1
1
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang MasalahTingginya konsumsi dari penggunaan
bahan bakar berbasis fosil dapat berdampak pada habisnya sumber
daya tersebut suatu saat nanti, belum lagi energi fosil membutuhkan
waktu yang sangat lama untuk proses terbentuknya, dan membutuhkan
biaya yang sangat besar untuk melakukan proses produksinya. Untuk
itu perlu adanya pengembangan energi baru dan terbarukan sebagai
sumber energi alternatif. Dan sekarang sudah banyak di ciptakan
peralatan peralatan canggih untuk memenuhi kelengkapan akan
kebutuhan masyarakat pada umumnya. Akan tetapi peralatan yang
sekarang banyak beredaran di pasaran masih kurang efesien, di
karenakan di dalam penggunaan nya masih menggunakan sumber energi
yang tidak dapat di perbaharui seperti BBM dan GAS. Dan penggunaan
nya juga masih analog ( Manual ).Berdasarkan permasalahan tersebut
kami ingin mengembangkan sebuah peralatan dapur yang lebih efesien
dan lebih hemat energi. Dalam hal ini kami memilih kompor. Kompor
tersebut nantinya akan kami rancang menjadi lebih modern ( Digital
) yaitu pada kompor tersebut akan di lengkapi LCD dengan ukuran 16
x 2 untuk memudahkan di dalam penggunaan nya. Dalam hal ini kami
mencoba membuat sebuah inovasi yaitu PENGEMBANGAN KOMPOR LISTRIK
DENGAN SOLAR PANEL SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI KOMPOR GAS BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 32 untuk menggantikan penggunaan dari kompor
yang menggunakan bahan bakar fosil ( BBM / LPG ) yang umumnya
digunakan untuk kompor dalam kebutuhan rumah tangga sehari-
hari.
1.2 Perumusan MasalahPembuatan tugas akhir ini dimaksudkan untuk
: a. Bagaimana cara merancang program untuk membuat kompor tersebut
dapat off otomatis.b. Bagaimana cara membuat program untuk
menampilkan timer, suhu, dan sisa daya penggunaan batere pada
lcd.1.3 Tujuan Pembuatan alat ini memiliki tujuan yaitu: a.
Mengetahui cara kinerja dari mikrokontroler ATmega 32.b. Mengetahui
kegunaan dari pemograman mikrokontroler. 1.4 Batasan MasalahAdapun
batasan masalah nya adalah : Settingan nya tidak bisa di reset
seperti semula, jadi harus ganti peralatan nya langsung.1.5
ManfaatHasil dari pembuatan tugas ini diharapkan dapat memberikan
manfaat diantaranya : a. Untuk mempermudah masyarakat di dalam
penggunaan dari kompor tersebut.b. Untuk membuat masyarakat
mengetahui kinerja dari kompor digital.c. Sebagai peralihan di
dalam pemakaian kompor manual ke kompor digital.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian PustakaPada tahun 2013, Mahasiswa Universitas
Muahammadyah Jakarta Jurusan Teknik Elektro yang bernama Rezimi
Fandri telah merancang Kompor Listrik Berbasis Solar Panel Sebagai
Alternatif Pengganti Kompor Gas.Dalam hal ini penulis menimbulkan
ide untuk mengembangkan alat tersebut menjadi PENGEMBANGAN KOMPOR
LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN SOLAR PANEL SEBAGAI ALTERNATIF PENGGANTI
KOMPOR GAS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32, Kompor ini kami
kembangkan sebagai peralihan teknologi di zaman modern ini .Dan
kompor ini juga akan di lengkapi dengan sebuah LCD untuk dapat
mengontrol penyetelan timer dan suhu , dan untuk mengontrol sisa
daya dari pengunaan batere.
