Transcription
Dielektrika, ISSN 2086-9487Vol. 1, No. 2 : 69 - 81, Agustus 201469RANCANG BANGUN PROTOTYPE SISTEM PEMANGGANG KUE(OVEN) OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKANMIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535111Murdiansyah1 , Paniran2 , A.S Irfan Akbar3ABSTRAKOven merupakan alat yang digunakan untuk proses pemanggangan kue. Prosespemanggangan dengan oven menggunakan media yang dapat menampung suhu panas secarakonstan sehingga bisa mendapatkan hasil pembakaran yang sempurna. Baik atau tidaknyasebuah oven tergantung dari bahan yang digunakan untuk menampung suhu panas, dimanamaterial yang biasa digunakan antara lain tanah, keramik, plat besi dan aluminium.Mikrokontroler adalah sebuah IC yang memiliki sistem pengontrolan digital dimana sebagianbesar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. Instruksi/perintah diberikan melaluisebuah program yang ditanamkan pada memory flash. Penelitian ini bertujuan untukmengaplikasikan sistem digital pada sebuah oven sehingga menghasilakan oven yang memilikisistem otomatis dengan memanfaatkan sensor LM35DZ sebagai pembaca suhu, mikrokontrolerATMega8535 sebagai pengontrol dan motor DC sebagai aktuator. Teknologi otomatisasi inidiharapkan mampu meminimalisir penggunaan tenaga manusia pada saat prosespemanggangan dan mampu memproduksi kue dalam skala besar secara efisien. Dari hasilpengujian didapatkan bahwa, lama waktu pemanggangan yang dibutuhkan untuk menghasilkankematangan kue yang sempurna adalah diantara 45 menit sampai 50 menit dengan setinganosuhu 100 CKata kunci : Oven, Mikrokontroler ATMega8535, LM35DZ.ABSTRACTOven is a tool used for cake baking process. Oven roasting by using media that canhold a constant temperature so that the heat can get the complete combustion. Whether or notan oven depending on the material used to contain heat, in which the materials commonly usedinclude soil, ceramics, iron and aluminum plate. Microcontroller is an IC that has a digital controlsystem where most of the instructions executed in one (1) clock cycles. Instructions /commands are given through a program embedded in flash memory. This study aims to apply adigital system in an oven so that the oven resulting in having an automated system by utilizingLM35DZ as readers temperature sensor, microcontroller ATMega8535 as controller and DCmotors as actuators. Automation technology is expected to minimize the use of human laborduring the roasting process and capable of producing cakes on a large scale efficiently. Fromthe test results showed that, long roasting time required to produce the perfect cake maturity isobetween 45 minutes to 50 minutes at 100 C temperature settings.Keywords: Oven, Microcontroller ATMega8535, LM35DZ.PENDAHULUANlagi menjadi cara yang lebih canggih yaitumenggunakan teknologi digital (otomatisasi).Semakin berkembangnya ilmu pengePerkembangan teknologi pada zamantahuan dan teknologi, ditemukan peralatansekarang tidak jarang menginspirasi munculelektronika yang berteknologi canggih. Pernya industri kecil dan menengah, termasukalatan elektronika yang dirancang khususjuga terhadap industri kue kering. Usaha kueoleh pembuat agar dapat membantu dankering cukup menjanjikan selain karenamempermudah aktifitas sehari-hari yangmemiliki rasa yang enak juga karena dapatdilakukan manusia. Penggunaan sarana dandisimpan dalam waktu yang cukup lama tanpaprasaran dilakukan secara manual maupunmengurangi kualitas dan rasa. Secara umumotomatis. Di samping penemuan manusiaproses pemanggangan kue kering masihyang masih menggunakan cara manualmenggunakan sistem pengovenan manualdikembangkanterutama pada proses pengaturan perapian(suhu) dan kematangan kue yang harus dicek1,Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mataram, Nusa Tenggara Barat Indonesia
