avrat mega 8535
TRANSCRIPT
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi elektronika sampai sekarang ini tidak
lepas dari penggunaan sistem kontrol, karena dengan sistem kontrol,
peralatan elektonika tersebut dapat dioperasikan sesuai dengan
fungsi dan kegunaannya.
Dalam teknologi elektronika, efektifitas dan efisieni selalu
menjadi acuan agar setiap langkah dalam penggunaan dan
pemanfaatan teknologi diharapkan dapat mencapai hasil yang optimal
baik kualitas maupun kuantitasnya. Agar dapat mewujudkan hal
tersebut maka diperlukan sebuah alat, komponen atau sistem yang
dapat memproses suatu data dengan cepat dan akurat. Salah satunya
adalah mikrokontroler.
Simulator mikrokontroler Atmega8535 ini didesain khusus untuk
keperluan belajar mikrokontroler secara menyeluruh dari tingkat
pemula hingga tingkat mahir. Dan kenapa simulator mikrokontroler
yang dibuat menggunakan mikrokontroler ATMega8535, karena
mikrokontroler ATMega8535 memiliki kelebihan dibandingkan dengan
mikrokontroler MCS51, karena didalam suatu chip mikrokontroler
ATMega8535 sudah terdapat ADC internal 8 channel 10 bit (Analog
Digital Converter), EEPROM 512 byte (Electrically Erasable
Programmable ROM) dan terdapat osilator internal & osilator external
yang dapat di up sampai 16 MHz.
Kelebihan simulator mikrokontroler ATMega8535 yang dibuat
adalah dalam satu blok terdapatnya beberapa modul terpadu,
sehingga mudah digunakan ke berbagai aplikasi, adapun kelebihan
yang terdapat pada simulator mikrokontroler ATMega8535 yang
dibuat adalah:
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 2
• Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 yang lengkap karena
setiap port terhubung ke indikator LED untuk memudahkan dalam
pengecekan kondisi keluaran tiap port I/O.
• Koneksi ke PC mudah, dan dapat dihentikan tanpa melepas kabel
koneksi.
• Kemudahan untuk mengganti nilai XTAL (Osilator eksternal).
• USB Conection untuk mendownload program melalui AVR doper.
• 4 line Adjustable Vreff (muliturn) untuk aplikasi ADC dan PWM.
• 4 line VR independent (singleturn) untuk aplikasi servo dan speed
controller.
• 8 line push button input aktif low, dengan pull up resistor.
• 8 line DIP switch input aktif low, dengan pull up resistor.
• 8 digit seven segmen aktif high dengan system scanning.
• LCD 16x2 dengan pengatur kontras.
• Modul Keypad 4x4.
• Driver motor L293D untuk aplikasi yang memerlukan beban yang
lebih besar.
• EEPROM AT24C512 dengan kapasitas 512 K byte untuk
penyimpanan data secara permanen pada saat catu daya terputus.
• RTC DS1307 untuk aplikasi real time clock seperti jam dan
kalender digital.
• Setting jumper untuk mengaktifkan modul yang digunakan saja
sehingga dapat menghemat daya.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 3
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, perumusan masalah yang
timbul dapat dijabarkan sebagai berikut :
1. Bagaimana desain Simulator Mikrokontroler Atmega8535 yang
dapat mengakomodir semua komponen utama yang berkaitan
dengan penggunaan mikrokontroler?
2. Bagaimana agar simulator mikrokontroler Atmega8535 tersebut
dapat menggerakan aktuator yang memerlukan beban yang lebih
besar?
3. Bagaimana cara mengakomodir kebutuhan interfacing
mikrokontroler Atmega8535, dari interfacing port input/output?
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi pembahasan supaya tidak terlalu melebar,
dan untuk memudahkan saya dalam perancangan alat tersebut,
maka diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Sistem mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler
Atmega8535.
2. Sistem papan penampil menggunakan seven segment dan LCD.
3. RTC DS1307 atau Real Time Clock digunakan untuk
aplikasi‐aplikasi yang memerlukan pewaktuan presisi.
4. Driver motor menggunakan IC L293D.
5. EEPROM menggunakan AT24C512.
1.4 Tujuan
Tujuan pembuatan Tugas Akhir ini adalah merancang dan
mengembangkan sistem simulator mikrokontroler ATMega8535, agar
dapat mengakomodir semua komponen utama yang berkaitan dengan
penggunaan mikrokontroler.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 4
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari hasil pembuatan tugas akhir ini
diantaranya:
1. Dapat digunakan sebagai sarana untuk mempelajari
mikrokontroler sehingga dapat mudah dipahami, khususnya
mikrokontroler Atmega8535.
2. Dapat diaplikasikan ke berbagai aplikasi, karena pada system
simulator mikrokontroler ATMega8535 terdiri dari beberapa
rangkaian modul terpadu.
1.6 Metode Pengumpulan Data
Metode Pengumpulan data yang dilakukan dalam penyusunan
Laporan tugas akhir ini terdiri dari beberapa macam, yaitu :
1. Studi Pustaka, dengan mempelajari serta mengkaji buku-buku
referensi, tentunya berhubungan dengan permasalahan yang
akan dibahas.
2. Observasi, dengan melakukan tanya jawab dan diskusi dengan
pembimbing.
3. Browsing di situs-situs Internet
1.7 Sistematika Penulisan Laporan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka
penulis membuat sistematika penulisan laporan sebagai berikut :
1. Urutan halaman bagian persiapan, meliputi :
a) Halaman Judul
b) Halaman Pengesahan
c) Kata Pengantar
d) Daftar Isi
e) Daftar Gambar
f) Daftar Lampiran
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 5
2. BAB I PENDAHULUAN
a) Latar Belakang
b) Perumusan Masalah
c) Batasan Masalah
d) Tujuan
e) Manfaat
f) Metode Pengumpulan Data
g) Sistematika Penulisan Laporan
3. BAB II LANDASAN TEORI
a) Pengertian Simulator.
b) Pengenalan Komponen.
4. BAB III PERANCANGAN SISTEM
Berisikan pembahasan dari judul laporan, meliputi: Perancangan
sistem perangkat keras, yaitu diagram blok dari rangkaian dan
skematik dari masing-masing rangkaian.
5. BAB IV PENGUJIAN
Berisikan pengujian alat Simulator mikrokontroler Atmega8535.
6. BAB V PENUTUP
Berisikan Kesimpulan dari isi laporan dan saran.
7. Daftar Pustaka
8. Lampiran-lampiran
9. Identitas Mahasiswa
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 6
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Simulator
Simulator merupakan suatu teknik mengoperasikan suatu
sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi oleh
beberapa asumsi tertentu sehingga sistem tersebut bisa dipelajari
secara ilmiah. Pengertian simulator tidak dapat terpisahkan dari
pengertian tentang Sistem dan Model.