2.2Landasan Teori2.2.1Mikrokontroler ATmega32Mikrokontroler
ATmega32 adalah mikrokontroler 8-bit keluaran Atmel dari keluarga
AVR. Pihak Atmel menyatakan bahwa AVR bukanlah sebuah akronim atau
singkatan dari suatu kalimat tertentu, perancang arsitektur AVR,
Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan tidak memberikan jawaban yang
pasti tentang singkatan AVR ini. Mikrokontroler ini dirancang
berdasarkan arsitektur AVR RISC (Reduced Instruction Set Computer)
yang mengeksekusi satu instruksi dalam satu siklus clock sehingga
dapat mencapai eksekusi instruksi sebesar 1 MIPS (Million
Instruction Per Second) setiap 1 MHZ frekuensi clock yang digunakan
mikrokontroler tersebut. Frekuensi clock yang digunakan dapat
diatur melalui fuse bits dan kristal yang digunakan. Jika kristal
yang digunakan sebesar 16 MHZ sehingga frekuensi clock-nya sebesar
16 MHZ maka eksekusi instruksinya mencapai 16 MIPS (Atmel,
2009).ATmega32 memiliki fitur utama antara lain: 16K x 16 byte
In-System Programmable Flash Program memory dari alamat 0000H
sampai 3FFFH. Flash memory ini terbagi menjadi dua bagian yaitu
application flash section dan boot flash section. Data memori
sebesar 2144 byte yang terbagi atas 32 general purpose register, 64
I/O register, dan 2KB internal SRAM (Static Random Access Memory),
1 KB EEPROM (Electrically Eraseable Read Only Memory), 32 I/O pin,
tiga unit timer/counter, internal dan eksternal interrupt, USART
(Universal Synchronous and Asynchronous Receiver Transceiver), TWI
(Two-wire Serial Interface), 10-bit ADC (Analog to Digital
Converter) delapan saluran, SPI (Serial Programmable Interface),
watchdog timer, dan internal clock generator. Berikut adalah fitur
yang terdapat pada microcontroller ATmega32 yaitu: Saluran I/O ada
32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. ADC (Analog to
Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 channel. Tiga buah
Timer/Counter. CPU yang terdiri dari 32 buah register. Memiliki 131
instruksi yang membutuhkan 1 siklus clock. Watchdog timer dengan
osilator internal. Dua buah timer/counter 8 bit, satu buah
timer/counter 16 bit. Tegangan operasi 2.7 V 5.5 V pada ATmega 16L.
Internal SRAM sebesar 1 KB. Memori flash sebesar 32KB dengan
kemampuan Read While Write. Unit interupsi internal dan external.
Port antarmuka SPI. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram
saat operasi. Antarmuka komparator analog. 4 channel PWM. 32x8
general purpose register. Hampir mencapai 16 MIPS pada Kristal 16
MHz. Port USART yang dapat diprogram untuk komunikasi
serial.Seperti telah disebutkan di atas ATmega32 memiliki 32
general purpose register, dan register ini terhubung langsung
dengan dengan ALU (Arithmatic Logic Unit) sehingga dua register
dapat sekaligus diakses dalam satu instruksi yang dieksekusi tiap
clock-nya. Sehingga arsitektur seperti ini lebih efisien dalam
eksekusi kode program dan dapat mencapai eksekusi sepuluh kali
lebih cepat dibandingkan mikrokontroler CISC (Complete Instruction
Set Computer) (Atmel, 2009).ATmega32 memiliki clock generator
internal sehingga mikrokontroler ini dapat bekerja langsung tanpa
menggunakan clock eksternal. Sinyal clock internal yang
dibangkitkan sebesar 1 MHZ. Jadi, cukup dengan menghubungkan Vcc
dan Gnd dengan tegangan 5V DC mikrokontroler ini dapat bekerja.
Untuk membuat program ATmega32 dapat digunakan WinAVR atau AVR
Studio yang dapat diperoleh secara gratis (freeware). Namun dalam
pembahasan ini software yang digunakan adalah WinAVR. Program
dibuat dalam bahasa C dan menambahkan file header untuk ATmega32
yang berisi register-register pada ATmega32. Setelah program
di-compile akan menghasilkan file dengan tipe Intel hex (.hex).
File inilah yang nantinya akan di-programkan ke ATmega32 melalui
interface bsd programmer (Brian Dean's Programmer) yang terhubung
ke komputer melalui port paralel. Koneksi antara ATmega32 dan port
paralel untuk bsd programmer diberikan oleh tabel 2.1.Tabel 2.1
Koneksi Pin Port Paralel dan ATmega32Port paralelATmega32
No pinNama pinNo pinNama pin
7D59Reset
8D68SCK
9D76MOSI
10S67MISO
19Ground11Ground
2.2.2Konfigurasi PINKonfigurasi pin microcontroller ATmega32 dan
bentuk modul minimum system ATmega32 terdapat pada Gambar 2.1 dan
Gambar 2.2.
