CATU DAYA 5 AMPERE DIGITAL MENGGUNAKAN TAMPILAN LCD

BERBASIS ATMEGA 16

PROYEK AKHIR

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan

Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik

Oleh:

Seput Ferianto

NIM. 09507131028

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

SEPTEMBER 2012

v

Catu Daya 5 Ampere Digital Menggunakan Tampilan LCD Berbasis Atmega16

Oleh : Seput Ferianto Nim : 09507131028

ABSTRAK

Catu Daya 5 Ampere Digital Menggunakan Tampilan LCD Berbasis Atmega16 merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai pemberi tegangan untuk kebutuhan tegangan DC, dan dibuat dengan tujuan untuk merealisasikan rancangan hardware dan Menggunakan software dengan unjuk kerja lebih sederhana dengan menekan tombol input keypad dan akan keluar output pada lcd . Perancangan Catu Daya 5 Ampere Digital Menggunakan Tampilan LCD Berbasis Atmega16 tersusun oleh perangkat keras dan dan perangkat lunak. Pada perangkat keras dapat disusun terlebih dahulu dengan simulasi, yaitu menggunakan software ISIS proteus7.9 sebagai simulasi hardware. Software ISIS proteus7.9 di integrasikan dengan software Code Vision AVR dan digunakan untuk analisis lebih dahulu sebelum pembuatan alat. ISIS proteus juga digunakan sebagai perancangan bentuk gambar layout pada PCB,yang terdiri dari (1) Sistem minimum Atmega16 (2) Driver motor,yang menggunakan chip L293D sebagai pengendali motor DC yang menggerakan potensiometer (3) Rangkaian output, dengan menggunakan chip LM 317 sebagai output yang dapat diatur (adjusment). Sedangkan perangkat lunak yang digunakan bentuk program dalam bahasa C yang di tulis menggunakan software Code Vision AVR, yang terdiri dari (1) Program utama (2) Program inisialisasi hardware (3) Definisi pada proesor, yang menggunakan chip Atmega16 (4) Penjelasan fungsi (5) Definisi Port mode ADC. (6) Deklarasi variabel (7) Program fungsi utama. Berdasarkan pengujian dapat dilakukan dengan hasil kerja dari Catu Daya 5 Ampere Digital Menggunakan Tampilan LCD Berbasis Atmega16 yang dirancang dengan simulasi Proteus 7.9 dan Perangkat lunak (software) CVAVR. menghasilkan output 20 Volt DC, serta Hasil output dapat ditentukan dengan input tombol variabel tegangan (volt) dan akan ditampilkan dalam bentuk visual LCD tegangan (volt). Kata Kunci : Catu Daya

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas izin-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir dengan judul “Catu

Daya 5 Ampere Digital Menggunakan Tampilan LCD Bebasis Atmega 16”.

Pembuatan proyek akhir ini sebagai syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya

Universitas Negeri Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini tidak lepas dari

berbagai pihak yang telah memberikan dukungan baik yang berupa bantuan,

bimbingan, dan arahannya maka sebab itu penulis menyampaikan banyak terima

kasih sehingga laporan ini dapat diselesaikan tepat waktu dan sebagaimana

mestinya. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini perkenankanlah penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Alloh SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan proyek akhir.

2. Bapak Dr. Moch. Bruri Triyono selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Yogyakarta.

3. Bapak Drs. Muhammad Munir, M.Pd selaku Ketua Jurusan Pendidikan

Teknik Elektronika dan sekaligus Dosen Pembimbing.

4. Segenap keluarga yang selalu memberikan doa, dukungan dan semangat.

vii

5. Teman – teman mahasiswa UNY (Rizki Edi Juwnto, Ayu, Muclas, Dedi dll)

yang telah memberikan partisipasinya berupa solusi atas suatu halangan

ataupun rintangan dan segenap waktu dan semangat.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna baik dalam

segi isi maupun penyusunannya. Oleh karena itu masukan berupa kritik dan saran

dari pembaca yang bersifat membangun yang penulis harapkan.

Akhir kata penulis berharap semoga laporan proyek akhir ini dapat

bermanfaat khususnya bagi berbagai pihak, Amin.

Wassalam.

