Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535.pdf

Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller dengan ATMEGA 8535

Ahmad Mursidi & Rizky Nurdiyanto

| 1

Akuarium Pintar Berbasis

Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535

Ahmad Mursidi (5223080295)

Rizky Nurdiyanto (5223080433)

Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik

Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

Termasuk dalam kategori jurnal keteknikan.

Dosen Pembimbing

Drs. Jusuf Bintoro, M.T

Dosen Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

(NIP. 196101081987031003)

Syifa Nuraini

Mahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

No. Reg : 5223127202

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

2 |

ABSTRACT

Mursidi Ahmad,Nurdiyanto Rizky, The smartest aquarium

based ATmega microcontroller ,final project,Jakarta ,electrical

engineering department,faculty of engineering state University of

Jakarta , 2011.

Final project was made to simplify aquarium maintance and

provide automatic fish feed and other supporting things .

Implemention of this final research conducted in the laboratory

mechatronics and IT department of electrical engineering, fakulty of

engineering , state university of Jakarta in the odd semester (095) the

academic years 2011 -2012

This smartest aquarium can perform feeding goldfish in the

aquarium automatically, aquarium lights at night , detecting the

turbiding in the water and detects the water level height in the

aquarium.



| 3

Kata kunci : rangkaian sensor

photodiode superbright , LDR ,

Atmega 16, motor DC , LED.

PENDAHULUAN

Opcodes juga diberikan

mnemonik (nama pendek) sehingga

mereka dapat dengan mudah

dimaksud dalam daftar kode dan

dokumentasi yang serupa. Misalnya,

instruksi untuk menyimpan isi dari

akumulator di alamat memori

tertentu dapat diberikan opcode

biner 000001, yang kemudian dapat

disebut menggunakan STA

mnemonic (singkatan Toko

Accumulator). Mnemonik tersebut

akan digunakan untuk contoh pada

halaman yang akan datang.

Setelah program dalam memori itu

harus dieksekusi. Untuk melakukan

ini, setiap instruksi harus

memandang, diterjemahkan dan

ditindaklanjuti pada gilirannya

sampai program selesai. Hal ini

dicapai dengan penggunaan apa

yang disebut 'instruksi siklus

eksekusi', yang merupakan siklus

dimana setiap instruksi pada

gilirannya diproses. Namun, untuk

memastikan bahwa eksekusi

berlangsung lancar, hal ini juga

diperlukan untuk sinkronisasi

aktivitas prosesor.

Tujuan

Berdasarkan hasil pembuatan alat ,

maka tujuan pembuatan akuarium

pintar berbasis mikrokontroller avr

atmega 16 adalah untuk dapat

membantu proses pemeliharaan ikan

dalam sebuah akuarium .

Manfaat

1. Dapat memberikan pakan

ikan dalam akuarium secara

otomatis

2. Dapat mendeteksi kekeruhan

air. Yang terdapat dalam

akuarium.

3. Dapat menyalakan lampu

secara otomatis secara

otomatis.

4. Dapat mendeteksi level air

bila ketinggian air dalam

akuarium telah melewati batas

maksimal dan minimal air.

1. Bidang Keteknikan

Penelitian pembuatan

akuarium pintar untuk

kemajuan teknologi , yang

kendalinya secara otomatis.

Dengan menggunakan

mikrokontroler.

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

4 |

2. Bidang Pendidikan

Pada system alat

akurium pintar berbasis

mikrontroller ini dapat di

pelajari mahasiswa diploma

teknik elektronika atau para

pelajar teknik elektronika

kejuruan. Sehingga alat ini

dapat dijadikan media

pembelajaran atau diterapkan

sebagai contoh alat pada

praktikum elektronika. Serta

memberi pengetahauan yang

lebih luas tentang penjabaran

mikrokontroller yang terkait

dengan mekanik dan elektrik

dalam sebuah industri.

Mikrokontroller

AVR ATmega 8535

AVR merupakan seri

mikrokontroler CMOS 8-bit buatan

Atmel,berbasis arsitektur RISC

(Reduced Instruction Set Computer).

Hampir semua instruksi dieksekusi

dalam satu siklus clock. AVR

mempunyai 32 register general-

purpose, timer/counter fleksibel

dengan mode compare, interrupt

internal dan eksternal, serial UART,

programmable Watchdog Timer,

dan mode power saving, ADC dan

PWM internal.AVR juga

mempunyai InSystem

Programmable Flash on chip yang

mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam system

menggunakan hubungan serial SPI.

