Tahap pertama adalah perancangan perangkat keras (hardware), yang meliputi rangkaian – rangkaian
elektronika dan alat putar keramik. Tahap kedua adalah perancangan algoritma, listing
program pada software Code Vision AVR dan penanaman listing program pada
mikrokontroler AVR ATMega16 dengan menggunakan software ISP Programmer.
3.1 Perancangan Perangkat Keras
Seluruh perangkat atau komponen yang digunakan dalam perancangan pengaturan
kecepatan pada alat putar keramik menggunakan motor AC ini, tersusun seperti pada
blok diagram di bawah ini.
Gambar 3.1 Blok Diagram Pengaturan Kecepatan Motor AC
Pada Alat Putar Keramik
1. Keypad digunakan sebagai alat untuk memasukkan nilai kecepatan putaran yang
diinginkan (nilai setpoint). Keypad dihubungkan ke PORTB mikrokontroler AVR
ATMega16. Nilai dari keypad tersebut mewakili nilai kecepatan putaran dengan
satuan rotation per minute (rpm). Nilai yang diijinkan sebesar antara 60–150rpm.
2. Nilai setpoint akan diolah sedemikian rupa dengan menggunakan suatu program
yang ditanamkan pada mikrokontroler AVR ATMega16, sehingga nilai tersebut
dapat ditampilkan pada LCD dan digunakan pada register OCR1A yang berfungsi
untuk membangkitkan sinyal PWM.
3. Sinyal PWM dibangkitkan setelah nilai pada register OCR1A terisi (OCR1A ≠ 0)
dan sinyal PWM dikeluarkan melalui Pin 19 PORTD.5 (OC1A) pada
mikrokontroler AVR ATMega16.
4. Sinyal PWM tersebut akan memicu TRIAC Optoisilator pada rangkaian driver
motor AC. Rangkaian zero crossing detector telah tersedia dalam satu paket (Onpackage)
IC TRIAC Optoisolators MOC3041, sehingga titik acuan sinyal PWM
pada saat mengatur sinyal sinusoidal (tegangan AC) dimulai pada saat perpotongan
titik nol (zero crossing). Keluaran dari TRIAC Optoisolators tersebut (pin 6) akan
memicu gate TRIAC (Q4004LT) sehingga memberikan arus pada motor AC.
5. Motor AC akan menggerakkan alat putar keramik dan alat putar tersebut akan
dideteksi putarannya setiap 1 detik (Timer 0) oleh sensor putaran (phototransistor).
Pendeteksian putaran alat putar ini bertujuan untuk mengetahui apakah kecepatan
putaran alat putar sama dengan nilai setpoint yang diberikan. Kecepatan alat putar
akan dipengaruhi oleh beban (tanah liat) yang bervariasi. Kecepatan akan
berkurang apabila beban semakin berat, oleh karena itu sensor pun berfungsi untuk
mengetahui kecepatan alat putar terhadap beban.
3.1.1 Perancangan Rangkaian
Mikrokontroler AVR ATMega16 dapat dioperasikan dengan cara menambahkan
beberapa komponen elektronika yang berfungsi sebagai komponen pendukungnya.
Mikrokontroler dan komponen rangkaian yang disebut sebagai rangkaian sistem minimum.
Sensor putaran ini menggunakan 1 pada mikrokontroler ATMEGA16, sehingga
mengetahui setiap kali sensor memberikan respon (logika 0). mikrokontroler ATMega16 akan mengatur dan antara kecepatan setpoint dan kecepatan yang sesungguhnya (lebih cepat dari pada kecepatan setpoint-nya, maka program akan mengatur (menambahi) nilai pada
Sistem Minimum AVR ATMega16 komponen pendukung tersebut tergabung dalam satu rangkaian
Kristal yang digunakan pada rangkaian sistem minimum di atas, mengunakan
frekuensi 4 MHz. Kristal tersebut digunakan untuk pembangkit clock (osilator), dimana
setiap 1 intruksi/perintah dalam program dieksekusi dalam 1 siklus clock. Pin RESET
dihubungkan dengan rangkaian kombinasi RC dan push button, yang bertujuan agar
mikrokontroler dapat di-reset. Fungsi dari port - port lainnya adalah sebagai berikut.
