Anilanan: Tugas 2 (Mohamad Idris)

DAFTAR ISI

ABSTRAK …………………………………………………………………………………………………………………………..….… i

ABSTRACT …………………………………………………………………………………………………………………………….. ii

LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………………………………………………………… iii

KATA PENGANTAR DAFTAR ISI ………………………………………………………………………………………………. iv

DAFTAR ISI …………………………………………………………………………………………………………………………….. v

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………………………………………………………….. x

DAFTAR TABEL ………………………………………………………………………………………………………………………. xii

DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………………………………………………………………………….. xiv

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG ………………………………………………………………………………………………………….. 1

B. IDENTIFIKASI MASALAH …………………………………………………………………………………………………. 4

C. PEMBATASAN MASALAH ……………………………………………………………………………………………….. 4

D. PERUMUSAN MASALAH ………………………………………………………………………………………………… 5

E. KEGUNAAN PENELITIAN …………………………………………………………………………………….………….. 5

BAB II DESKRIPSI TEORITIS DAN KERANGKA BERPIKIR

A. Deskripsi Teori ………………………………………………………………………………………………………………. 6

1. Media Pembelajar …………………………………………………………………………………………………………. 6

a. Hakekat Media Pembelajaran …………………………………………………………….………. 6

b. Trainer Mikrokontroler Sebagai Media Pembelajaran ……………………….……….. 8

2. Perangkat Input …………………………………………………………………………………………………………….. 8

a. Papan Tombol (Keypad) ……………………………………………………………………………… 8

3. Perangkat Proses Dan Pengolahan Sinyal ………………………………………………………………………. 9

a. Mikrokontroler AVR ATmega8535 ……………………………………………………….……… 9

1) Arsitektur AVR ATmega 8535 ………………………………………………………. 9

2) Kovigurasi Pin …………………………………………………………………….. 11

3) Peta Memori ……………………………………………………………………… 12

a) Memori Program …………………………………………………………………….. 12

b) Memori Data ……………………………………………………………………………. 13

c) Memori EEPROM …………………………………………………………………….. 14

4) Status Register …………………………………………………………………………….. 14

5) Alasan Pemilihan Mikrokontroler AVR ATmega 8535 …………………. 15

b. Analog To Digital Converter(ADC) ………………………………………………………….…… 16

4. Perangkat Output ………………………………………………………………………………………………………….. 19

a. Light Emitting Diode (LED) ……………………………………………………………………..…… 19

b. Seven Segment ………………………..…………………………………………………………. 20

c. Liquid Crystal Display (LCD) ………………………………………………………………………….. 21

d. Motor Stepper …………………………………………………………………………………………….. 23

e. Motor DC ……………………………………………………………………………………………………… 26

f. Rangkaian Driver ………………………………………………………………………………………….. 29

1) IC ULN 2003 …………………………………………………………………………………. 29

2) IC L293D …..………………………………………………………………….……………….. 30

3) Transistor Sebagai Saklar ………………………………………………………………. 31

B. Kerangka Berpikir ……………………………………………………………………………………………………… 33

BAB III METODOLOGI PENILITIAN

A. Tujuan Penelitian ………………………………………………………………………………………………… 35

B. Tempat Penelitian ………………………………………………………………………………………………… 35

C. Metode Penelitian …………………………………………………………………………………………………………. 35

D. Instrumen Penelitian …………………………………………………………………………………………………..… 35

E. Pelaksanaan Penelitian ……………………………………………………………………………………………….… 36

1. Perancangan Alat ……………………………………………………………………………………………………. 36

a. Blok Diagram Alat ………………………………………………………………………………….... 36

b. Penentuan Fungsi-fungsi Port ………………………………………………………………………….. 37

c. Skema Rangkaian ………………………………………………………………………………………………. 39

1) Blok Input ………………………………………………………………………………………………….…. 39

a) Rangkaian Input …………………………………………………………………………………… 39

b) Rangkaian Keypad ………………………………………………………………………… 39

2) Blok Proses …………………………………………………………………………………………………. 40

a) Rangkaian Mikrokontroler AVR ATmega8535 ………………………………. 40

b) Rangkaian ADC ……………………………………………………………………………………… 41

3) Blok Output ………………………………………………………………………………………………….. 42

a) Rangkaian Indikator LED ……………………………………………………………….. 42

b) Rangkaian Seven Segment …………………………………………………………….. 43

c) Rangkaian LCD ………………………………………………………………………………………. 43

d) Rangkaian Driver Buzzer ………………………………………………………………. 44

e) Rangkaian Motor DC …………………………………………………………………………….. 45

f) Rangkaian Motor Stepper …………………………………………………..…… 45

d. Pembuatan Program ………………………………………………………………………………… 46

1) Software Compiler ………………………………………………………………………………. 46

2) Flowchart Program Mikrokontroler …………………………………………………….. 47

2. Pengujian Blok Rangkaian ………………………………………………………………………………………… 48

a. Pengujian Rangkaian Power Supply ………………………………………………………….. 48

b. Pengujian Blok Input …………………………………………………………………………………………. 48

1) Pengujian Rangkaian Input ………………………………………………………………….. 49

2) Pengujian Rangkaian keypad ……………………………………………………………….. 50

c. Pengujian Blok Proses ………………………………………………………………………………………. 50

1) Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AVR ATmega8535 ……………………… 50