ATMega16. ATMega16 mempunyai

throughput mendekati 1 MIPS per

MHz membuat disainer sistem

untuk mengoptimasi konsumsi daya

versus kecepatan proses.

Pemrograman Mikrokontroler

Tanpa program, mikrokontroler

sesungguhnya tidak dapat berbuat

apa-apa. Dengan kata lain, program

merupakan salah satu bagian penting

yang mengatur mikrokontroler agar

melakukan aksi yang sesuai dengan

yang dikehendaki oleh pembuatnya

(programmer).

Pengembangan sebuah system

menggunakan mikrokontroler AVR

buatan ATMEL menggunakan

software AVR STUDIO dan

CodeVision AVR. AVRSTUDIO

merupakan software khusus untuk

bahasa assembly. Sedangkan

CodeVisison AVR merupakan

software V-cross compiler, dimana

program dapat ditulis dalam bahasa

C.

Hal pertama yang harus dilakukan

dalam mempelajari mikrokontroler

avr adalah kenali bentuk fisik dan



| 5

fungsinya. banyak tutorial yang

membahas fungsi ditiap pin pada

mikrokontroler.

Disini yang kita bahas adalah jenis

AVR ATMega16. berikut adalah

fitur - fitur pada ATMega 8535 :

1. Mikrokontroler 8 bit yang

memiliki kemampuan tinggi, dengan

daya rendah.

2. Arsitektur RISC dengan

throughput mencapai 16 MIPS pada

frekuensi 16 Mhz.

3. Memiliki kapasitas Flash memori

16Kbyte, EEPROM 512 byte dan

SRAM 1 Kbyte.

4. Saluran I/O sebanyak 32 buah

yaitu Port A, Port B, Port C, dan

Port D.

5. CPU yang terdiri atas 32 register.

6. Unit Interupsi internal dan

eksternal.

7. Port USART untuk komunikasi

serial AVR.

AVR merupakan seri

mikrokontroler CMOS 8-bit buatan

Atmel,

berbasis arsitektur RISC (Reduced

Instruction Set Computer). Hampir

semua instruksi dieksekusi dalam

satu siklus clock. AVR mempunyai

32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode

compare, interrupt internal dan

eksternal, serial UART,

programmable

Watchdog Timer, dan mode power

saving, ADC dan PWM internal.

AVR juga mempunyai In-System

Programmable Flash on-chip yang

mengijinkan memori program untuk

diprogram ulang dalam sistem

menggunakan hubungan serial SPI.

ATMega16.

ATMega16 mempunyai throughput

mendekati 1 MIPS per MHz

membuat disainer sistem untuk

mengoptimasi konsumsi daya versus

kecepatan proses.

Beberapa keistimewaan dari AVR

ATMega16 antara lain:

1. Advanced RISC Architecture

ƒ 130 Powerful Instructions – Most

Single Clock Cycle Execution

ƒ 32 x 8 General Purpose Fully

Static Operation

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

6 |

ƒ Up to 16 MIPS Throughput at 16

MHz

ƒ On-chip 2-cycle Multiplier

2. Nonvolatile Program and Data

Memories

ƒ 8K Bytes of In-System Self-

Programmable Flash

ƒ Optional Boot Code Section with

Independent Lock Bits

ƒ 512 Bytes EEPROM

ƒ 512 Bytes Internal SRAM

ƒ Programming Lock for Software

Security

3. Peripheral Features

ƒ Two 8-bit Timer/Counters with

Separate Prescalers and Compare

Mode

ƒ Two 8-bit Timer/Counters with

Separate Prescalers and Compare

Modes

Lisensi Dokumen:

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR adalah suatu bentuk komponen

yang mempunyai perubahan

resistansi yang besarnya tergantung

pada cahaya.

Karakteristik LDR terdiri dari dua

macam yaitu:

1. Laju Recovery

2. Respon Spektral

Pada dasarnya, sensor garis

merupakan sensor warna yang

dibuat sedemikian rupa sehingga

memiliki kemampuan untuk

membaca garis dengan prinsip

pemantulan cahaya. Sensor garis

dapat dibuat dengan beberapa cara.

Cara yang dilakukan untuk membuat

sensor garis adalah dengan

menggunakan beberapa komponen

elektronika, seperti LED(Light

Emitting Diode), Photodiode,

LDR(Light Depend Resistor),

komparator, atau IC sensor warna.

