prototype rumah hemat listrik otomatis …
TRANSCRIPT
“PROTOTYPE RUMAH HEMAT LISTRIK OTOMATIS
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER AVR
ATMEGA8535 BERBASIS HANDPHONE”
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan
Pendidikan Program Diploma 3
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI
Oleh
ENDANG SIMBOLON
NIM 1305051019
JURUSAN TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
INTISARI
Kemajuan teknologi dapat membantu masyarakat dalam berbagai aspek kehidupan, hal
ini terlihat banyaknya masyarakat bergantung pada teknologi. Misalnya saja seperti sistem
pengontrolan peralatan listrik dari jarak jauh. Pada tugas akhir ini merancang sebuah sistem
pengujian Prototype Rumah Hemat Listrik menggunakan Mikrokontroler ATmega8535
yang dapat dikendalikan dari jarak jauh melalui handphone dengan memanfaatkan DTMF
ataupun frekuensi telepon. Frekuensi yang dikirimkan oleh handphone diterima DTMF lalu
diubah menjadi data digital 4-biner. Mikrokontroler menerima data tersebut dan
mengolahnya sesuai program yang dimasukkan kedalamnya yang kemudian memberikan
perintah kepada driver relay untuk mengaktifkan/nonaktif peralatan listrik yang terhubung.
Kata kunci : Handphone, DTMF, Mikrokontroler ATmega8535, Program, Relay.
ABSTRACT
Techonological progress can help people in various aspects of life, it is seen from the
number of people rely on the technology. For the example, like the system electrical
controller equipment from a distance.On this final assignment design a testing system
Prototype Home Save Electricity use Microcontroller ATmega8535 can be controlled
remotely handphone by using DTMF or the frequency of the phone.The frequency sent by
handphone accepted DTMF then converted into the data digital 4 binary. Microcontroler
received the data and appropriate the program that included the profundity of it and the
give command to drivers relay to activate/nonactive the electric equipment connected.
Keywords : Handphone, DTMF, Microcontroller Atmega8535, Programe, Relay
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan
rahmat dan anugerah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bukti pertanggung jawaban atas pendidikan yang telah
dijalani selama 3 tahun di Politeknik Negeri Medan dan sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan pendidikan Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Medan. Adapun
judul Tugas Akhir ini adalah “Prototype Rumah Hemat Listrik Otomatis Menggunakan
Mikrokontroller AVR Atmega8535 Berbasis Handphone”.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral
maupun materil dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. M.Syahruddin, S.T.,M.T, Direktur Politeknik Negeri Medan ;
2. Idham Kamil, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan ;
3. Ir. Abdul Razak ,M.T., Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi ;
4. Ir. Rufinus Nainggolan ,M.T., Kepala Laboratorium Teknik Konversi Energi
Politeknik Negeri Medan ;
5. Aulia Salman, S.T., M.T., dosen yang mengarahkan penulis dalam penyusunan
Tugas Akhir ini yaitu sebagai dosen pembimbing;
6. Marlon Tua Sibarani, S.T., M.T., selaku wali kelas EN-6A ;
7. Seluruh dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan yang telah
memberikan banyak ilmu kepada penulis ;
8. Orang tua tercinta ( Mama dan Bapak ) yang telah memberikan dukungan
dukungan baik secara moril dan material ;
9. Kakak dan adik-adikku (Kak Martha, dek Junjung, dek Noviana,dek Betric) buat
dukungan, perhatian dan kasih sayang yang diberikan ;
10. Teman-teman satu TA ( Angge, Endang, Nurhalimah ) terima kasih buat
kerjasama, semangat dan juga ilmunya ;
11. Teman-teman satu PKL ( Angge, Endang, Nurhalimah, Ariif, Philip, Kcagiva,
Biwanti ) yang masih setia dengan kegilaannya ;
12. KK Serafim ( Kak Bunga, Ima, Heni, Sut) dan KK Talita Kum ( dek Anita, dek
Monika, dek Rika, dek Rini) untuk pengertian, kepedulian, juga dukungan doa serta
semangatnya yang diberikan ;
13. Pengurus UKM KMK Politeknik Negeri Medan 2015-2016 atas doa dan
dukungannya terkhusus untuk adikku di komisi doa(dek Sartika);
14. Teman-teman penulis EN-6A s.d 6D untuk dukungannya, canda tawa,
pengertiannya dan kerja samanya selama tiga tahun bersama dalam menuntut ilmu .