2) Pengujian Rangkaian ADC……………………………………………………………………………. 51

d. Pengujian Blok Output ………………………………………………………………………………………. 52

1) Pengujian Rangkaian Seven Segment ……………………………………………….…. 52

2) Pengujian Rangkaian LCD …………………………………………………………………….. 52

3) Pengujian Rangkaian Driver Buzzer ……………………………………………………… 53

4) Pengujian rangkaian motor stepper …………………………………………………….. 53

5) Pengujian rangkaian motor DC …………………………………………………………….. 54

F. Instrument Evaluasi Untuk Siswa …………………………………………………………………… 54

BAB IV HASIL PENELITIAN

A. Hasil Pengujian ……………………………………………………………………………………………………………….. 57

1. Pengujian Rangkaian Power Supply ………………………………………………………………… 57

2. Pengujian Blok Input ……………………………………………………………………………………………….. 57

a. Pengujian Rangkaian Input ………………………………………………………………………… 57

b. Pengujian Rangkaian keypad …………………………………………………………………….. 58

3. Pengujian Blok Proses …………………………………………………………………………………………….. 58

a. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler …………………………………………………………. 58

b. Pengujian Rangkaian ADC ……………………………………………………….…………. 59

4. Pengujian Blok Output ………………………………………………………………………….….. 59

a. Pengujian Rangkaian Seven Segment ……………………………………………………….… 59

b. Pengujian Rangkaian LCD …………………………………………………………………… 60

c. Pengujian Rangkaian Driver Buzzer …………………………………………………………… 60

d. Pengujian Rangkaian Motor Stepper …………………………………………………………. 61

e. Pengujian Rangkaian Motor DC …………………………………………………………………. 61

B. Hasil pengujian Instrument Evaluasi Untuk Siswa …………………………………………………. 62

C. Kelebihan dan Keterbatasan Alat ……………………………………………………………….…. 62

1. Kelebihan Alat …………………………………………………………………………………………….…... 62

2. Keterbatasan Alat ……………………………………………………………………………………….…… 63

BAB V kesimpulan dan saran

A. Kesimpulan ……………………………………………………………………………………………….…………………… 64

B. Saran ………………………………………………………………………………………………………………………………. 65

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………………………………………….. 66

LAMPIRAN ……………………………………………………………………………………………………………………….. 67

RIWAYAT PENULIS

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh keypad 3x4 …………………………………………………………………………………….. 8

Gambar 2.2 Blok diagram AVR ATmega8535 ………………………………………………………….. 10

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin AVR ATmega8535 ……………………………………………………….. 11

Gambar 2.4 Peta Memori Program AVR ATmega8535 ……………………………………………. 13

Gambar 2.5 Peta Memori Data AVR ATmega8535 …………………………………………… 14

Gambar 2.6 Status Register AVR ATmega8535 ………………………………………………………… 14

Gambar 2.7 Rangkaian flash ADC ……………………………………………………………………………. 17

Gambar 2.8 Rangkaian Succesive-Approxtimation ADC …………………………………………… 18

Gambar 2.9 Simbol LED ………………………………………………………………………………………….. 19

Gambar 2.10 Seven Segment Common Anoda …………………………………………………………. 20

Gambar 2.11 Konfigurasinkaki LCD 2 Baris X 16 Karakter …………………………………………. 22

Gambar 2.12 Bentuk Fisik Motor Setepper ……………………………………………………………….. 23

Gambar 2.13 Motor Stepper Tipe Reluctance ………………………………………………………….. 24

Gambar 2.14 Motor Stepper Tipe Permanent Magnet ……………………………………………… 25

Gambar 2.15 Motor Stepper Tipe Hybird …………………………………………………………………. 25

Gambar 2.16 Kaidah Tangan Kiri ………………………………………………………………………………. 27

Gambar 2.17 Kontruksi Dasar Motor DC …………………………………………………………………… 28

Gambar 2.18 Susunan Pin IC ULN2003 ……………………………………………………………………… 30

Gambar 2.19 Susunan Pin IC L293D …………………………………………………………………. 31

Gambar 2.20 Diagram Alir Krangka Berpikir …………………………………………………….. 34

Gambar 3.1 Blok diagram trainer mikrokontroler …………………………………….……. 36

Gambar 3.2 Rangkaian Input Push Button …………………………………………………….. 39

Gambar 3.3 Rangkaian Keypad Matriks 3X4 …………………………………………………………… 40

Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler AVR ATmega 8535 ……………………………………. 41

Gambar 3.5 Rangkaian ADC Potensio Meter ………………………………………………………….. 42

Gambar 3.6 Rangkaian Indikator LED ……………………………………………………………………… 42

Gambar 3.7 Rangkaian Seven Segment …………………………………………………………………… 43

Gambar 3.8 Rangkaian Penampil LCD ……………………………………………………………………. 44

Gambar 3.9 Rangkaian Driver Buzzer ……………………………………………………………………… 44

Gambar 3.10 Rangkaian Motor DC …………………………………………………………………………… 45

Gambar 3.11 Rangkaian Motor Stepper Unipolar ……………………………………………………… 45

Gambar 3.12 Tampilan Code Vision AVR …………………………………………………………………… 46

Gambar 3.13 Flowchart Program Mikrokontroler …………………………………………………….. 48

Gambar 3.14 Rangkaian Power Supply ……………………………………………………………………… 49

Gambar 4.1 Grafik Hassil Pengujian Instrument Evaluasi Untuk Siswa………………........ 62

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi Karakteristik Seven Segment...................................................... .... 21

