## APLIKASI MOTOR DC-SHUNT UNTUK LABORATORY SHAKER MENGGUNAKAN METODE PWM (PULSE WIDTH MODULATION ) BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 32
Royan 1]* , Luqman A 2]
1,2] Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah No.12 Semarang
*Email : royan.belix@gmail.com

## ABSTRACT
Motor  DC  (Direct  Current)  banyak  digunakan  sebagai  penggerak  dalam  berbagai peralatan,  baik  kecil  maupun  besar,  lambat  maupun  cepat.  Metode  PWM  (Pulse  Width Modulation) adalah metode yang cukup efektif untuk mengendalikan kecepatan motor DC (Direct Current)  namun  diperlukan  rangkaian  driver  motor,  diantaranya  yang  paling  sederhana  berupa transistor  yang  disusun  secara  Darlington  maupun  driver  motor  DC  (Direct  Current) dalam kemasan  IC  seperti  L293D yang    dapat  mengalirkan  arus  dan  tegangan  yang  lebih  besar  serta mudah dikendalikan dengan mikrokontroler untuk arah putar dan kecepatanya.
Tujuan Penelitian ini adalah  merancang sebuah perangkat pengendalian motor DC shunt dengan  menggunakan  metode  PWM  ATMega  32  yang  dapat  bekerja  otomatis  dengan  timer  dan menggunakan  bahasa  pemprograman  yang  mudah  dikembangkan  yaitu  bascom  AVR  serta mengaplikasikanya  pada  laboratory  shaker.  Sehingga  penelitian  ini  penulis  beri  judul  “Aplik asi Motor  DC  Shunt    Untuk  Laboratory  Shaker  dengan  menggunakan  metode  PWM  berbasis mikrokontroler  ATMega32”.  Alat  ini  mampu  mengendalikan  kecepatan  motor  DC  Shunt  sesuai kecepatan yang diatur, serta bekerja secara otomatis menggunakan timer.
Kata  Kunci : Motor  DC  Shunt,  L293D,  PWM,  Mikrokontroler  ATMega  32,  Laboratory  shaker, Bascom AVR

## 1. P ENDAHULUAN
Dua masalah umum dalam mengendalikan  motor  DC  (direct  curent) adalah  mengendalikan  arah  putar  dan mengendalikan  kecepatan  putar,  untuk mengendalikan arah putar dapat menggunakan saklar untuk mengubah arah arus. Sedangkan  untuk  mengendalikan kecepatan  ada  beberapa  metode  yang  bisa di  gunakan  diantaranya,  pengaturan  fluks medan  (Φ),  pengaturan  tahanan  jangkar
(Ra),  dan    pengaturan  tegangan  masukan (Eko, 2008).
Metode PWM (Pulse Width Modulation) adalah  metode  yang cukup efektif  untuk  mengendalikan  kecepatan motor  DC  (direct  curent).  PWM  (Pulse Width Modulation) ini bekerja dengan cara membuat perbandingan pulsa high terhadap  pulsa low .  Perbandingan  pulsa high terhadap low ini  akan  menentukan besarnya  tegangan  yang diberikan  ke
motor  DC  (direct  curent),  sehingga kecepatan dapat di atur (Nasrul, 2009).
Sinyal PWM
(Pulse Width Modulation) pada  umumnya  memiliki amplitudo  dan  frekuensi  dasar  yang  tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi.  Lebar  Pulsa  PWM  berbanding lurus  dengan  amplitudo  sinyal  asli  yang belum  termodulasi.  Artinya,  Sinyal  PWM memiliki  frekuensi  gelombang  yang  tetap namun duty  cycle bervariasi  (antara  0% hingga 100%) (Andri, 2014).
Mikrokontroler  adalah  salah  satu komponen  yang  mampu  membangkitkan PWM  (Pulse  Width  Modulation) sehingga dapat  dijadikan  kontrol  motor  DC  (direct curent) dengan mengatur lebar pulsa maka tegangan  pada  terminal  motor  DC  (direct curent) dapat diatur (Prasetyo, 2010).
2. Sistem kendali berbasis mikrokontroler  sangat  fleksibel, karena  mempunyai  kemampuan untuk  mengubah  metode  atau  sifat pengendali  suatu  proses  tanpa mengubah perangkat kerasnya.
Perubahan algoritma tersebut cukup dengan mengubah perangkat lunaknya,  hal  ini  berarti  sangat menghemat  biaya  dan  juga  tingkat efisiensinya cukup tinggi dibanding menggunakan sistem kendali analog (Muchlas, 2006).

