Membuat Remote Lampu dengan Android ( Microcontroller )

Kali ini kita akan coba belajar membuat sebuah alat microcontroller yaitu Remote Lampu dengan Kendali Android. Alat ini saya buat untuk memenuhi salah satu tugas Microprocessor dengan dosen Pak Agus Virgono (AGV) di Sistem Komputer Telkom University.

Alat yang dibutuhkan :

- Microcontroller ATMEGA 8535
- Sistem Minimum (Kumpulan Komponen untuk tempat Microcontoller)
- Bluetooth V2
- HP Android
- Downloader (alat untuk download dari komputer ke microcontroller)
- Program Code Vision AVR ( silahkan cari downloadannya )
- Battery 9V
- Regulatory 5V


Silahkan lihat dokumennya disini [dilarang menyalahgunakan]

[preview]

A.  Peralatan dan Komponen

·         Sistem minimum

Sistem Minimum Mikrokontroler adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram. Dalam aplikasinya sistem minimum sering dihubungkan dengan rangkaian lain untuk tujuan tertentu. Ada beberapa yang harus diperhatikan dalam membuat sistem minimum mikrokontroler, yaitu:

1.  Power Supply

Semua komponen elektronika membutuhkan power supply atau sering juga disebut catu daya.  Mikrokontroler beroprasi pada tegangan 5 volt. Biasanya pembuatan

catu daya mikrokontroler menggunakan IC regulator 7805 agar tegangannya bisa stabil.

2.      ISP (In-System Programmable)

Sistem Minimum Mikrokontroler dibuat untuk di program. Prinsipnya mikrokontroler bisa diprogram secara parallel atau secara seri. Pemrograman mikrokontroler secara seri atau lebih dikenal dengan ISP tidak perlu memerlukan banyak jalur data. Tapi ISP memiliki kelemahan, jika salah setting fuse bit yang memiliki fungsi fital misal pin reset di disable maka alamat DEH sudah tidak bisa digunakan lagi. Untuk mengembalikan settingan fuse bit tadi, harus menggunakan pemrograman tipe parallel (high voltage programming).

3. Osilator (Pembangkit Frekuensi)

Pada dasarnya mikrokontroler memiliki sifat seperti manusia. Kalau manusia memiliki jantung untuk bisa hidup maka mikrokontroler memiliki osilator untuk bisa beroprasi. Mikrokontroler sendiri sudah memiliki osilator internal yaitu sebesar 8Mhz tetapi kadang kala agar kinerja mikronkontroler lebih cepat osilator internal tidak bisa menangani kasus tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan osilator eksternal (kristal) yang nilainya lebih dari 8Mhz. Perlu diperhatikan mikrokontroler hanya bisa beroprasi sampai 16 Mhz.

·           Relay

Relay adalah saklar listrik/elektrik yang membuka atau menutup sirkuit/rangkaian lain dalam kondisi tertentu. Relay off yaitu ketika switch tidak dinyalakan, relay tidak memiliki energi (arus) sehingga arus tidak mengaliri kaki yang terhubung dengan komponen.

Sedangkan relay on yaitu ketika switch dinyalakan, kumparan memiliki energi dan arus yang lebih besar dari arus masuk, sehingga menghasilkan kontuinitas arus untuk suplay.

Berikut merupakan skematik sistem minimum dengan menggunakan ATMEGA 8535

·         Atmega 8535

ATMega8535 merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan Atmel  (Atmel merupakan sebuah perusahaan semikonduktor yang didirikan pada tahun 1984 di Amerika Serikat.) untuk keluarga AVR (Atmel AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.) yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena merupakan keluarga AVR, maka ATMega8535 juga menggunakan arsitektur RISC.

ATMEGA 8535 memiliki kemampuan :

1.      Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

2.      Memiliki memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

3.      Memiliki ADC (Pengubah analog-ke-digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.

4.      Memiliki PWM (Pulse Width Modulation) internal sebanyak 4 saluran.

5.      Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

6.      Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya listrik.

Nama-nama pin pada mikrokontroler ini adalah

1)        VCC untuk teganganpencatu daya positif.

2)        GND untuk tegangan pencatu daya negatif.

3)        Port A(PA0 – PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukkan ADC

4)        Port B(PB0 – PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI.

5)        Port C(PC0 – PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan timer oscillator.

6)        Port D(PD0 – PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, komunikasi serial. 

7)        RESET untuk melakukan reset program dalam mikrokontroler.

8)        XTAL1 dan XTAL2 untuk input pembangkit sinyal clock.

9)        AVCC untuk pin masukan tegangan pencatu daya untuk ADC.

10)    AREF untuk pin tegangan referensi ADC.