Tabel 2.2 Susunan Kaki LCDM163................................................................................. .... 22

Tabel 3.1 Penggunaan Port A........................................................................................ .... 37

Tabel 3.2 Penggunaan Port B........................................................................................ .... 38

Tabel 3.3 Penggunaan Port C............................................................................................. 38

Tabel 3.4 Penggunaan Port D............................................................................................. 39

Tabel 3.5 Pengukuran Tengangan Power Supply............................................................... 49

Tabel 3.6 Pengujian Rangkain Input.............................................................................. .... 49

Tabel 3.7 Pengujian Rangkain Keypad .............................................................................. 50

Tabel 3.8 Pengujian Rangkain Mikrokontroler.............................................................. .... 51

Tabel 3.9 Pengukuran Tegangan Masukan ADC Potensiometer................................... .... 51

Tabel 3.10 Pengukuran Rangkaian Driver Seven Segment............................................. .... 52

Tabel 3.11 Pengujian Rangkaian LCD.............................................................................. .... 53

Tabel 3.12 Pengukuran Rangkaian Driver Buzzer........................................................... .... 53

Tabel 3.13 Pengukuran ICULN2003................................................................................. .... 54

Tabel 3.14 Pengukuran output IC L293D.............................................................................. 54

Tabel 3.15 Kisi-Kisi Instrumen Evaluasi Untuk Siswa....................................................... .... 55

Tabel 3.16 Kriteria Hasil Penelitian................................................................................. .... 56

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Power Supply................................................... .... 57

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Rangkaian Input................................................................... .... 57

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Keypad ............................................................... .... 58

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Rangkaian Mikrokontroler................................................... .... 58

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Rangkaian ADC potensiometer........................................... 59

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Rangkaian Driver Seven Segment ................................... 60

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Rangkaian LCD..................................................................... 60

Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Rangkaian Driver Buzzer ................................................. 60

Tabel 4.9 Hasil Pengukuran IC ULN2003....................................................................... 61

Tabel 4.10 Hasil pengukuran output IC L293D................................................................ 61

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Lembar infomasi trainer

Foto alat ........................................................................................................ 67

Gambar skema rangkaian ............................................................................ 68

Spesifikasi alat .............................................................................................. 69

Petunjuk panggunaan trainer........................................................................ 70

Petujuk Penggunaan Code Vision AVR .......................................................... 71

Lampiran 2 : Layout PCB Tampak Atas............................................................................... 80

Lampiran 3 : Layout pcb Tampak Bawah ........................................................................... 81

Lampiran 4 : Kisi-kisi Instrumen Evaluasi Untuk siswa ...................................................... 82

Lampiran 5 : Lembar Kuisioner Untuk Siswa ..................................................................... 83

Lampiran 6 : Rekapitulasi Hasil Instruman Evaluasi Untuk Siswa...................................... 85

Lampiran 7 : Surat Keterangan Telah Melakukan Penelitian ............................................ 87

Lampiran 8 : Data Hasil Survei Terhadap Penggunaan Trainer Mikrokontroler Di SMK.. 88

Lampiran 9 : Surat Keterangan Telah Melakukan Survei Di SMK 26................................. 89

Lampiran 10 : Surat Keterangan Telah Melakukan Survei di SMK 39 ................................. 90

Lampiran 11 : KTSP EI .......................................................................................................... 91

Lampiran 12 : Diagram Pencapaian Kompetensi ................................................................ 94

Lampiran 13 : Struktur Kurikulum Produktip EI ................................................................... 95

Lampiran 14 : Silabus Kompetensi........................................................................................ 96

Lampiran 15 : Rencana Pelaksanaan Pembelajaran............................................................ 98

Lampiran 16 : Modul jobsheet

Modul 1.......................................................................................................... 110

Modul 2.......................................................................................................... 114

Modul 3 ......................................................................................................... 118

Modul 4 ......................................................................................................... 121

Modul 5 ......................................................................................................... 124

Modul 6 ......................................................................................................... 127

Modul 7 ......................................................................................................... 130

Modul 8 ......................................................................................................... 134

Modul 9.......................................................................................................... 138

Modul 10........................................................................................................ 145

Lampiran 17 : Lembar jawaban modul ............................................................................... 149

Lampiran 18 : Penilaian pekerjaan ..................................................................................... 161

Lampiran 19 : Datasheet ..................................................................................................... 168

Teori Pembanding

1. TRAINER MIKROKONTROLER

Product by : BELTO

Unit Produksi Laboratorium Teknik elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura 57102

Tlp. (0271) 741414 ext 226

1. DISKRIPSI TRAINER

Spesifikasi trainer

Trainer mikrokontroler memiliki spesifikasi berikut.

