i

PROTOTYPE ALAT PENGUSIR HAMA BURUNG

BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

PROYEK AKHIR

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh

Gelar Ahli Madya

Oleh :

YUNAR ANGGA ZULFIADI

08507131031

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2012

ii

iii

iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Yunar Angga Zulfiadi

NIM : 08507131031

Program Studi : Teknik Elektronika

Judul PA : PROTOTYPE ALAT PENGUSIR HAMA BURUNG

BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

Menyatakan bahwa Proyek Akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan

sepanjang pengetahuan saya, tidak berisi materi yang ditulis orang lain sebagai

persyaratan penyelesaian studi di Universitas Negeri Yogyakarta atau Perguruan

Tinggi lain, kecuali bagian-bagian tertentu yang saya ambil sebagai acuan dengan

mengikuti tata cara dan penulisan karya ilmiah yang lazim. Jika ternyata terbukti

pernyataan ini tidak benar, sepenuhnya menjadi tanggung jawab saya.

Yogyakarta, 5 Juni 2012

Yang Menyatakan,

Yunar Angga Zulfiadi

NIM.08507131031

v

ABSTRAK

PROTOTYPE ALAT PENGUSIR HAMA BURUNG

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8

Oleh : Yunar Angga Zulfiadi

Nim : 08507131031

Pembuatan proyek akhir ini bertujuan untuk merealisasikan perangkat keras dan

perangkat lunak serta unjuk kerja dari suatu prototype alat bantu pengusir hama

burung secara otomatis. Perangkat ini dikendalikan oleh sebuah IC mikrokontroler

ATmega8 yang akan mengatur putaran motor DC sebagai pemutar sistem mekanik

penarik lonceng penghasil bunyi untuk mengusir burung.

Alat ini dibuat dalam beberapa tahapan yaitu, (1) Identifikasi Kebutuhan, (2)

Analisis Kebutuhan, (3) Perancangan Sistem, (4) Perancangan Perangkat Keras, (5)

Perancangan Perangkat Lunak, (6) Pembuatan dan (7) Pengujian Alat. Alat bantu

pengusir hama burung secara otomatis ini bekerja dengan dikendalikan oleh sebuah

IC mikrokontroler ATmega 8 dengan sistem pengendali yang dibuat menggunakan

bahasa C. Dimana bahasa pemrograman dibuat menggunakan software (CodeVision

AVR). Hardware yang mendukung terdiri dari rangkaian input/output, baterai berupa

aki dengan tegangan output sebesar 12 Volt, motor DC sebagai sistem penggerak

utama, tampilan display menggunakan LCD 16x2, IC transistor TIP31, serta

mikrokontroler ATmega8 sebagai pemroses. Alat ini memungkinkan untuk memilih

interval lamanya jeda putaran motor, pemilihan interval dapat dilakukan dengan

menggunakan push button yang tersedia. Saat alat dijalankan, interval yang dipilih

akan ditampilkan pada display LCD. Selain itu LCD juga akan menampilkan

kapasitas baterai dalam bentuk persen.

Hasil pengujian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa prototype alat

pengusir hama burung secara keseluruhan berhasil dengan baik. Unjuk kerja

“Prototype Alat Bantu Pengusir Hama Burung Otomatis Berbasis Mikrokontroler

ATmega8”, secara keseluruhan telah sesuai dengan fungsi yang telah ditetapkan,

yaitu menjalankan program dengan membaca interval yang digunakan sesuai dengan

push button yang dipilih dan ditampilkan pada display LCD yang sekaligus membaca

prosentase kapasitas baterai. Alat ini memiliki rentang interval jeda dari 1 sampai 10

menit. Dari pemilihan interval jeda motor terdapat rata-rata error sebesar 16,8 detik.

Sedangkan untuk pembacaan tegangan keluaran baterai oleh port ADC memiliki rata-

rata error sebesar 0,165 volt. Pemilihan interval mempengaruhi lamanya ketahanan

baterai, semakin besar interval jeda yang dipilih semakin lama baterai bisa bertahan.

Untuk pemilihan interval terbesar, yaitu interval 10, baterai dapat bertahan selama

kurang lebih 8 jam.

Kata kunci : prototype alat pengusir hama burung, transistor TIP31, relay,

mikrokontroler ATmega8, motor DC, aki, LCD.

vi

- PERSEMBAHAN -

Proyek Akhir ini ku persembahkan kepada :

Ibuku, Ibuku, dan Ibuku atas segala doa, perhatian, kasih sayang, dan dukungannya kepadaku.

Kakakku Ladia Nurtalita Iryanti, yang selalu mendukungku dan memberikan arahan agar aku lebih baik lagi.

Adikku Bimosensa Aldin Nurbiansyah, yang aku sayangi dan yang selalu membuatku bahagia karena memiliki adik seperti kamu.