Yogyakarta,18 September 2012

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................. iv

ABSTRAK ................................................................................................................ v

KATA PENGANTAR .............................................................................................. vi

DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xii

DAFTARLAMPIRAN .............................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

A. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ................................................................................. 2

C. Batasan Masalah ....................................................................................... 3

D. Rumusan Masalah ..................................................................................... 3

E. Tujuan Penulisan ...................................................................................... 4

F. Manfaat Penulisan .................................................................................... 4

G. Keaslian Gagasan ..................................................................................... 5

BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH ............................................ 6

A. Catu Daya ................................................................................................. 6

ix

B. Trafo ......................................................................................................... 10

C. Rangkaian Attenuator ............................................................................... 20

D. Mikrokontroler Atmega 16 ....................................................................... 24

E. Pemrograman Bahas C ............................................................................. 35

F. Driver Motor DC(L329D) ........................................................................ 45

G. Mekanik Tape ........................................................................................... 46

H. LCD Teks 16 x 4 ...................................................................................... 48

I. Tombol (keypad) 4 x4 ............................................................................... 51

J. IC LM 317 ................................................................................................ 54

BAB III KONSEP RANCANGAN .......................................................................... 57

A. Identifikasi Kebutuhan ............................................................................. 57

B. Analisis kebutuhan ................................................................................... 57

C. Perancangan Alat ...................................................................................... 58

1. Modifikasi motor tape .......................................................................... 58

2. Perancangan perangkat keras (hardware) ............................................ 59

3. Perancangan perangkat lunak (software) ............................................. 60

D. Pembuatan Alat ......................................................................................... 68

E. Spesifikasi Alat ......................................................................................... 70

F. Pengujian Alat .......................................................................................... 70

G. Pengoprasian alat ...................................................................................... 71

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 72

A. Hasil Pengujian ......................................................................................... 72

1. Pengujian fungsi setiap bagian ............................................................ 72

x

2. Pengujian fungsi keseluruhan .............................................................. 77

B. Pembahasan .............................................................................................. 82

1. Pembahasan perangkat keras (hardware) ............................................ 83

2. Pembahasan perangkat lunak (software) ............................................. 87

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 92

A. Kesimpulan ............................................................................................... 92

B. Keterbatasan Alat ..................................................................................... 92

C. Saran ......................................................................................................... 93

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 94

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. 95

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Fungsi port B pada Atmega 16 ................................................................... 25

Tabel 2. Fungsi port C pada Atmega 16 ................................................................... 26

Tabel 3. Fungsi port D pada Atmega 16 ................................................................... 26

Tabel 4. Pemilihan Mode Tegangan Referensi ADC ................................................ 31

Tabel 5. Pemilihan Bit Saluran Pembacaan ADC ..................................................... 32

Tabel 6. Konfigurasi Prescaler ADC ........................................................................ 34

Tabel 7. Pemilihan Sumber Picu ADC ...................................................................... 35

Tabel 8. Type Data .................................................................................................... 36

Tabel 9. Simbol dan Aritmatika ................................................................................ 39

Tabel 10. Simbol dan Pembanding ............................................................................. 39

Tabel 11. Manipulasi Bit .................................................................................................. 40

Tabel 12. Fungsi port pada LCD ................................................................................ 49

Tabel 13.Perintah-perintah CVAVR dalam pemrograman LCD .................................. 51

Tabel 14. Pengamatan Signal ADC .......................................................................... 72

Tabel 15. Keadaan logika input output ..................................................................... 74

Tabel 16. hasil pengamatan tombol ........................................................................... 74

Tabel 17. hasil pengamatan output LM317 ............................................................... 76

Tabel 18. hasil pengamatan output LCD ................................................................... 78

Tabel 19. hasil pengamatan perbandingan LCD dan Voltmeter ............................... 79

Tabel 20. Pengukuran arus terhadap beban hambatan R (Ohm) ............................... 81

Tabel 21. keadaan input 1 volt .................................................................................. 85

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Simbol transformator ............................................................................... 7

Gambar 2. Gelombang penuh dengan dua dioda ...................................................... 7

Gambar 3. Bentuk gelombang keluaran penyearah gelombang penuh ..................... 8

Gambar 4. Rangkaian penyearah dengan menggunakan peny aring kapasitor ......... 8

Gambar 5. Penyearah gelombang penuh dengan penyaring capasitor ...................... 9

Gambar 6.Penstabil tegangan IC 7805 ...................................................................... 9

Gambar 7. Trafo (Transformator) ............................................................................. 10

Gambar 8. Bagan agnetic bocor pada pasangan kumparan ....................................... 12

