Dewi, Kartika

Kambuno, Daniel

Sonda, Luther

Umar, Nuraeni

English

Portal E-Journal System PNUP (Politeknik Negeri Ujung Pandang)

Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  164  PENGEMBANGAN DIGITAL TRAINEER Daniel Kambuno 1), Luther Sonda 2) , Kartika Dewi 3) , Nuraeni Umar 4)     1),2),3), 4) Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar  ABSTRACT  This paper present a Digital Traineer as a development of my research  in 2018. This old traineer has two dificiency in using,  that is only have single frequency and used small DIP Switch 8 channel.  DIP switchs that used on digital input is difficul to set by hand, normally only set by using something like pensil or small tools. This condition is not practical and must be changed  with SPDT Switchs that simple and  easy to use in experiment digital laboratory.  The other problem in old Traineer is just used single frequency. This sistem is no good for some application like Running LED or other experiment circuit that need variety frequency. In this case single frequency must be changed with multi low frquency to support some experiment digital laboratory. This research produced a prototype Traineer as a result from developing of old Traineer. The main component is Microcontroller PIC16C54 and supported by combination of component R and C to produce variety frequency from 0 to 250 Khz. On Digital input side,  DIP Swicth 8 channel on old Traineer be  changed  with 8 SPDT switch.     Keywords : Digital Traineer, Depelopment, Mikrocontroller  I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada Laboratorium Digital dan Mikroprosessor, salah satu alat yang sangat dibutuhkan untuk praktikum sistem digital adalah yang dikenal dengan Digital Traineer.  Alat ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu : Bentu pisik yang kecil sehingga tidak memerlukan meja besar untuk praktek,  harga lebih murah dan disain lebih sederhana dan kompak. Di pasaran terdapat banyak pembuat Digital traineer, misalnya Lucas Nulle Jerman, Omega India, Alexan, Kitektechnologies serta masih banyak lainnya. Namun harga yang ditawarkan sangat mahal dibanding kalau dibuat sendiri dengan komponen yang sudah tersedia secara lokal. [2,3] Tahun 2018 telah dibuat digital Traineer melalui penelitian rutin PNUP. Traineer ini memakai mikrokontroler namun dalam operasionalnya mengalami kesulitan pada sisi input karena memakai saklar logika bentuk DIP (dual in line pacage)  dengan bentuk yang sangat kecil sehingga sulit diatur dengan jari tangan pada saat merobah nilai input digital. Disamping itu, pada percobaan rangkaian sekuensial yang memerlukan sinyal clock, juga mengalami kesulitan karena frekwensi keluarannya Traineer hanya 1 Hz dan tidak dapat diubah. Kondisi ini sangat tidak praktis, misalnya  untuk percobaan rangkaian lampu berjalan, Efek lampu berjalan atau perpindahan menyala antar lampu akan terlihat bagus kalau frekwensinya antara 10-15 Hz.[1]  Pada penelitian ini, pada sisi input digital, yang memakai DIP-8 kanal diganti dengan 8 buah saklar analog SPDT (single pole double through) diatur sedemikian rupa sehingga lebih mudah digerakkan saat mahasiswa melakukan praktek. Disamping itu, rangkaian pembangkit pulsa yang direalisasi dengan rangkaian ossilator kristal yang hanya menghasilkan frekwensi keluaran tunggal yaitu 1Hz dan frekwensi ini tidak dapat dirobah sehingga pada rangkaian aplikasi misalnya running led, kecepatan berjalannya led tidak bisa dipercepat atau diperlambat. Untuk kekurangan tersebut maka keluaran dari rangkaian pembangkit pulsa dibuat dengan rangkaian kombinasi R dan C, dimana R dibuat variabel sehingga frekwensi yang dihasilkan dapat diubah-ubah. Sebagai perbandingan Digital Traineer yang dikembangkan dengan traineer sebelumnya, pada Tabel 1 diberikan secara lengkap tambahan atau pengembangan yang akan dibuat dalam penelitian ini.