APLIKASI SENSOR PHOTO DIODA SEBAGAI ALAT
OTOMATISASI PERLINTASAN KERETA API
MENGGUNAKAN ATMEGA 8535
PROPOSAL TUGAS AKHIRDisusun untuk memenuhi syarat mengajukan Tugas Akhir
pada program Studi S1 Fakultas Teknik Jurusan Teknik ElektroUniversitas Semarang
Oleh :
Iiiiii
C.411.06.0008
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEMARANG
2011
0
HALAMAN PENGESAHAN
PROPOSAL TUGAS AKHIRDengan judul :
APLIKASI SENSOR PHOTO DIODA SEBAGAI ALAT
OTOMATISASI PERLINTASAN KERETA API
MENGGUNAKAN ATMEGA 8535Oleh :
Rkkkkkkkkkkkkk
C.411.06.0008Telah diperiksa dan disetujui
Semarang, ............................
Dosen Pembimbing Utama Dosen Pembimbing Pembantu
( Taufiq Dwi Cahyono, S.T. ) (Sulistyo Indriyanto, S.T.)
NIS. 06557003102096 NIS. 06557003102094
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
(Budiani Destyningtyas, S.T.) NIS. 06557003202045
1
Abstrak
Pembuatan tugas akhir ini bertujuan membuat kendali motor sebagai
penggerak perlintasan kereta api.
Sensor cahaya photo dioda berfungsi sebagai pendeteksi cahaya yang
prinsipnya bekerja apabila terkena cahaya infra merah maka nilai ADC akan naik,
maka pada nilai ADC akan I proses oleh mikrokontroller Atmega 8535 , sehinggga
mikrokontroller akan memberi outputan yang akan mengaktifkan sebuah rela
sehingga motor berputar ke kanan maka perlintasan akan
Mikrokontroller Atmega 8535 berfungsi sebagai mengontrol sebuah input
berupa sensor cahaya photo dioda yang akan mengontrol sebuah outputan yang
berupa tegangan yang bertugas untuk mengaktifkan relay untuk menjalankan motor
DC.
Alat ini sangat membantu sekali oleh penjaga perlintasan kereta api, karena
alat ini tidak akan lalai seperti umumnya manusia, sehingga mengurangi dampak
kecelakaan pada perlintasan kereta api.
Kata kunci : SENSOR PHOTO DIODA, ATMEGA 8535 DAN RELAY
2
PROPOSAL TUGAS AKHIR
I. BIDANG ILMU
Teknik Kendali
II. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi sekarang ini telah berkembang sedemikian pesatnya
Teknologi sangat membantu manusia dalam mempermudah kegiatan sehari - hari.
Seiring dengan berkembangnya teknologi, penulis ingin membuat
kemudahan bagi pemilik rumah yang dipenuhi dengan kesibukkan untuk dapat
mengendalikan Pada kesempatan kali ini penulis mencoba untuk merancang sebuah
alat otomatisasi yang berfungsi sebagai palang pintu perlintasan kereta api,yang
mana apabila sensor photo dioda A terdeteksi oleh adanya kereta api, maka palang
perlintasan kereta akan menutup dan , jika kereta api mengenai sensor photo dioda
B , maka palang perlintasan kereta api akan membuka.
Pada alat ini penjaga perlintasan kereta api tidak akan merasa khawatir apabila
sedang ada kereta api yang lewat, penjaga perlintasan kereta api hanya mengawasi
saja,siapa tahu alat terjadi error.
3
III. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan permasalalahan yang telah diuraikan di atas, maka peneliti dapat
merumuskan masalah “Bagaimana merancang dan merealisasikan pembuatan suatu
alat otomatisasi perlintasan kereta api, kendaa pada pembuatan alat ini yaitu terlalu
pekanya sensor cahaya, karena sensor akan mendeteksi cahaya infra merah/ Ligh
Emiting Dioda / LED.
IV. TUJUAN DAN MANFAAT
IV.1 Tujuan dari membuat alat ini yaitu dapat mempermudah pekerjaan penjaga
palang pintu kereta api.
IV.2 Manfaat membuat alat otomatisasi ini yaitu untuk membantu kita, agar ketika
penjaga palang pintu rel kereta api sedang mengantuk atau lalai , maka sensor
akan bekerja dengan sendirinya.