Sumber catu daya :220 V AC 50/60 Hz

Pengaman arus :5A

Tegangan kerja :5 V DC, 12 V DC

Blok percobaan :11 Blok trainer

Downloader :1 buah (ISP)

Fungsi setiap diagram blok

a. Blok mikrokontroler

Blok mikrokontroler trainer mikrokontroler ini memiliki IC AT89S52

dengan performance memori flash program 8KB. Pada IC AT89S52 ini

program akan didownload dan disimpan. Memiliki 32 port yang

dihubungkan untuk beberapa percobaan dalam trainer ini. Blok ini juga di

manfaatkan untuk downloader program atau tempat memasukkan program

ke EEPROM mikrokontroler jika ingin digunakan pada aplikasi lain di luar

aplikasi pada trainer ini.

b. Blok keypad

Merupakan blok percobaan dengan input berupa keypad yang akan

dihubungkan ke display LCD. Pada trainer blok keypad inputan berupa

karakter angka 0 sampai 9 dan huruf A, B, C dan D. Selain itu karakter

tambahan berupa * dan #. Hasil inputan akan di tampilkan dengan LCD

display. Konektor yang digunakan adalah konektor 2 namun dapat diganti

port mana saja. Pada keypad ini juga telah dilengkapi dengan reaiator pull

up pada pin-pinya sehingga pada port yang akan diperiksa akan selalu

berkondisi high saat tidak ada penekanan pada keypadnya. Metode yang di

gunakan untuk menggetahui tombol mana yang di tekan menggunakan

metode scaning.

c. Blok serial RS232

Pada blok serial digunakan untuk penghubung (komunikasi) antara PC

(personal komputer) dengan mikrokontroler. Dengan kabel data yang

dihubungkan dengan konektor jenis DB 9. Baudrate yang digunakan dapat

dirubah sesuai keinginan. Program yang digunakan dalam PC dapat

menggunakan program bawaan windows hyperterminal. Program yang

disertakan dapat menampilkan karakter pada keyboard yang ditekan ke

dalam tampilan LCD dengan menggunakan program pada PC

Hyperterminal dengan boudrate 19200. Pada blok serial hanya khusus

menggunakan Konektor 4 karena letak dari komunikasi serial di

mikrokontroler hanya pada port 3 (konektor 4) saja.

d. Blok display led

Pada blok display led memiliki delapan buah output led. Display ini

didukung IC SN 74LS245 untuk memperkuat output pada keluaran port

mikrokontroler. Pada aplikasi ini menggunakan aktif low yang berarti led

akan menyala jika pada port di berikan logika low dan sebaliknya akan mati

jika diberikan logika high. Pada blok ini dapat menggunakan semua

Konektor yang ada pada blok mikrokontroler.

e. Blok display seven segmen

Memiliki fungsi penampil berupa seven segmen yang terdiri atas empat

buah display seven segmen. Program yang dijalankan dapat berupa tampilan

dari angka serta huruf yang merupakan kombinasi dari setiap segmen. Blok

ini juga didukung oleh IC ULN 2803 yang akan menambah performance

blok ini sebagai switching arus menggunakan transistor C9012. Selain itu

seven segmen ini juga dilengkapi dot segmen yaitu titik perluasan sebagai

aplikasi pemisahan digit dalam angka. Aplikasi yang disertakan pada trainer

ini merupakan proses menghitung atau counter naik sampai 9999. pada

aplikasi ini membutuhkan 2 konektor yang harus terhubung pad blok untuk

konektor yang harus terhubung bisa menggunakan konektor mana saja

tergantung program yang dibuat. Fungsi dari port ini yang konektor yang

pertama menjadi scaning dan konektor yang kedua sebagai data (tulisan

yang akan ditampilkan).

f. Blok display dot matriks

Blok display yang memiliki ukuran 16 X 8 dot ini akan menampilkan

program yang telah di simpan dalam blok mikrokontroler. Blok ini juga

didukung kemampuan teknologi dari IC ULN 2803 serta transistor jenis

C9012. tampilan yang ada merupakan kombinasi dari setiap dot (titik) yang

akan menyala ketika program telah berjalan. Pada blok ini menggunakan

tiga buah konektor pada mikrokontroler konektor yang pertama berfungsi

sebagai data yang akan ditampilkan, konektor dua dan tiga sebagai scaning.

Untuk konektor yang digunakan bisa konektor mana saja pada

mikrokontroler sesuai dengan konfigurasi program.

g. Blok display LCD

Program yang dijalankan pada blok mikrokontroler akan ditampilkan

pada blok LCD. Dengan ukuran 2 X 16 akan mampu menampilkan karakter

sebanyak 16 buah dalam dua baris. Display ini membutuhkan 20 pin yang

terbagi dalam konektor 1 dan konektor 3 dari blok mikrokontroler. Konektor

1 berfungsi sebagai kontrol dan konektor yang ke dua sebagai data bagi

LCD. Untuk konektor bisa menggunakan konektor selain yang sudah di

rekomendasikan untuk itu program driver LCD perlu di modifikasi.

h. Blok motor DC

Merupakan blok pengaturan putaran motor DC di sini yang akan di

Kontrol hanya berupa arah putaran pada motor dc. Pada ini dilengkapi

konektor untuk melihat polaritas dari motor. Pada blok ini dilengkapi

dengan transistor yang akan mengatur arah putaran motor menggunakan

trasistor TIP31 dan TIP32.

i. Blok motor stepper

Balok ini merupakan apliksi dari kontrol motor stepper, pada blok ini

dilengkapi dengan motor stepper dengan sudut perstep sebesar 1,8 derajat.

Blok ini menggunakan driver motor berupa IC ULN 2003 . Pada aplikasi

hanya menggunakan satu Konektor saja. Pada blok ini hanya dapat

menggunakan Konektor 1 saja. Karena pada Konektor 1 keluaran dari

mikrokontroler sudah di pull up resistor.

j. Blok display Traffic light

Blok ini digunakan untuk mengatur bagaimana mengatur rambu-rambu

lalulintas pada perempatan dengan empat traffic light. Pada modul ini hanya

simulasi menggunakan led untuk dapat digunakan maka perlu adanya

peralatan tambahan lagi yang memungkinkan untuk menyalakan beban yang

besar seperti relay atau triac

k. Blok DIP switch

Blok ini merupakan sebuah swithcing yang di kemas dalam sebuah

deretan yang diberi nama dip switch. Blok ini berfungsi sebagai saklar biasa

akan aktif low, pada kondisi awal akan berlogika high. Konektor yang dapat

menggunakan konektor mana saja tinggal menyesuaikan dengan program.