Sahabat sekaligus saudaraku, Alda Indrawan dan Lucky Febrian Mahardika yang senantiasa memberikan dorongan dan semangat kepadaku hingga saat ini.

Avis, Jati, Gesta, Detya, Sebti, dan semua teman-teman kelas B Teknik Elektronika 2008, yang telah memberikan warna dalam mengarungi Ilmu dan kehidupan yang aku dapatkan selama ini.

Anak-anak kost 260: Adit, Adnan, Agung, Akmal, Arief, Bely, Dana, Defit, Dimas, Eky, Ferdi, Lukman, Nova, Wawan.

Seluruh Guru maupun Dosen, yang telah mengajariku dan membimbingku dalam menuntut ilmu hingga detik ini.

Semua pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian proyek akhir ini.

vii

- MOTTO -

Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah

(Thomas Alva Edison)

Jika kita hidup setiap hari seperti hari terakhir bagi kita, kita akan menciptakan sesuatu yang benar-benar besar akhirnya

(Steve Jobs)

Mulailah bermimpi, mimpikanlah mimpi baru dan berusahalah untuk merubah mimpi itu menjadi kenyataan

(Soichiro Honda)

Terkadang seseorang harus benar-benar sampai merasa tak punya apa-apa agar bisa merasakan bahwa selain harta, betapa kita memiliki begitu banyak nikmat yang harus

disyukuri (Yunar Angga Zulfiadi)

Satu-satunya cara membuatmu jadi berbeda dari orang lain adalah dengan menjadi diri sendiri

(Yunar Angga Zulfiadi)

Rencanakan kerjamu dan segera kerjakan rencanamu (Yunar Angga Zulfiadi)

Forza il Magico MILAN, Rossoneri Vinci Per Noi

(Yunar Angga Zulfiadi -Milanisti-)

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah

Subhanahu Wata’ala yang tak pernah lelah selalu memberikan rakhmat, ilmu,

rizki, dan hidayahNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

Proyek Akhir dengan judul “Prototype Alat Pengusir Hama Burung Berbasis

Mikrokontroler ATmega8” ini dengan baik dan sesuai harapan.

Selama penyelesaian Proyek Akhir dan penyusunan laporan Proyek Akhir ini

penulis banyak memperoleh bantuan berupa bimbingan, arahan, koreksi dan

saran. Untuk itu pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan rasa terima

kasih yang dalam-dalamnya kepada:

1. Prof. Dr. Rochmad Wahab, M.Pd.MA, selaku Rektor Universitas Negeri

Yogyakarta.

2. Dr. Moch. Bruri Triyono, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Yogyakarta.

3. Drs. Muhammad Munir, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik

Elektronika dan selaku pembimbing.

4. Drs. Djoko Santoso, M.Pd, selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi

Teknik Elektronika dan Penasehat Akademik Prodi Teknik Elektronika.

ix

5. Sahabat seperjuangan kelas B angkatan 2008 Teknik Elektronika UNY.

6. Sahabat dan rekan-rekan di Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika yang

tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.

7. Dan semua pihak yang telah membantu hingga tersusunnya laporan Proyek

Akhir ini.

Atas do’a, motivasi, serta nasehat yang selalu diberikan dari Ibu dan kakakku

Ladia Nurtalita Iryanti, serta adikku Bimosenza Aldin Nurbiansyah yang selalu

memberikan keceriaan dan semangat untuk maju terus mengejar impian, penulis

khususkan ucapkan terima kasih sedalam-dalamnya karena tanpa mereka penulis

bukan apa-apa, tanpa mereka penulis tidak bisa menjadi seperti ini.

Penulis yakin tanpa bantuan, bimbingan, arahan, koreksi dan saran dari pihak

lain, penyusunan laporan ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Sekali lagi

dengan segala kerendahan hati penulis haturkan terima kasih dan teriring do’a

semoga bantuan, bimbingan, arahan, koreksi dan saran dari Bapak, Ibu, Saudara

sekalian memperoleh berkat serta karunia dari Allah Yang Maha Kuasa.

x

Pada akhir pengantar ini, penulis menyadari bahwa Proyek Akhir ini jauh dari

kesempurnaan, oleh karenanya saran dan kritik dari berbagai pihak merupakan

suatu penghargaan dan masukan yang sangat penulis harapkan untuk memperkaya

wawasan dikemudian hari. Semoga dengan perancangan dan penulisan laporan

Proyek Akhir ini dapat berguna khususnya bagi penulis pribadi, bagi para

pengagum teknologi dan bagi para pembaca umumnya.