[1] Tabel 1 Unit yang dikembangkan No Spesifikasi  Traineer Lama Traineer Baru 1 Jumlah Input 8 bit 8 bit 8 bit 2 Indikator Led 8 bit 8 bit 8 bit 3 Sistem Clock PIC16C54  Tetap  Variabel 4 Display S. Segmen 2 bit 2 digit 2 digit 5 Sinyal input Digital Saklar digital DIP   Saklar SPDT )  Catatan : yang ditulis miring  adalah bagian yang dikembangkan   1 Korespondensi penulis: Daniel Kambuno, Telp 082188026478, dkambuno@poliupg.ac.id Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  165  Untuk meningkatkan efisiensi pelaksanaan praktikum, khusunya praktikum Digital, maka pada penelitian ini dirumuskan bagaimana menekan tingkat kesulitan dalam memakai perlatan dan bagaimana meningkatkan unjuk kerja Traineer  saat dilakukan berbagai percobaan praktikum. Dan tujuan utama penelitian adalah  membuat prototip Digital Traineer baru, yang dikembangkan dari Traineer sebelumnya, yang akan dipakai untuk kegiatan praktikum mata kuliah Rangkaian Logika dan rangkaian elektronika sekuensial. Sedangkan tujuan khusus adalah  membuat Traineer dengan bentuk pisik yang lebih kecil dan praktis serta mudah dioperasikan.[4] Target luaran yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah diperoleh prototip Digital Traineer yang baru hasil perbaikan Traineer lama,  Hasilnya akan didaftarkan pada jurnal lokal ber-ISSN atau jurnal nasional terakreditas, dan diseminarkan secara nasional, disamping itu diharapkan  penelitian  ini  berperan dalam mendukung kegitan praktikum digital dan  pengadaan peralatan labratorium Teknik Digital.  II. METODE PENELITIAN Untuk menyelesaikan masalah di atas, maka pada penelitian ini dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : A. Studi Pustaka Persiapan dimulai dengan pengajuan proposal, kemudian mulai masuk tahap penelitian inti yaitu studi pustaka yang berhubungan dengan Traineer, khususnya prosessor, maka yang pertama dilakukan adalah memahami mikrokontroler seri PIC16XXX. Setelah itu dilakukan Penyediaan Bahan Penelitian yang dapat diperoleh dipasaran local. B. Pengambilan data dan penentuan Parameter yang diperlukan Untuk perancangan rangkaian sistem, diperlukan data pendukung yang berhubungan dengan komponen elektronik, rangkaian kontroler Traineer,  ukuran fisik Traineer, dan jenis percobaan yang dapat dilakukan  pada Traineer tersebut. C. Perancangan Perancangan dilakukan berdasarkan kondisi yang diinginkan, antara lain jumlah indikator yang diperlukan, berapa terminal input/output data, ukuran Traineer yang disesuaikan dengan ukuran protoboard yang dipakai.  D. Pembuatan Perangkat Lunak Traineer Tahap ini program pada traineer lama dimodifikasi sesuai dengan perubahan, kemudia diikuti proses simulasi dan verifikasi program. Setelah program berhasil baik, kemudian  direkam ke dalam EEPROM yang terdapat dalam mikrokontroler  dengan memakai Topwin Programmer. Langkah terakhir adalah memasang prosessor pada papan PCB alat yang telah dibuat. E. Pengetesan Traineer Pada tahap ini dilakukan pengetesan fungsional dari Traineer yang diberikan. Model  pengetesan dilakukan pada dua tahap :  Pada tahap pertama adalah pengukuran tegangan pada terminal input-output.   