## 2. L ANDASAN T EORI
Pengendalian  kecepatan  motor  DC (direct curent) dapat dilakukan dengan tiga metode,  diantaranya pengendalian  fluks medan,  pengendalian  tahanan  jangkar, pengendalian tegangan jangkar.
Pengendalian motor DC (direct curent) dapat  dilakukan  dengan  metode PWM (Pulse  Width  Modulation) dengan menaikan atau menurunkan duty cycle 5 % hingga  naik  sampai 95  % dengan  periode gelombang 1 ms (Eko, 2008).
Pengendalian kecepatan  motor  DC (direct  curent) dengan  metode  PWM (Pulse  Width  Modulation)  juga  dapat dikombinasikan  dengan  remote  kontrol yang dapat menjadi masukan pada mikrokontroler sebagai pembangkit PWM, dimana  remote  dapat  diatur  menjadi  8 (delapan)  tingkat  kecepatan  yang  masing- masing  mewakili  nilai duty  cycle yang dibangkitkan  oleh  mikrokontroler (Muklas dkk, 2006).
Pengendalian  kecepatan  putar  motor DC (direct curent) dengan metode pengaturan  lebar  pulsa  atau  PWM (Pulse Width Modulation) juga dapat dibangkitkan  melalui perubahan  nilai temperatur  sebagai  referensi  terhadap perubahan duty cycle yang harus dibangkitkan  untuk  mempercepat  putaran motor  ataupun  memperlambat  putaran
motor tergantung dari besarnya temperatur (Hamdani, 2010).
Pengendalian motor DC (direct curent)  shunt  dengan  mikrokontroler M68HC11 pada pengendalian motor kalang  tertutup  dengan  metode  arus jangkar  terkontrol  menyebabkan  motor lebih cepat mencapai kondisi beban penuh dibandingkan dengan sistem kalang terbuka (Agus, 2006).
Pengendalian motor DC (direct curent)  juga  dapat  dikendalikan  dengan
metode fuzzy logic berbasis mikrokontroler,  dimana fuzzy  logic dapat digunakan  sebagai  masukan  PWM  yang dapat mengendalikan kecepatan motor DC (Nasrul, 2009)

## Laboratory Shaker
Laboratory  shaker adalah  alat  yang digunakan untuk mengaduk atau mencampur  suatu  larutan  dengan  larutan yang  lain  sehingga  bersifat  homogen.  Alat ini  sangat  penting  mengingat  didalam laboratorium  sering melakukan  kegiatan pencampuran larutan, dan jika Pencampuran  larutan  dilakukan  secara manual  akan  kurang  efisien  dalam  waktu maupun  tenaga.  Disamping  itu  ada beberapa  larutan  yang  berbahaya  untuk disentuh. Maka dari itu, alat ini menambah safety dari pengguna di laboratorium.
Prinsip kerja Laboratory shaker adalah motor  berputar  dengan  arah  tertentu  dan
dengan  bantuan  beberapa  sistem  mekanik maka  sebuah  plat  akan  bergerak  maju mundur, atau  naik  turun, di  datas  plat inilah beberapa larutan di letakan sehingga larutan  dapat  dicampur..  Gambar  2.1 merupakan contoh Laboratory shaker.
Gambar 2.1. Laboratory shaker

