengontrol inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang
mengalir dari kolektor ke emitter. Kelebihan dari transistor penguat tidak hanya dapat
menguatkan sinyal tetapi transistor ini juga bisa digunakan sebagai penguat arus, penguat
tegangan dan penguat daya.
Rangkaian darlington adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari sepasang
bipolar (dwikutub) yang tersambung secara tandem (seri). Sambungan seri dipakai untuk
mendapatkan penguatan (gain) yang tinggi karena hasil penguatan pada transistor yang
pertama akan dikuatkan lebih lanjut oleh transistor kedua. Keuntungan dari rangkaian
darlington adalah penggunaan ruang yang lebih kecil dari pada rangkain dua transistor
biasa dengan bentuk konfigurasi yang sama. Penguatan arus listrik atau gain dari
rangkaian transistor darlington dituliskan dengan notasi β atau hfe.
Gambar 2.19. Transistor Darlington
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 2.20. Konfigurasi Transistor Darlington [10]
− + − + = 0 (2.15)
Mensubtitusikan persamaan: = ( + 1) (2.16)
Maka persamaan IB: = ++ ( + 1) (2.17)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Gambar 3.1 Diagram blok sistem
Diagram blok sistem penelitian pada gambar 3.1 menunjukkan urutan cara kerja
sistem secara keseluruhan. Sistem ini terdiri atas beberapa bagian yaitu:
a. Arus bolak-balik (ac) sebagai sumber masukan utama (PLN 220V).
b. Transformator berfungsi untuk menurunkan level tegangan AC.
c. Rectifier berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi
tegangan searah (DC).
d. Filter berfungsi perata (penghalus) arus DC.
e. Regulator berfungsi untuk memperoleh tegangan DC yang diharapkan.
f. Current Booster berfungsi sebagai penguat arus.
g. Keypad berfungsi untuk memasukkan tegangan.
h. Mikrokontroler berfungsi memproses sistem.
i. LCD sebagai penampil.
AC Transformator Rectifier Filter Regulator Beban
Mikrokontroler LCDKeypadPotensiometerDigital
CurrentBooster
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
j. Potensiometerdigital berfungsi untuk mengatur tegangan yang diinginkan.
k. Beban berupa beban resistif.
Nilai tegangan yang diinginkan oleh user akan dimasukkan melalui keypad dan
ditampilkan melalui LCD. Data tersebut akan diproses oleh mikrokontroler ATmega8535
yang melalui potensiometer digital yang digunakan pada regulator akan mengeluarkan
tegangan keluaran. Hasil tesebut akan dibandingkan kembali melalui mikrokontroler
ATmega8535 untuk membandingkan tegangan yang diinginkan dan dihasilkan. Apabila
tidak sama maka akan diproses kembali oleh mikrokontroler agar sama dengan nilai
tegangan yang diharapkan.
3.2 Perancangan Perangkat Keras3.2.1 Perancangan Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai I/O untuk mengolah data dari keypad
dan mengontrol potensiometer digital pada regulator variabel. Mikrokontroler
membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu rangkaian
osilator dan rangkaian reset.
Rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 3.2. Perancangan rangkaian osilator
menggunakan kristal dengan frekuensi 12Mhz dan menggunakan kapasitor 22pF
(datasheet) pada pin XTAL1 dan XTAL2 di mikrokontroler.
Gambar 3.2. Rangkaian osilator ATmega8535 [5]
Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian reset mikrokontroler ATmega8535. Rangkaian
reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler diulang dari awal. Jika
tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga
mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari awal. Pada perancangan
rangkaian reset digunakan resistor sebesar 10kΩ dan kapasitor sebesar 10µF.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 3.3. Rangkaian reset ATmega8535 [5]
Perancangan pengunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler
disesuaikan dengan kebutuhan. Port yang akan digunakan adalah portA, portB, portC dan
portD. PortB digunakan sebagai port input dari keypad. PortD.0, portD.1, portD.2 dan
portD.3 digunakan sebagai port data, sedangkan portD.4, portD.5 dan portD.6 digunakan
sebagai port pengatur interface LCD. Pada portA.0 digunakan sebagai port potensiometer
digital. Tabel 3.1 menunjukkan pengunaan port-port yang akan digunakan pada
mikrokontroler ATmega8535.
Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler
No Nama Port Keterangan1 PortA.0 UC PD_12 PortA.3 ADC_13 PortA.4 ADC_24 PortA.7 UD PD_15 PortB.0 K1 Keypad6 PortB.1 K2 Keypad7 PortB.2 K3 Keypad8 PortB.3 K4 Keypad9 PortB.4 B1 Keypad10 PortB.5 B2 Keypad11 PortB.6 B3 Keypad12 PortB.7 B4 Keypad13 PortC.0 UC PD_214 PortC.1 UD PD_215 PortD.0 DB 7 LCD16 PortD.1 DB 6 LCD17 PortD.2 DB 5 LCD18 PortD.3 DB 4 LCD19 PortD.4 Enable LCD20 PortD.5 R/W LCD21 PortD.6 RS LCD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Secara keseluruhan rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega8535
ditunjukkan pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Rangkaian Sistem Minimum
3.2.2 Perancangan Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah seperti pada gambar 2.15 menggunakan trafo 3A dengan
tegangan AC Vac sebesar 12V (Vrms) dan bridge rectifier. Diketahui arus beban Idc
sebesar 2A.
Pada persamaan 2.9 dapat dihitung nilai tegangan ac pada titik Vm seperti terlihat
pada gambar 2.16 seperti perhitungan:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
= √2= 12√2= 16,9Pada perhitungan nilai Vm dapat diperoleh sebesar 16,9V dari hasil tersebut dapat
diperoleh nilai tegangan DC sebelum difilter VL dengan persamaan:
= − (2 ∙ )= 16,9 − (2 ∙ 0,7)= 15,5Pada gambar 2.17 dan gambar 2.18, perhitungan nilai Vr dengan menentukan nilai
tegangan dc (Vdc) sebesar 15V agar tegangan keluaran dc sebesar 12Vdc dapat dihitung
melalui persamaan 2.11:
= − 2= −−2= 15 − 15,5−2= 0,25Perhitungan kapasitor filter dapat diperoleh dengan persamaan 2.12 dengan nilai Vr
sebesar 0,25V. Arus dc (Idc) dalam miliampere dan filter kapasitor (C) dalam microfarad.
= 2 ∙ ∙= 2 ∙ ∙= 20002 ∙ 60 ∙ 0,25= 66,7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Pada perhitungan nilai minimal C diperoleh sebesar 66,7uF, nilai tesebut tidak
terdapat dipasaran sehingga digunakan nilai kapasitor sebesar 1000uF.
= × 100%= 0,2515 × 100%= 1,7%
Pemilihan nilai C sebesar 1000uF akan berdampak memperkecil ripple seperti
#define KEY_DIR DDRB //inisiasi port yang digunakan untuk membaca keypad#define KEY_IN PINB#define KEY_OUT PORTB#define BOUNCING 30#define DelayPotensio 5const char KEYTABLE[4][4] = 1,4,7,'*',2,5,8,'0',3,6,9,'#','A','B','C','D';//digunakan sebagai nilai yang dipanggil dalam matrik keypadinttimeLogicHighInt=0,timeLogicLowInt=0,i=0,PWMOn=0,sweepOn,step,voltmeter,manualChange,chargeCapacitor=1;//global variableunsigned int nilaiTeganganADC,nilaiTeganganADCTemp,aturTegangan=1,flipflop1;int depanKoma,belakangKoma;
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
// Read the AD conversion resultunsigned int read_adc(unsigned char adc_input)ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltagedelay_us(10);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L7
// Start the AD conversionADCSRA|=0x40;// Wait for the AD conversion to completewhile ((ADCSRA & 0x10)==0);ADCSRA|=0x10;return ADCW;
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L18
case 'C': lcd_gotoxy(10,0);lcd_putsf("<<");delay_ms(50);PORTA.7=0;delay_ms(DelayPotensio);PORTA.7=1;delay_ms(DelayPotensio);lcd_gotoxy(10,0); lcd_putsf(" ");break;