70 Dielektrika, 1,(1), Agustus 2014secara berkala. Sehingga kualitas/mutu kuesesuai dengan yang diinginkan. Karena masihmembutuhkantenagamanusiauntukmelakukan pengecekan sehingga prosespemanggangan kue akan cukup menyitawaktu. Maka dari itu pada tugas akhir ini akandirancang suatu prototype alat yang dapatmengatur sistem pemanggang kue (oven)secara otomatis yang memungkinkan untukmemproduksi kue kering dalam skala besarsecara efisien.Oven. Oven adalah alat yang digunakanuntuk mengeringkan suatu bahan basahmenjadi bahan kering agar dapat disimpandalam jangka waktu yang lama. Prosespengeringan dengan oven menggunakanmedia yang dapat menampung suhu panassecara konstan sehingga bisa mendapatkanhasil pembakaran yang sempurna. Padasistem oven ini akan dibuat oven yang dapatmengatur suhu secara otomatis denganmemanfaatkan sensor suhu LM35DZ sebagaiinputan dan timer pada mikrokontrolerAtmega8535 untuk mengatur delay waktupemanggangan.Mikrokontroler. Mikrokontroler merupakankomponen elektronika yang didalamnyaterdapat rangkaian mikroprosesor, memori(RAM/ROM) dan I/O. Rangkaian tersebutterdapat dalam level chip atau biasa disebutsingle chip mikrokomputer. Pada mikrokontroler sudah terdapat komponen –komponen mikroprosesor dengan sistem businternal yang saling berhubungan. Komponen– komponen tersebut adalah RAM, ROM,timer/counter, komponen I/O paralel danserial serta interrupt kontroler.Perbedaan mendasar antara mikrokontroler dengan mikroprosesor adalah mikrokontroler selain memiliki Central ProcessingUnit (CPU) juga dilengkapi dengan memoriROM dan RAM internal dan perangkat input–output yang merupakan kelengkapan sebagaisistem minimum mikrokomputer sehinggasebuah mikrokontroler dapat dikatakansebagai mikrokomputer dalam keping tunggal(Single Chip Microcomputer) yang dapatberdiri sendiri. (Putra, 2002)Mikrokontroler ATmega 8535. Salah satuMokrokontroller AVR produk Atmel yaituATmega8535. Mokrokontroller ATmega8535mudah didapatkan, murah dan juga mempunyai fasilitas yang lengkap.Arsitektur AVR ATmega 8535. AVRmerupakan seri mikrokontroller CMOS 8bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC(Reduced Instruction Set Computer). Hampirsemua instruksi dieksekusi dalam satusiklus clock.MikrokontrollerATmega8535memilikisejumlah spesifikasi data teknis sebagaiberikut :1. Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu PortA, Port B, Port C dan Port D2. ADC 10 bit sebanyak 8 Channel3. Tiga buah timer / counter4. 32 register5. Watchdog Timer dengan oscilator internal6. SRAM sebanyak 512 byte7. Memori Flash sebesar 8 kb8. Sumber Interrupt internal dan eksternal9. Port SPI (Serial Pheriperal Interface)10. EEPROM on board sebanyak 512 byte11. Komparator analog12. Port USART (Universal ShynchronousAshynchronous Receiver Transmitter)Gambar 1 Konfigurasi Pin MikrokontrollerATmega8535Deskripsi Mikrokontroller Atmega 85351. VCC (power supply)2. GND (ground)3. Port A (PA7.PA0)Port A berfungsi sebagai input analog padaA/D Konverter. Port A juga berfungsisebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah,jika A/D Konverter tidak digunakan. Pin pin Port dapat menyediakan resistorinternal pull-up (yangdipilihuntukmasing-masing bit). Port A output buffermempunyai karakteristik gerakan simetrisdengan keduanya sink tinggi dankemampuan sumber. Ketika pin PA0 kePA7 digunakan sebagai inputdansecara eksternal ditarik rendah, pin–pinakan memungkinkan arus sumber jikaresistor internal pull-up diaktifkan. PinPort A adalah tri-stated manakala suatukondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktuhabis.4. Port B (PB7.PB0)Port B adalah suatu Port I/O 8-bit duaarah dengan resistor internal pull-up(yang dipilih untuk beberapa bit). PortB output buffer mempunyai karakteristik