## Motor DC (Direct Current)
Motor  DC  (direct  current)  adalah motor  listrik  yang  memerlukan    tegangan arus  searah  pada  kumparan  medan  untuk diubah  menjadi  energi  gerak  mekanik. Kumparan  medan  pada  motor  DC  (direct current)  disebut  stator  (bagian  yang  tidak berputar)  dan  kumparan  jangkar  disebut rotor  (bagian  yang  berputar).  Bagian  Atau Komponen Utama Motor DC diantaranya:
1. Kutub medan.
Motor  DC  (direct  current)  sederhana memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik  energi  membesar  melintasi ruang  terbuka  diantara  kutub-kutub dari  utara  ke  selatan.  Untuk  motor yang  lebih  besar  atau  lebih  komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet
2. Current Elektromagnet atau Dinamo.
Dinamo  yang  berbentuk  silinder, dihubungkan  ke  as  penggerak  untuk menggerakan  beban.  Untuk  kasus motor  DC  (direct  current)  yang  kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang  dibentuk  oleh  kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi
3. Commutator.
Komponen  ini  untuk  transmisi  arus antara dinamo dan sumber daya

## Motor DC Shunt
Motor DC Shunt mempunyai kecepatan  hampir  konstan.  Pada  tegangan jepit  konstan,  motor  ini  mempunyai putaran  yang  hampir  konstan  walaupun terjadi  perubahan  beban.  gambar  2.2 merupakan rangkaian  ekuivalen motor DC shunt.
Gambar 2.2. Rangkaian ekuivalen motor DC Shunt Pada  motor  DC Shunt,  kumparan medan dihubungkan paralel dengan jangkar,  seperti  terlihat  pada  gambar  2.2
sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:
a a t a R I V E   (2.1)
f f t R I V  (2.2)
f a I I I   (2.3)
 C E n a  (2.4)
Keterangan  :
a E : Tegangan induksi (Volt)
t V : Tegangan terminal motor DC a R : Tahanan jangkar
a I : Arus jangkar
f R : Tahanan medan shunt
f I : Arus medan shunt
 : Fluks magnet/kutub
n : Kecepatan putar (rpm)
C : Konstanta motor
Putaran  berbanding  lurus  dengan tegangan sumber (tegangan terminal motor) dan arus jangkar.

## Pengendalian Motor DC (Direct Current)
Pengendalian kecepatan  motor  dapat dilakukan  dengan  memanipulasi tiga variabel  secara  manual  maupun  otomatis. Arus jangkar (Ia) ditentukan oleh besarnya beban  yang  sedang  dicatu  oleh  jangkar motor,  oleh  sebab  itu  tidak  digunakan untuk  pengendalian  kecepatan  motor.
Terdapat  3  metode  dasar  pengendalian kecepatan yaitu :
1. Pengendalian Fluks medan 2. Pengendalian Tahanan Jangkar 3. Pengendalian Tegangan Jangkar

## Pengendalian Fluks Medan
Arus  Medan  dan  juga  fluks  medan dalam  motor  shunt  telah  siap  diubah dengan  mengatur  tahanan  geser  medan yang  dihubungkan  secara  seri  dengan medan shunt. Dengan demikian menaikkan tahanan  dalam  rangkaian  medan  akan menyebabkan  penurunan  dalam  fluksi medan yang pada akhirnya akan menaikkan kecepatan, begitu pula sebaliknya jika menurunkan tahanan dalam menyebabkan berkurangnya kecepatan motor
Pengendalian Tahanan jangkar
Tahanan  jangkar  motor  dapat diubah  dengan  menambahkan  tahanan variabel  yang  dihubungkan  seri  dengan jangkar . Bila tahanan seri dinaikkan, maka tegangan jangkar akan berkurang sehingga menyebabkan  turunnya  kecepatan  motor.
Demikian  halnya  jika  bila  tahanan  seri diturunkan  maka  kecepatan  motor  akan bertambah.  Ini  biasanya digunakan  untuk pengendalian kecepatan motor seri