Pada dasarnya, sensor warna

merupakan aplikasi dari teori

gelombang cahaya. Pada gelombang

cahaya, kita mengenal adanya

spektrum cahaya. Dalam spektrum

cahaya tersebut, terdapat beberapa

warna dengan panjang gelombang

dan frekuensi tertentu. Dengan

menggunakan warna tertentu,

frekuensi cahaya ini kemudian

diolah menjadi sebuah energi yang



| 7

digunakan oleh semikonduktor

untuk dapat mengalirkan listrik.

Dengan frekuensi yang cukup,

semikonduktor dapat memiliki

cukup energi untuk mengalirkan

electron (atau arus listrik) sehingga

semikonduktor dapat menjalankan

sistem.

Terdapat beberapa sensor warna,

yaitu photodiode, LED LDR, dan

mikrokontroller dengan ADC.

Photodiode mengubah cahaya, yaitu

spectrum cahaya, menjadi frekuensi.

Photodiode merupakan

semikonduktor sehingga lebih cepat.

LED LDR merupakan resistor yang

menangkap spectrum cahaya

sehingga dapat digunakan sebagai

sensor cahaya. Pada

mikrokontroller, mikrokontroller

diprogram untuk mendeteksi cahaya

sehingga dapat dijadikan sensor

cahaya. Beberapa cara untuk

membuat sensor warna, yaitu

sebagai berikut.

menggunakan LED LDR

menghubungkan LDR penghambat

dalam seri

menggunakan ADC (Analog to

Digital Converter) untuk

menemukan nilai yang sesuai untuk

warna ADC terhubung di salah satu

dari mereka seperti yang anda

inginkan

Photodiode (atau LDR) seri resistor.

LDR adalah resistor sehingga respon

yang diperoleh lambat sedangkan

photodiode adalah semikonduktor

yang akan memproses data lebih

cepat. Kemudian, penggunaan LED

inframerah (IR LED) sebagai

transmitter dapat meningkatkan

berbagai perangkat. IR LED

digunakan karena dalam

penggunaannya respon dari IR LED

lebih cepat dibandingkan dengan

LED biasa. Kombinasi Sensor yang

tepat dengan penempatannya dapat

digunakan untuk mendeteksi garis

secara efisien. Namun, di LDR

Anda tidak akan mendapatkan yang

banyak dan juga u harus

menerapkan sebuah LED atau

bentuk lampu dengan baik untuk

respon. Perlu diketahui bahwa foto

diode hanya bekerja di wilayah

reverse bias. Konfigurasi tetap sama.

CodeVisionAVR.

Pada penjelasan berikutnya, sebagai

contoh digunakan modul AVR yang

mempunyai hubungan sebagai

berikut:

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

8 |

PortA terhubung dengan 8 buah

LED dengan operasi aktif high

PortB terhubung dengan 8 buah

saklar dengan operasi aktif high

PortC terhubung dengan LCD

alphanumeric 16 kolom x 2 baris

CodeVisionAVR

Jalankan aplikasi CodeVisionAVR

dengan cara melakukan klik ganda

pada shortcut ikon CodeVisionAVR

yang terbentuk pada Desktop.

Gambar 16. Ikon CodeVisionAVR

pada Desktop

Sebuah Splash Screen akan muncul

seperti ditunjukkan oleh Gambar 17.

Informasi tentang versi yang dipakai

dan keterangan evaluation akan

terlihat.

Gambar 17. Tampilan Splash Screen

Beberapa detik kemudian IDE dari

CodeVisionAVR akan muncul

seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 18.

Gambar 18. IDE CodeVisionAVR

Untuk memulai membuat project

baru, pada menubar, pilih File �

New, seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 19.



| 9

Gambar 19. Membuat file baru

Anda harus membuat sebuah project

sebagai induk desain dengan

memilih Project, lalu klik tombol

OK seperti pada Gambar 20.

Gambar 20. Membuat project baru

Berikutnya Anda akan ditanya

apakah akan menggunakan

CodeWizardAVR. Tentu saja lebih

menyenangkan bila Anda memilih

jawaban “ya” dengan cara menekan

tombol Yes seperti pada Gambar 21.

Gambar 21. Memilih untuk

menggunakan CodeWizardAVR

Tampilan CodeWizardAVR yang

sederhana namun lengkap

ditunjukkan oleh Gambar 22. Pilih

Chip dengan IC yang Anda

gunakan. Sebagai contoh Anda

memilih Chip ATmega8535. Tab-

tab pada CodeWizardAVR

menunjukkan fasilitas yang dimiliki

oleh chip yang Anda pilih.