Murdiansyah, Paniran & A.S Irfan Akbar : Rancang Bangun Prototype Sistem Pemanggang Kue 71gerakan simetris dengandengkeduanya sinktinggi dan kemampuanuan sumber. Sebagaiinput, pin port B yangyan secara eksternalditarik rendah akan arus sumber jikaresistorpull-up diaktifkan. Pin Port Badalah tri-stated manakanakala suatu kondisireset menjadi aktif, sekalipunsekawaktu habis.5. Port C (PC7.PC0)Port C adalah suatuu Port I/O 8-bit duaarah dengan resisttor internal pull-up(yang dipilih untuk bebberapa bit). Port Coutput buffer mempunpunyai karakteristikgerakan simetris dengandengkeduanya sinktinggi dan kemampuanuan sumber. Sebagaiinput, pin port C yangyan secara eksternalditarik rendah akan arus sumber jikaresistorpull-up diaktifkan. Pin Port Cadalah tri-stated manakanakala suatu kondisireset menjadi aktif, sekalipunsekawaktu habis.6. Port D (PD7.PD0)Port D adalah suatu Port I/O 8-bit duaarah denganresistorstor internal pull-up(yang dipilih untuk beberapabbit). PortD output buffer memmpunyai karakteristikgerakan simetris dengandengkeduanya sinktinggi dan kemampuann sumber. Sebagaiinput, pin port D yangng secara eksternalditarik rendah akan arus sumber jikaresistor pull-up diaktitifkan. Pin Port Dadalah tri-stated manakaanakala suatu kondisireset menjadi aktif, sekalialipun waktu habis.7. RESET (Reset input)8. XTAL1 (Input Oscillator)r)9. XTAL1 (Output Oscillator)10. AVCC adalah pin penyedia tegangan untukport A dan A/D Konverter11. AREF adalah pin referferensi analog untukA/D konverter.Sensor.SensorSensor adalah peralatanyangdigunakan untuk merubah suatu besaran fisismenjadi besaran listrik sehingga dapatdianalisa dengan rangkaian listrik tertentu.Sensor Suhu LM35DZ.LM35DZSensor suhuLM35DZ adalah komponen elektronika yangmemiliki fungsi untuk mengubah besaransuhu menjadi besaran listrik dalam bentuktegangan.Gambar 2 Sensor Suhu LM35DDZKarakteristik Sensor LM35DZ.1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktorskala linier antara tegangan dan suhu 10mV/ºC,sehinggadapatdikalibrasilangsung dalam celcius.celcius2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasiyaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhuantara -5555 ºC sampai 150 ºC.4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60µA.6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah(low-heating)) yaitu kurang dari 0,1 ºC padaudara diam.7. Memiliki impedansi keluaran yang rendahyaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.8. Memiliki ketidak linieran hanya sekitar ¼ºC.Motor DC Gearbox. Gearbox memiliki fungsiuntuk merubah rotasi sebuah motor DC yangperbandingan rotasi tersebutterseb tergantung darigearbox yang digunakan. Misalnya untukmeningkatkan suatu torsi motor DC yangmemiliki kecepatan tinggi yaitu denganmenggunakan jenis gearbox yang dapatmerubah putaran motor DC menjadi pelan.Selain itu juga gear memiliki fungsi-fungsifungsisebagai berikut : Untuk memutar arah dari perputarandengan mengatur posisi penggandengangear bisa ditentukan arah perputaransumbu motor dengan roda penggerak. Untuk menambah atau mengurangikecepatan denganan menambah geardenganperbandinganlebihbesar(jumlah gigi lebih banyak) maka akandihasilkan perputaran roda yang lebihpelan tetapi menghasilkan torsi tenagayang lebih besar. Untuk melakukan pergerakan rotasipadasumbuyanglain danddapatmentransmisikan tenaga ke sumbu lain. Untuk menjaga rotasi dari 2 sumbusinkronisasiUntuk menentukan rasio gear makaharus menghitung perbandingan antara gerigikedua gear tersebut, contoh : gear pertamamemiliki 60 gerigi sedangkan gear kedua20 gerigi maka rasio gear antara kedua gearadalah 60 : 20 3 : 1. Apabila diinginkanmembentuk gear dengan rasio 6 : 1, arahputarannya searah, maka diperlukan 3 gearuntuk membentuknya. Diameter gear palingkanan (terbesar) pada gambar 2.32. adalah 6kali dari diameter gear kiri (terkecil). Fungsi