## Pengendalian Tegangan Jangkar
Mengubah  tegangan  yang  diberikan pada rangkaian jangkar  merupakan model pengendalaian  Tegangan  Jangkar,  salah
satu  pengendalian  ini  adalah  dengan metode pwm (Pulse Width Modulation) PWM  (Pulse Width Modulation)
PWM (Pulse  Width  Modulation) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi  lebar  pulsa  dalam  suatu periode untuk mendapatkan tegangan  rata- rata  yang  berbeda.  Sinyal  PWM  pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki  lebar  pulsa  yang  bervariasi. Lebar  Pulsa  PWM  berbanding  lurus dengan  amplitudo  sinyal  asli  yang  belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki  frekuensi  gelombang  yang  tetap namun duty  cycle bervariasi  (antara  0% hingga  100%), bentuk  pulsa  pwm  seperti pada gambar 2.6
Gambar 2.6. Bentuk Pulsa PWM
=
x
: Waktu pulsa Off / Low
: Waktu pulsa ON / High
: Tegangan keluaran
: Tegangan masukan
PWM (Pulse  Width  Modulation) merupakan  salah  satu  teknik  untuk mendapatkan  signal  analog  dari  sebuah piranti  digital.  Sebenarnya  Sinyal  PWM dapat  dibangkitkan  dengan  banyak  cara, dapat menggunakan metode analog dengan menggunakan  rangkaian  op-amp  atau dengan  menggunakan  metode  digital. Dengan  metode  analog  setiap  perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari  PWM  itu  sendiri.  Resolusi  adalah jumlah  variasi  perubahan  nilai  dalam PWM  tersebut.  Contoh,  suatu  PWM memiliki  resolusi  8  bit  berarti  PWM  ini memiliki  variasi  perubahan  nilai  sebanyak 256  variasi  mulai  dari  0 – 255  perubahan nilai  yang  mewakili duty  cycle 0 – 100% dari  keluaran  PWM  tersebut,  seperti terlihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7. Duty cycle pwm 8 bit

## Driver Motor L293D
IC  L293D adalah  IC  yang didesain khusus  sebagai driver motor  DC  (Direct Current)  dan  dapat  dikendalikan  dengan rangkaian  TTL  maupun  mikrokontroler.
Motor DC (Direct Current) yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan  positif  karena  di  dalam driver L293D  sistem driver yang  digunakan adalah totem  pool yaitu  dalam  1  unit  chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC  yang  berdiri  sendiri  sendiri  dengan kemampuan  mengalirkan  arus  1  Ampere tiap  drivernya.  Sehingga  dapat  digunakan untuk  membuat driver  H-bridge untuk  2 buah motor DC (Direct Current). Konstruksi pin driver motor DC  IC l293D terlihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Konfigurasi pin L293D
Keterangan masing-masing pin L293D
1. Pin  EN  (Enable,  EN1.2,  EN3.4) berfungsi  untuk  mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC (Direct Current) .
2. Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal  kendali  motor  DC (Direct Current)
3. Pin  Out  (Output,  1Y,  2Y,  3Y,  4Y) adalah  jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC (Direct Current)
4. Pin  VCC  (VCC1,  VCC2)  adalah  jalur input tegangan  sumber driver motor DC  (Direct  Current),  VCC1  adalah jalur input sumber  tegangan  rangkaian kontrol dirver dan  VCC2  adalah  jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
5. Pin  GND  (Ground)  adalah  jalu  yang harus  dihubungkan  ke  ground,  pin GND ini ada buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.