•••• Sistem adalah Kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja
bersama- sama dan melakukan suatu sasaran tertentu.
•••• Model secara singkat adalah sebuah bentuk fisik atau abstrak
yang dapat digunakan untuk menjelaskan tentang perilaku
Sistem.
Simulator dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan, misalnya :
•••• Simulator digunakan untuk mempelajari berbagai percobaan yang
mengandung interaksi internal.
•••• Pengetahuan dari simulator dapat digunakan untuk
menyempurnakan Sistem.
•••• Simulator dapat digunakan sebagai alat pengajaran untuk
penguatan materi pembelajaran.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 digunakan sebagai
sarana metode pembelajaran mikrokontroler Atmega8535 untuk
berbagai aplikasi, seperti: aplikasi pada LED, LCD 16x2, Seven
segmen, Keypad, Motor DC, Motor Stepper, dll.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 7
2.2 Pengenalan Komponen.
Dalam proses pembuatan simulator mikrokontroler
atmega8535 terdiri dari beberapa komponen diantaranya :
2.2.1 Mikrokontroler Atmega8535
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer
yang dikemas menjadi sebuah chip di mana di dalamnya sudah
terdapat Mikroprosesor, I/O, Memori bahkan ADC, berbeda
dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses data.
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki
arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode
16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus
clock atau dikenal dengan teknologi RISC (Reduced Instruction
Set Computing).
Secara umum, AVR dapat dikelompokan menjadi
beberapa varian yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega,
AT86RFxx dan dan ATTiny. Pada dasarnya yang membedakan
masing-masing adalah kapasitas memori dan beberapa fitur
tambahan. Memori merupakan bagian yang sangat penting
pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam
memori yang sifatnya berbeda yaitu:
1. ROM (Read Only Memory)
Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah
meskipun IC kehilangan catu daya, Sesuai dangan
keperluannya.
2. RAM (Random Acces Memory)
Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC
kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada
saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan
data disebut sebagai memori data.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 8
• Konfigurasi Pin ATMega8535
Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, bisa
dikatakan hampir sama. Dibawah ini gambar konfigurasi PIN
Mikrokontroler Atmega8535.
Gambar 2.1, Konfigurasi Pin ATMega8535
Secara umum konfigurasi dan fungsi pin ATMega8535
dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. VCC Input sumber tegangan (+)
2. GND Ground (-)
3. Port A (PA7 … PA0) Berfungsi sebagai input analog dari
ADC (Analog to Digital Converter). Port ini juga berfungsi
sebagai port I/O dua arah, jika ADC tidak digunakan.
4. Port B (PB7 … PB0) Berfungsi sebagai port I/O dua
arah. Port PB5, PB6 dan PB7 juga berfungsi sebagai
MOSI, MISO dan SCK yang dipergunakan pada proses
downloading.
5. Port C (PC7 - PC0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 9
6. Port D (PD7 - PD0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah.
Port PD0 dan PD1 juga berfungsi sebagai RXD dan TXD,
yang dipergunakan untuk komunikasi serial.
7. RESET Input reset.
8. XTAL1 Input ke amplifier inverting osilator dan input ke
sirkuit clock internal.
9. XTAL2 Output dari amplifier inverting osilator.
10. AVCC Input tegangan untuk Port A dan ADC.
11. AREF Tegangan referensi untuk ADC.
• Blok diagram mikrokontroler Atmega8535
Dari gambar blok diagram mikrokontroler Atmega8535
dapat dilihat bahwa ini memiliki bagian-bagian sebagai
berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port
C dan Port D.
2. ADC 8 channel 10 bit.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan
pembanding.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read
While Write.
8. Interrupt internal dan eksternal
9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat
operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 10
Gambar 2.2, Blok diagram fungsional ATmega8535
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 11
• Fitur Mikrokontroler Atmega8535
Adapun kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah
sebagai berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan
kecepatan maksimal 16 MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte,
dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read
Only Memori) sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan
maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan
daya listrik.
• Pemetaan Memory mikrokontroler Atmega8535
ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori
data dan memori program yang terpisah. Memori data
terbagi menjadi 3 bagian yaitu 32 buah register umum, 64
buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal.
Register untuk keperluan umum menempati space
data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F.
Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan
kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat
berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register
tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk
mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral
mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-
fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori
secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat
memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 12
pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Tabel dibawah ini
menunjukan pemetaan memory mikrokontroler Atmega8535.
Gambar 2.3, Konfigurasi memory data AVR ATMega8535
Memory program yang terletak dalam flash PEROM
tersusun dalam word atau 2 Byte karena setiap instruksi
memiliki lebar 16-bit atau 32-bit. AVR ATMega8535 memiliki
4KByteX 16-bitFlash PEROM dengan alamat mulai dari $000
sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12-bit Program Counter
(PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
$000
$FFF
Boot Flash Section
Application Flash Section
Gambar 2.4, Memory Program AVR ATMega8535
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 13
2.2.2 Real-Time Clock (RTC) DS1307
Real-time clock DS1307 adalah IC yang dibuat oleh
perusasahaan Dallas Semiconductor. IC ini memiliki kristal
yang dapat mempertahankan frekuensinya dengan baik. Real-
time clock DS1307 memiliki fitur sebagai berikut:
1. Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit,
jam, tanggal dan bulan dalam seminggu, dan tahun valid
hingga 2100.
2. 56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk
penyimpanan.
3. Antarmuka serial Two-wire (I2C).
4. Sinyal keluaran gelombang-kotak terprogram
(Programmable squarewave).
5. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian
switch.
6. Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode
baterei cadangan dengan operasional osilator.
7. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40°C
hingga +85°C.
8. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOIC.
Dibawah ini adalah gambar PIN RTC DS1307.
Gambar 2.5, Diagram pin RTC DS1307
Daftar pin RTC DS1307 adalah sebagai berikut:
1. VCC – Primary Power Supply.
2. X1, X2 – 32.768kHz Crystal Connection.
3. VBAT – +3V Battery Input.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 14
4. GND – Ground.
5. SDA – Serial Data.
6. SCL – Serial Clock.
7. SQW/OUT – Square Wave/Output Driver.
• Mode Operasi RTC DS1307
IC RTC DS1307 beroperasi dalam dua mode, yaitu
Slave Receiver Mode (Write Mode) dan Slave Transmitter
Mode (Read Mode).
a) Slave Receiver Mode (Write Mode).
Mode penerima slave (write mode) dalam
pengiriman sinyal memiliki urutan:
1. Setelah sinyal START, master mengirim byte
pertama yang terdiri dari 7-bit address IC DS1307,
yaitu 1101000 dan 1-bit R/W, yaitu LOW, karena ini
adalah opersai WRITE.
2. Hardware pada DS1307 akan membaca address
yang dikirimkan oleh master tersebut, kemudian
slave, dalam hal ini IC DS1307 akan bit-acknowledge
pada SDA.