72 Dielektrika, 1,(1), Agustus 2014dari gear tengah dipakai untuk membuatputaran gear kiri dan kanan searah.Untuk menghitung perbandingan padagearbox yang terlihat pada gambar 2.4 dapatdicari dengan menggunakan persamaan :nZi . Zi nZo . ZoDimana :nZi Jumlah putaran gear inputZi Jumlah gigi gear inputnZo Jumlah putaran gear outputZo Jumlah gigi gear outputinput 1 dan 2 output tetap nol (tidak aktif). Halini juga berlaku untuk input dan output 3 dan 4serta enable 2. Konfigurasi pin ICL298Ntersebut dapat dilihat lebih jelas pada gambarberikut.Gambar 5 Konfigurasi Pin IC Driver L298NGambar 3 Perbandingan gearGambar 4 Konstruksi Motor DC GearboxIC Driver L298N. IC L298N ini adalah suatubentuk rangkaian daya tinggi terintegrasi yangmampu melayani 4 buah beban dengan arusnominal 600mA hingga maksimum 1.2 A.Keempat channel inputnya didesain untukdapat menerima masukan level logika TTL(Transistor Transistor Logic). Biasa dipakaisebagai driver relay, motor DC, motor stepermaupun pengganti transistor sebagai saklardengan kecepatan switching mencapai 5kHz.Driver tersebut berupa dua pasang rangkaianh-bridge yang masing-masing dikendalikanoleh enable 1 dan enable 2.Dengan memberikan tegangan 5Vsebagai Vcc pada pin 4 dan 12 Volt pada pin9 untuk tegangan motor, maka IC siapdigunakan. Saat terdapat tegangan padainput 1 dan 2, dengan memberikan logikatinggi pada enable1 maka output 1 dan 2akan aktif. Sedangkan jika enable 1 berlogikarendah, meskipun terdapat tegangan padaKeterangan gambar :- 1 buah VCC supply IC (pin 4) dan 1 buahVs supply motor (pin9)- 2 buah Enable untuk aktifasi IC daripasangan H-Bridge yang akan digunakan(pin 6 EN1 dan pin 11 EN2)- 4 input untuk masukkan H-Bridge (pin 5, 7,10, 12)- 4 output untuk keluaran H-Bridge (pin 2, 3,13, 14)- 3 buah untuk Ground (pin 1, 8, 15)Relay. Pada dasarnya Relay dan kontaktormempunyai prinsip kerja yang sama yaiturelay adalah alat yang dioperasikan denganlistrik yang secara mekanis mengontrolperhubungan rangkaian listrik. Relay adalahbagian yang penting dari banyak systemcontrol, bermanfaat untuk control jarak jauhdan untuk pengontrolan alat tegangan danarus tinggi dengan sinyal control tegangandan arus rendah. Ketika arus mengalir melaluielectromagnet pada relay control elektromekanis, medan magnet yang menarik lenganbesi dari jangkar pada inti terbentuk.Akibatnya, kontak pada jangkar dan kerangkarelay terhubung. Relay dapat mempunyaikontak NO (Normaly Open) atau kontak NC(Normaly Close)atau kombinasi darikeduanya.Gambar 6 Konstruksi Relay
Murdiansyah, Paniran & A.S Irfan Akbar : Rancang Bangun Prototype Sistem Pemanggang Kue 73Cara kerja relay adalah apabilakumparan diberi tegangan, maka akan terjadimedanelektromagnetisdimanapadagilirannya menyebabkan plunger bergerakpada kumparan menutup kontak NO danmembuka kontak NC. Jarak gerak plungerbiasanya sekitar ¼ inch atau kurang. KontakNO akan membuka ketika tidak ada arusmengalir pada kumparan, tetapi akan tertutupsecepatnyaapabilakumparanmenghantarkan arus atau diberi tenaga.Kontak NC akan tertutup apabila kumparantidak mengantarkan arus dan akan terbukaapabila kumparan menghantarkan arus, halini merupakan kebalikan dari kerja kontak NO.Bascom AVR. Bascom merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi BASICyang dikembangkan dan dikeluarkan olehMCS Elektronik.Karakter dalam BASCOM. Dalam programBASCOM, karakter dasarnya terdiri ataskarakter alphabet (A-Z dan a-z), karakternumeric (0-9), dan karakter special (lihat tabel2.1).Tabel 1 Karakter SpesiaKarakter‘* ,./:“; \NamaBlankApostropheAsterisk (symbol perkalian)Plus signCommaMinus signPeriod (decimal point)Slash (division symbol) will be handledas\ColonDouble quotation markSemicolonLess thanEqual sign (assignment symbol orrelational operator)Greater thanBackspace (integer or word divisionsymbol)Tipe Data. Setiap variabel dalam BASCOMmemiliki tipe data yang menunjukkan dayatampungnya. Hal ini berhubungan denganpenggunaan memori mikrokontroler. Berikutadalah tipe data pada BASCOM berikutketerangannya.Tabel.2 Tipe data BASCOM.Type DataBitByteIntegerWordLongUkuran (byte)1/81224Range0 – 255-32,768 - 32,7670 – 65535-214783648 -SingleString4Hingga 254byte 2147483647-Variabel. Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampungan data sementara,misalnya menampung hasil perhitungan,menampung data hasil pembacaan register,dan lainnya. Variabel merupakan pointer yangmenunjukkan pada alamat memori fisik danmikrokontroler.Dalam BASCOM, ada beberapa aturan dalampenamaan sebuah variable :a. Nama variabel maksimum terdiri atas 32karakter.b. Karakter biasa berupa angka atau huruf.c. Nama variabel harus dimulai dengan huruf.d. Variabel tidak boleh menggunakan katakata yang digunkan oleh BASCOMsebagai perintah, pernyataan, internalregister, dan nama operator (AND, OR,DIM, dan lain-lain).Sebelum digunakan, maka variabelharus dideklarasikan terlebih dahulu. DalamBASCOM, ada beberapa cara untukmendeklarasikan sebuah variabel. Carapertama adalah menggunakan pernyataan‘DIM’ diikuti nama tipe datanya. Contohpendeklarasian menggunakan DIM sebagaiberikut:Dim nama as byteDim tombol1 as integerDim tombol2 as wordDim tombol3 as wordDim tombol4 as wordDim Kas as string*10Alias. Dengan menggunakan alias, variabelyang sama dapat diberikan nama yang lain.Tujuannya adalah mempermudah prosespemrograman. Umumnya, alias digunakanuntuk mengganti nama variabel yang telahbaku, seperti port mikrokontroler.LEDBAR alias P1Tombol1 alias P0.1Tombol2 alias P0.2Dengan deklarasi seperti diatas,perubahan pada tombol akan mengubahkondisi P0.1. Selain mengganti nama port,kita dapat pula menggunakan alias untukmengakses bit tertentu dari sebuah variabelyang telah dideklarasikan.Dim LedBar as byteLed1 as LedBar.0Led2 as LedBar.1Led3 as LedBar.2
74 Dielektrika, 1,(1), Agustus 2014Konstanta. Dalam BASCOM, selain variabelkita mengenal pula constant. Konstantamerupakan variabel pula. Perbedaannyadengan variabel biasa adalah nilai yangdikandung tetap. Dengan konstanta, kodeprogram yang kita buat akan lebih mudahdibaca dan dapat mencegah kesalahanpenulisan pada program kita. Misalnya, kitaakan lebih mudah menulis phi daripadamenulis 3,14159867. Sama seperti variabel,agar konstanta bias dikenali oleh program,maka harus dideklarasikan terlebih dahulu.Berikut adalah cara pendeklarasian sebuahkonstanta.Dim A As Const 5Dim B1 As Const &B1001Cara lain yang paling Mudah:Const Cbyte &HFConst Cint -1000Const Csingle 1.1Const Cstring “test”Array.Dengan array, kita bisa menggunakansekumpulan variabel dengan nama dan tipeyang sama. Untuk mengakses variabeltertentu dalam array, kita harus menggunakanindeks. Indeks harus berupa angka dengantipe data byte, integer, atau word. Artinya,nilai maksimum sebuah indeks sebesar65535.Proses pendeklarasian sebuah arrayhampir sama dengan variabel, namunperbedaannya kita pun mengikutkan jumlahelemennya.Program diatas membuat sebuah arraydengan nama ‘kelas’ yang berisi 10 elemen(1-10) dan kemudian seluruh elemennyadiisikan dengan nilai c yang berurutan. Untukmembacanya, kita menggunakan indeksdimana elemen disimpan. Pada programdiatas, elemen-elemen arraynya dikeluarkanke Port 1 dari mikrokontroler.Operasi-operasi Dalam BASCOM. Padabagian ini akan dibahas tentang endapatkaninformasi tentang sebuah pernyataan denganmenggunakanoperator-operatoryangtersedia di BASCOM dan bagaimana sebuahpernyataan terbentuk dan dihasilkan darioperator-operator berikut:a. Operator AritmatikaOperator digunakan dalam perhitungan.Operator aritmatika meliputi (tambah), (kurang), / (bagi), dan * (kali).b. Operator RelasiOperator berfungsi membandingkan nilaisebuah angka. Hasilnya dapat digunakanuntuk membuat keputusan sesuai denganprogram yang kita buat. Operator relasimeliputi:Tabel 3 Tabel Operator RelasiOperatorRelasiPernyataan Sama denganTidak sama denganLebih kecil dariLebih besar dariLebihkecil atausama denganLebih besar atausama denganX YX YX YX Y X YX Yc. Operator LogikaOperator digunakan