Gambar 2.1 Modul Minimum System ATmega32(Sumber: Innovative
Electronics, 2011)
Gambar 2.2 Konfigurasi pin microcontroller ATmega32.(Sumber:
ATMEL, 2003)Fungsi umum dari susunan pin microcontroller ATmega32
adalah sebagaiberikut: VCC merupakan catu daya positif. GND sebagai
pin ground catu daya negatif. Port A (PAO..PA7) merupakan pin I/O
dua arah dan dapat diprogramsebagai pin dari ADC. Port B (PBO..PB7)
merupakan pin I/O dua arah dan fungsinya sebagai,timer/counter,
komparator analog, dan SPI. Port C (PCO..PC7) merupakan pin I/O dua
arah dan fungsinya sebagai,TWI, komparator analog, dan timer
osilator. Port D (PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan
fungsinya sebagai,komparator analog, interupsi eksternal dan
komunikasi serial. Reset merupakan pin yang digunakan untuk
me-reset microcontroller. XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin clock
eksternal. Pada microcontrollermembutuhkan sumber (clock) agar
dapat mengeksekusi instruksi yang adadi memori. Semakin tinggi
nilai kristalnya, maka semakin cepat microcontroller tersebut. AVCC
sebagai pin tegangan untuk ADC. AREF sebagai pin tegangan
referensi.
2.2.3LCD (Liquid Cristal Display )LCD (Liquid Cristal Display)
adalah salah satu jenis display elektronik yangdibuat dengan
teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya
tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap
front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.LCD (Liquid
Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk
karakter, huruf, angka ataupun grafik.
2.2.3.1Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan
dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda
transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan
lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan
dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan
silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan
sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer
cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang
telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi
gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
Gambar 2.3: Lcd (Liquid Cristal Display )2.2.3.2Pengendali /
Kontroler LCD (Liquid Cristal Display) Dalam modul LCD (Liquid
Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai
pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).
Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi
dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler
internal LCD adalah : DDRAM (Display Data Random Access Memory)
merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari
karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. CGROM
(Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan
karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan
pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna
tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat
merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM..Register control yang
terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah. Register perintah
yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke
panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data
atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat
dibaca pada saat pembacaan data. Register data yaitu register untuk
menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada
register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan
alamat yang telah diatur sebelumnya. Pin, kaki atau jalur input dan
kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah
: Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin
ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat
dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti
mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select)
berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang
masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk
adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data. Pin R/W
(Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis
data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk
memegang data baik masuk atau keluar. Pin VLCD berfungsi mengatur
kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan
trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground,
sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.2.2.4Codevision
AVRCodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk
memprogram mikrokontroler sekarang ini telah umum. Mulai dari
penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup
kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah
program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler
yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan
fasilitas yang sudah di sediakan oleh program tersebut. Salah satu
compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision
AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C.CodeVision AVR mempunyai
suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya codewizard,
fasilitas ini memudahkan kita dalam inisialisasi mikrokontroler
yang akan kita gunakan, codevision telah menyediakan konfigurasi
yang bisa diatur pada masing-masing chip mikrokontroler yang akan
kita gunakan, sehingga kita tidak perlu melihatdatasheetuntuk
sekedar mengonfigurasi mikrokontroler.
Gambar 2.4 Tampilan Code VisionAVRSumber :
ww.samikalamallah.blogspot.com
2.2.5Struktur Bahasa C pada CVAVRPenggunaan mikrokontroler yang
diterapkan di berbagai alat rumah tangga, otomotif, sampai dengan
kendali, membuat mikrokontroler mulai masuk didunia pendidikan.