## Prinsip kerja L293D
Prinsip  kerja  L293D  dapat  dilihat  pada gambar 2.9  dan di bawah ini
Gambar 2.9. Prinsip kerja L293D
Keterangan gambar:
1. Output 1Y  L293D  akan high ketika input 1A=high dan enable=high,
sehingga  motor  DC  mendapatkan supply tegangan.
2. Output 1Y  L293D  akan low ketika input 1A=low meskipun enable=high,
sehingga motor DC tidak mendapatkan supply tegangan

## Mikrokontroler ATMega 32
Seperti mikroprosesor pada umumnya,  secara internal mikrokontroler ATMega32 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic  and  Logical Unit (ALU),  himpunan register kerja, register dan dekoder  instruksi,  dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya.  Berbeda  dengan  mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengen prosesornya  (in  chip),  Mikrokontroler  ini menggunakan  arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data,  baik  bus  alamat  maupun  bus  data, sehingga  pengaksesan  program  dan  data dapat  dilakukan  secara  bersamaan.  Secara garis  besar  mikrokontroler  ATMega32 terdiri dari:
1. 32 kb ISP flash program memory
2. 2 kb SRAM
3. 1 kb EEPROM
4. Frekuensi osilator maksimal16
MHz
5. 32 pin input/ output
6. 8 channel 10  bit  ADC,  analog comparator
7. Satu 16 bit timer/ counter dan dua 8 bit timer/ counter
8. Watchdog  timer,  RTC,  4 channel PWM, master/ slave SPI, TWI 9. Programmable USART 10. Package 40 PDIP

## Konfigurasi ATMega 32
Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega32  dengan  kemasan  40-pin  dapat dilihat  pada  Gambar  2.10.  Dari  gambar tersebut dapat terlihat ATMega32 memiliki 8 pin untuk masing-masing port A , port B, port C , dan port D
Ga mbar 2.10. Konfigurasi pin ATMega32 Deskripsi ATMega32
1. Pin  1  sampai  8  (PortB)  merupakan port  parallel  8  bit  dua  arah  yang dapat  digunakan  untuk general purpose dan special featur.
2. Pin 9 (Reset)
3. Pin 10 (VCC) dihubungkan ke Vcc (2,7 – 5,5 Volt)
4. Pin 11 dan 31 (GND) dihubungkan ke Vss atau Ground
5. Pin  12  (XTAL  2)  adalah  pin
masukkan  ke  rangkaian  osilator internal Sebuah  osilator  kristal
atau  sumber  osilator  luar  dapat digunakan.
6. Pin  13  (XTAL  1)  adalah  pin keluaran  ke  rangkaian  osilator internal.  Pin  ini  dipakai  bila menggunakan osilator kristal.
7. Pin 14 sampai 21 (Port D) adalah 8- bit  dua  arah  (bi-directional I/O) port dengan internal pull-up resistors) digunakan untuk general purpose dan special feature 8. Pin 22 sampai 29 (Port C) adalah 8- bit  dua  arah  (bi-directional I/O) port dengan internal pull-up resistors digunakan  untuk general purpose dan special feature
9. Pin 30 adalah Avcc. pin  penyuplai daya  untuk  portA  dan  A/D converter  dan  dihubungkan  ke Vcc.  Jika  ADC  digunakan  maka pin ini dihubun
10. Pin  32  adalah  A  REF,  pin  yang berfungsi  sebagai  referensi  untuk pin  analog  jika  A/D Converter digunakan
11. Pin  33  sampai  40  (PortA)  adalah
8-bit  dua  arah  (bi-directional  I/O) port dengan internal pull-up resistors digunakan  untuk general purpose