Cocokkan pula frekuensi kristal

yang Anda gunakan pada bagian

Clock. Pengisian frekuensi clock

digunakan oleh software untuk

menghitung rutin-rutin seperti delay

agar diperoleh perhitungan yang

cukup akurat.

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

10 |

Gambar 22. CodeWizardAVR pada

tab Chip

Berikutnya Anda akan

menginisialisasi Port A yang

terhubung dengan LED. LED

merupakan modul output. Pada tab

Port bagian Port A, ubah bagian

Data Direction menjadi OUT

dengan nilai output sama dengan 0

seperti pada Gambar 23. Artinya

Port A digunakan sebagai port

output dengan nilai awal nol setelah

kondisi reset. Kemudian lakukan

inisialisasi Port B seperti pada

Gambar 24. Port B tersambung

dengan saklar sebagai modul input.

Pada sub-tab Port B, yakinkan Data

Direction pada posisi IN dengan

resistor pullup internal yang

disingkat dengan huruf P. Dengan

mengaktifkan resistor pull-up

internal, Anda tidak perlu

menambahkan resistor pull-up pada

saklar.

Gambar 23. Seting Port A sebagai

pin output



| 11

Gambar 24. Seting Port B sebagai

pin input dengan pull-up resistor

LCD alphanumeric yang

dihubungkan dengan Port C

haruslah mempunyai pengkawatan

seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 25. Pada tab LCD, pilihlah

Port C.

Gambar 25. Seting LCD pada Port C

Karena pada contoh ini tidak

digunakan fasilitas lain maka seting

CodeWizardAVR siap disimpan

dalam file. Pada menu

CodeWizardAVR, pilih File �

Generate, Save and Exit, seperti

yang ditunjukkan oleh Gambar 26.

Gambar 26. Menyimpan seting

Agar file yang dihasilkan tidak

berantakan, buatlah sebuah folder

baru, misalnya folder bernama “my

project”, seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar 27.

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

12 |

Gambar 26. Membuat folder baru

Kemudian masuk kedalam folder

tersebut untuk menyimpan file-file

yang dihasilkan oleh

CodeWizardAVR. Yang pertama

Anda diminta untuk memberikan

nama file C yang dihasilkan.

Misalnya beri nama “coba”, lalu klik

tombol Save. Lebih jelas pada

Gambar 27. File tersebut nantinya

akan mempunyai akhiran .C.

Gambar 27. Menyimpan file

pertama

Yang kedua Anda diminta untuk

memberikan nama file project yang

dihasilkan. Misalnya beri nama

“coba”, lalu klik tombol Save. Lebih

jelas pada Gambar 28. File tersebut

nantinya akan mempunyai akhiran

.prj.



| 13

Gambar 28. Menyimpan file kedua

Yang terakhir Anda diminta untuk

memberikan nama file project

CodeWizard yang dihasilkan.

Misalnya beri nama “coba”, lalu klik

tombol Save. Lebih jelas pada

Gambar 29. File tersebut nantinya

akan mempunyai akhiran .cwp.

Gambar 29. Menyimpan file ketiga

Setelah ketiga file disimpan maka

pada Project Navigator akan muncul

nama project beserta file C-nya.

Secara bersamaan isi file C akan

dibuka pada jendela editor seperti

ditunjukkan oleh Gambar 30.

Gambar 30. Project baru telah siap

dalam hitungan detik

Sekarang Anda coba untuk

menyisipkan instruksi utama.

Instruksi ini ditambahkan pada

badan program file coba.c seperti


Gambar 31. Menambahkan inti

program

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

14 |

Program tambahan tersebut

bertujuan untuk menampilkan kata-

kata pada LCD kemudian

menampilkan nilai pada saklar pada

LED yang terpasang. Jika nanti

saklar iaktifkan maka LED yang

bersesuaian akan aktif pula.

Kemudian pilih menu Project �

Compile untuk melakukan

kompilasi seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar 32. Lalu kotak dialog

seperti ditunjukkan Gambar 33 akan

muncul. Klik tombol OK.

Gambar 32. Melakukan kompilasi

Gambar 33. Informasi hasil

kompilasi

Program yang Anda buat siap untuk

ditransfer kedalam mikrokontroler.

Sebelumnya Anda harus melakukan

seting pada programmernya. Pada

menu pilih Setting � Programmer,

seperti pada Gambar 34.



| 15

Gambar 34. Melakukan seting pada

programmer

Pilihlah programmer sesuai dengan

yang Anda gunakan. Pada Gambar

35 ditunjukkan menggunakan

programmer Kanda Systems

STK200+/300 sebagai contoh.