case 6: lcd_gotoxy(10,0); lcd_putsf(">");delay_ms(50);PORTC.0=0;delay_ms(DelayPotensio);PORTC.0=1;delay_ms(DelayPotensio);lcd_gotoxy(10,0); lcd_putsf(" ");break;
case 9: lcd_gotoxy(10,0); lcd_putsf("<");delay_ms(50);PORTC.1=0;delay_ms(DelayPotensio);PORTC.1=1;delay_ms(DelayPotensio);lcd_gotoxy(10,0); lcd_putsf(" ");break;
tampilTegangan();
void kembaliKeMenu()menu=kbhit();switch(menu) //jika tombol 'D' ditekan maka akan memanggil subrutin Pilih_Menu()danprogram akan menampilkan menu
case 'D': delay_ms(300);main();break;
void initPotensio()
int a;lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(" adjust");lcd_gotoxy(0,1);for(a=0;a<64;a++)
void main(void)// Timer/Counter 1 initialization// Clock source: System Clock// Clock value: 12000.000 kHz// Mode: Normal top=0xFFFF// OC1A output: Discon.// OC1B output: Discon.// Noise Canceler: On// Input Capture on Falling Edge// Timer1 Overflow Interrupt: On// Input Capture Interrupt: Off// Compare A Match Interrupt: Off// Compare B Match Interrupt: Off
ACSR=0x80;TCCR1B=0x81;// ADC initialization// ADC Clock frequency: 750.000 kHz// ADC Voltage Reference: AREF pin// ADC High Speed Mode: Off// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L20
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;ADCSRA=0x84;SFIOR&=0xEF;DDRA=0b10000111;PORTA=0b10000011;DDRC=0b11111111;PORTC=0b11111111;lcd_init(16); //inisiasi baris yang ada di dalam lcdinitKeypad(); //menginisiasi keypad dengan memanggil libraryinitPotensio();MenuProgram();while (1)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Daftar Riwayat Hidup
IDENTITAS DIRINama : Maria Ratna PuspitaTempat dan Tanggal Lahir : Labuhan Batu (Sumatera Utara),19 Juli 1989Jenis Kelamin : PerempuanAgama : KatolikAlamat Rumah : Dsn. Kepuhsari, gang randu 22C,Maguwoharjo, Depok, Sleman,Yogyakarta.Telp./HP. : 085743559922Alamat e-mail : [email protected] PENDIDIKAN
2008-2013, Universitas Sanata Dharma, Teknik Elektro di Yogyakarta dengan IPK3,2 2005-2008, SMA Bruderan Purworejo di Purworejo 2002-2005, SMP Santa Theresia di Air Molek, Riau 1996-2002, SD Negeri di Bukit Lembah Subur, Riau
PENGALAMAN KERJA Prakek kerja di PT. Yogya Presisi Tehnikatama IndustriPeriode : Januari – Februari 2012Posisi : Staf EngineeringDeskripsi pekerjaan : Mendisain Produk Asisten praktikum Mikrokontroler DasarPeriode : Februari – Juni 2011
PENGALAMAN ORGANISASITahun Jabatan Jenis/NamaOrganisasi2009 Bendahara Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknik ElektroUSD periode 20092009 Panitia - Seksi AlatPeraga Open House Paingan Universitas Sanata Dharma2009 Panitia - Bendahara Pekan Inisiasi Sains dan Teknologi 20092008 Peserta Pelatihan pendampingan Pengurus Baru HMJ danUKF Fakultas Sains da Teknologi 20082008 Panitia - Bendahara Open House Fakultas Sains dan Teknologi 2008
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Daftar Riwayat Hidup
KEAHLIAN Menguasai Microsoft Office Word, Power Point Menguasai software pemrograman, CodeVisionAVR, Pinacle Menguasai bahasa pemrograman C, Assembly Menguasai software disain elektronika Eagle Menguasai software simulasi elektronika Microcap
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI