PERANCANGAN SISTEM GORDEN OTOMATIS BERBASIS SISTEMMINIMUM MIKROKONTROLER

Edy Agustian1), Erfanti Fatkhiyah2), Erma Susanti3)

1,2,3)Fakultas Teknologi Industri, IST AKPRINDEmail: 1)edytian70@gmail.com, 2)erfanti@akprind.ac.id, 3erma@akprind.ac.id

ABSTRACTCurtains are fabric used to cover a window at night. Opening and closing the curtain is one of themost common activities in everyday life, and usually often forgets to close the curtains at nightwhen left traveling from morning to night. The automatic curtain is designed using severalcomponents consisting of drive wheel driven by dc motor equipped with motor driver, light sensorusing Light Dependent Resistor, and control system using ATMega8 microcontroller. In orderfor this automatic curtain system to be able to walk not only hardware, but also software (software)because the microcontroller will not work as expected without any program instructions insertedinto the microcontroller. Bascom-AVR software to write the program using C language which thencompiled into Hex while USB Downloader (to download the program to the Microcontroller)using eXtreme Burner-AVR.This system serves to control open and close the curtain. In this system,Motor DC is activated based on light obtained from Light Dependent Resistor sensor. The LDRresistance will change with the change in the intensity of light that surrounds it or around it. Fromthe results of tests that have been done indicate that the automatic curtain system can work well,that the microcontroller can detect input from the light sensor well, and motor dc moves inaccordance with the commands of the microcontroller.

Keywords: Microcontroller, automation systems, light dependent resisitor, light sensor, automaticscurtain system

1. PENDAHULUANBerbagai peralatan rumah tangga, saat ini

menjadi sebuah kebutuhan dalam kehidupansehari-hari. Bahkan banyak sekali dijumpaialat-alat rumah tangga dan alat industri yangtelah menggunakan sistem otomatis dan dapatdikendalikan secara jarak jauh hanya denganmenggunakan suatu sistem kontroler sepertiremote, smartphone, sensor, dan lain-lain.(Wakito dan Triono, 2012).

Menurut kamus besar bahasa indonesia(KBBI) gorden adalah kain yang digunakanuntuk menutup cahaya pada jendela rumah.Gorden yang digunakan sampai saat ini masihmenggunakan sistem manual, yaitu membukadan menutup gorden hanya menggunakantangan sehingga membutuhkan waktu dantenaga. Masalah dan kendala tersebut akandikembangkan ke dalam sebuah sistem barudan otomatis untuk membantu mempermudahdalam membuka dan menutup gorden denganotomatis. Dengan memanfaatkan sensor cahaya,sebagai sarana untuk mengendalikan gorden

secara otomatis dengan sistem minimummikrokontroler.

Mikrokontroler adalah sebuah IC yang didalamnya terdapat sebuah prosesor dan sebuahmemori (Setiawan, 2011). Prosesor iniberfungsi untuk pengolahan data, dan memoriberfungsi untuk menyimpan data. Data yangtelah disimpan ke memori dapat dihapus danditulis lagi dengan data yang baru danmenggunakan downloader sebagai interfacenyadan sebuah software tertentu sebagai editornya(tempat penulisan program).

Dengan adanya masalah tersebut, makakemudian muncul gagasan untuk membuat alat“Perancangan Sistem Gorden OtomatisBerbasis Sistem Minimum Mikrokontroler”untuk mengatasi masalah tersebut.

Penelitian ini menggunakan pustaka hasil-hasil penelitian sebelumnya yang relevan, yaitupenelitian Guntoro, H. dkk,2013 yang membuatrancang bangun magnetic door lock yangmenggunakan keypad dan solenoid berbasismikrokontroler arduino uno. Tujuan penelitianini adalah untuk membuat alat magnetic door

lock berbasis Arduino Uno untuk keamananrumah seperti pintu, lemari, loker, brankas, danyang lainnya secara elektronik tanpa harusmenggunakan kunci konvensional, denganmenggunakan metode eksperimen (uji coba).Aplikasi ini dilengkapi dengan keypad untukmenekan kode angka kunci yang ditentukan,sehingga sangat memudahkan pemilik rumahtanpa takut kehilangan kunci.

Hasil dari pengujian yang telah dilakukanadalah Mikrokontroler Arduino Uno dapatberkomunikasi dan mengendalikan alat agarberjalan sesuai dengan algoritma program dansistem kerja dari magnetic door lock bekerjasesuai dengan urutan instruksi pemogramandengan menggunakan bahasa C.

Wakito dan Triono (2012) yang membuatminiatur otomatisasi bel listrik menggunakanmikrokontroler ATmega8. Penelitian inimembahas tentang perancangan danimplementasi miniatur otomatisasi bel listriksekolah dan pintu gerbang menggunakanmikrokontroler ATmega8.

Sistem alat ini berfungsi sebagai pertandadan pengingat waktu sekolah dan pintu gerbangotomatis. Cara kerjanya apabila bel masukberbunyi, maka pintu gerbang otomatismenutup dan begitu juga apabila waktu belkeluar berbunyi, maka pintu gerbang otomatismembuka dan apabila keadaan darurat adatombol emergency pada alat ini. Hasil daripenelitian ini adalah pembangunan alatotomatisasi ini telah sesuai dengan kebutuhanyang diinginkan oleh operator bel listriksekolah dan semua alat dapat bekerja denganbaik.

Sulistyowati dan Febrianto (2013) yangmembuat purwarupa sistem kontrol danmonitoring pembatas daya listrik, dengantujuan membuat alat untuk memonitoringkebutuhan daya listrik agar pengeluaran akankebutuhan listrik dapat terpantau dengan mudahdan maksimal, alat ini dirancang berbasismikrokontroler ATmega16. Dalam melakukanpengontrolan, sistem tersebut menggunakanaksi kontrol on-off. Sebagai akumulatordigunakan relay beserta drivernya sedangkansensornya menggunakan sensor arus berbasisefek hall ACS712. Sistem tersebut dilengkapikeypad untuk memasukan set poin daya listrik

dan LCD untuk memantau arus yang terukur,sehingga alat ini dapat membaca nilai ADCdari keluaran sensor arus ACS712 pada setiapruang menunjukkan linieritas yang cukup stabilketika terjadi perubahan beban.

Mikrokontroler adalah sebuah sistemkomputer yang seluruh atau sebagian besarelemennya dikemas dalam satu keping IC(Integrated Circuits) sehingga sering disebutmikrokomputer chip tunggal. Lebih lanjut,mikrokontroler merupakan sistem komputeryang mempunyai satu atau beberapa tugas yangsangat spesifik, berbeda dengan personalcomputer (PC) yang memiliki beragam fungsi.

Mikrokontroler menjadi salah satupilihan sebagai alat kontrol yang fleksibel danmudah dibawa ke mana-mana serta dapatdiprogram-ulang (programmable). Dalamperkembangannya, mikrokontroler telahmengambil peran penting dalam dunia sistemelektronika, terutama dalam aplikasi elektronikakonsumen (Setiawan, 2011).

Mikrokontroler AVR ATmega8 memiliki28 pin, yang masing-masing pinnya memilikifungsi yang berbeda-beda, baik sebagai portmaupun fungsi yang lainnya. Pin-pin tersebutadalah sebagai berikut: VCC, GND (2 pin), PortB (8 pin), Port C (6 pin), Port D (5 pin),RESET, XTAL1 dan XTAL2, RX dan TX,serta AVCC.

Gambar 1. Konfigurasi Pin Atmega8(Setiawan, 2011)

Mikrokontroler menggunakan arsitekturHarvard yang memisahkan memori programdari memori data, baik bus alamat maupun busdata, sehingga pengaksesan program dan data

dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).Memori AVR Atmega terbagi menjadi tigabagian, yaitu: memori flash, memori data, danEEPROM (setiawan, 2011).

Mikrokontroler Atmega8 terdapat duabuah port USART yang digunakan sebagaikomunikasi serual yang terdapat pada PD0 danPD1. USART terdiri dari tiga blok yaituclockgenerator, transmitter, danreceiver.(Wahyudin, 2007)

Sensor cahaya adalah komponenelektronika yang dapat memberikan perubahanbesaran elektrik pada saat terjadi perubahanintensitas cahaya yang diterima oleh sensorcahaya tersebut. Sensor cahaya dalamkehidupan sehari-hari dapat ditemui padapenerima remote televisi dan pada lampupenerangan jalan otomatis. (Zonaelektro, 2017).

Fungsi sensor adalah sebagai saklarotomatis berdasarkan cahaya. Jika cahaya yangditerima oleh sensor banyak, maka nilairesistansi sensor akan menurun, dan listrikdapat mengalir (ON). Sebaliknya, jika cahayayang diterima sensor sedikit, maka nilairesistansi sensor akan menguat, dan aliranlistrik terhambat (OFF).

Motor DC merupakan alat penggerakyang dapat berputar dengan dua arah, yaitusearah jarum jam (CW) dan berlawanan arahdengan jarum jam (CCW). Motor DC dapatbekerja pada berbagai macam tegangan, mulaidari 3v DC sampai 24v DC (Wahyudin, 2007).

Bascom-AVR adalah program basiccompiler berbasis windows untukmikrokontroler jenis AVR yang menggunakanpemrograman bahasa tingkat tinggi yangdikembangkan dan dikeluarkan oleh MCSelektronika sehingga dapat dengan mudahdimengerti atau diterjemahkan.

Dalam pemrograman Bascom-AVRterdapat beberapa kemudahan, untuk membuatprogram software ATmega8, seperti programsimulasi yang sangat berguna untuk melihatsimulasi hasil program yang telah dibuat,sebelum program tersebut di_download ke ICatau ke mikrokontroler (Wahyudin, 2007).

2. METODE PENELITIANAdapun metodologi penelitian yang

digunakan dalam penelitian ini adalah metode

kepustakaan, untuk memperoleh konsep-konsepsecara teoritis menggunakan buku-bukupanduan sebagai bahan referensi dalammendapatkan informasi yang dibutuhkan,metode dokumentasi untuk pengambilan datayang bisa dipakai seperti denganmengumpulkan gambar dan video sebagaibahan referensi dalam mendapatkan informasiyang dibutuhkan, dan metode uji coba untukmenguji coba kerja perangkat dan mengamatikesalahan dan kekurangan untuk memperolehhasil yang maksimal.

Alat yang dipergunakan untukperancangan gorden otomatis berbasismikrokontroler ATmega8, untuk perangkatkerasnya berupa komputer dengan spesifikasiprosesor menggunakan Intel CoreI3 A450Cdengan 4GB DDR3 RAM yang menggunakansistem operasi windows7 64 bit, digunakanuntuk pengkodingan dan mentransfer data kemikrokontroler, mikrokontroler AVRATmega8, motor driver, motor DC, USBdownloader, adapter, sensor cahaya atau lightdependent resistor (LDR), limit switch, dankabel jumper. Sedangkan perangkat lunak,berupa Bascom-AVR, aXtreme Burner-AVR,bahasa pemrograman Visual Basic.

Konsep dasar perancangan gordenotomatis ini membutuhkan komponen yangsaling melengkapi serta terhubung dengan baikpada rangkaian ATmega8 yang merupakanrangkaian utama untuk mengatur kerja seluruhbagian pada sistem gorden otomatis tersebut.

Secara umum cara kerja rangkaian inidapat dilihat pada Gambar 2, penjelasan daritiap blok gambar tersebut adalah sebagaiberikut:a. Sensor cahaya

Bagian ini digunakan untuk menangkapcahaya dan mengirimkan data kemikrokontroler Atmega8 untuk diproses.

b. Mikrokontroler Atmega8Mikrokontroler Atmega8 berfungsi sebagaipusat pengolah data atau dapat dikatakansebagai CPU (Central Proccesing Unit),yang mana tugasnya mengolah semua datayang masuk dan data yang keluar. Bagianini akan memeriksa input dari sensorchaya, dan memberikan perintah ke bagiandriver motor, dan motor DC.

c. Motor driverMotor driver berfungsi sebagai pengaturarah perputaran motor dan kecepatanperputaran motor.

d. Motor DCMotor DC digunakan sebagai penggerakgorden yang dikontrol oleh motor driverdan disambungkan dengan rel gordenmenggunakan gear yang terbuat dari bahanacrylic.