Programmer ini menggunakan kabel

paralel yang terhubung dengan port

paralel pada komputer Anda.

Gambar 35. Menggunakan

programmer STK200+/300

Kemudian pilih menu Project �

Configure, seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar 36. Kotak dialog pada

Gambar 37 akan muncul, pada tab

After Make, pilih “Program the

Chip”. Lalu klik tombol OK.

Gambar 36. Melakukan konfigurasi

project

Gambar 37. Memilih opsi “Program

the Chip” After Make

Setelah melakukan seting, lakukan

make project dengan memilih menu

Project � Make, seperti ditunjukkan

oleh Gambar 38. Apabila tidak ada

kesalahan maka kotak dialog

informasi seperti pada Gambar 39

akan muncul. Klik tombol Program

untuk mentransfer program kedalam

mikrokontroler.

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

16 |

Gambar 38. Melakukan make

project

Gambar 39. Kotak dialog informasi

hasil make

Apabila muncul kotak dialog seperti

pada Gambar 40 menandakan telah

terjadi suatu hal yang menyebabkan

proses transfer gagal. Penyebabnya

adalah: suplai tegangan

mikrokontroler dan programmer

belum dinyalakan, tipe programmer

tidak sama dengan yang digunakan,

alamat port paralel tidak cocok, atau

mikrokontrolernya rusak.

Gambar 40. Gagal melakukan

transfer program

Bila kerusakan seperti yang

ditampilkan oleh Gambar 40 telah

diperbaiki atau bila tidak ada

kerusakan maka proses transfer atau

yang umum disebut dengan proses

download akan berlangsung seperti


Gambar 41. Proses transfer ke

mikrokontroler

Coba Anda perhatikan yang terjadi

dengan modul yang terpasang,

apakah pada LCD muncul tulisan

seperti yang telah Anda program

dan bila saklar diubah posisinya

maka LED yang bersesuaian akan



| 17

menyala. Bila Anda ingin

menambahkan instruksi lain maka

Anda dapat melakukan

penyuntingan program pada file .C-

nya. Kemudian lakukan kompilasi

dan make project berikutnya proses

download.

PENUTUP

KESIMPULAN

Setelah melakukan pembuatan

akuarium pintar berbasis

mikrokontroller AVR ATmega 16,

maka dapat mengambil kesimpulan

dari hasil penelitian sebagai berikut

1. Akuarium pintar dapat

dikendalikan dengan

menggunakan mikrokontroller

AVR ATmega 16 dengan

bahasa pemograman code

Vision AVR

2. Akuarium pintar berbasis

mikrokontroller AVR

ATmega 16 telah bekerja

sesuai deskripsi kerja yang

dijabarkan yaitu dapat

memberikan indicator dan

peringatan bila air sudah

keruh dan level air sudah

mencapai batas.

SARAN

Dari hasil proses perancangan

proposal , penelitian dan juga

pembuatan alat akuarium pinta,

masih terdapat banyak kekurangan ,

baik dari segi mekanik ,elektronik

maupun logika pemograman .

dengan itu bermaksud memberikan

saran serta masukan , agar dalam

proses pengerjaan Tugas Akhir

nantinya akan dapat lebih baik lagi

AKUARIUM PINTAR BERBASIS

MIKROCONTROLER DENGAN

ATMEGA 8535

HD3ELKA, VOL : 098, 6, APRIL 2013, 1-19

18 |

DAFTAR PUSTAKA

Suaramedia,2011. Analisis budidaya ikan mas kaki agar laba semakin

Berkilau. http://www.suaramedia.com/ekonomi-bisnis/usaha-kecil-

danberkilau,html. Diakses tanggakl 1 dsember 2011

Thomas J.Bruno,dan Paris D>N svoronos. 2005. CRC Handbook of

Fundamental Spectroscople correlation charts , CRC press

Wasito S.1983. pelajaran Elektronika 1A sirkit Arus Searah Jakarta :

karya Utama

Malvino. 1981.prinsip-prinsip elektronik. Jakarta : erlangga.

membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus

kecepatan proses. (disainer : Rancangan ), (Versus : Lawan /

tandingan )

http://www.suaramedia.com/ekonomi-bisnis/usaha-kecil-danberkilau,html

http://www.suaramedia.com/ekonomi-bisnis/usaha-kecil-danberkilau,html

Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535.pdf

Documents

Akuarium Pintar Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535.pdf