Gambar 9. Hubungan primer dan sekunder .............................................................. 12

Gambar 10. Skema transformator kumparan primer dan kumparan sekunder terhadap medan mfluks magnet .............................................................. 14

Gambar 11. Rangkaian trafo tanpa beban ................................................................. 15

Gambar 12. Rangkaian listrik trafo tanpa beban ....................................................... 16

Gambar 13. Trafo berbeban ...................................................................................... 16

Gambar 14. Rangkaian ekivalen trafo ....................................................................... 18

Gambar 15. Lambang transformator step-up ............................................................ 18

Gambar 16. Lambang transformator step-down ....................................................... 19

Gambar 17. Lambang autotransformator .................................................................. 19

Gambar 18. Lambang Autotransformator Variabel .................................................. 19

Gambar 19. Attenuator Dalam Keadaan “Match” .................................................... 21

xiii

Gambar 20. Attenuator tipe L ................................................................................... 22

Gambar 21. Attenuator tipe T ................................................................................... 23

Gambar 22. Attenuator tipe π ................................................................................... 23

Gambar 23. Pin konfigurasi ATmega16 ................................................................... 24

Gambar 24. Blok diagram ATmega 16 ..................................................................... 28

Gambar 25. Diagram Blok ADC ............................................................................... 29

Gambar 26. Register ADMUX ................................................................................. 30

Gambar 27.Format Data ADC dengan ADLAR=0 ................................................... 31

Gambar 28. Format Data ADC dengan ADLAR=1 ................................................... 31

Gambar 29. Register ADCSRA ................................................................................ 33

Gambar 30. Register SFIOR ..................................................................................... 34

Gambar 31. Konfigurasi IC L293D .......................................................................... 45

Gambar 32. Blok diagaram L293D ........................................................................... 46

Gambar 33. Mekanik tape ......................................................................................... 46

Gambar 34. LCD text 16 x 4 yang terhubung dengan Atmega16 ............................. 50

Gambar 35. Tombol (Keypad) 4 x 4 ......................................................................... 51

Gambar 36. Susunan saklar pada tombol 4 x 4 ......................................................... 52

Gambar 37. Umpan-data pada satu baris .................................................................. 53

Gambar 38. IC LM 317 ............................................................................................. 55

Gambar 39. Rangkaian modifikasi mekanik tape ..................................................... 58

Gambar 40.(a) Pemasangan input 220 dan output 12 volt. (b) Pemasangan out- put 25 Volt dengan CT ........................................................................ 59

Gambar 41. Blok Diagram Perancangan Alat ........................................................... 60

Gambar 42. Flowchart Program Utama ................................................................... 63

xiv

Gambar 43. Rangkaian simulasi IC L293D .............................................................. 73

Gambar 44. Pulsa input dan output ........................................................................... 73

Gambar 45. Rangkaian simulasi 1C LM 317 ........................................................... 75

Gambar 46 . Rangkaian Attenuatro tipr L ................................................................. 77

Gambar 47. Rangkaian output transformator ERA 5A ............................................ 83

Gambar 48. Rangkaian simulasi ADC chip Atmega16 ............................................ 85

Gambar 49. Pulsa logika 1 dan 0 dengan input 1 volt .............................................. 85

Gambar 50. (a) Pemutar tape, (b) Hubungan potensio kemekanik ........................... 86

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Gambar bagian-bagian catu daya ......................................................... 95

Lampiran 2. Gambar rangkaian sistem minimum Atmega16 ................................... 96

Lampiran 3. Gambar layout Sistem Minimum Atmega16 ........................................ 97

Lampiran 4. Gambar rangkaian dan layout driver motor L293D ............................. 98

Lampiran 5. Gambar rangkaian dan layout output IC LM 317 ................................. 99

Lampiran 6. Gambar hasil tampilan pengamatan tampilan LCD (volt)..................... 100

Lampiran 7. Datasheet ATmega16 ............................................................................ 102

Lampiran 8. Datasheet L293D ................................................................................... 121

Lampiran 9. Datasheet LM317 .................................................................................. 127

Lampiran 10. Surat pernyataan Pembimbing Proyek Akhir ..................................... 130

Lampiran 11. SK Pengangkatan Pembimbing Proyek Akhir ................................... 131

Lampiran 12. Kartu Bimbingan Proyek Akhir .......................................................... 132

Lampiran 13. SK Pengangkatan Penguji Proyek Akhir ............................................ 133