Yogyakarta, Juni 2012

Penulis

xi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... v

PERSEMBAHAN ........................................................................................... vi

MOTTO .......................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang ..................................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah............................................................................. 4

C. Batasan Masalah .................................................................................. 4

D. Rumusan Masalah ................................................................................ 5

E. Tujuan .................................................................................................. 5

F. Manfaat ................................................................................................ 6

G. Keaslian Gagasan ................................................................................. 7

BAB II PENDEKATAN PEMECAHAN MASALAH ............................... 8

A. Hama Burung ....................................................................................... 8

B. Mikrokontroler AVR (Alf and Regaard Risc Processor) ................... 9

1. Arsitektur Mikrokontroler ATmega8 ........................................... 10

2. Fitur ATmega8 .............................................................................. 10

3. Konfigurasi Pin ATmega8 ............................................................ 13

4. Peta Memori .................................................................................. 14

xii

a. Flash Memory ........................................................................ 14

b. SRAM .................................................................................... 14

c. EEPROM ............................................................................... 15

d. Status Register (SREG) .......................................................... 15

5. Status Register ............................................................................... 15

a. Bit 7 (I) ................................................................................... 16

b. Bit 6 (T) .................................................................................. 16

c. Bit 5 (H) ................................................................................. 16

d. Bit 4 (S) .................................................................................. 16

e. Bit 3 (V) ................................................................................. 17

f. Bit 2 (N) ................................................................................. 17

g. Bit 1 (Z) .................................................................................. 17

h. Bit 0 (C) ................................................................................. 17

C. Bahasa Pemrograman C....................................................................... 17

D. Perangkat Lunak CodeVisionAVR (CVAVR) ................................... 22

E. IC Regulator ......................................................................................... 25

F. Transistor TIP31 .................................................................................. 26

G. Relay ..................................................................................................... 27

1. Fungsi Relay .................................................................................. 28

2. Prinsip Kerja Dan Simbol Relay ................................................... 28

3. Jenis-jenis Relay ............................................................................ 30

4. Relay Sebagai Pengendali ............................................................. 31

H. Motor DC ............................................................................................. 33

1. Bagian-bagian Motor DC .............................................................. 32

a. Armature ................................................................................ 34

b. Komutator .............................................................................. 34

c. Sikat Karbon (Brushes) .......................................................... 34

d. Sangkar Magnet ..................................................................... 34

2. Cara Kerja Motor DC .................................................................... 35

I. Akumulator .......................................................................................... 36

J. LCD Display 16x2 M1632 ................................................................... 37

xiii

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT .......................... 38

A. Identifikasi Kebutuhan ......................................................................... 38

B. Analisis Kebutuhan .............................................................................. 39

C. Perincian Alat Dan Bahan ................................................................... 40

D. Blok Diagram Rangkaian .................................................................... 41

E. Perancangan Alat ................................................................................. 43

1. Perancangan Perangkat Keras ....................................................... 43

a. Perancangan Rangkaian ......................................................... 43

b. Perancangan Box Alat ............................................................ 48

2. Perancangan Perangkat Lunak ...................................................... 49

a. Algoritma Program................................................................. 50

b. Diagram Alir (Flowchart) Program ....................................... 51

c. Listing Program ...................................................................... 53

F. Pembuatan Alat .................................................................................... 59

G. Spesifikasi Alat .................................................................................... 67

H. Pengoperasian Alat .............................................................................. 68

BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 70

A. Pengujian .............................................................................................. 70

1. Pengujian Catu Daya ..................................................................... 70

2. Pengujian Sistem Minimum ATmega8 ......................................... 71

3. Pengujian Sistem Penampil LCD .................................................. 72

4. Pengujian Motor DC ..................................................................... 72

5. Pengujian Indikator Kapasitas Baterai .......................................... 74

6. Pengujian Kinerja Alat Secara Keseluruhan ................................. 77

B. Pembahasan.......................................................................................... 79

1. Rangkaian Catu Daya .................................................................... 79

2. Sistem Minimum ATmega8 .......................................................... 80

3. Sistem Penampil LCD ................................................................... 81

4. Motor DC ...................................................................................... 82

5. Indikator Kapasitas Baterai ........................................................... 83

6. Unjuk Kerja Alat Secara Keseluruhan .......................................... 85

xiv

BAB V SIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 87

A. Kesimpulan .......................................................................................... 87

B. Keterbatasan Alat ................................................................................. 89

C. Saran ..................................................................................................... 89

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 90

LAMPIRAN .................................................................................................... 91

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Penjagaan Petani Dari Serangan Hama Burung ........................ 3

Gambar 2. Blok Diagram Fungsional ATmega8 ......................................... 10

Gambar 3. Susunan Pin ATmega8 ............................................................... 13

Gambar 4. Status Register ATmega8 .......................................................... 15

Gambar 5. IDE Perangkat Lunak CodeVisionAVR .................................... 23

Gambar 6. Code Generator Untuk Menginisialisasi Register Pada

Mikrokontroler AVR ................................................................. 24