untuk menguji sebuahkondisi atau memanipulasi bit dan operasibolean. Dalam BASCOM, ada empat buahoperator logika, yaitu AND, OR, NOT, danXOR.Operator logika bias pula digunakan untukmenguji sebuah byte dengan pola bittertentu.d. Operator FungsiOperasifungsidigunakanuntukmelengkapi operator yang sederhana.Liquid Crystal Disply (LCD). LCD (LiquidCrystal Display) adalah komponen yangdigunakan sebagai tampilan yang akanditampilkan dari mikrokontroler sesuai denganapa yang dikehendaki penulis. AntarmukaantaraLCDdenganmikrokontrolerATMega8535 ini menggunakan metode antarmuka 4 bit.LCD M1632a merupakan modul LCDdengan tampilan 16x2 (2 baris x 16 kolom)dengan konsumsi daya yang rendah. ModulLCD dilengkapi terminal keluaran yangdigunakan sebagai jalur komunikasi denganmikrokontroler. LCD 2x16 mengirim datapenerima data 4 bit atau 8 bit dari perangkatprosesor kemudian data tersebut akandiproses dan ditampilkan berupa titik-titik yangmembentuk karakter atau huruf. Tampilankristal cair / Liqiud Crystal Display (LCD) inimerupakan suatu jenis media tampilan yangmenggunakan kristal cair sebagai penampilutama.Pin-pin pada LCD. LCD memiliki pin-pinsebanya 1 sampai 16 pin. Pin-pin tersebutmemiliki kegunaan masing-masing. Pengantarmuka dapat menggunakan sistem 4 bit atau 8bit. Jika menggunakan sistem 4 bit, maka kitaakan menghemat 4 port mikrokontroler.
Murdiansyah, Paniran & A.S Irfan Akbar : Rancang Bangun Prototype Sistem Pemanggang Kue 75Adapun kegunaan masing-masing pin LCDdapat dilihat pada tabel 2.5 berikut ini.Tabel 4 Fungsi Pin LCDPin ke D3D4D5D6D7Back Light ( )Back Light (-)FungsiGround Untuk LCD 5 Volt untuk LCDTegangan PengaturbrightnessBit pemilih instruksi / dataBit pemilih Read / WriteBit enableData Bit 0Data Bit 1Data Bit 2Data Bit 3Data Bit 4Data Bit 5Data Bit 6Data Bit 7OptionalOptionalDalam laporan ini hubungan antaraLCD dengan mikrokontroler ATMega8535dapat dilihat pada gambar berikut.Gambar 7 Hubungan LCD dengan mikrokontrolerATMega8535Pin 15 dan 16 hanya ada pada LCD yangdilengkapi dengan Back Light (lampubelakang) sehingga LCD dapat terbaca padakondisi gelap. Beberapa LCD tidak terdapatfasilitas back light tersebut, sehingga pin 15dan 16 tidak ada.Sedangkan untuk alokasi tiap port antararangkaian LCD dengan rangkaian mikrokontroler ATMega8535 dapat pula kita lihatpada tabel berikut.Tabel 5 Alokasi Port untuk LCDPeraga .3PC.2GNDGNDVcc0-5 VoltPrinsip Menggunakan LCD. Modul LCDmemiliki 3 jalur kontrol yang bernama RS,R/W, dan E. RS digunakan untukmemberitahukan kepada LCD apakah datayangdiberikanadalahkata-instruksi(instrction word) atau kata-data (data-word).Jika akan mengirim instruksi maka RS harusdibuat 0, sedangkan untuk mengirim datamaka RS harus berlogika 1.Sementara jalur R/W digunakan untukmemilih operasi Read atau Write. Readartinya membaca data dari LCD sedangkanWrite artinya menuliskan data ke LCD.Dalamn kasus ini kita hanya akan menuliskandata ke LCD, sehingga jalur ini dapat dibuatrendah (logika 0) terus.Terakhir adalah jalur E (Enable),dimana jika dia berlogika tinggi (1) makaproses penulisan ke LCD akan diaktifkan.Kata instruksi yang dikirimkan ke LCD akanmemberitahukan apa yang harus dilakukanoleh kontroler LCD.METODE PENELITIANPada perancangan ini akan dirancangprototype sistem pemanggang kue (oven)otomatis dengan memanfaatkan sensor suhuLM35DZ sebagai inputan untuk mendeteksinilai suhu dan timer pada mikrokontrolerAtmega8535 untuk mengatur delay waktupemanggangan.Perancangan Perangkat Keras ELMOTORDCPEMANASSUHGambar 8 Blok Diagram SistemPin14131211645123Secara umum perancangan Hardwaresistem pemanggang kue (oven) otomatisdapat dilihat pada gambar 8Adapun fungsi dari blok-blok di atasadalah sebagai berikut :1. SensorLM35DZberfungsiuntukmendeteksi perubahan suhu dalam oven.Sensor akan menghasilkan keluaran(output) berupa tegangan yang linearodengan kenailkan suhu (1 C 10 mV).
76 Dielektrika, 1,(1), Agustus 20142. MikrokontrollerAVRATMega8535berfungsi sebagai pusat kontrol dan prosesinput dan output dari sensor.3. Tombol berfungsi sebagai pengatur waktupemanggangan.4. Motor DC berfungsi sebagai pengatur lajukue saat proses pemanggangan.5. Relay berfungsi sebagai saklar elektronikuntuk mengaktifkan pemanas.6. Pemanas digunakan sebagai penghasilsuhu panas pada proses pemanggangan.Perancangan Diagram Alir Penelitian
Murdiansyah, Paniran & A.S Irfan Akbar : Rancang Bangun Prototype Sistem Pemanggang Kue 77HASIL DAN PEMBAHASANUntuk mengetahui kinerja dari sistempemanggang kue (oven) otomatis apakahsesuai dengan harapan, maka perlu dilakukanpengujian terhadap alat tersebut. Pengujianyang dilakukan meliputi pengujian rangkaianyang menjalankan sistem tersebut, antara lainyaitu pengujian rangkaian catu daya 12 voltdan 5 volt, pengujian rangkaian sismin mikromikrokontroler ATMega8535, pengujianprangkaiansensor suhu, pengujian rangkaian pengatursuhu pemanas, pengujian rangkaian drivermotor dc dan pengujian alat secaraterintegrasi (keseluruhan sistem).Pengujian Rangkaian Catu Daya.Daya Pengujiancatu daya dilakukan untuk melihat tegangankeluaran dari catu daya apakah sesuaidengan besaran yang diingikan yaitu sebesar12 volt dan 5 volt dc. Pengujian dilakukandengan cara mengukur keluaran dari catudaya dengan menggunakan alat ukurtegangan.Gambar 9 Diagram Alir cangandanpembuatansampaipengujian alat dapat dilihat pada gambar 10Gambar 11 Rangkaian Catu Daya 12 Volt dan 5VoltGambar 10 Diagram Alir Perencanaan AlatPengujian Sistem Minimum ATMega8535.ATMega8535Pengujian ini dilakukan untuk mengetahuiindikasi bekerja atau tidaknya keluaran darimasing-masingmasing port yang ada di systemminimum ATMega8535, dimana indikatoryangdigunakanadalahdenganmenggunakan lampu led.Proses pengujian ini dilakukan denganmembuat program pada software BascomAVR yang kemudian akan di downloadkedalam flash memory Mikrokontroler denganmenggunakan software AVR Studio. Padaproses download,, yang harusharudilakukanadalah mengubah program yang dibuat padaeditor BASCOM-AVRAVR ke dalam file yangberekstensi “HEX”. File ini diperoleh denganmengkompile program yang sudah dibuat, bilatidak terdapat kasalahan maka programtersebut sudah memiliki file yang berekstensiberekHEX. Selanjutnya memasang rangkaian
78 Dielektrika, 1,(1), Agustus 2014pengisi yang menggunakan USB AVRmkIIyang dihubungkan dari laptop ke minimumsistem kemudian membuka Program AVRStudio.Gambar 14 Rangkaian Sensor Suhu LM35DZPengujianengujian ini, indikator led yangdigunakan disusun menggunakan konfigurasicommon anoda. Program pengujian dibuatuntukmelakukanbeberapakombinasipenyalaan led pada port A.Gambar 13 Pengujian Sistem MinimumATMega8535dengan Led sebagai IndikatorDari hasil pengujian di atas indikatorled bekerja sesuai dengan program yangdiinputkankedalamflashmemorymikrokontroler, dimana pada saat tombolditekan maka led akan menyala dan padamselama 600 ms, dan proses ini akan berulangberulangulang secara terus menerus.PengujianRangkaianSensorSuhuLM35DZ. Pengujian ini dilakukan untukmengetahui kinerja dari rangkaian sensorsuhusebagaipenginputdatakemikrokontroler. Pengujianini, dilakukandengan cara mengkalibrasi keluaran sensorsuhu dengan termometer digital.Tabel 4 Data hasil pengukuran sensor dantermometer 