Sumber : download PDF

2. MCS-51 Microcontroller kit/trainer

ELKAHFI 500 MCS-51 Microtainer

MCS-51 microtrainer ini merupakan simulator yang didesain untuk mempelajari arsitektur, aplikasi serta pemprograman pada mikrokontroler keluarga MCS-51 yang mendukung hampir semua aplikasi mikrokontroler dari penggunaan Input output port paralel MCS-51, menghidupkan LED, konfigurasi nyala deret LED, input digital 8 bit, tampilan 7 segmen, keypad heksa desimal, ADC 8 bit, aplikasi multiplekser, tampilan LCD, aplikasi Interupsi, dan komunikasi serial melalui RS232. Semua simulasi aplikasi tersebut dapat dilakukan dalam satu board dengan didukung oleh mikrokontroler ISP sehingga proses pembelajaran dapat dilakukan dengan cepat dan efisien. Mikrokontroler yang dapat digunakan yaitu IC AT89S52 ( Default ) ataupun AT89S8252.

Di Program Studi Fisika, FMIPA, ITB, KPT ini digunakan dalam pengajaran matakuliah Mikroprosesor dan Antarmuka serta Sistem Instrumentasi untuk mahasiswa program sarjana.

Publikasi tentang pengajaran tersebut dapat dilihat di jurnal Computer Applications in Engineering Education(2007) dan di sini.

Kelengkapan MCS-51 microtrainer
Dalam satu perangkat MCS-51 microtrainer terdiri dari :
1. Satu Board MCS-51 microtrainer
2. Satu IC Mikrokontroler AT89S52 ( Melekat Pada Board Simulator )
3. Dua Buah Jumper ( Melekat Pada Board Simulator )
4. Satu Kabel Serial, Penghubung antara MCS-51 microtrainer dan PC
5. Satu Kabel Paralel
6. Satu Buah kabel power supply
7. User Manual
8. Deskripsi dan Contoh Aplikasi MCS-51 microtrainer

Sumber : http://sites.google.com

3. Rancang Bangun Trainer Mikrokontroler Sebagai Media Interaktif Untuk Meningkatkan Proses Belajar Mengajar Di SMK
Kode	: 1012/T
Jenis Penelitian	: Hibah Bersaing
Metode Penelitian	: SURVEY
Tahun Penelitian	: 2007
Sumber Dana	: DIKTI
Fakultas	: FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
Peneliti	- Drs. YOYO SOMANTRI ST. - Drs. YUDA MULADI M.Pd.
Abstrak	Penelitian yang berjudul rancang bangun trainer mikrokontroler sebagai media interaktif untuk meningkatkan proses belajar mengajar di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) dengan latar belakang bahwa trainer model ini belum ada dan yang ada trainer mikrokontroler pada saat ini berbasis Personal Computer (PC) artinya masih dipasilitasi oleh computer, sedangkan trainer yang didisain tanpa menggunakan computer supaya lebih ekonomis dan praktis. Sehingga sekolah-sekolah menengah kejuruan yang tidak memiliki komputer siswanya tetap dapat melaksanakan praktek mikrokontroler, disamping itu bahwa trainer mikrokontroler sangat dibutuhkan di sekolah-sekolah menengah kejuruan sebagai alat latih untuk meningkatkan hasil proses belajar mengajar. Rencananya hasil disain trainer ini akan dipatenkan. Tujuan penelitian ini adalah sebagai salah satu solusi dalam penyiapan dan pengadaan alat latih belajar mengajar atau trainer mikrokontroler untuk Sekolah-sekolah Menengah Kejuruan dan Universitas Pendidikan Indonesia. Metoda yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda ekperimen dan mengkaji berbagai journal tentang disain mikrokontroler dari peneliti terdahulu. Manfaatnya Trainer mikrokontroler dapat berfungsi sebagai media interaktif untuk meningkatkan kemampuan hasil proses belajar mengajar mikrokontroler di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) ataupun di UPI, sehingga sesuai dengan tututan tujuan kurikulum dan dunia Industri atau manyarakat industri. Hasil dan kesimpulan dari penelitian tahun pertama (kesatu), menghasilkan rancangan perangkat keras atau Hardware yang telah ditetapkan dengan menggunakan mikrokontroler tipe MCS’51, dengan mikrokontroler yang dipilih 89C55 karena kapasitas flas PROM-nya 32 K byte. Sedangan RAM 622546; LCD karakter 16 x 2; Keyboard standar, dan modul-model ekperimen. Perancangan hardware yang dipilih perancangan yang menggunakan dua mikrokontroler. Satu dijadikan sebagai prosesor yang menggantikan fungsi komputer dan yang satu lagi dipakai sebagai IC target (prosesor yang menjadi target ). Berdasarkan pengukuran untuk frekuensi dan tegangan oprasi sudah stabil dan memenuhi kriteria standar logika. Sedangkan untuk rancangan software baru hanya dihasilkan program antar muka antara mikrokontroler dengan keyboard Personal Computer (PC) dan program antar muka antara mikrokontroler dengan LCD karakter, dan Keyboard, mikrokontroler, serta LDC karakter. Program ini sudah dapat beroperasi secara normal, sedangkan untuk program-program kompiler yang akan diselesaikan pada tahap dua atau tahun kedua serta uji coba alat di sekolah-sekolah menengah kejuruan dan Universitas Pendidikan Indonesia.