3. Setelah itu master akan mengirimkan address tempat
data pertama akan diakses. Address ini berbeda
dengan 7-bit address tadi, ini adalah address “isi” IC
DS1307, bukan address dari IC DS1307. Address ini
akan disimpan dalam register pointer oleh DS1307
yang juga mengirim sinyal acknowledge ke master.
4. Setelah itu master dapat mengirimkan sejumlah byte
ke slave, dimana setiap byte dibalas dengan
acknowledge oleh slave. Setiap menerima byte baru
isi register pointer ditambah satu sehingga register ini
menunjuk ke alamat berikutnya dari lokasi data pada
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 15
DS1307. Setelah menerima acknowledge terakhir,
master akan mengirim sinyal STOP untuk mengakhiri
transfer data.
b) Slave Transmitter Mode (Read Mode).
Sama seperti mode write, setelah master
memberikan sinyal START, ia mengirimkan byte
pertama yang terdiri dari 7-bit dalam IC DS1307, yaitu
1101000, diikuti 1-bit R/W, yaitu HIGH. Setelah
menerima byte pertama ini, slave, dalam hal ini DS1307
akan mengirimkan bit acknowledge pada SDA. Setelah
itu slave mulai mengirimkan sejumlah byte ke master.
Setiap byte pengiriman dibalas dengan 1-bit
acknowledge oleh master. Byte pertama yang dikirimkan
oleh slave atau DS1307 adalah data yang alamatnya
ditunjuk oleh register pointer pada DS1307. Setiap kali
pengiriman byte ke master, secara otomatis isi register
pointer ditambah satu. DS1307 akan terus menerus
mengirimkan byte ke master sampai master
mengirimkan bit ‘not acknowledge’ diikuti dengan sinyal
STOP.
2.2.3 AVR Doper
AVR Doper kompatibel dengan STK500 In System
Programmer (ISP) dan High Voltage Serial Programmer
(HVSP). AVR Doper ini sudah dilengkapi (Built in) dengan USB
to Serial Adapter agar bisa dihubungkan dengan komputer
yang sekarang ini sudah jarang dilengkapi dengan Serial Port
Interface.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 16
AVR Doper merupakan desain terbaru karena
mengimplementasikan komunikasi USB pada firmwarenya
langsung dengan USB. Selain itu juga AVR Doper disini tidak
menggunakan Controller atau Converter khusus untuk USB.
Pada implementasi firmware AVR Doper dirancang
agar bisa berkomunikasi pada kecepatan USB LOW Speed.
Karena AVR kecepatan instruksinya adalah satu siklus clock.
Dengan implementasi firmware, USB ini akan membuat
interafcing ke USB menjadi lebih mudah daripada interfacing ke
RS-232.
Pada Firmware AVR Doper ini mengoptimalkan
penggunaan Signal PWM dan sebuah chanel ADC yang
difungsikan sebagai Step-Up DC converter, hal ini
dimaksudkan untuk menghemat biaya dan juga menghemat
ukuran board PCB yang digunakan sebagai ganti DC converter
control circuit yang terpisah.
Gambar 2.6, Blok diagram AVR doper
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 17
2.2.4 Seven segment
Seven segment merupakan LED yang disusun atas 7
segment yang dipergunakan untuk menampilkan angka 0
sampai 9 dan sejumlah karakter alfabet.
Gambar 2.7, Tampilan seven segmen
Seven segment terdiri dari dua konfigurasi, yaitu
common anoda dan common katoda. Pada seven segment
tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan
menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan
positif dan katoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai
input dari seven segment, seperti ditunjukkan pada gambar
dibawah ini.
Gambar 2.8, Konfigurasi seven segmen tipe
common anoda
Sesuai dengan gambar diatas, maka untuk menyalakan
salah satu segmen, maka katodanya harus diberi tegangan 0
volt atau logika low. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan,
maka katoda pada segmen a harus diberi tegangan 0 volt atau
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 18
logika low, dengan demikian maka segmen a akan menyala.
Demikian juga untuk segmen lainnya.
Pada seven segment tipe common katoda, katoda dari
setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan
ke ground dan anoda dari masing-masing LED berfungsi
sebagai input dari seven segment.
Gambar 2.9, Konfigurasi seven segmen tipe
common katoda
Sesuai dengan gambar diatas, maka untuk menyalakan
salah satu segmen, maka anodanya harus diberi tegangan
minimal 3 volt atau logika high. Misalnya jika segmen a akan
dinyalakan, maka anoda pada segmen a harus diberi
tegangan minimal 3 volt atau logika high, dengan demikian
maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen
lainnya.
2.2.5 LED (Light Emiting Diode)
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED
(light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang
memancarkan cahaya monokromatik (cahaya yang hanya terdiri
atas satu warna dan satu panjang gelombang) yang tidak
koheren ketika diberi tegangan maju. Warna yang dihasilkan
bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa
juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 19
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED
dalam posisi seri maupun paralel. Bila disusun secara seri,
maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang
diperlukan seluruh LED dalam rangkaia. Namun bila LED
diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu
diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED
dalam rangkaian.
Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit
karena tiap LED mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda.
Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang
diberikan oleh sumber daya listrik tidak cukup untuk
membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak
menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu
besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai
tegangan maju relatif rendah.
Pada umumnya, LED yang ingin disusun secara seri
harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak
tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja
secara baik.
Gambar 2.12, Bentuk fisik LED
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 20
2.2.6 LCD (Liquid Cristal Display) 2x16.
LCD merupakan perangkat display yang dapat
menampilkan gambar atau karakter yang diinginkan. LCD
M1632 mempunyai display dot matrix, yang sudah dilengkapi
dengan panel dan chip kontroler Hitachi 44780. LCD ini bisa
menampilkan 32 karakter dalam 2 baris (2x16 karakter
5x7‐matrix‐display). LCD bertipe ini memungkinkan
pemprogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8
bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7
jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur data).
Sedangkan jika menggunakan jalur data 8 bit, akan ada 11
jalur data (3 jalur kontrol dan 8 jalur data). Tiga jalur kontrol ke
LCD ini adalah E (Enable), RS (Register Select), dan R/W
(Read/Write). Tabel berikut menjelaskan hal tersebut.
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain:
Ground (pin 1) adalah masukan tegangan power nol (0)
volt dan sinyal ground.
Vcc (pin 2) adalah masukan tegangan +5 volt.
Vee (pin 3) adalah dihubungkan dengan level ground
melalui trimpot.
RS (pin 4) adalah data dikirim ke LCD.
RW (pin 5) adalah merupakan read select, 1 = read, 0 =
write.
Enable Clock LCD (pin 6) adalah merupakan masukan
logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
D0-D7 (pin7 – pin 14) adalah merupakan data bus 1 – 7 ke
port.