V. BATASAN MASALAH
Pembatasan masalah dalam tugas akhir ini dibatasi pada :
1. Penggunaan Mikrokontroler ATMEGA 8535 pada alat diatas
2. Sensor menggunakan sensor cahaya photo dioda
3. Alat ini hanya berupa prototype / miniature.
4
VI. Tinjauan Pustaka
6.1 Landasan Teori
6.1.1 Mikrokontroler ATMEGA8535
Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 merupakan mikrokontroler 8 bit dengan
konsumsi daya rendah produksi ATMEL, yang memiliki beberapa fitur istimewa
antara lain:
a. Arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).
b. 130 instruksi sebagian besar satu siklus instruksi.
c. 32 x 8 register kerja serbaguna.
d. 16 MIPS (Mega Instructions per Second) pada 16 MHZ.
e. 8 Kbytes In-System Programmable Flash (10000 siklus hapus/tulis).
f. 512 bytes SRAM.
g. 512 bytes In-System Programmable EEPROM (100.000 siklus
hapus/tulis).
h. Pemrograman terkunci untuk program Flash dan keamanan data pada
EEPROM.
i. Satu 8 bit timer/counter dengan Prescaler terpisah.
j. Satu 16 bit timer/counter dengan Prescaler terpisah yang dapat
digunakan untuk. mode compare, dan mode capture.
k. 4 saluran PWM
l. 8 terminal, 10 bit ADC
m. Analog comparator dalam chip.
n. Serial UART terprogram.
o. Antarmuka serial SPI master/slave.p. Mode power down dan catu rendah senggang.q. Sumber interupsi internal dan eksternal.r. 32 jalur I/O terprogram.
Mikrokontroler AVR ATMEGA8535 telah didukung penuh dengan program
dan sarana pengembangan seperti: kompiler-kompiler C, simulator program,
emulator dalam rangkaian, dan kit evaluasi. ATMEGA8535 adalah mikrokontroler
5
handal yang dapat memberikan solusi biaya rendah dan fleksibilitas tinggi pada
banyak aplikasi kendali.
Blok diagram internal dari mikrokontoler ATMEGA8535 diperlihatkan
dalam Gambar 6.
Gambar 1.1 Blok diagram mikrokontroler ATMEGA8535
Sistem CISC terkenal dengan banyaknya instruction set, mode pengalamatan
yang banyak, format instruksi dan ukuran yang banyak, instruksi yang berbeda
dieksekusi dalam jumlah siklus yang berbeda.
Sistem dengan RISC pada AVR mengurangi hampir semuanya, yaitu meliputi
jumlah instruksi, mode pengalamatan, dan format. Hampir semua instruksi
6
mempunyai ukuran yang sama yaitu 16 bit. Sebagian besar instruksi dieksekusi
dalam satu siklus CPU. Konfigurasi pin-pin mikrokontroler ATMEGA8535
diperlihatkan pada Gambar 7.
Gambar 1.2 Konfigurasi pin-pin ATMEGA8535
Penjelasan dari masing-masing pin adalah sebagai berikut:
a. VCC (kaki 10) dihubungkan ke Vcc.
b. GND (kaki 31) dihubungkan ke ground.
c. PortA (PA7..PA0) (kaki 33-40) merupakan terminal masukan analog
menuju A/D Converter. Port ini juga berfungsi sebagai port I/O 8 bit
dua arah (bidirectional), jika A/D Converter tidak diaktifkan.
d. Port B (PB7-PB0) (kaki 1-8) merupakan port I/O 8 bit dua arah
(bidirectional) dengan resistor pull-up internal. Port B juga dapat
berfungsi sebagai terminal khusus.
e. Port C (PC7..PC0) (kaki 22-29) adalah port I/O 8 bit dua arah
(bidirectional) dengan resistor pull-up.
f. Port D (PD7..P0) (kaki 14-21) adalah port 8 bit dua arah I/O dengan
resistor pull-up internal. Port D juga dapat berfungsi sebagai terminal
khusus.
7
g. Reset (kaki 9) Kondisi rendah yang lebih lama dari 1,5 µS akan
mereset mikrokontroler.
h. XTAL1 (kaki 13) masukan bagi rangkaian osilator internal dan masukan
clock internal pada rangkaian sirkuit.
i. XTAL2 (kaki 12) keluaran dari rangkaian osilator internal.
j. ICP (kaki 20) adalah kaki masukan untuk fungsi Timer/Counter1 Input
Capture.
k. OC1B (kaki 18) adalah kaki keluaran bagi fungsi Output CompareB
keluaran Timer/Counter1.
l. AREF (kaki 32) adalah pin referensi analog untuk A/D Converter
8
VII. METODE
Metode yang digunakan dalam pembuatan alat pengendali sensor photo diode
dan motor dc yaitu:
1. Pendefinisian Sistem Perangkat Keras
Sistem ini akan dibuat meliputi bahasa pemrograman yang digunakan dan
cara kerja hardware.
