Dalam
kehidupan sehari-hari kita membutuhkan sesuatu yang dapat mengukur lama atau biasa disebut alat pengukur waktu untuk
menghitung waktu yang berjalan selama kegiatan yang kita lakukan, misalnya
dengan menggunakan arloji atau jam. Alat pengukur
waktu lain yang dapat digunakan adalah stopwatch. Keberadaan alat pengukur
waktu sangatlah berperan penting sebab segala sesuatu aktifitas atau kegiatan
yang dilakukan manusia akan dihitung lamanya sehingga dapat memperkirakan
aktifitas atau kegiatan lain yang akan dilakukan atau dapat menjadi tolok ukur
kegiatan manusia itu sendiri. Banyaknya alat pengukur waktu membuat manusia
lebih mudah untuk mengelola aktifitas atau kegiatannya.
Stopwatch
adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan
dalam melakukan kegiatan yang memiliki ketelitian sampai tingkat detik. Dalam
sebuah stopwatch membutuhkan program untuk mengendalikan kerja dari perhitungan
waktu, baik untuk perhitungan jam, menit maupun detiknya. Aplikasi yang biasa
digunakan untuk pemrograman itu sendiri diantanya adalah dengan menggunakan CV
AVR dengan bahasa C. Dari latar belakang itulah, kami membuat rangkaian deteksi
sensor untuk lebih dapat mengetahui bagaimana cara kerja deteksi sensor dalam
interface dengan At-Mega 16 dengan bahasa C.
2. TUJUAN PEMBUATAN ALAT
- Mengetahui sistem kerja interface LCD 8 bit
- Mengetahui sistem kerja sensor photo dioda
- Mengetahui bagaimana agar dapat menghubungkan interface saling berintegrasi.
3. DASAR TEORI
Photo Dioda
Prinsip
kerja dari sensor photodioda ini apabila menerima cahaya konduktifitasnya semakin baik
dan apabila mengenai garis putih maka cahaya akan dipancarkan, jika mengenai warna
hitam maka cahaya akan diserap. Sifat dari photodioda adalah jika semakin
banyak cahaya yang diterima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil. Dengan
melakukan sedikit modifikasi, yaitu mengunakan rangkaian resistor pembagi
tegangan maka besaran resistansi tersebut dapat diubah menjadi tegangan.
Sehingga jika sensor berada diatas garis hitam, maka tegangan keluaran sensor
akan kecil, demikian pula sebaliknya. Pada pengunaan sensor cahaya
biasanya menggunakan dua metode
pembacaan sensor yaitu dengan Komparator
dan ADC (Analog to Digital
Converter).
4. DESAIN RANCANGAN
1.
Desain
box
· Desain box bagian bawah
Gambar 3. Sketsa
box bagian bawah
· Desain box bagian atas
Gambar 4. Sketsa box bagian atas
Dapat dilihat pada gambar desain box bagian atas
terdapat alas yang berwarna hijau, alas
tersebut dapat ditempeli dengan kain flanel berwarna hijau dengan maksud
sebagai ilustrasi dari sebuah lapangan.
· Desain penempatan sensor
Gambar
4. Desain perancangan tiang tempat sensor
2.
Desain
Rangkaian Detek Sensor Pada Stopwatch
- Skema rangkaian dengan Proteus
Gambar 5. Skema rangkaian pada isis
- Layout
rangkaian
Gambar 6. Layout
rangkaian pada PCB
5. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
· Gunting
· Cutter
· Lem
tembak
· Penggaris
· Solder
· Tenol
· Tool
Set
· Atraktor
· Amplas
· Setrika
b. Bahan
·
Plat besi secukupnya
·
PCB fiber 1 buat
·
Kapasitor 1nF 1 buah
·
Kapasitor 0,1 µF 1 buah
·
Kapasitor 22 pF 2 buah
·
Resistor 10 KΩ 8 buah
·
Resistor 100 Ω 1 buah
·
Trimpot 50 KΩ 3 buah
·
IC AtMega16 1 buah
·
Socket IC 1 buah
·
Socket DC 1 buah
·
Led putih 2 buah
·
Led biru 2
buah
·
Photo diode 2 buah
·
Kristal 16.000 Mhz 1 buah
·
Kertas karton secukupnya
·
Kain flanel secukupnya
·
Kabel jumper secukupnya
6. LANGKAH PEMBUATAN
a.