Anoda (pin 15) adalah merupakan masukan tegangan
positif backlight.
Katoda (pin 16) adalah merupakan masukan tegangan
negative backlight.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 21
Gambar 2.13, Bentuk fisik LCD 16x2
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan
RW. Jalur EN dinamakan Enable.Jalur ini digunakan untuk
memberitahu LCD bahwa sebuah data sedang dikirimkan.
Untuk mengirimkan data ke LCD maka melalui program EN
harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur control yang
lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN
dengan logika “1” dan tunggu. Berikutnya di set EN ke logika
low “0” lagi. Jalur R/W adalah jalur control Read/Write. Ketika
R/W berlogika low “0”, maka informasi pada bus data akan
dituliskan pada layar LCD. Ketika R/W berlogika hight “1”,
maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD,
sedangkan pada aplikasi umum pin R/W selalu diberi logika low
“0”.
2.2.7 Keypad 4x4.
Keypad 4x4 terdiri dari empat kolom push button dan
empat baris push button, jadi pada keypad 4x4 dibutuhkan
port sebanyak satu port (terdiri dari 8 pin) masing-masing baris
dan kolom dihubungkan dengan port pada mikrokontroler dan
mikrokontroler akan menerima data dari keypad pada saat key
ditekan (di-press).
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 22
Keypad biasa digunakan pada aplikasi‐aplikasi yang
memerlukan inputan berupa angka atau karakter misalnya
untuk memasukkan parameter‐parameter. Keypad yang
digunakan adalah tipe M1604B yang memiliki 16 pad yang
tersusun dalam matrix 4x4.
Gambar 2.14, bentuk fisik keypad 4x4
2.2.8 Driver motor L293D
IC L293D adalah sebuah driver monolitis empat kanal
yang terintegrasi, dengan tegangan dan arus tinggi. IC L293D ini
sesuai dengan standar DTL (Diode Transistor Logic) dan TTL
(Transistor-Transistor Logic) dan digunakan untuk men-drive
beban induktif seperti motor dc, stepper, dan relai solenoid.
Untuk memudahkan penggunaan sebagai jembatan, tiap pasang
kanal dilengkapi dengan masukan chip inhibit. Masukan ini
membutuhkan supply tegangan terpisah yang berfungsi sebagai
logika masukannya.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 23
IC ini dikemas dalam sebuah paket 16 kaki dengan 4
kaki tengah dihubungkan bersama yang berfungsi sebagai
heatsink (penyerap panas) dan merupakan pin untuk ground.
Masukan untuk kaki input 1 maksimal sebesar 7V dengan
tegangan keluaran maksimal sebesar 36 V. Arus keluaran
maksimal sebesar 1,2 A. Konfigurasi dari kaki-kakinya
diperlihatkan pada Gambar dibawah ini.
Gambar 2.15, Driver motor L293D.
2.2.9 Motor DC
Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis
yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor
DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada
kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik.
Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang
tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian
yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar
dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (ggl)
yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran,
sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari
arus searah adalah membalik phasa tegangan dari
gelombang yang mempunyai nilai positif dengan
menggunakan komutator, dengan demikian arus yang
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 24
berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam
medan magnet. Yang mendasari kerja motor adalah hokum
gaya Lorenz.
F = B.I.L
Dimana: F = Gaya (newton)
B = Induksi magnet (weber)
I = Arus listrik (ampere)
L = Panjang penghantar (meter)
Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan
satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub
magnet permanen. Gambar dibawah ini menunjukkan
skematika motor DC magnet permanen.
Gambar 2.16, Rangkaian skematik motor DC
magnet permanen
Dengan mengabaikan La pada rangkaian Gambar
diatas, maka didapatkan persamaan tegangan pada
rangkaian jangkar adalah:
Ea = Ia.Ra + Eb (2.1)
dalam keadaan tunak (steady state) didapatkan
Eb = Ea - IaRa (2.2)
Selain itu berdasarkan sistem dasar motor DC
permanen didapat.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 25
Eb = Cnφ (2.3)
dengan C adalah konstanta, φ adalah fluks magnet
dan n adalah kecepatan (rpm).
Dengan persamaan (2.2) dan (2.3) diperoleh
n =.
(2.4)
Dimana:
Ea (s) = tegangan jangkar, (V)
n = kecepatan (rpm)
La = induktansi kumparan jangkar, (H)
Eb = ggl Lawan
Ra = tahanan kumparan jangkar, (Ω)
Ia = arus kumparan jangkar, (A)
φ = fluks medan konstan magnet (Wb/m2)
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 26
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Sistem
Simulator ini didesain untuk dapat mengakomodir semua
komponen utama yang berkaitan dengan penggunaan
mikrokontroler. Untuk itu, secara sederhana simulator mikrokontroler
atmega8535 ini terdiri dari 13 modul terpadu sebagai berikut:
1. Modul power unit dengan regulator 5 volt dan USB Plug
2. Modul Minimum sistem untuk mikrokontroler Atmega 8535.
3. Modul RS232 Serial Communication.
4. Modul Adjustable Vreff for ADC Application.
5. Modul 8-line push button input dan 8-line Dipswitch input.
6. Modul RTC DS1307.
7. Modul EEPROM 24LC512.
8. Modul Driver motor L293D.
9. Modul 8x7 Segmen Display with Scanning mode.
10. Modul LCD 2x16 character.
11. Modul Keypad matrix 4x4.
12. Modul USB Doper.
13. Modul Input NOT gate.
Adapun bagian dari perancangan sistem simulator
mikrokontroler Atmega8535 terdiri dari beberapa modul rangkaian,
Pada gambar dibawah ini menunjukan tata letak tiap-tiap modul pada
rangkaian simulator mikrokontroler Atmega8535.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 27
Gambar 3.1, Tata letak modul pada perancangan simulator mikrokontroler Atmega8535
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 28
1) Modul power unit dengan regulator 5 volt dan USB Plug
• Power supply yang digunakan adalah DC 5 Volt dengan
kemampuan arus sekitar 1A atau lebih. Sumber tegangan dapat
diperoleh dari adaptor atau melalui kabel USB.
• Kisaran tegangan input yang diijinkan adalah 5 sampai 15 volt.
• Dengan menggunakan adaptor switching 12V/3A, kita dapat
menggunakan terminal DC Input sebagai sumber tegangan 12V
untuk tegangan relay atau motor.
• Saklar ON/OFF digunakan untuk menghubungkan dan memutus
supply ke rangkaian simulator Mikrokontroler Atmega8535.
Gambar 3.2, Rangkaian skematik modul power unit.
2) Modul sistem Minimum Mikrokontroler Atmega8535.