## Sistem Input dan Output
Kelebihan mikrokontroler AVR
ATMega32  dibandingkan  dengan  generasi sebelumnaya  8051  (misal  AT89C51/52 atau  AT89S51/52),  yaitu timer/counter dapat  di  fungsikan  sebagai  pembangkit gelombang (wave generator) seperti PWM (Pulse  Width  Modulation).  Karena  pulsa ini dibangkitkan oleh mikrokontroler, tentu saja  harus  ada  pin  khusus  untuk output untuk mengeluar pulsa tersebut,yaitu:
1. OC0  /  pin  4  pada  port  B  (pwm  dari timer/counter 0)
2. OC1A / pin  19 pada port D (pwm dari timer/counter 1)
3. OC1B / pin  18 pada port D (pwm dari
timer/counter 1)
4. OC2  /  pin  21  pada  port  D  (pwm  dari

## timer/counter 2)
Jadi  ATMega  32  mempunyai  4  buah PWM  (Pulse  Width  Modulation)  yang dapat  di  aplikasikan  untuk  mengatur kecepatan  motor,  mengatur  sudut  putar motor servo, mengatur terang redup lampu, dan beberapa aplikasi lainya, namun dalam hal  ini  penulis  ingin  mengaplikasikanya untuk  pengaturan  kecepatan  motor  DC shunt,  Prinsip  kerja  dari  PWM  (Pulse Width  Modulation)dapat  di  lihat  pada gambar 2.11.
Gambar 2.11. Prinsip kerja PWM (Pulse Width Modulation)
Dari gambar 2.11 di atas menggunakan  PWM0  pada  portB.4  (0C0)
ATMega32, register TCNT0 akan mencacah  mulai  dari  0,  1,  2,  sampai  255 (counting  up),  kemudian  akan  mencacah turun  dari  255,  254,  253  sampai  0 (counting  down),  demikian  seterusnya sehingga  tampak  pada  grafik  garis  tipis pada  gambar  2.11.  Nilai    register  0CR0 akan  dibandingkan  dengan  nilai  TCNT0, sehingga  akan  muncul  waktu  dimana  nilai OCR0  =  TCNT0,  kondisi  seperti  ini disebut match, pada  saat  inilah  logika  pin OC0  akan  di  ubah,  jika  sebelumnya berlogika high (1)  maka  akan  di  ubah menjadi low (0),  atau  sebaliknya  dari low (0)  menjadi high (1).  Sehingga  terjadilah gelombang  kotak  seperti  pada  gambar 2.11. yang bergaris tebal. Dengan mengatur  nilai  OCR0  maka  lebar  pulsa dapat kita atur.
Untuk mendapatkan referensi tegangan yang lebih besar, maka digunakan driver motor  DC  berupa  IC L293D  yang  dapat  mengalirkan  tegangan 7,5  VDC  dan  arus  1  A,  dalam  hal  ini
mikrokontroler ATMega32 sebagai inputan pada  IC  L293D  dan  sekaligus  mengatur dyty  cycle pada  pin  Enable  L293D sehingga  tegangan  keluaran  pada  IC L293D  dapat  di  atur  dari  0  V-7,5  V, sehingga motor DC dapat di di kendalikan kecepatanya dengan tegangan  yang di  atur pada terminal.
Pemprograman dengan BASCOM-AVR
Untuk  membuat  pwm (Pulse  Width Modulation) dengan  bahasa  BASCOM - AVR  kita  dapat  langsung  mengakses register timer / counter dengan configurasi BASCOM-AVR. Misal kita akan membuat pwm pada PWM1A pada port D.5 (OC0A) maka configurasinya seperti berikut ini: Config  timer1=pwm,  pwm=10,  CompareA pwm=Clear Up,  prescale 1 Pwm1A= xxxx Config  timer  1 maksudnya timer  1 difungsikan sebagai pembangkit gelombang  pwm,  pwm=10  maksudnya pwm  10  bit, Compare  A  pwm=  Clear  Up untuk  membuat  pwm  dengan type non inverting,  jika  menghendaki  pwm dengan type inverting maka Compare A
PWM=Clear Down, prescale dapat menggunakan  1,  8,  64,  256,  1024. Sedangkan pwm1A=xxxx adalah  untuk mengatur kecepatan.