Gambar 1.3 Driver rangkaian keseluruhan
Prinsip Kerja blok dan driver rangkaian:
i. Jika rangkaian diberi catudaya yaitu 12 volt, maka semua control pada
Mikrokontroller akan bekerja
ii. Ketika sensor photo diode A terhalang adanya kereta api yang lewat, maka
nilai adc pada sensor akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan aktif,
kemudian motor akan berputar ke kiri dan motor akan menutup, ketika
9
mengenai Limit swit bawah, maka motor akan berhenti dan ketika itu pula
busser 1 akan bunyi.
iii. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka
nilai adc pada sensor B akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan
pasif, kemudian motor akan berputar ke kanan dan motor akan membuka,
ketika mengenai Limit swit atas, maka motor akan berhenti dan ketika itu
pula busser 1 akan mati.
iv. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka
nilai adc pada sensor akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan aktif,
kemudian motor akan berputar ke kiri dan motor akan menutup, ketika
mengenai Limit swit bawah, maka motor akan berhenti dan ketika itu pula
busser 2 akan bunyi.
v. Ketika sensor photo diode B terhalang adanya kereta api yang lewat, maka
nilai adc pada sensor B akan mencapai lebih dari 100, maka relay1 akan
pasif, kemudian motor akan berputar ke kanan dan motor akan membuka,
ketika mengenai Limit swit atas, maka motor akan berhenti dan ketika itu
pula busser 1 akan mati.
2. Rancangan
Merancang hardware yang akan dibuat meliputi pembuatan jalur
rangkaian, membuat program C dengan CodeVision AVR.
10
Gambar 1.4 Blok Diagram
3. Implementasi
Implementasi hardware meliputi realisasi rangkaian sensor photo
dioda ,driver relay, sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535.
Gambar 1.5 flow chart
11
4. Pengujian
Menguji rangkaian yang telah dibuat untuk mengetahui apakah masing-
masing rangkaian bekerja dengan baik dan benar.
VIII.SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini dikemukakan tentang latar belakang masalah,
tujuan dan maksud pembuatan tugas akhir, pembatasan
masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan
laporan tugas akhir.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang Aplikasi rangkaian sensor Photo dioda
yang akan di Kontrol dengan Mikrokontroller Atmega 8535.
BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Bab ini membahas tentang perancangan setiap blok rangkaian
dan proases pembuatan alat.
BAB IV : PENGUKURAN DAN UJI COBA ALAT
Bab ini membahas tentang pengukuran dan pengujian
mencakup tentang tujuan pengujian peralatan yang digunakan
dan analisa hasil dari pembuatan alat.
12
BAB V : PENUTUP
Berisi kesimpulan dari seluruh pembahasan dan disertakan
juga beberapa saran untuk kemungkinan pengembangan
sistem.
13
JADWAL PELAKSANAAN TUGAS AKHIR
NO
.KEGIATAN
WAKTU PELAKSANAAN
BULAN 1 BULAN 2 BULAN 3 BULAN 4
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1.
Pembuatan
Proposal
Tugas Akhir
2.
Pengumpulan
Data dan
Referensi
3.Perancangan
Alat
4.Pengujian
dan Analisa
5.Penyusunan
Laporan
6.Seminar dan
Ujian
14
DAFTAR PUSTAKA
1. IC Regulator 78L05 – 78L24. www.datasheetArchive.com
2. Wardhana L, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535
Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.
3. Tooley,mike. 2002. Rangkaian elektronik prinsip dan aplikasi. Jakarta:
Penerbit Erlangga
4. Malik, Moh. Ibnu. 2006. Pengantar Membuat Robot. Yogyakarta : Andi
5. Yudiono, KS. 1984. Bahasa Indonesia Untuk Penulisan Ilmiah. Diktat mata
kuliah (tidak diterbitkan) Semarang : PSD III T.Elektro FT UNDIP .
6. Wicaksono, Handy. 2009. Catatan Kuliah ”Automasi 1”. Diktat mata kuliah (tidak diterbitkan) Jakarta : Teknik Elektro FT Universitas Kristen Petra.
7. ATmega 8535 Data Sheet. www.atmel.com/avr/8535 . Senin 17 Agustus 2009 .
Jam 20.38 WIB.
15