Gambar 2. Diagram Blok Sistem Kerja GordenOtomatis

Desain purwarupa sistem gorden otomatisterdiri dari dua bagian, yaitu bagian tampak atasdan bagian tampak depan, Gambar 3menunjukkan desain purwarupa sistem gordenotomatis tampak atas.

Gambar 3. Desain Purwarupa Sistem GordenOtomatis Tampak Atas

Keterangan:a. Sistem ATmega8b. Driver motor DCc. Power Bankd. Motor DCe. Switch 1f. Switch 2

g. Sensor cahayah. Karet rel gordeni. Roda 1j. Roda 2Sedangkan Gambar 4 merupakan desain

purwarupa sistem gorden otomatis tampakdepan.

Gambar 4. Desain Purwarupa Sistem GordenOtomatis Tampak Depan

3. HASIL DAN PEMBAHASANHasil penelitian berupa protipe sistem

gorden otomatis, bagian mekanik pada gordenotomatis terdapat tiga bagian, yaitu karet relgorden, motor roda gorden, dan bagian sensorgorden. Bagian mekanik gorden otomatisditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Bagian Mekanik Gorden OtomatisTampak Atas

Dengan penjelasan, sebagai berikut: karetrel gorden berukuran tebal 1mm dan lebar 2mmuntuk menarik rel gorden ke arah buka dantutup, karet rel gorden ditunjukkan padaGambar 6.

Gambar 6. Karet Rel Gorden

Pintu

Gorden

Motor Roda Gorden terbuat dari acrylicdengan ketebalan 3mm, tipe white acrylicdidesain menggunakan aplikasi coreldraw.Roda digunakan untuk memutar karet rel kearah buka dan tutup. Motor roda gordenditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7. Motor Roda Gorden

Sensor gorden digunakan untukmenangkap cahaya dan memberikan perintah keAtmega8. Sensor gorden ditunjukkan padaGambar 8.

Gambar 8. Sensor Gorden

Dalam membuat program digunakanbahasa Visual Basic dengan menggunakanaplikasi Bascom-AVR. Pada bagian awalprogram, dideskripsikan mikrokontroler dankristal yang digunakan. Di bawah inimerupakan perintah pengenalan mikrokontrolerdan kristal yang digunakan.

Sebelum melakukan coding harusmengetahui port apa saja yang digunakan dandibutuhkan dalam pembuatan gorden otomatis.Pinc.0 dan pinc.1 dikonfigurasikan sebagaiinput dari switch dan portc.2 dan portc.3

dikonfigurasikan sebagai output ke led 1 danled 2, sedangkan pinc.5 dikonfigurasikansebagai input dari sensor.

Config Pinc.0 = Input’ digunakan untuk switch 1Config Pinc.1 = Input’ digunakan untuk switch 2Config Portc.2 = Output’ ke led 1Config Portc.3 = Output’ ke led 2Config Pinc.5 = Input ‘ untuk sensorSwr Alias Pinc.0Swl Alias Pinc.1Led1 Alias Portc.2Led2 Alias Portc.3Ldr Alias Pinc.5

Untuk program agar motor dapat bergerakmaju dan mundur kita juga harus mengaturPWM yang ideal, dan portb.3 dikonfigurasikanoutput ke motor DC. Berikut pemrogramanya:

Config Timer1 = Pwm , Pwm = 8 ,Compare_a_pwm = Clear_up ,Compare_b_pwm = Clear_down , Prescale =Config Portb.3 = Output’ ke motorMtr Alias Portb.3

Sebelum masuk ke program buka tutupgorden maka diperlukan pendeklarasian subyang terdiri dari sub buka dan sub tutup, untukmemudahkan dalam pengkodingan.

Declare Sub BukaDeclare Sub Tutup

Selanjutnya masuklah ke program bukagorden, masuk ke script mulai yang fungsinyamemulai program, selanjutnya go to Tutup yangfungsinya gorden yang pertama kali hidupadalah menutup, berikut programnya.