## 3. M ETODE P ENELITIAN

## Bahan-Bahan yang Digunakan
Bahan-Bahan Untuk Perangkat Keras Bahan  dan  komponen  elektronika  yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah: 1. Motor  DC  shunt  dengan  spesifikisai sebagai berikut:
1) Voltage : 6 VDC (7, 5 max)
2) Shaft / output rpm :1800 rpm 3) Torque : 0.4 Kg.cm 4) No load current :450 mA 5) Stall current
: 2,2 A 2. Mikrokontroler ATMega 32
3. LCD 16x2
4. Driver motor L293D
5. Saklar Phus On
6. Crystal 16 Mhz
7. Kapasitor polar
8. Resistor
9. Led
10. PCB polos dan pelarutnya
11. Power supply

## Bahan-Bahan Untuk Perangkat Lunak
Perangkat  lunak  yang  diperlukan  dalam pemrograman ini adalah sebagai berikut :
1.Bascom AVR
2.Windows 7 atau Windows XP
Alat-Alat yang Digunakan
Peralatan yang diperlukan dalam merancang  Perangat  Keras  dalam  Tugas Akhir ini antara lain adalah :
1. Multimeter
2. Solder dan timah
3. Obeng
4. Tang
5. Bor PCB
6. Alat  Potong  berupa  Gergaji atau

## Cutter
7. Downloder ISP  untuk  memasukan
program ke mikrokontroler AVR
Alat  yang  digunakan  untuk  Pembuatan
Perangkat Lunak
1. Komputer yang mendukung
Pemrograman Bascom AVR
2. Proteus  sebagai  simulasi  awal
program .

## Tahapan Penelitian
Tahapan-tahapan  yang  dilakukan  dalam Penelitian ini  seperti Flow  Chart pada gambar 3.1 di bawah ini :
Gambar 3.1. Flow Chart

## Blok diagram perangkat keras
Gambar 3.2. Blok diagram perangkat keras Push button sebagai interuksi/perintah awal kemikrokontroler ATMega 32 berupa perintah  untuk  mengatur timer yang  akan di gunakan untuk proses shaker berlangsung, selain itu push button juga di jadikan  perintah  untuk  menaikan  atau menurunkan  kecepatan  putaran  motor  DC (direct  current),  kemudian  perintah  ini  di tampilkan  di  LCD  16x  2  berupa timer Count  down seiring  dengan  ATMega  32 memberikan  perintah  otomatis  ke  L293D sebagai driver motor  DC  (direct  current). Dan  lamanya  proses  tergantung  dari lamanya waktu yang di setting