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih belum sempurna karena
keterbatasan penulis, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk
kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 03 Agustus 2016
Penulis
Endang Simbolon
NIM . 1305051019
DAFTAR ISI
Spesifikasi Tugas Akhir ……………………………………………………. ii
Lembar Persetujuan………………………………………………………… iii
Lembar Pengesahan………………………………………………………… iv
Lembar Keasliaan TA ................................................................................... v
Intisari ............................................................................................................. vi
Abstrac……………………………………………………………………… vii
Kata Pengantar ............................................................................................... viii
Daftar Isi ......................................................................................................... x
Daftar Gambar .............................................................................................. xiv
Daftar Tabel ................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
A. Latar Belakang ............................................................................................ 1
B. Batasan Masalah .......................................................................................... 2
C.Tujuan Penulisan Laporan TA ...................................................................... 2
D.Manfaat Penulisan Laporan TA .................................................................... 2
E.Metode Pengumpulan Data .......................................................................... 3
F.Sistematika Penulisan ................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5
A. Telepon Genggam ...................................................................................... 5
B. Mikrokontroller .......................................................................................... 9
1. Mikrokontroller AVR ATMega 8535 ..................................................... 9
a. Arsitektur AVR ATMega 8535 ............................................................ 11
1) Konfigurasi Pin ATMega 8535 ............... ........................................ 14
2) Operasi Port I/O ............................................................................... 23
3) Interupsi ............................................................................................ 29
4) Timer/Counter .................................................................................. 31
5) Pulse width modulation. ................................................................... 33
6) EEPROM ......................................................................................... 35
7) ADC dan Pembanding Analog ...................................................... 36
8) Komunikasi Serial dan USART ...................……………………… 39
C. DTMF (Dual Tone Modulation ) ............................................................... 42
D. IC MT8870 ................................................................................................ 44
E. Relay ........................................................................................................... 44
F. Lampu Pijar ................................................................................................ 45
G. Kipas/Fan ................................................................................................... 46
H. Pompa . ....................................................................................................... 47
I. Keypad ........................................................................................................ 47
J. Alarm Pengaman/Buzzer .............................................................................. 47
K. Sensor Magnetic Contact ........................................................................... 48
L. LCD ............................................................................................................. 48
M. Motor Servo .............................................................................................. 48
BAB III PERANCANGAN ALAT ................................................................ 50
A. Diagram Blok .............................................................................................. 50
1. Handphone ............................................................................................... 50
2. Decoder DTMF ....................................................................................... 50
3. Keypad .................................................................................................... 51
4. Sensor Magnetic Contact ........................................................................ 52
5. Relay Driver Call Handphone ............................................................... 52
6. Mikrokontroller ATMega 8535 ............................................................... 52
7. Relay ........................................................................................................ 52
8. Alarm ........................................................................................................ 52
9. LCD .......................................................................................................... 53
10. Motor Servo ............................................................................................. 53
B. Diagram Rangkaian .................................................................................... 53
1. Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535 .................................... 53
2. Rangkaian Decoder DTMF ...................................................................... 54
3. Rangkaian LCD ........................................................................................ 55
4. Rangkaian Alarm ...................................................................................... 55
5. Rangkaian Driver Lampu ......................................................................... 56
6. Rangkaian Driver Fan .............................................................................. 57