Mulai:Goto Tutup ‘ pertama hidup gorden menutupSub Buka ,sub buka gordenReset Mtr : Pwm1b = 0 'Motor ke kiriBitwait Swl , Reset 'Menunggu swl cetekReset Mtr : Pwm1b = 255 'Motor berhrntiLed1 = 0 'Mematikan lampu 1Led2 = 0 'Mematikan lampu 2Bitwait Ldr , Set 'Menunggu sensor tanpa cahaya

Gosub TutupEnd Sub

Tahap selanjutnya masuk ke sub tutupyang berfungsi untuk menutup gorden, dansebelum End sub terdapat Go sub buka, yang

$regfile = "m8def.dat ‘ registry file yang digunakan$crystal = 11059200 ‘ nilai kristal yang digunakan

fungsinya untuk menuju ke sub buka danberulang, berikut programnya:

Sub TutupSet Mtr : Pwm1b = 255Bitwait Swr , Reset 'Menunggu swr cetekReset Mtr : Pwm1b = 255 'Motor berhentiLed1 = 1 'Menyalakan lampu 1Led2 = 1 ‘menyalakan lampu 2Bitwait Ldr , Reset ‘menunggu sensor terkena cahayaGosub BukaEnd Sub

Membuat Program Dalam Bascom AVR,dengan langkah-langkah sebagai berikut:a. Jalankan Bascom-AVR kemudian klik new

file. Aplikasi Bascom-AVR ditunjukkanpada Gambar 9.

b. Simpan file sesuai folder dan nama file yangdiinginkan.

c. Buat source code di dalam window yangtelah disediakan.

d. Run program dengan simulator Bascom-AVR dengan mengklik tombol gambar icon

mikrokontroler atau dengan menekanF7 pada keyboard untuk prosescompilingsource code. Proses compilingditampilkan pada Gambar 10.

e. Apabila berhasil, maka akan keluar sebuahwindow AVR Simulator sebagai tandabahwa code sudah berjalan dan tidak error.Pesan error akan ditampilak seperti padaGambar 11.

f. Apabila terjadi kesalahan pada listingprogram, maka akan keluar pesan error padabagian bawah window yang menunjukanletak kesalahan.

g.

Gambar 1. Window Bascom AVR

Gambar 2. Compiling Source Code

Langkah selanjutnya adalah pemasanganprogram ke dalam mikrokontroler ATmega8,sebagian media koneksi PC dengan boardmikrokontroler adalah menggunakan USBDownloader dengan memanfaatkan port USB.

Langkah-langkah dalam mendownloadprogram ke dalam mikrokontroler adalah:

a. Hubungkan kabel USB Downloaderpada komputer dan konektor padaboard mikrokontroler kemudiannyalakan catudaya boardmikrokontrolernya.

b. Selanjutnya buka aplikasi yangdigunakan untuk mendownloadprogram mikrokontroler yaitumenggunakan aplikasi eXtreme Burner– AVR. Aplikasi eXtreme Burner-AVRditampilkan pada Gambar 12.

c. Buka file hexa (.hex) dari programyang telah dibuat.

d. Dari menu Chip pilih ATmega8 sesuaimikrokontroler yang digunakan. Menupilihan chip ditampilkan pada Gambar13.

Icon mikrokontroler

Gambar 3. Error Listing

Gambar 4. Aplikasi eXtreme Burner – AVR

Gambar 5. Pemilihan Chip

c. Klik “Write All” maka program secaraotomatis akan dimasukan ke dalammikrokontroler.

Sedangkan hasil pengujian diperoleh daridata pengujian dari tiap-tiap blok rangkaian danrangkaian secara menyeluruh.a. Pengujian Elektronik

Cara melakukan pengujian board SystemMinimum ini adalah dengan memberi inputtegangan sebesar 5 volt kabel positif darimulti tester disambungkan dengan pin vccpada kaki mikrokontroler sedangkan kabelnegatif dari multi tester disambungkandengan ground dari rangkaian boardSystem Minimum tersebut.Output yang keluar dari board SystemMinimum tersebut harus kurang dari 5 voltsehingga board tersebut dikatakan sudahbekerja dengan baik. Apabila teganganmelebihi 5 volt, maka akan mengakibatkanmikrokontroler mati dan tidak dapatdigunakan kembali. Hasil dari pengujianboard sistem minimum dalam penelitian initidak ada yang konslet atau rusak, boardsistem minimum bekerja denga baik.Pengujian board sistem minimumditunjukkan pada Gambar 14. PengujianVoltage Board Minimum System.