Gambar 7. IC Regulator L7805 ................................................................... 25

Gambar 8. Susunan Kaki Transistor TIP31 dan Lambang Transistor ......... 27

Gambar 9. Relay yang tersedia di pasaran ................................................... 28

Gambar 10. Skema Relay Elektromekanik .................................................... 29

Gambar 11. Rangkaian dan Simbol Logika Relay ........................................ 29

Gambar 12. Relay Jenis Single Pole Double Throw (SPDT) ........................ 30

Gambar 13. Relay Dengan Contact Lebih Dari Satu .................................... 31

Gambar 14. Sistem Kontrol Berbasis Relay .................................................. 32

Gambar 15. Aplikasi Relay dalam Gerbang Digital ...................................... 33

Gambar 16. Bagian-bagian Motor DC ........................................................... 35

Gambar 17. Cara Kerja Motor DC ................................................................ 36

Gambar 18. Akumulator (Aki) ...................................................................... 37

Gambar 19. LCD Display 16x2 M1632 ........................................................ 37

Gambar 20. Blok Diagram Implementasi Prototype Alat Pengusir

Hama Burung Berbasis ATmega8 ............................................. 41

Gambar 21. Sistem Power Supply ................................................................. 44

Gambar 22. Sistem Minimum ATmega8 ....................................................... 45

Gambar 23. Sistem Penampil LCD ............................................................... 45

Gambar 24. Sistem Keypad ........................................................................... 46

Gambar 25, Sistem Driver Motor .................................................................. 47

Gambar 26. Sistem Pendeteksi Baterai .......................................................... 48

xvi

Gambar 27. Rancangan Awal Box Alat ........................................................ 49

Gambar 28. Flowchart Main Program .......................................................... 52

Gambar 29. Layout System Minimum ATmega8 ........................................... 61

Gambar 30. Proses Penyablonan PCB ........................................................... 62

Gambar 31. Proses Pelarutan PCB dengan fery-chloride .............................. 63

Gambar 32. Proses Pengeboran Papan PCB dengan Bor Tangan ................. 64

Gambar 33. Papan PCB Yang Telah Terpasang Komponen ......................... 64

Gambar 34. Pembuatan Program Menggunakan CodeVision AVR ............. 65

Gambar 35. Downloader AVR Mikrokontroler Port Serial ........................... 66

Gambar 36. Skema Rangkaian Downloader AVR Mikrokontroler ............... 66

Gambar 37. Tampilan Akhir Box Alat ........................................................... 68

Gambar 38. Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8 ............ 71

Gambar 39. Tampilan LCD ........................................................................... 72

Gambar 40. Grafik Hasil Pengujian Waktu Putaran & Waktu Jeda Putaran

Motor DC Pada Tiap Interval .................................................... 74

Gambar 41. Grafik Hasil Pengujian Indikator Kapasitas Baterai .................. 76

Gambar 42. Prototype Sistem Pengujian Alat Secara Keseluruhan .............. 77

Gambar 43. Grafik Daya Tahan Baterai Berdasarkan Interval yang Dipilih 79

Gambar 44. Rangkaian Konversi Tegangan .................................................. 84

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Tipe Data Dasar Dalam Bahasa Pemrograman C ........................... 20

Tabel 2. Tipe IC Regulator ........................................................................... 25

Tabel 3. Karakteristik Transistor TIP31 ....................................................... 26

Tabel 4. Daftar Alat yang Digunakan ........................................................... 40

Tabel 5. Daftar Bahan yang Diperlukan ....................................................... 40

Tabel 6. Pengujian Input dan Output Rangkaian Catu Daya ....................... 70

Tabel 7. Hasil Pengujian Waktu Putaran dan Waktu Jeda Putaran Motor

DC Pada Tiap Interval .................................................................... 73

Tabel 8. Hasil Pengujian Prosentase Indikator Kapasitas Baterai ................ 75

Tabel 9. Hasil Pengujian Kinerja Alat Secara Keseluruhan ......................... 78

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Rangkaian Sistem Prototype Alat Pengusir Hama

Burung Berbasis Mikrokontroler ATmega8 ............................ 92

Lampiran 2. Layout PCB Beserta Komponen ............................................. 93

Lampiran 3. Layout PCB ............................................................................. 94

Lampiran 4. Daftar Komponen. ................................................................... 95

Lampiran 5. Listing program. ...................................................................... 96

Lampiran 6. Spesifikasi Alat. ....................................................................... 100

Lampiran 7. Datasheet Transistor TIP ......................................................... 101

Lampiran 8. Datasheet IC Regulator L7805 ................................................ 106

Lampiran 9. Datasheet Relay ....................................................................... 117

Lampiran 10. Datasheet ATmega8 ................................................................ 125