Pada pengetesan fungsional Traineer dengan rangkaian percobaan Running LED atau Lampu berjalan.  III. HASIL DAN PEMBAHASAN  3.1  Disain Sistem   A. Rangakain Catu Daya Sistem rangkaian catu daya  menggunakan regulator 7805 untuk memperoleh tegangan tetap 5V yang terdapat di Board PCB dengan sumber utama  adaptor 12VAC atau sumber DC lainnya.  B. Rangkaian Ossilator Pada Traineer sebelumnya, memiliki rangkaian clock  seperti pada Gambar 1, yang menggunakan cristal 4 MHz yang kemudian secara internal dibagi 4 dan  menghasilkan output tunggal 1 Mhz. Rangkaian ini kemudian diganti dengan rangkaian kombinasi R dan C seperti yang ditunjukkan Gambar 2b, dimana R   dibuat variabel sehingga menghasilkan keluaran 1 sampai 250 KHz. Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  166   Gambar 1 Rangkaian clcok dengan kristal    (a)        (b) (a)     (b) Gambar 2 Rangkaian Ossilator /clcok (a) Dengan Cristal 4 MHz   (b) Dengan Rangkaian kombinasi  R dan C  Nilai resistor 1M Ohm, C 1uF akan menghasilkan frekwensi  yang secara internal prosessor akan dibagi 4 sehingga frekwensi maksimal yang dihasilkan adalah 250 Khz. C. Rangkaian  Input Digital  Traineer sebelumnya memakai Saklar digital  DIP Switch, yang kemudian diganti dengan saklar tipe Single Pole Double Trought seperti diberikan pada Gambar  3.   (a)       (b) Gambar 3 Input Digital setiap kanal diberikan Tahanan full-up. (a) Dengan memakai DIP-Switch,  (b) Dengan Saklar SPDT  Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  167  D. Rangkaian decoder 7 segment  Rangkaian decoder  seven segment, masih sama dengan Traineer sebelumnya, perhatikan Gambar 4.  Gambar 4 Rangkaian Decoder S.Segment  dan bunyi bazer E. Konektor Koneksitas protoboard dengan Modul menggunakan kabel  dengan susunan  yang sama pada Traineer sebelumnya, susunan  pin beserta fungsinya diberikan pada Tabel 2  Tabel 2 Fungsional konektor Pin Nama Sinyal Fungsi Ket. 1 Display Led Tampilan universal Led On board  2 Sinyal one shot Untuk pulsa trigger On board 3 Sinyal Clock Untuk pulsa clock On board 4 Masukan kanter Untuk hitungan yang ditampilan pada seven segment On board 5 Masukan Buzzer Untuk aplikasi bunyi On board 6 Input BCD Untuk ditampilakan pada seven segment On board  F. Perangkat Lunak  Program untuk Function Generator (Clock), Program decoder seven-segment, dan  program bunyi buzer, dibuat dengan bahasa assembler yang terintegrasi dalam Mplab produksi Microchip. Adapun program tersebut setelah di simulasi dan diverifikasi kemudian direkan kedalam prosessor, masing-masing untuk program clcok direkam ke dalam PIC16c54, sedangkan program untuk decoder seven segment dan program buzer direkam kedalam PIC16c57. Setelah semua terekam kemudian prosessor dipasang pada board control Traineer. Khusus untuk progran clock diperbaiki sesuai dengan nilai frekwesni yang baru sebagai pengembangan sistem. 