Gambar 14. Pengujian Voltage BoardMinimum System

b. Pengujian motor driverPengujian motor driver dilakukan dengandua tahap, yaitu:Pengujian voltage (voltase)

Sama halnya dengan melakukanpengujian terhadap board minimumsystem, pada vcc motor driverdisambungkan dengan kabel positif darimulti tester, sedangkan ground motor

driver dihubungkan dengan kabel negativepada multi tester. Output yang keluar darimotor driver tersebut harus kurang dari 12volt sehingga board tersebut dikatakansudah bekerja dengan baik atau maksimal.Apabila tegangan melebihi 12 volt, makaakan mengakibatkan IC pada motor driverakan kepanasan dan tidak akan bekerjasecara baik. Dalam pengujian ini drivermotor bekerja dengan baik, tidak adakesalahan dalam merakit driver motor ini.Pengujian voltage ditunjukkan padaGambar 15.

Gambar 15. Pengujian voltage (voltase)

Pengujian arah perputaran dan kecepatanmotor driver yaitu dengan menghubungkan kakiemitter dan collector pada salah satu transistorC945 yang terdapat pada board motor driver.Sedangkan untuk pengujian kecepatan motordengan menggunakan PWM melalui programATmega8. Ketika kaki transistor C945 pertamadihubungkan motor berputar kearah kanan,kemudian transistor C945 kedua dihubungkan,maka motor berputar kearah kiri atau berbalikarah dan ketika kedua kaki transistor tidakdihubungkan, maka motor berhenti. Hasil daripengujian ini semua arah berhasil berputardengan baik. Hasil pengujian arah perputaranmotor dengan transistor ditunjukkan pada Tabel1.

Tabel 1. Pengujian arah perputaran dankecepatan motor

c. Pengujian sensor cahayaPengujian sensor cahaya di lakukan

untuk mengetahui pada jam berapakahcahaya akan menyinari sensor di pagi haridan jam berapakah cahaya hilang di sorehari. Hasil pengujian sensor ditunjukkanpada Tabel 2.

Tabel 2. Pengujian sensor cahaya

4. KESIMPULANBerdasarkan uraian yang telah dijelaskan

pada skripsi ini dapat disimpulkan sebagaiberikut:a. Dengan adanya gorden otomatis ini dapat

membantu dan mempermudah pekerjaanmembuka dan menutup gorden. Gordenotomatis yang dihasilkan dapat dikendalikandengan sensor cahaya. Perintah dari sensordikirim ke mikrokontroler sehingga semuaperangkat yang terdapat pada Gordenotomatis dapat dikendalikan sesuai perintahyang telah dikirim melalui sensor cahaya.

b. Alat-alat dapat bekerja sesuai denganrencana dan fungsinya masing-masing.Untuk Pengkodingan dengan Bascom-AVRyang lebih mudah untuk dipahami.

5. REFERENSIGuntoro, H. Yoyo, S. dan Erik, H., 2013,

Rancang Bangun Magnetic DoorLockMenggunakan Keypad dan SolenoidBerbasis Mikrokontroler Arduino Uno,Jurnal Teknik Elektro Volume 12 Nomor 1,hal.39-48.

KBBI, 2016, Badan Pengembangan danPembinaan Bahasa, Kementerian Pendidikandan Kebudayaan Republik Indonesia.

Setiawan, A, 2011, Mikrokontroler ATMEGA8535 & ATMEGA 16 MenggunakanBASCOM-AVR, Andi, Yogyakarta.

Sulistyowati, R. Dan Febrianto, D.D,2012,Prototype Sistem Kontrol dan MonitoringPembatas Daya Listrik BerbasisMikrokontroler, Jurnal IPTEK Volume 16Nomor.1

Wahyudin ,D, 2007, Belajar MudahMikrokontroler AT89S52 Dengan BahasaBasic Mneggunakan BASCOM-8051, Andi,Yogyakarta.

Wakito, E. dan Triono, R.A., 2012, MiniaturOtomatisasi Bel Listrik dan Pintu GerbangSekolah Menggunakan MikrokontrolerATmega8, Journal Speed – Sentra PenelitianEngineering dan Edukasi Volume 4 Nomor4.

Zonaelektro, 2017, Pengertian Sensor Cahaya,http://zonaelektro.net/sensor-cahaya/.Diakses pada 2 Februari 2017.