3542036525386304173542 n 7--Termometer Digital(oC)Rata-rataError(%)32.2 , 32.5, 32.733 , 33.4 ,33.834.2 , 34.8, 3535.3 , 36 ,36.837 , 37.6 ,3838.8 , 39.7, 40.841.4 , 42 940.081.573.020.31µE 1.22Pada data hasil pengujian nilai rata-ratarata% error yang didapatkan adalah 1.22%.50TEMPERATUR (OC)Gambar 12 Software AVR Studio.Untuk data hasil pengukuran dapatdilihat pada tabel hasil pengukuran dibawahini. Hasil pengukuran diambil tiap lima detiksebanyaktujuhkalidengancaramendekatkan sensor dan termometer padabenda yang dipanaskan.0GRAFIK PERBANDINGAN ANTARASENSRO LM35 DANTERMOMETER DIGITALLM 123DATA4KE - N567Gambar 15 Garfik Data Hasil Kalibrasi SensorPengujian Driver Motor DC. Pengujian inimenggunakan IC L298N sebagai driver motorDC, dimana pada driver motor ini terdapat
Murdiansyah, Paniran & A.S Irfan Akbar : Rancang Bangun Prototype Sistem Pemanggang Kue 79dua bagian yaitu bagian input dan ouput. ICL298N terdiri dari 15 pin yang dapatdigunakan untuk mengontrol dua motor DC,akan tetapi pada pengujian ini hanyamenggunakan satu motor DC. Pin 6 sebagaiENA selalu diberikan logika “1” untuk dapatmengaktifkan bagian pengontrol satu motorDC. Pada pengujian ini sendiri hanya untukmelihat apakah driver IC L298N dapatmemutar motor DC satu arah yaitu dengancara memberikan logika “1” pada IN1 danlogika “0” pada IN2 yang telah dihubungkandengan mikrokontroler makamOUT1 akanberlogika “1” dan OUT2 berlogika “0”sehingga motor DC akan berputar ke arahkanan dan apabila IN1 berlogika “0” dan IN2berlogika “1” maka motor DC akan berputarke arah kiri.pada LCD (Liquit Crystal Diplay),Diplay) hal inidilakukan agarar dapat langsung diketahuibesarnya suhu yang dihasilkan oleh pemanasdan batas suhu yang akan di ON-OFFONkanoleh relay.Pada pengujian ini pemanas akan didioON-kan saat suhu 50 C dan akan di-OFFokan saat suhu mencapai 51 C. Dimanapengujian dilakukan selama 15 menit denganpengambilan data tiap 60 detik.Tabel 5. Pengujian Driver Motor DCMotor DCNoArah PutarENA12INOUTPin 2 1Pin 5 1Pin 3 0Pin 7 0Pin 2 0Pin 5 0Pin 6 1KananPin 6 1KiriPin 3 1Pin 7 1Pada driver motor DC ini digunakan 2catu tegangan yaitu 5 dan 12 volt, dimanacatu 5 volt dihubungkan ke pin 9 sebagai catuIC driver, sedangkan catu 12 voltdihubungkan ke pin 4 sebagai catu motor DC.Gambar 16 Pengujian Rangkaian DC DriverMenggunakan IC L298NPengujian Rangkaian Relay Pemanas.PemanasPengujian ini dilakukan untuk mengetahuikinerja dari rangkaian relay pemanas yangdigunakan sebagai pengatur suhu padaproses pemanggangan. Proses pengujian inimenggunakan sensor suhu dan ditampilkanGambar 17 Pengujian Rangkaian Relay danPemanasData hasil percobaan rangkaian relaydan pemanas dapat dilihat pada tabel 5berikut ini :Tabel 5 Data Hasil Pengujian Relay dan 789101112131415 n 54515054525153515149535049-µTT 51.872188208426222602µE 3.74RelayDari tabel diatas nilai errordidapat dengan caraxSedangkan untuk rata-ratarata temperatur51.87danrata-rataratapersenµE 100.µµT error
80 Dielektrika, 1,(1), Agustus 2014GRAFIK HASIL PENGUJIANRANGKAIAN PEMANA
resistor pull-up diaktifkan. adalah tri-stated manaka reset menjadi aktif, seka 5. Port C (PC7.PC0) Port C adalah suatu arah dengan resist (yang dipilih untuk beb output buffer mempun gerakan simetris deng tinggi dan kemampuan input, pin port C yan ditarik rendah akan resistor pull-up diaktifkan.