Data Sheet ATMEGA 8535

·         Sistem Minimum

Sistem Minimum Mikrokontroler adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram.

·         Bluetooth HC-05

HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth.  HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.

Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :

1. Komunikasi harus antara master dan slave.

2. Password harus benar (saat melakukan pairing).

spesifikasi dari HC-05 adalah :

Hardware :
- Sensitivitas -80dBm (Typical)
- Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
- Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
- Kontrol PIO.
- Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
- Dengan antena terintegrasi.

Software :
- Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity,   Mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
- Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
- Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.

Nama-Nama pin pada bluetooth yaitu :

-          State

-          RXD = Sebagai Input

-          TXD = Sebagai Output

-          GND = Sebagai Ground

-          VCC = Sebagai Input Tegangan

-          Wakeup = Untuk Setting Bluetooth

·         Kabel Jumper

Kabel kecil yang digunakan untuk menghubungkan antara satu pin dengan pin lain.

·         Downloader

Alat untuk mendownload program yang telah dibuat kedalam microcontroller

·         Laptop

Digunakan untuk membuat program dengan menggunakan Aplikasi Code Vision AVR.

B. Pemrograman Aplikasi

Untuk melakukan pemrograman dalam mikrokontroler AVR, Kami menggunakan aplikasi Code Vision AVR. Code Vision AVR yaitu sebuah software berbahasa C yang digunakan sebagai compiler untuk mikrokontroller.

Code Vision AVR mempunyai automatic program generator bernama CodeWizardAVR, yang memungkinkan penggunanya untuk menulis semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:

• Set-up akses memori eksternal

• Identifikasi sumber reset untuk chip

• Inisialisasi port input/output

• Inisialisasi interupsi eksternal

• Inisialisasi Timer/Counter • Inisialisasi Watchdog-Timer

• Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi

• Inisialisasi Pembanding Analog

• Inisialisasi ADC

• Inisialisasi Antarmuka SPI

• Inisialisasi Antarmuka Two-Wire

• Inisialisasi Antarmuka CAN

• Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307

• Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20

• Inisialisasi modul LCD

C. PENGGUNAAN SOFTWARE CodeVisionAVR 

Langkah 1: Buka software CodeVisionAVR

Start>>All Program>>CodeVisionAVR>> CodeVisionAVR C Compiler.

Gambar 1. Icon shortcut software CodeVisionAVR

Gambar 2. Tampilan awal software CodeVisionAVR

Langkah 2: Membuat “Project”

Pilih opsi toolbar File>>New kemudian pada File Type pilih “Project”.

Gambar 3. Jendela “Creat New File”

Selanjutnya akan muncul jendela konfirmasi, apakah kita akan menggunakan CodeWizardAVR ataukah tidak. Kita pilih “Yes” karena kita akan menggunakannya dalam tutorial ini.

Gambar 4. Jendela “Confirm”

Berikutnya akan muncul jendela pengaturan fitur-fitur/konfigurasi project dalam mikrokontroler AVR, seperti Ports, Chip, USART, I2C, Analog Comparator, dan sebagainya. Perlu diketahui bahwa konfigurasi fitur-fitur yang tersedia, tidaklah harus kesemuanya diatur ulang, namun cukup lakukan pengaturan untuk fitur-fitur yang dibutuhkan saja. Pada project ini, kami hanya menggunakan fitur Chip dan USART sebagai koneksi bluetooth.

Jika telah selesai maka klik File>>Generate, Save and Exit. 

Gambar 12. Tampilan File>>Generate, Save and Exit

Pada proses penyimpanan (save) file akan diminta menyimpan tiga jenis file dengan ektensi yang berbeda. Beri nama file source(*.c), file project (*.prj), dan file codewizard (*cwp) dengan nama yang anda senangi. Penulis sarankan, beri nama ketiga file tersebut dengan nama yang sama, hal ini untuk memudahkan dalam mencari file dalam folder tempat kita menyimpan file tersebut apabila kita sudah banyak menyimpan file-file project menggunakan software codeVisionAAVR.

Gambar 13. Jendela ‘save’ file source(*.c)

Gambar 14. Jendela ‘save’ file project (*.prj)

Gambar 15. Jendela ‘save’ file codewizard (*cwp)

Setelah selesai maka akan muncul jendela text-editor program seperti gambar berikut ini. 

Gambar 16. Jendela text-editor program lengkap dengan hasil pengaturan CodeWizardAVR

Langkah 3: Melengkapi kode/program.

Dengan mengkofigurasi project pada langkah sebelumnya, maka kita tinggal melengkapi dengan kode-kode (syntax) program yang akan kita perlukan.

Setelah kode syntak selesai diprogram, langkah selanjutnya adalah mengkompile kodingan diatas.