Dalam sistem simulator mikrokontroler atmega8535,
mikrokontroler merupakan komponen utama. Berikut ini adalah
rangkaian schematic system minimum pada simulator
mikrokontroler Atmega8535 disertai penjelasan singkat mengenai
system minimum tersebut.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 29
Gambar 3.3 , Rangkaian skematik system minimum Atmega8535
Seperti terlihat di atas, modul system minimum pada
simulator ini didesain untuk dapat mengakomodir semua kebutuhan
interfacing mikrokontroler Atmega8535, mulai dari interfacing port
input output, komunikasi serial via USART dan IIC, serta koneksi ke
rangkaian programmer melalui konektor ISP. Setiap port juga
terhubung ke indikator LED untuk memudahkan dalam pengecekan
kondisi keluaran tiap port I/O.
a) LED Indikator dan DIP ‐‐‐‐Switch
Setiap port terhubung ke LED melalui DIP‐switch, sehingga
kita dapat memantau kondisi logika pada masing‐masing port.
Setiap LED dilengkapi dengan nama registernya untuk
memudahkan dalam pemprogramannya. Untuk mematikan LED
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 30
cukup ubah posisi DIP‐switch yang bersesuaian dengan LED
tersebut.
b) Rangkaian Osilator dan Kristal
Mikrokontroler tidak akan bekerja jika tidak diberi detak
(clock) melalui osilator. Osilator adalah rangkaian yang akan
memberikan suatu pulsa pada mikrokontroler yang digunakan
untuk mensinkronkan system yang ada dalam mikrokontroler
tersebut. untuk pemakaian yang tidak memerlukan pewaktuan
yang kritis, bahkan dapat menggunakan sepasang resistor dan
kapasitor saja sebagai osilator. Berikut ini adalah pemasangan
osilator pada rangkaian simulator mikrokontroler atmega8535,
perhatikan bahwa Kristal yang dipakai ditempatkan pada soket
yang disediakan. Kristal yang biasa dipakai adalah Xtal 4MHz,
8MHz, 10MHz, 11.0592MHz, 12MHz, dan 16MHz. Dan
perhatikan juga bahwa semakin besar frekuensi Kristal, maka
akan semakin cepat siklus kerjanya.
Gambar 3.4 , rangkaian skematik XTAL atau Ocilator.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 31
3) Modul RS232 Serial Communication.
• USART (Universal Synchronus Asynchronus Receiver
Transmitter)
USART biasanya digunakan untuk berkomunikasi dengan PC
menggunakan protocol RS232. Pada modul, konektor
SERIAL.CON adalah sarana komunikasi dengan USART.
Karena keluaran USART dari mikrokontroler beroperasi dalam
level TTL, sedangkan RS232 menggunakan level tegangan
yang lebih tinggi (+/‐ 12V), maka diperlukan rangkaian konversi
level TTL ke RS232 yang diwakili oleh IC MAX232.
Gambar 3.5, Blok diagram komunikasi serial USART.
• IIC Bus (Inter ‐‐‐‐IC Bus)
IIC adalah metode transfer data serial yang lebih simple secara
hardware, hanya membutuhkan dua sambungan yaitu sinyal
clock (SCL) dan sinyal data (SDA). Hal ini mengijinkan master
control untuk terhubung hingga ke 1023 perangkat lain seperti
mikrokontroler lain, perangkat memory, EEPROM, RTC, ADC,
dan lain‐lain.
Gambar 3.6, Blok diagram komunikasi serial IIC
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 32
Modul RS232 serial communication merupakan sarana
komunikasi serial antara mikrokontroler Atmega8535 dengan
komputer melalui protokol RS232 atau konektor DB9. Karena
keluaran USART dari mikrokontroler beroperasi dalam level TTL,
sedangkan RS232 menggunakan level tegangan yang lebih tinggi
(+/‐ 12V), maka diperlukan rangkaian konversi level TTL ke RS232
yang diwakili oleh IC MAX232 pada modul serial communication.
Gambar 3.7, Rangkaian skematik komunikasi serial menggunakan
RS232 Keterangan :
1. JP1 digunakan untuk mengaktifkan modul komunikasi serial,
lepas bila tidak digunakan.
2. Hubungkan system simulator mikrokontroler atmega8535 ke
komputer menggunakan kabel RS232 yang disediakan.
3. Konektor SERIAL2.CON harus dihubungkan ke konektor
SERIAL.CON pada minimum system untuk komunikasi serial
antara mikrokontroler dengan computer.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 33
4) Modul Adjustable Vreff for ADC Application.
Modul Adjustable Vreff untuk ADC terdiri dari 4 jalur
tegangan referensi presisi tinggi untuk aplikasi ADC, dan 4 buah
trimpot independent untuk aplikasi sensor. Biasanya sensor yang
digunakan (infrared, ultrasonic, dll) sinyal keluarannya berupa arus,
sehingga dibutuhkan nilai resistansi tertentu untuk mengubahnya
menjadi level tegangan.
Gambar 3.8, rangkaian skematik Adjustable Vreff untuk ADC Keterangan :
1. JP2, JP3, JP4, dan JP5 adalah setting jumper untuk tegangan
referensi.
2. Konektor VREFF.CON adalah keluaran Vreff untuk ADC.
3. Disediakan pula 2x8 terminal Ground dan +5V untuk keperluan
lainnya.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 34
5) Modul 8 ‐‐‐‐line push button input dan 8 ‐‐‐‐line Dipswitch input
Terdapat 8 jalur push‐button input dan DIP‐Switch input aktif
low dengan pull‐up resistor sebesar 10K ohm. Lepas JP6 untuk
memutus pull‐up resistor. Tegangan keluaran dapat diambil dari
konektor PB.CON untuk push‐button, dan DPSW.CON untuk
DIP‐Switch input. Rangkaian lengkapnya adalah sebagai berikut:
Gambar 3.9 , Rangkaian skematik 8 line PB dan 8 line DIPswitch
6) Modul RTC DS1307
RTC atau Real Time Clock digunakan untuk aplikasi‐aplikasi
yang memerlukan pewaktuan presisi seperti jam digital, timer, dan
kalender digital. DS1307 adalah RTC serial berdaya rendah dan
mempunyai fitur‐fitur sebagai berikut :
Real‐Time Clock (RTC) untuk detik, menit, jam, tanggal, bulan,
nama hari, dan tahun yang telah diset presisi hingga tahun
2100.
Memiliki RAM internal sebesar 56 byte untuk penyimpanan data
yang bersifat Nonvolatile (NV).
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 35
Menggunakan I2C (Inter‐IC Bus) untuk komunikasi dan transfer
data, sehingga lebih mudah dalam instalasinya.
Mempunyai fitur “Programmable Square Wave Output Signal”.
Backup data menggunakan baterai CMOS CR2032 dengan
konsumsi daya yang sangat kecil ketika running (kurang dari
500 nano Amper).
Di bawah ini adalah diagram schematic untuk modul RTC.