1. PORTA, digunakan sebagai pin masukkan untuk Keypad 3X4
2. PORTB, digunakan sebagai pin keluaran untuk LCD
3. PORTD.0 dan PORTD.1, digunakan sebagai pin masukan untuk tombol START
dan tombol STOP
4. PORTD.3, digunakan sebagai pin masukkan untuk sensor putaran (Ext. Interrupt)
5. PORTD.5 dan PORTD.6, digunakan sebagai pin keluaran untuk sinyal PWM.
frekuensi 4 MHz. Kristal tersebut digunakan untuk pembangkit clock (osilator), dimana
setiap 1 intruksi/perintah dalam program dieksekusi dalam 1 siklus clock. Pin RESET
dihubungkan dengan rangkaian kombinasi RC dan push button, yang bertujuan agar
mikrokontroler dapat di-reset. Fungsi dari port - port lainnya adalah sebagai berikut.
1. PORTA, digunakan sebagai pin masukkan untuk Keypad 3X4
2. PORTB, digunakan sebagai pin keluaran untuk LCD
3. PORTD.0 dan PORTD.1, digunakan sebagai pin masukan untuk tombol START
dan tombol STOP
4. PORTD.3, digunakan sebagai pin masukkan untuk sensor putaran (Ext. Interrupt)
5. PORTD.5 dan PORTD.6, digunakan sebagai pin keluaran untuk sinyal PWM.
3.1.2 Perancangan Rangkaian Downloader
Rangkaian downloader merupakan rangkaian penghubung antara komputer dan
mikrokontroler yang berfungsi untuk memasukan listing program (berupa bit – bit
logika) ke dalam mikrokontroler. Listing program yang dikirim oleh software dari
komputer ke dalam mikrokontroler biasanya berbentuk file *.hex (heksadesimal). Pada
umumnya rangkaian downloader terdiri dari kabel penghubung jenis DB25 atau jenis
DB9. Sinkronisasi tegangan antara tegangan dari komputer dan tegangan
mikrokontroler menggunakan sebuah buffer.
Rangkaian downloader merupakan rangkaian penghubung antara komputer dan
mikrokontroler yang berfungsi untuk memasukan listing program (berupa bit – bit
logika) ke dalam mikrokontroler. Listing program yang dikirim oleh software dari
komputer ke dalam mikrokontroler biasanya berbentuk file *.hex (heksadesimal). Pada
umumnya rangkaian downloader terdiri dari kabel penghubung jenis DB25 atau jenis
DB9. Sinkronisasi tegangan antara tegangan dari komputer dan tegangan
mikrokontroler menggunakan sebuah buffer.
Rangkaian downloader ditunjukkan seperti
Gambar 3.3 dan Gambar 3.4.
Gambar 3.3 dan Gambar 3.4.
Keypad merupakan tombol elektronik yang terdiri dari kombinasi beberapa saklar
yang terrangkai dalam bentuk kolom dan baris. Pada perancangan alat putar ini, keypad
digunakan sebagai alat untuk masukan nilai setpoint kecepatan putaran alat putar
keramik. Keypad yang digunakan adalah keypad 3×4 yang terdiri dari 3 kolom dan 4
baris (7 pin). Untuk mengetahui tombol mana yang sedang ditekan, keypad diatur oleh
mikrokontroler dengan cara memberikan bit – bit logika pada baris atau kolomnya.
Keypad ini dihubungkan melalui kabel pin (7 pin) ke salah satu port mikrokontroler.
Rangkaian keypad ditunjukkan seperti Gambar 3.6 di bawah ini.
mikrokontroler, sedangkan bagian baris akan diberi logika pada mikrokontroler AVR ATMega16, telah terintegrasi rangkaian sehingga apabila salah satu baris dari kolom, maka akan memberikan logika mendeteksi bit – bit untuk bagian baris tersebut menggunakan teknik
Liquid Crystal Display tampilan yang menggunakan ini, LCD akan digunakaan sebagai alat penampil kode ASCII (huruf dan angka) yang berdasarkan masukkan 16230 Data Vision (Taiwan). LCD ini tidak memiliki cahaya latar (tetapi dapat diatur kekontrasannya) Bentuk dan
gambar di bawah ini.
UNTUK LEBIH MENDALAMI TENTANG RANGKAIAN MIKROKONTROLER INI SILAHKAN ANDA DOWNLOAD DI LINK BAWAH INI