7. Rangkaian Driver Pump ........................................................................... 58
8. Rangkaian Pengunci Pintu ........................................................................ 59
9. Rangkaian Driver Call Handphone .......................................................... 60
10. Rangkaian Keypad .................................................................................... 60
C. Pemogramanan ............................................................................................ 61
BAB IV PENGUJIAN ALAT ........................................................................ 66
A. DTMF .......................................................................................... 66
B. Lampu .......................................................................................... 67
C. Pompa ............................................................................................ 67
D. Fan ................................................................................................ 67
E. Sensor Magnetic Contact ............................................................. 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……………………………………. 72
4.1 Kesimpulan ....................................................................................... 72
4.2 Saran .................................................................................................. 72
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan Handphone Pengendali dan Penerima ........................ 9
Gambar 2.2 Mikrokontroller ATMega8535. .................................................... 10
Gambar 2.3 Diagram Blok Arsitektur Mikrokontroler AVR Atmega8535...... 14
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Atmega8535 ........................................................... 15
Gambar 2.5 Peta Memori AVR ........................................................................ 19
Gambar 2.6 Peta Memori Data AVR Atmega8535 ......................................... 20
Gambar 2.7 Status register AVR Atmega8535 ............................................. 22
Gambar 2.8. Skematik ekivalen pin I/O ........................................................... 28
Gambar 2.9. Bentuk gelombang PWM ............................................................ 33
Gambar 2.10. Pulsa Phase Correct PWM timer.counter0 ................................ 34
Gambar 2.11. Kombinasi nada DTMF ................................................................ 42
Gambar 3.1 Blok Diagram................................................................................ 50
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8535 ............................................. 54
Gambar 3.3 Rangkaian Decoder DTMF ............................................................. 54
Gambar 3.4 Rangkaian LCD .............................................................................. 55
Gambar 3.5 Rangkaian Alarm............................................................................. 57
Gambar 3.6 Rangkaian Driver Lampu ................................................................ 57
Gambar 3.7 Stat Rangkaian Driver Fan ............................................................. 58
Gambar 3.8. Rangkaian Driver Pump ................................................................. 59
Gambar 3.9. Rangkaian Pengunci Pintu .................................................................. 59
Gambar 3.10 Rangkaian Driver call hp ............................................................... 60
Gambar 3.11 Rangkaian Keypad 4x4 ................................................................. 61
Foto 4.1 ....................................................................................................... 70
Foto 4.2 ....................................................................................................... 70
Foto 4.3 ....................................................................................................... 71
Foto 4.4 ....................................................................................................... 71
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Atmega8535 .............................................................. 15
Tabel 2.2. Status register AVR Atmega8535 ................................................... 22
Tabel 2.3 Fungsi Port pin B .............................................................................. 25
Tabel 2.4. Fungsi Port pin D ......................................................................... 26
Tabel 2.5. Konfigurasi port............................................................................... 29
Tabel 2.6. Vektor Interupsi ............................................................................... 30
Tabel 2.7. Frekuensi pada tombol-tombol DTMF ........................................ 43
Tabel 4.1. Tegangan DTMF................................................................................ 66
Tabel 4.2 Pengukuran Lampu ............................................................................. 67
Tabel 4.3 Pengukuran Pompa ............................................................................ 68
Tabel 4.4 Pengukuran Fan ................................................................................. 68
Tabel 4.5 Pengukuran Sensor Magnetic Contact.................................................. 69
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Di era globaliasi sekarang ini banyak perkembangan dikehidupan bermasyarakat
yang dituntut, baik itu kebutuhan dari dalam maupun dari luar. Kehidupan yang dinamis
memaksa manusia untuk bergerak cepat dan menghasilkan ide-ide yang kreatif. Adanya
tuntutan yang mendesak mengakibatkan pengorbanan yang besar pula, ditambah dengan
kebutuhan sandang-pangan dan kebutuhan primer lainnya. Didalam pemenuhan
kebutuhan tersebut manusia disibukkan dengan aktivitas pekerjaan, dimana aktivitas
tersebut dapat terjadi didalam rumah ataupun diluar rumah, sehingga terkadang manusia
lalai dalam hal penggunaan energi terutama energi listrik. Dimana listrik saat ini merupakan
suatu kebutuhan primer bagi manusia mengingat hampir seluruh aktivitas manusia memanfaatkan
tenaga listrik.