Gambar 3.10 , Rangkaian skematik RTC DS1307
7) Modul EEPROM AT24C512
EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)
digunakan untuk aplikasi‐aplikasi yang memerlukan media
penyimpanan data secara permanen, misalnya menyimpan
parameter-parameter penting yang tidak boleh hilang saat catu
daya diputus. Di bawah ini adalah rangkaian modul EEPROM
AT24C512 yang memiliki kapasitas 512 kilo bytes.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 36
Gambar 3.11, Rangkaian skematik EEPROM AT24C512
8) Modul Driver motor L293D
Pada beberapa aplikasi seringkali dibutuhkan rangkaian
driver untuk menggerakkan beban yang besar seperti relay,
solenoid, motor DC, motor stepper, multiplexer LED, heater, dan
lain-lain. Cara yang paling aman dan mudah adalah menggunakan
IC L293D, IC ini dikemas dalam sebuah paket 16 kaki dengan 4
kaki tengah dihubungkan bersama yang berfungsi sebagai heatsink
(penyerap panas) dan merupakan pin untuk ground. Masukan untuk
kaki input 1 maksimal sebesar 7V dengan tegangan keluaran
maksimal sebesar 36 V. Arus keluaran maksimal sebesar 1,2 A.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 37
Gambar 3.12, Rangkaian skematik Driver
9) Modul 8x7 Segmen Display with Scanning mode
Display 7‐segmen biasanya digunakan dalam rangkaian
counter, timer, jam digital, voltmeter, dan aplikasi lain yang
memerlukan tampilan digit angka. Ada dua metode penyalaan
7‐segmen yaitu metode direct (langsung) dan metode multiplex
(bergantian).
Pada metode langsung, semua digit dinyalakan secara
bersamaan sehingga untuk jumlah digit yang banyak akan
menimbulkan kerumitan hardware dan konsumsi daya yang besar.
Selain itu jumlah Port I/O yang terbatas juga tidak memungkinkan
untuk mengendalikan lebih dari 4 digit display (32 Port I/O).
Untuk mengatasi kerumitan hardware dan konsumsi daya
inilah maka metode multiplex digunakan. Pada metode multiplex,
penyalaan masing‐masing display dilakukan secara bergantian,
artinya dalam satu waktu hanya ada satu digit yang menyala.
Metode ini disebut juga dengan system scanning dimana
masing‐masing display dinyalakan secara berurutan dalam waktu
yang sangat cepat diatas 50 Hz, sehingga mata manusia akan
menganggap display tersebut menyala bersamaan.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 38
Keuntungan dari metode multipleks ini adalah konsumsi
daya yang kecil dan efisiensi pemakaian port mikrokontroler,
sehingga untuk menampilkan 8 digit display, kita hanya
membutuhkan 2 port saja. Satu Port untuk mengatur data tampilan
dan satu Port lagi untuk mengatur penyalaan display. Rangkaian
schematic-nya adalah sebagai berikut:
Digit8 Digit1
12345678
SEGMEN.CON
Header 8
GND
OE11
A12
A24
A36
A48
Y412
Y314
Y216
Y118
Y83
Y75
Y67
Y59
GND10
A511
A613
A715
A817
OE219
VCC20
U1
DM74LS244N
f9
g10
e1
d2
K3
c4
DP5
b6
a7
K8
Digit 1-8
Dpy Blue-CC
12345678
SCANNING.CON
Header 8
IN11
IN22
IN33
IN44
IN55
IN66
IN77
IN88
OUT118
OUT316
OUT415
OUT514
OUT613
OUT712
OUT811
OUT217
COM D10
GND9
U2
ULN2803A
GND
IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8
CC Digit1CC Digit2CC Digit3CC Digit4CC Digit5CC Digit6CC Digit7CC Digit8
8x150 ohm
CC Digit1-8
IN GIN F
IN E
IN DIN CIN BIN A
JP7
+5V
8 x 7SEGMEN SCANNING DISPLAY
Gambar 3.13, Rangkaian skematik 8x7 segment. Seperti terlihat di atas, penyalaan digit diatur oleh data
scanning yang diberikan melalui konektor SCANNING.CON, data
ini akan mengaktifkan common katoda dari masing‐masing digit,
jadi hanya digit yang diberi logika 1 saja yang akan menyala.
Sementara untuk tampilan 7‐segmen, data segmen diberikan
melalui konektor SEGMEN.CON, data ini diberikan pada rangkaian
Buffer 74LS244 untuk memberikan arus yang lebih besar dan
kestabilan sistem yang lebih baik.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 39
10) Modul LCD 16x2
LCD merupakan perangkat display yang dapat menampilkan
gambar atau karakter yang diinginkan. LCD M1632 mempunyai
display dot matrix, yang sudah dilengkapi dengan panel dan chip
kontroler Hitachi 44780. LCD ini bisa menampilkan 32 karakter
dalam 2 baris. LCD bertipe ini memungkinkan pemprogram untuk
mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika
menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur
kontrol dan 4 untuk jalur data). Sedangkan jika menggunakan jalur
data 8 bit, akan ada 11 jalur data (3 jalur kontrol dan 8 jalur data).
Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah E (Enable), RS (Register
Select), dan R/W (Read/Write). Tabel berikut menjelaskan hal
tersebut.
Dibawah ini ini adalah skema rangkaian modul LCD 16x2.
.
Gambar 3.14, Rangkaian skematik LCD 16x2
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 40
11) Modul Keypad 4x4
Keypad biasa digunakan pada aplikasi‐aplikasi yang
memerlukan inputan berupa angka atau karakter misalnya untuk
memasukkan parameter‐parameter instruksi atau untuk menulis
string pada LCD. KEYPAD yang digunakan adalah tipe M1604B
yang memiliki 16 pad yang tersusun dalam matrix 4x4.
Pengaksesan keypad dilakukan melalui proses “scanning
keypad”, dimana data dikirim pada salah satu ROW dan
selanjutnya dilakukan pengecekan pada COL yang bersangkutan.
Misalnya jika kita tekan tombol “5” yang terletak pada baris kedua
dan kolom kedua, maka pin ROW2 akan terhubung dengan pin
COL2.
Gambar 3.15, schematic keypad 4x4
12) Modul USB Doper
AVR Doper kompatibel dengan STK500 In System
Programmer (ISP) dan High Voltage Serial Programmer
(HVSP). AVR Doper ini sudah dilengkapi (Built in) dengan USB
to Serial Adapter agar bisa dihubungkan dengan komputer
yang sekarang ini sudah jarang dilengkapi dengan Serial Port
Interface.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 41
AVR Doper merupakan desain terbaru karena
mengimplementasikan komunikasi USB pada firmwarenya
langsung dengan USB. Selain itu juga AVR Doper disini tidak
menggunakan Controller atau Converter khusus untuk USB.
Dibawah ini menunjukan rangkaian skematik AVR Doper.