Sumber : penelitian.lppm.upi.edu

4. TRAINER MIKROKONTROLER AVR ATmega8535

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk merancang alat bantu praktikum sistem input, output, dan ADC berbasis mikrokontroler AVR ATmega8535. Penelitian dilakukan dilaboratorium elektronika Jurusan Teknik Elektro FakultasTeknik Universitas Negeri Jakarta dengan menggunakan metode eksperimen laboratorium.

Trainer ini terdiri dari tiga blok yaitu blok proses, blok input dan blok output. Blok input terdiri dari input push button sebagai variasi nyala LED 8 bit, sensor cahaya dengan menggunakan LED dengan infra merah dan photodiode untuk mendeteksi benda, keypad sebagai input angka, dan potensiometer untuk input ADC. Blok proses yaitu mikrokontroler AVR ATmega8535 sebagai pemroses setiap instruksi dengan menggunakan I/O dan ADC internal 10 bit yang berfungsi mengkonversi input tegangan potensiometer yang ditampilkan dalam output LED 8 bit.

Blok output terdiri dari output LED 8 bit, motor DC untuk mengetahui simulasi arah putaran motor dengan kondisi input dari sensor, motor stepper dengan pemberian pulsa full step, LED tujuh segmen sebagai tampilan angka dari input keypad dan LCD untuk menampilkan karakter huruf dan angka.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tujuh modul dari simulasi input, output, dan ADC sesuai dengan kriteria pengujiannya dan dapat mensimulasikan dengan baik setiap instuksi dari sistem mikrokontroler.

I. PENDAHULUAN

Manusia dalam kehidupannya cenderung ingin suatu hal yang serba otomatis tanpa harus sibuk untuk mengeluarkan banyak tenaga dalam menyelesaikan pekerjaannya, maka akhirakhir ini banyak sekali pemanfaatan tenaga kerja manusia yang semakin sedikit. Tenaga kerja manusia sudah banyak tergantikan oleh mesin atau robot. Teknologi canggih seperti itu membutuhkan sebuah system otomatis dengan program yang dapat bekerja sendiri untuk menjalankan setiap instruksi sebagai pengganti dari instruksi yang biasa dilakukan oleh tenaga manusia. Teknologi mikrokontroler adalah salah satu sistem yang mampu melakukan setiap instruksi dalam bentuk program-program yang disimpan dalam chip tunggal sebagai otak kendali atau pemroses untuk melakukan setiap instruksi yag diinginkan.

Pembelajaran sistem mikrokontroler pada program studi teknik elektronika dalam peminatan atau konsentrasi bidang instrumentasi kendali di jurusan Teknik Elektro FT-UNJ sebelumnya masih mempelajari tipe seri dari ATMEL keluarga MCS51, tetapi penulis mencoba memperkenalkan seri yang berbeda yaitu pembuatan trainer mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’sistem Risc Processor) ATmega8535 untuk menunjang pembelajaran mata kuliah sistem mikrokontroler di jurusan Teknik Elektro FT-UNJ. Praktek dalam perkuliahan sistem mikrokontroler hanya sebatas mengetik program dan mensimulasikannya menggunakan perangkat lunak 8051 IDE, mengkompilasi program untuk mengecek kesalahan atau error pada program yang dibuat, kemudian mentransfer program tersebut kedalam sebuah chip dengan perangkat lunak AEC ISP. Pemahaman mahasiswa masih terbatas dalam proses pembelajarannya karena belum dapat mengkomunikasikan program yang telah dibuat dengan rangkaian elektronik sesungguhya dan hanya melihat simulasi program atau instruksi yang dibuat sebatas perubahan bit-bitnya saja.

Penggunaan trainer sangat membantu dalam mensimulasikan cara kerja instruksi-instruksi program dan dapat dipakai sebagai bahan perbandingan antara perangkat lunak dengan perangkat elektronik, misalnya nilai data yang diberikan pada keluaran port yang digunakan, data input yang dipakai sebagai masukan port, tampilan yang dihasilkan apakah sesuai atau tidak. Jika data tidak sesuai maka dapat langsung dilihat atau disimulasikan dari output yang dihasilkan dan instruksi kerja dari sistem yang dibuat masih belum sempurna atau tidak berjalan. Berdasarkan hal tersebut maka trainer yang dibuat mencakup fungsi input dan output sederhana dan ADCdari sistem mikrokontroler.

II. KERANGKA BERFIKIR

Penggunaan trainer mikrokontroler merupakan salah satu contoh pembelajaran yang memanfaatkan komputer sebagai proses dalam pembuatan program input maupun output. Pembelajaran ini memberikan informasi secara visual atau melalui perangkat keras yaitu berupa input maupun output sehingga seseorang dapat berinteraksi langsung dengan trainer tersebut. Dengan proses tersebut maka penyampaian pesan belajar sangat efektif yaitu seseorang lebih mengingat (paham) jika pembelajaran tidak hanya sebatas teori tetapi juga prakteknya.