Banyak varian dan type dari mikrokontroler yang dipelajari dan
digunakan di dunia pendidikan. Salah satu varian yang banyak
dipelajari dan digunakan adalah produk dari ATMEL dengan type
keluarga AVR. Banyak software yang dapat digunakan untuk memprogram
mikrokontroler keluarga AVR, dengan bahasa pemrograman masing
-masing. Salah satu bahasa pemrograman yang dikembangkan atau
digunakan dunia pendidikan adalah bahasa C dengan struktur dan
kemudahan yang dimilikinya. Perkembangan bahasa pemrograman yang
dimulai dari bahasa tingkat rendah (bahasa assembly/bahasa mesin)
sampai dengan bahasa tingkat tinggi (salah satunya bahasa C). Bagi
mikrokontroler bahasa assembly merupakan bahasa yang mudah untuk
diterjemahkan bagi prosesornya, sehingga dikatakan sebagai bahasa
tingkat rendah. Sedangkan bahasa tinggkat tinggi merupakan bahasa
yang sulit diterjemahkan oleh prosesor yang ada di didalam
mikrokontroler. Pemilihan bahasa C sebagai bahasa pemrograman untuk
mikrokontroler dikarenakan mudah dipahami dan diterjemahkan bagi
user atau programmer. Bahasa C memiliki struktur pemrograman yang
khusus, selain itu bahas a C memiliki sifat case sensitive. Artinya
tersebut adalah bahwa penulisan kata/word program sangat sensitif
dengan mendeteksi perbedaan kapital tidaknya huruf yang digunakan.
Satu huruf yang berbeda pada satu kata yang diulang, menyebabkan
software tidak akan bisa meng-compile seluruh program yang
dibuat.Setiap bahasa pemrograman memiliki type data masing -masing.
Type data merupakan jangkauan suatu data yang mampu/dapat
dikerjakan/diolah oleh mikroprosesor dalam program yang dibuat.
Penggunaan type data ini juga harus sesuai kebutuhan dan
disesuaikan dengan fungsi setiap data. Pemilihan penggunaan type
data dapat mempengaruhi besarnya memory file yang dibuat. Berikut
daftar type data yang dapat digunakan dalam pemrograman bahasa C
:Tabel 1. daftar type data yang dapat digunakan dalam pemrograman
bahasa CTypeSizeRange (jangkauan)
Bit10,1
Bool, bool80,1
Char8-128 sampai 127
Unsigned char80 sampai 255
Signed char8-128 sampai 127
Int16-32768 sampai 32767
Short int16-32768 sampai 32767
Unsigned int160 sampai 65535
signed int16-32768 sampai 32767
Long int32-2147483648 sampai 2147483648
Unsigned long int320 sampai 4294967295
Signed long int32-2147483648 sampai 2147483648
Float321.175e-38 sampai 3.402e38
Double321.175e-38 sampai 3.402e38
Penggunaan type data bersamaan dengan variable data yang akan
digunakan. Penulisan type data sesuai struktur dapat dilihat
sebagai berikut: bit data_1; terdapat variable dengan nama data_1
dengan type data bitint data_2; terdapat variable dengan nama
data_2 dengan type data integer Selain tipe data, bahasa C memiliki
struktur penulisan akan simbol -simbol operasi aritmatik. Setiap
penggunaan simbol -simbol aritmatik memiliki fungsi masing -masing.
Berikut tabel symbol-simbol aritmatik yang digunakan dalam bahasa C
:Tabel 2. daftar simbol aritmatika yang dapat digunakan dalam
pemrograman bahasa COperatorKeteranganOperatorKeterangan
+Penjumlahan-pengurangan
*Perkalian/pembagian
%Modulus++Penjumlahan berkelanjutan
--Pengurangan=Sama dengan/memberikan nilai
==Nilainya sama dengan~NOT
!!!Hasil tidak sama dengan
Lebih besar
=Hasil lebih besar sama dengan
&Dan/ AND&&AND (dua kondisi)
OROR ( dua kondisi)
^Faktor pangkat?:
Geser bit ke kanan
-=Hasil pengurangan sama dengan+=Hasil penjumlahan sama
dengan
/=Hasil pembagian sama dengan%=Hasil modulus sama dengan
&=Hasil peng-AND-an sama dengan*=Hasil perkalian sama
dengan
^=Hasil pangkat sama dengan=Hasil peng-OR-an sama dengan
>>=Hasil penggeseran bit kekanan sama dengan