3.2 Hasil Pengukuran Dan Pembahasan A. Pengukuran Rangkaian Catu Daya, diperoleh : Teg. sekunder trafo : V1 = 9 V Teg. output penyearah : V2 = 12 V Teg. output  7805  : V3 = 5 V Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  168  Dari hasil Pengukuran di atas, dapat disimpulkan bahwa rangkaian catu daya yang telah dibuat memenuhi syarat untuk digunakan sebagai catu daya bagi rangkaian kontroler. B. Pengukuran Rangkaian Bunyi (Buzzer). Bunyi dapat didengarkan pada Buzzer, keluaran bunyi diukur pada Pin no. 10 (RB0) PIC16C57. Frekuensi bunyi diukur dengan frekuensi Kanter. Hasil pengukuran diberikan pada Tabel 3. Tabel 3 Hasil Pengukuran rangkaian bunyi (buzzer) No. Sinyal Input (RB1) Frekuesi bunyi RB0 1 Logika “1”= 5V 2002 Hz 2 Logika “0”= 0 0 Hz Pada penelitian ini, program sudah diperbaiki sehingga nilai  frekwensi yang dihasilkan sebesar 2 KHz yaitu frekwensi menngah dari sinyal audio 0-5 KHz. C. Pengyukuran Frekwensi Clock Frekwensi clock untuk PIC16C54 dengan memakai kombinasi R dan C yang menghasilkan frekwensi yang dapat diubah-ubah. Pada pengukuran ini frekwensi diukur dengan frekwensi meter, dan hasil pengukuran yang diperoleh diberikan pada tabel 4.  Tabel 4 Hasil Pengukuran Frekwensi clock No Frekwensi clock Min Mak 1 0 250 Khz  D. Pengujian Percobaan Running Led Komoponen :   IC cmos 4017  Sinyal clock (on board) diatur sehingga menghasilkan keluaran  : 1- 15 Hz, suatu nilai yang enak diikuti pandangan mata. Kalau terlalu cepat akan sulit dilihat oleh mata.  Keluaran 4 kanal IC 4017 ditampilkan dengan Led. Jika LED menyala menandakan logika “1” dan jika padam menandakan logika “0”.  Hasil Tampilan LED  selengkapnya diberikan pada  Tabel 5.  Tabel 5 Hasil Pengamatan percobaan Running Led No. Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 0 0 1  Dari hasil tampilan ini, unjuk kerja sistem clock sudah dapat diamati pada berbagai kecepatan mulai dari yang paling lambat sekitar 1 Hz  sampai paling cepat 50 Hz, diatas nilai tersebut sudah tidak dapat diikuti mata (semua led menyala bersmaan).  IV. KESIMPULAN Dari keseluruhan  rangkaian rangkaian penelitian ini, dapat diberikan kesimpulan : 1 Dengan menganti saklar input digital dari DIP Switch 8 kanal menjadi saklar tunggal SPDT 8 buah pada Traineer lama, diperoleh Traineer dengan input digital yang mudah diatur dengan memakai jari tangan sehingga lebih praktis digunakan oleh mahasiswa pada saat melakukan percobaan praktikum.  2 Dengan mengubah frekwensi clcok dari single frequency 1 Hz menjadi multi frequency  dari 0 sampai 250 KHz, memberikan unjuk kerja yang lebih baik, khususnya pada percobaan yang memerlukan pergerakan lampu LED seperti running Led atau lampu berjalan..    Prosiding 4th Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2020   978-602-60766-9-4 Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,…  169   5. DAFTAR PUSTAKA  [1] Daniel Kambuno, Simon Kaka, “Digital Traineer Bebrbasis Mikrokontroler,” Prosiding SNP2M 2018 , pp.101-106), 2018. [2]  Alexan, training modules,... : tersedia : http://www.alexan.com.ph/index.php/training-modules/157-digital-trainer. [Diakses 5 Pebruari 2018] [3] Kitektechnologies.com, analog-digital Traineer, . Tersedia :  http://www.kitektechnologies.com /digital-anolog-trainer-kit.html. [Diakses 10 April 2020] [4]  Global specialties-home page, Circuit design Traineer, Tersedia : http://globalspecialties.com /electronics-trainers/analog-a-digital-circuit-design-trainers.html. [Diakses 10 April 2020] [5]  Microchip, Datasheet, Tersedia : http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30453E.pdf.  [Diakses 20 April 2020] [6]  Microchip, Datasheet, Tersedia : https://www.microchip.com/wwwproducts/en/PIC16C54.  [Diakses 20 April 2020]  

PENGEMBANGAN DIGITAL TRAINEER

http://jurnal.poliupg.ac.id/index.php/snp2m/article/download/2441/2153

PENGEMBANGAN DIGITAL TRAINEER

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Portal E-Journal System PNUP (Politeknik Negeri Ujung Pandang)