VC
CIN
T
Gambar 3.16, schematic AVR Doper.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 42
Gambar 3.17, Blok Diagram Simulator Mikrokontroler Atmega8535
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 43
3.2 Perencanaan Perancangan Perangkat Lunak
3.2.1 Aplikasi Pada LED
Perencanaan Perancangan perangkat lunak yang pertama
yaitu aplikasi Input/Output dengan indicator LED. Dimana
PORT B digunakan sebagai data masukan/input dan PORT
A, C dan D digunakan sebagai output. Dibawah ini
menunjukan diagram alir/flowchart perancangan perangkat
lunak untuk Input/Output.
Gambar 3.18 , Diagram Alir Program Input/Output dengan Indicator LED
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 44
3.2.2 Aplikasi Pada LCD 2x16
Perencanaan Perancangan perangkat lunak yang kedua
yaitu diaplikasikan untuk menampilkan tulisan “Tugas
Akhir 2010” pada baris 1 dan tulisan “Hanafi TOI060006”
pada baris 2 pada LCD 16x2 (Liquid Cristal Display).
Dibawah ini menunjukan diagram alir/flowchart
perancangan perangkat lunak untuk menampilkan karakter
pada LCD 16x2.
Gambar 3.19, diagram alir/flowchart perancangan perangkat lunak
untuk menampilkan karakter ke LCD16x2.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 45
3.2.3 Aplikasi Pada Keypad 4x4 dan Seven Segment.
Perencanaan Perancangan perangkat lunak yang ketiga
yaitu aplikasi untuk menampilkan angka pada display seven
segment. Dimana PORT D digunakan sebagai data
masukan/input dari Keypad 4x4 dan PORT A digunakan
sebagai output ke display seven segment. Dibawah ini
menunjukan diagram alir/flowchart perancangan perangkat
lunak untuk menampilkan angka pada seven segment dan
input dari keypad 4x4.
Gambar 3.20, Diagram alir/flowchart perancangan perangkat lunak untuk
menampilkan angka pada seven segment dari input keypad 4x4.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 46
3.2.4 Aplikasi Pada Motor DC.
Perencanaan Perancangan perangkat lunak yang keempat
yaitu diaplikasikan pada motor DC, dikarenakan motor DC
membutuhkan arus yang cukup besar maka diperlukan
driver motor agar motor DC dapat digerakan, dan driver
motor yang digunakan adalah IC L293D karena IC L293D
dapat menghasilkan tegangan keluaran maksimal sebesar
36 V dan Arus keluaran maksimal sebesar 1,2 A. Sehingga
dengan keluaran arus sebesar 1,2 A motor DC dapat
digerakan.
Dibawah ini adalah gambar diagram alir/flowchart
perancangan perangkat lunak untuk menggerakan motor
DC.
Gambar 3.21, diagram alir/flowchart perancangan perangkat lunak
untuk menggerakan motor DC
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 47
BAB IV PENGUJIAN
4.1 Pengujian Alat
Setelah melakukan pembuatan perangkat keras/hardware
dan perangkat lunak penulis melakukan pengujian dan pengukuran
terhadap alat yang telah dibuat.
4.1.1 Pengujian Modul Regulator.
Modul Regulator terdiri dari beberapa komponen, salah
satunya adalah IC 7805 yang berfungsi menurunkan tegangan
dari tegangan input 12 volt dari power supply dan
menghasilkan tegangan output 5 volt. Modul regulator ini
digunakan untuk mensupply tegangan 5 volt kesetiap modul,
seperti : memberikan supply tegangan 5 volt ke modul system
minimum mikrokontroler ATMega8535, modul LCD 16x2,
modul 8x7 segment, modul driver motor, modul EEPROM,
modul RTC, modul adjustable Vreff untuk ADC, dan modul 8
line push button input & 8 line DIP switch input.
Dibawah ini adalah rangkaian skematik regulator dan
table hasil pengukuran menggunakan AVO meter pada
rangkaian modul regulator.
Gambar 4.1, Rangkaian skematik modul power unit.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 48
Tegangan Input Tegangan Output
12 volt DC 5 volt DC
Table 1, Hasil pengukuran menggunakan AVO meter.
4.1.2 Pengujian Simulator mikrokontroler ATMega8535 .
Untuk mengetahui apakah rangkaian simulator
mikrokontroller ATmega8535 telah bekerja dengan baik, maka
dilakukan pengujian.
Tabel dibawah ini adalah hasil pengukuran
menggunakan AVO meter pada port I/O.
PORT Logic Tegangan
Input
Tegangan
Output
Port A, B, C & D 1 5 volt 4,2 volt
Port A, B, C & D 0 5 volt 0 volt
Tabel 1, Hasil pengukuran pada port I/O
Pengujian simulator mikrokontroler ATmega8535 dilakukan ke
beberapa aplikasi diantaranya :
•••• Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 Pada LED.
•••• Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 pada LCD
16x2 (Liquid Cristal Display).
•••• Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 pada Keypad
4x4 dan Seven Segment.
•••• Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 pada motor
DC.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 49
4.1.3 Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 Pada LED
Pengujian Simulator Mikrokontroler ATMega8535 yang
pertama yaitu aplikasi Input/Output dengan indicator LED.
Dimana PORT B digunakan sebagai data masukan/input dan
PORT A, C & D digunakan sebagai output.
Gambar 4.2, Rangkaian Interface Mikrokontroler ATmega8535,
LED dan input 8 line push button.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 50
Adapun Tabel hasil pengujian I/O untuk aplikasi pada LED adalah sebagai berikut:
Tabel 2, Hasil Pengujian I/O Pada LED
Kondisi Logic pada PORTB (Input) Kondisi LED (Output)
PinB.0 PinB .1 PinB .2 PinB .3 PinB .4 PinB .5 PinB .6 PinB .7 PORTA PORTC PORTD
1 0 0 0 0 0 0 0 Kondisi LED pada PORTA, (ON) kedip 5 kali
0 1 0 0 0 0 0 0 Kondisi LED pada PORTC, (ON) kedip 5 kali
0 0 1 0 0 0 0 0 Kondisi LED pada PORTD (ON) kedip 5 kali
0 0 0 1 0 0 0 0 Kondisi LED pada PORTA, B, dan C. (ON)
kedip 5 kali secara bergantian
0 0 0 0 1 0 0 0 Kondisi LED pada PORT A & C. (ON) kedip 2
kali secara bergantian sebanyak 5 kali
0 0 0 0 0 1 0 0 Kondisi LED pada PORT C & D. (ON) kedip 2
kali secara bergantian sebanyak 5 kali
0 0 0 0 0 0 1 0 Kondisi LED pada PORTA, B, dan C. (ON)
Kedip 2 kali secara bergantian sebanyak 5 kali
0 0 0 0 0 0 0 1 Kondisi LED pada PORT A & C. (ON) secara
Rolet
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 51
4.1.4 Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 Pada LCD
(Liquid Cristal Display) 2x16.