Salah satu tujuan pembelajaran sistem mikrokontroler di Jurusan Teknik Elektro pada mata kuliah sistem mikrokontroler yaitu memahami dasar pemrograman serta rangkaian aplikasi mikrokontroler keluarga AVR. Trainer yang akan dibuat memanfaatkan komponen dari mikrokontroler seri AVR yaitu ATmega8535 sebagai simulasi sederhana yang dari perangkat lunak AVR studio 4 dengan perangkat keras yang terdiri dari blok input sebagai masukan ke mikrokontroler, blok proses yaitu mikrokontroler yang mengolah setiap data masukan maupun keluaran, dan blok output yang merupakan keluaran dari mikrokontroler

III.METODE

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen laboratorium dan dilaksanakan di laboratorium Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Jakarta.

1. Perancangan Rangkaian Elektronik

Sistem minimum mikrokontroler AVR ATmega8535 merupakan IC mikrokontroler yang dapat beroperasi dengan gabungan dari beberapa komponen penunjang antara lain Kristal sebesar 11,0569 Hz dan kapasitor sebesar 22 pF sebagai rangkaian pembangkit pulsa atau osilator, tombol tekan dengan ....dan kapasitor 10 Oresistor 10 K sebagai reset IC mikrokontroler, IC 7805 sebagai regulator tegangan 5 Volt, koneksi kabel ISP (In system Programming)

2. Perancangan program

Perancangan program menggunakan bahasa assembler yang ditulis pada teks editor AVR studio 4. Dalam pembuatan struktur program dengan mikrokontroler AVR harus menyertakan header pada awal program untuk proses inisialisasi stack pointer yang berfungsi untuk menyimpan data sementara dan pemanggilan alamat kembali dari interupsi atau subrutin. Pada program .asm juga harus menyertakan include file m8535def.inc sebagai definisi file dari mikrokontroler AVR ATmega8535. Pada potongan program definisi file dari mikrokontroler AVR ATmega8535 disertakan yang terdapat pada Appnotes di drive C:, SPL dan SPH merupakan register stack pointer agar program dapat kembali ke alamat semula jika kembali dari subrutin. Perancangan program input dan output dengan mikrokontroler AVR ATmega8535 memerlukan proses inisialisasi pada pemakaian fungsi port I/O mikrokontroler yaitu DDR bit dan port bit mikrokontroler.

3. Perancangan Box Trainer

Box untuk trainer yang akan dibuat harus bersifat interaktif dan mudah digunakan sehingga dapat dipakai untuk aplikasi penggunaan port yang lain selain yang terdapat dalam modul. Pada perancangan box trainer bahan yang dipergunakan yaitu papan acrylic berwarna transparan. Perancangan mekanik ini memiliki bentuk box dengan panjang 35 cm, lebar 30 cm, tinggi 10 cm.

IV HASIL PENELITIAN

1. Pengujian Blok Input Trainer

a. Pengujian Input Push Button

Tabel 4.1 Pengujian Kondisi Input Push Button.

b.Pengujian Input Sensor Cahaya

Tabel 4.2 Pengujian Kondisi Input Sensor Cahaya

Tabel 4.3 Pemberian Data Input Keypad

c. Pengujian Input/Output ADC dengan Potensiometer

d. Pengujian Input Keypad 2. Hasil Pengujian Blok Output Trainer

e. Pengujian Output LED

Tabel 4.5 Pengujian Kondisi Output LED

f. Pengujian Output Motor DC

Tabel 4.4 Pengujian Input/Output ADC dengan Potensiometer

Tabel 4.6 Pengujian Output Motor DC

g.Pengujian Output Motor Stepper

Tabel 4.7 Pengujian Output Motor Stepper Analisis Hasil Pengujian Blok Input

Pada input yang memakai push button dihubungkan dengan common ground yang berfungsi untuk memberikan input low ke mikrokontroler yaitu 0-0,2 Volt. Hal tersebut dapat dilihat pada tabel hasil pengujian push button yaitu jika push button dalam kondisi tidak ditekan tegangan di port sebesar 4 Volt yang memberikan logika High data yang dibaca adalah logika “1”. Sedangkan jika push button aktif maka akan terhubung ke ground yang akan memberikan tegangan sebesar 0,01 Volt.

Input sensor cahaya menggunakan IC LM324 sebagai komparator atau pembanding tegangan. Masukan inverting atau (-) dihasilkan dari perbedaan tegangan photodiode, sedangkan masukan non-inverting atau (+) dihasilkan dari referensi tegangan resistor variabel. Fungsi komparator ini yaitu untuk membandingkan besar tegangan antara masukan inverting dengan masukan non-inverting jika sensor dalam keadaan tidak terhalang oleh benda maka besar tegangan masukan (+) sebesar 2,2 Volt lebih besar dari tegangan masukan (-) sebesar 1 volt maka pada output komparator akan menghasilkan logika high sebesar 3,8 Volt. Kondisi tersebut dibaca oleh mikrokontroler dengan logika “1”. Sebaliknya pada kondisi sensor terhalang oleh benda maka tegangan masukan (-) sebesar 3 Volt lebih besar dari tegangan masukan (+) sebesar 2,2 Volt maka pada ouput komparator akan menghasilkan logika low sebesar 2,2 Volt. Ouput komparator dengan logika low nantinya akan dibaca oleh mikrokontroler dengan logika “0” (sensor aktif).