Saat aktivitas ataupun kesibukan diluar rumah ada, terkadang manusia lupa untuk
mematikan/meng-off-kan peralatan listrik yang sebelumnya digunakan. Selain itu
permasalahan lainnya yang sering timbul adalah ketika melakukan pekerjaan diluar kota
sering kali rumah ditinggalkan dalam keadaan kosong yang dapat memicu terjadinya
pencurian karena kita tidak bisa mengontrolnya dari jauh.
Untuk mengatasi masalah tersebut perlu adanya pengembangan sistem kontrol
otomatis yang bisa digunakan saat dirumah maupun diluar rumah. Terlebih didalam
perkembangan dunia elektronika yang semakin pesat dan menawarkan kemudahan untuk
membantu aktivitas manusia. Salah satunya adalah pengontrolan dan pengendalian suatu
sistem sehingga membantu memudahkan pekerjaan manusia. Dengan cara membuat
pengembangan sistem rumah hemat listrik otomatis menggunakan handphone. Dalam
perancangan sistem rumah hemat listrik otomatis masalah-masalah yang dipecahkan
adalah meliputi sistem pengendali peralatan listrik.
Berdasarkan latar belakang diatas maka diperoleh sebuah judul yaitu “Prototype
Rumah Hemat Listrik Otomatis Menggunakan Mikrokontroler AVR ATmega8535
Berbasis Handphone”
B. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah di dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini adalah :
1. Tidak membahas rangkaian dalam Handphone.
2. Tidak membahas penggunaan daya (baterai) Handphone.
C. Tujuan Penulisan Laporan TA
Adapun tujuan penulis dalam pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui komponen-komponen yang diperlukan dalam pembuatan
Prototype Rumah Hemat Listrik Otomatis;
2. Untuk mengetahui cara mikrokontroler AVR dapat berinteraksi dengan
Handphone;
3. Untuk mengetahui cara pengotrollan peralatan listrik dengan mikrokontroler
AVR.
D. Manfaat Penulisan Laporan TA
Adapun manfaat dari penulisan dan pembuatan laporan Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Bermanfaat terhadap penulis untuk menambah pengetahuan, pengalaman, dan
wawasan baik teori maupun praktek, sehingga menjadi bekal untuk memasuki
dunia kerja;
2. Dapat digunakan sebagai sarana praktikum mahasiswa Teknik Konversi Energi;
3. Membantu para pembaca yang ingin menambah pengetahuan rekayasa dan
berniat memodifikasi alat ini dengan efisien serta praktis.
E. Metode Pengumpulan Data
Untuk melakukan penulisan laporan Tugas Akhir ini maka metode pengumpulan
data-data dan bahan-bahan yang berhubungan adalah sebagai berikut :
1. Studi literatur dengan mencari buku-buku yang ada di perpustakaan Politenik
Negeri Medan, buku pegangan, akses internet dan sumber-sumber buku lain;
2. Mengamati pembuatan Rumah Hemat Listrik di tempat pembuatan;
3. Melakukan konsultasi dengan Dosen pembimbing maupun Dosen-Dosen pengajar
Jurusan Teknik Mesin yang mengerti dan memahami mengenai perancangan alat
tersebut;
4. Diskusi dengan sesama mahasiswa.
F. Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Latar Belakang, Batasan Masalah, Tujuan Penulisan laporan TA,
Manfaat Penulisan laporan TA, Metode Pengumpulan Data dan
Sistematika Penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Telepon genggam (handphone), Mikrokontroler AVR
Atmega8535, DTMF, IC MT8870, Relay, Lampu Pijar, Kipas/Fan,
Pompa, Keypad, Alarm Pengaman, Sensor Magnetic Contact,
LCD, Motor Servo.
BAB III : PERANCANGAN ALAT
Diagram Blok, Diagram rangkaian, Pemograman dan
Flowchart
BAB IV : PENGUJIAN ALAT
DTMF, Lampu, Pompa, Fan, Sensor Magnetic Contact
BAB V : SIMPULAN DAN SARAN