Pengujian simulator mikrokontroler ATmega8535 yang
kedua diaplikasikan pada LCD 16x2 untuk menampilkan tulisan
“Tugas Akhir 2010” pada baris 1 dan tulisan “Hanafi
TOI060006” pada baris 2 di LCD 16x2 (Liquid Cristal Display).
Dibawah ini menunjukan gambar Blok diagram aplikasi
simulator mikrokontroler ATmega8535 pada LCD 16x2 dan
Gambar rangkaian Interface Mikrokontroler Atmega8535
dengan LCD.
Gambar 4.3, Blok diagram aplikasi simulator mikrokontroler
ATmega8535 pada LCD 16x2.
Dibawah ini adalah rangkaian interface Mikrokontroler
ATmega8535 dengan LCD 16x2.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 52
Gambar 4.4, Rangkaian interface Mikrokontroler ATmega8535
dengan LCD 16x2.
Gambar rangkaian diatas adalah rangkaian interface
Mikrokontroler Atmega8535 dengan LCD. Untuk konektor LCD
digunakan pin header 14 kaki dimana tata letak urutan pin pada
gambar diatas sama dengan konfigurasi kaki pin LCD. VCC
terletak pada pin no. 1, ground pada pin no. 2, sedangkan kaki
tegangan kontras Vee pada pin no. 3 dihubungkan ke potensio
pengatur kontras LCD. Pada aplikasi ini akan digunakan akses
LCD menggunakan 4 bit data. Dengan demikian, hanya pin D4-
D7 pada kaki LCD yang dihubungkan ke PORTC4-PORTC7
pada kaki Mikrokontroler Atmega8535.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 53
4.1.5 Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 pada
Keypad 4x4 dan Seven Segment.
Pengujian simulator mikrokontroler ATmega8535 yang
ketiga diaplikasikan pada Keypad 4x4 dan seven segment,
dimana pada aplikasi ini menampilkan angka pada seven
segment yang dihubungkan pada PortA dan data input dari
keypad 4x4 yang dihubungkan pada PortD.
Dibawah ini menunjukan Blok diagram hubungan interface
antara mikrokontroler ATMega8535, Keypad 4x4 dan Seven
segment.
Gambar 3.20, Blok diagram hubungan interface antara mikrokontroler ATMega8535, Keypad 4x4 dan Seven segment.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 54
Gambar 4.5, Rangkaian interface Mikrokontroler ATmega8535,
Keypad 4x4 dan Seven Segment.
Tabel dibawah ini menunjukan hasil analisa yang didapat
pada saat seven segment menampilkan angka/huruf dengan
data input dari keypad 4x4 melalui PortD.
Input dari
keypad 4x4
Data Bit pada PORTD
(Input)
Data Bit pada
PORTA (Output)
Tampilan pada
seven segment
Key0 1101 0111 1111 1100 Angka 0
Key1 1110 1110 0110 0000 Angka 1
Key2 1101 1110 1101 1010 Angka 2
Key3 1011 1110 1111 0010 Angka 3
Key4 1110 1101 0110 0110 Angka 4
Key5 1101 1101 1011 0110 Angka 5
Key6 1011 1101 1011 1110 Angka 6
Key7 1110 1011 1110 0000 Angka 7
Key8 1101 1011 1111 1110 Angka 8
Key9 1011 1011 1111 0110 Angka 9
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 55
KeyA 0111 1110 1110 1110 Huruf A
KeyB 0111 1101 0011 1110 Huruf B
KeyC 0111 1011 1001 1100 Huruf C
KeyD 0111 0111 0111 1010 Huruf D
Key* 1110 0111 1001 1110 Huruf E
Key# 1011 0111 1000 1110 Huruf F
Tabel 3, Hasil analisa Data bit pada portA dan port D pada saat
menampilkan angka pada seven segment
4.1.6 Aplikasi Simulator Mikrokontroler ATMega8535 pada Motor
DC.
Pengujian simulator mikrokontroler ATmega8535 yang
keempat yaitu diaplikasikan untuk menggerakan motor DC,
dimana PORTB.0 dan PORTB.1 digunakan sebagai input dan
PORTA.0 digunakan sebagai output ke driver motor.
Dikarenakan tegangan output dari mirokontroler hanya 4,2
volt maka diperlukan driver motor agar dapat menggerakan
motor DC, dan driver motor menggunakan IC L293D karena IC
L293D dapat menghasilkan arus keluaran maksimal sebesar 1,2
A. Sehingga dengan keluaran arus sebesar 1,2 A motor DC dapat
digerakan.
Dibawah ini menunjukan gambar Blok diagram dan gambar
hubungan interface Simulator Mikrokontroler ATMega8535
dengan motor DC.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 56
Gambar 4.6, Blok diagram aplikasi simulator mikrokontroler
ATmega8535 pada motor DC.
Gambar 4.7, Rangkaian Interface Mikrokontroler ATmega8535,
Driver motor L293D, motor DC, dan Input 8 line push button.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 57
Dibawah ini menunjukan table kebenaran untuk
menggerakan motor DC dimana PORTB.0 dan PORTB.1
sebagai data input dan PORTA.0 sebagai output.
Input Output
PORTB.0 PORTB.1 PORTA.0 Kondisi Motor
1 0 1 Berputar
0 1 0 Berhenti
Tabel 4. Tabel kebenaran untuk menggerakan motor DC.
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 58
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian system
mikrokontroler ATMega8535 maka dapat diperoleh kesimpulan
sebagai berikut :
1. Sistem simulator mikrokontroler ATMega8535 terdiri dari
beberapa modul yang terpadu sehingga dapat digunakan ke
berbagai aplikasi sesuai dengan kebutuhan.
2. RTC (Real Time Clock) digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang
memerlukan pewaktuan yang presisi.
3. EEPROM AT24C512 dengan kapasitas 512 K byte digunakan
sebagai penyimpan data secara permanen pada saat catu daya
terputus.
4. Driver Motor L293D digunakan untuk aplikasi yang memerlukan
beban yang lebih besar.
5. Settingan jumper untuk aktivasi setiap modul sehingga daya yang
digunakan lebih hemat.
5.2 Saran
Pada bagian ini penulis mencoba memberikan saran untuk
menyempurnakan dari sisi aplikasinya, dikarenakan pada laporan ini
hanya beberapa aplikasi yang telah dicoba dari sekian banyak yang
dapat diaplikasikan menggunakan simulator mikrokontroler
ATMega8535, supaya part modul yang sudah tersedia pada
rangkaian simulator mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan
sesuai dengan fungsinya, seperti:
1. Aplikasi Jam dan Kalender Digital dengan menggunakan modul
RTC (Real Time Clok).
Simulator Mikrokontroler Atmega8535 Page 59
2. Aplikasi penyimpanan data secara permanen seperti aplikasi
password, menggunakan modul EEPROM.