Analisis Hasil Pengujian Blok Input Output LED dihubungkan VCC pada common anodanya, LED akan menyala jika diberikan output logika low dengan tegangan port sebesar 0,1 Volt karena arus akan mengalir dari anoda ke katoda pada LED (bias maju). Sedangkan LED tidak akan menyala jika diberikan output logika high dengan besar tegangan port mendekati VCC yaitu 4,5 Volt.

Pada Output motor DC menggunakan IC L293D yang dihubungkan ke motor DC. Aplikasi motor DC ini yaitu dengan memberikan input logika yang berbeda pada PB0 dan PB1. Pada saat logika 0 maka tegangan port sebesar 0 Volt sedangkan logika 1 besar tegangannya 5 Volt. Untuk menggerakkan motor DC dihubungkan dengan pin 3Y dan 4Y dengan besar output tegangannya tidak sama dengan output dari mikrokontroler pada kondisi high tegangannya 4,8 Volt sedangkan pada kondisi low besar tegangannya 0,1 Volt. Arah putaran motor DC ini tergantung dari input masukan pada port PB0 dan PB1 atau pin 3A dan 4A.

V. KESIMPULAN

1.Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

2.Trainer mikrokontroler dapat mensimulasikan input dan output mikrokontroler secara nyata dengan perangkat input dan ouput yang ditampilkan secara hardware.

3.Simulasi input dan ouput lebih jelas karena dapat divisualisasikan sesuai perubahan data dari mikrokontroler.

4.Modul ADC ditampilkan dengan output LED dengan memanfaatkan fungsi ADC internal mikrokontroler AVR ATmega8535

5.Setiap modul dalam trainer mikrokontroler dapat bekerja dengan baik sesuai program yang dibuat.

IMPLIKASI

1. Bidang Keteknikan Penelitian ini dapat dipraktekan dengan menggunakan bahasa pemrograman lain, misalnya bahasa C dan juga dapat dipraktekan dengan aplikasi lain selain dalam modul trainer.

2. Bidang Pendidikan Penelitian ini dapat dipelajari dan dipraktekan sebagai alat bantu pembelajaran praktikum sistem mikrokontroler untuk menambah wawasan bagi mahasiswa (penggunanya) sehingga dapat dijadikan bahan analisa dan perbaikan kekurangannya.

SARAN

Saran untuk mengatasi dan melengkapi beberapa kelemahan pada penelitian ini, yaitu sebagai berikut :

1. Penelitian ini dapat dijalankan dengan menggunakan bahasa pemrograman lain seperti bahasa C.

2. Agar arus keluaran mikrokontroler cukup untuk menggerakkan rangkaian output dapat menggunakan IC Buffer 74LS244 atau IC penyangga lainnya.

3. Penambahan port I/O dapat menggunakan PPI 8255 atau mikrokontroler lagi.

4. Komponen potensiometer dapat diganti dengan resistor variabel yang lebih bagus atau memiliki kepresisian lebih tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Atmel. 8-bit AVR Microcontroller With 8K Bytes In-System Programmable Flash ATmega 8535, ATmega8535, 2005, (Online), (http://www.alldatasheets.com, diakses 14 September 2007)

Budi, Eko Mursito. Simulator Untuk Pengajaran Sistem Control. Bandung : Prosiding Semiloka Teknologi Simulasi dan Komputasi,

Budiharto, Widodo. Perancangan sistem dan aplikasi mikrokontroler. Jakarta : Elex Media Komputindo, 2005

Cahyadi. Implementasi Protokol I2C Bus pada komunikasi antar IC Mikrokontroler AT89S51.

Skripsi, Jakarta : Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, UNJ, 2007

Gadre, Dhananjay V. Programming and Customizing The AVR Microcontroller. USA : Mc.

GrawHill Companies, 2001 JoAldera, Microcontroller ATmega8535,

(Online),

(http://duniaelektronika.blogspot.co m, diakses 14 September 2007)

Malvino, Albert Paul, Prinsip-Prinsip Elektronik. Jakarta : ERLANGGA, 1990

mikroElektronika, Introduction to Microcontroller, Ebook-Electronics,

(Online), (http://www.mikrocontroller.net, diakses 14 September 2007)

Nalwan, Paulus Andi. Panduan Praktis Penggunaan dan Antar muka Modul LCD M1632.

Jakarta : PT Elex Media Komputindo, 2007

Texas Instruments. L293, L293D Quadruple Half-H Drivers, 2002, (Online),

(http://www.alldatasheets.com, diakses 14 September 2007)

Wardhana, Lingga. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATmega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Yogyakarta : ANDI,2006

Wibisono Koselan, Susanto. Motor Stepper : Tipe dan Rangkaian Kontrol (Bagian I), (Online),

(http://www.hsi-inc.com, diakses pada tanggal 30 November 2007)

Winoto, Ardi. Belajar Mikrokontroler Atmel AVR ATtiny2313 Step By Step. Yogyakarta : Gava Media, 2006

TRAINER MIKROKONTROLER AVR ATmega8535 SEBAGAI

ALAT BANTU PEMBELAJARAN PRAKTIKUM SISTEM

MIKROKONTROLER

JURNAL SKRIPSI

DISUSUN OLEH:

HENNY INDRIYANI (5215032213)

LULUSAN 2008

DITULIS ULANG OLEH:

ABDUL AZIS (5215087446) Pend. Teknik Elektronika

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

Sumber : download PDF

Tugas 2 (Mohamad Idris)

Tidak ada komentar:

Posting Komentar