Alas
1. Menyiapkan
alat dan bahan yang dibutuhkan.
2. Memotong
kertas karton sesuai dengan ukuran yang ada pada gambar desain rancangan.
3. Memotong
kain flanel sesuai dengan ukuran yang ada pada gambar desain rancangan. Kain
flanel digunakan sebagai ilustrasi lapangan untuk pelari.
4. Memotong
plat besi sesuai dengan ukuran yang ada pada gambar desain.
Plat besi digunakan sebagai kaki untuk tempat sensor photo dioda
5. Menempelkan
kain flanel diatas kertas karton yang sudah di design.
b.
Rangkaian
1. Membuat
skema rangkaian stopwatch
2. Membuat
Layout rangkaian stopwatch
3. Membuat
hardware rangkaian stopwatch
4. Membuat
program untuk rangkaian stopwatch dengan CV-AVR
5. Menguji
rangkaian.
6. Rangkaian
siap disimulasikan.
7.
FLOWCHART
Gambar 7. Flowchart deteksi sensor
Gambar 8. Program deteksi sensor dengan CV AVR
9. PENGUJIAN
Berikut gambar pengujian deteksi sensor pada stopwatch :
Gambar 9. Skema
rangkaian sebelum di jalankan
Dapat dilihat pada
rangkaian diatas terdapat tiga rangkaian dasar yaitu rangkaian deteksi sensor
yang dibangun dari rangkaian pembagi tegangan, rangkaian reset, dan rangkaian sensor yang
terdiri dari 2 saklar sebagai simbol dari 2 sensor photodioda. Digunakan LCD sebagai interface untuk menampilkan hasil dari perhitungan timer. Cara kerja dari
rangkaian deteksi sensor ini adalah sensor photodioda akan mendeteksi selama
tiga kali untuk mendapatkan hasil perhitungan dari timer. Sensor 1 (saklar 1)
sebagai pemicu untuk mulai mengaktifkan kerja rangkain, apabila saklar ditekan
(on) maka timer akan mulai menghitung dari kondisi 00 : 00 : 00 : 00 (isyarat
START pada tampilan LCD), led indikator pada rangkaian sensor 1 akan menyala
menandakan sensor photodioada pertama telah aktif. Sensor ke-2 akan aktif secara
bersamaan setelah sensor pertama aktif, setelah ditekan secara berurutan
sebanyak 3 kali ( permisalan pelari telah melewati 3 lap ) maka timer akan berhenti
(isyarat STOP pada LCD). Pada rangkain sensor pembagi tegangan terdapat potensiometer
yang berfungsi untuk mengatur kecerahan dari nyala led indikator. Kecerahan led
indikator dapat diatur dengan menambah atau mengurangi hambatan melalui
potensiometer tersebut. Untuk mengembalikan program ke kondisi semula dengan
cara menekan saklar reset pada rangkain reset.
Gambar 11. Hasil simulasi projek setelah selesai perancangan
Pada aplikasi LCD pada RW diberi logika
rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit
maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Jika mode 4-bit yang
digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama
dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap
nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa
mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program
harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya
(RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.
Saat jalur lainnya sudah siap, EN
harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD),
dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”,
data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi
khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi
high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan
dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke
“1”. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada
data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”,
maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD. Instruksi
pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya
merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan
LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur
(tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan
DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode
operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi
merupakan hal yang paling penting.
Mode 8-bit sangat baik digunakan
ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal
tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4
bit minimal hanya membutuhkan 7-bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data).
Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer
antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada
posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS
= 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari
instruksi terakhir yang dibaca.