## Rancangan Gambar Keseluruhan
Rancangan  gambar    sistem  keseluruhan dapat di lihat pada gambar 3.2.
PB0/T0/XCK 1 PB1/T1 2 PB2/AIN0/INT2 3 PB3/AIN1/OC0 4 PB4/SS 5 PB5/MOSI 6 PB6/MISO 7 PB7/SCK 8 RESET 9 XTAL2 12 XTAL1 13 PD0/RXD 14 PD1/TXD 15 PD2/INT0 16 PD3/INT1 17 PD4/OC1B 18 PD5/OC1A 19 PD6/ICP1 20 PD7/OC2 21 PC0/SCL 22 PC1/SDA 23 PC2/TCK 24 PC3/TMS 25 PC4/TDO 26 PC5/TDI 27 PC6/TOSC1 28 PC7/TOSC2 29 PA7/ADC7 33 PA6/ADC6 34 PA5/ADC5 35 PA4/ADC4 36 PA3/ADC3 37 PA2/ADC2 38 PA1/ADC1 39 PA0/ADC0 40 AREF 32 AVCC 30 U3 ATMEGA16 D 7 1 4 D 6 1 3 D 5 1 2 D 4 1 1 D 3 1 0 D 2 9 D 1 8 D 0 7 E 6 R W 5 R S 4 V S S 1 V D D 2 V E E 3 LCD2 LM016L RV1 100 IN1 2 OUT1 3 OUT2 8 OUT3 13 OUT4 18 IN2 9 IN3 12 IN4 19 EN1 1 EN2 11 VS 8 VSS 16 GND GND 12V L293D 5V + 8 8 .8 X1 CRYSTAL C1 22pF C2 22pF C3 10nF MOTOR DC 10k Gambar 3.2.Rangkaian keseluruhan
Cara Kerja Rangkaian:
1. Saklar (phus button 1) akan
memberikan interuksi kepada ATMega  32  melalui  PortA.0,  sebagai perintah untuk setting timer (time up) 2. Saklar (phus button 2) akan memberikan interuksi kepada
ATMega  32  melalui  PortA.1,  sebagai
perintah  untuk setting  timer (time
down)
3. Saklar (phus button 3) akan
memberikan interuksi kepada ATMega  32  melalui  PortA.2,  sebagai perintah  untuk setting kecepatan
(speed up)
4. Saklar (phus button 4) akan
memberikan interuksi
kepada
ATMega  32  melalui  PortA.3,  sebagai perintah  untuk setting kecepatan (speed down)
5. Lamanya proses shaker dan duty cycle
pwm di tampilkan ke LCD
6. Gelombang  pwm  akan  di  bangkitkan diATMega  32  dan  di  keluarkan melalui portd.5 (OC1A) yang selanjutnya akan  menjadi  inputan  IC L293D untuk mengatur tegangan yang di berikan ke motor DC.

## 4. P ENGUJIAN DAN H ASIL
Pada penelitian ini diperoleh beberapa data,  diantaranya  data  pengujian  dengan osiloskop,  pengujian  dengan  AVO  meter, serta pengujian dengan tachometer. berikut adalah hasil dan data pengujianya:
Pengujian  Dengan  Osiloskop  Tegangan masukan pada driver motor 7,5 V.

## Gambar 4.1. Bentuk pulsa tegangan masukan pada driver motor
Pengujian output pada driver motor ( ) dengan variasi duty cycle
menggunakan osiloskop.
1. Pengujian  dengan duty  cycle 0  % dapat dilihat pada gambar 4.2
Gambar 4.2. Output driver motor dengan PWM duty cycle 0%
2. Pengujian  dengan duty  cycle 25  %
dapat dilihat pada gambar 4.3
Gambar 4.3. Output driver motor dengan PWM duty cycle 25%
3. Pengujian  dengan duty  cycle 50  %
dapat dilihat pada gambar 4.4
Gambar 4.4. Output driver motor dengan PWM duty cycle 50%
4. Pengujian  dengan duty  cycle 75  %
dapat dilihat pada gambar 4.5
Gambar 4.5. Output driver motor dengan PWM duty cycle 75%
5. Pengujian  dengan duty  cycle 100% dapat dilihat pada gambar 4.6
Gambar 4.6. Output driver motor dengan PWM duty cycle 100%
Pengujian kecepatan putar motor dengan tachometer.
1. Pengujian  dengan duty  cycle 25%
dapat dilihat pada gambar 4.7
Gambar 4.7. RPM motor  dengan PWM duty cycle 25%
2. Pengujian  dengan duty  cycle 50%
dapat dilihat pada gambar 4.8
Gambar 4.8. RPM motor dengan PWM duty cycle 50%
3. Pengujian  dengan duty  cycle 75%
dapat dilihat pada gambar 4.9
Gambar 4.9. RPM motor dengan PWM duty cycle 75%
4. Pengujian  dengan duty  cycle 100%
dapat dilihat pada gambar 4.10
Gambar 4.10. RPM motor dengan
PWM duty cycle 100%

## Analisa Hardware
Analisa  Tegangan  Keluaran  pada driver motor  ( ) Terhadap Duty  cycle yang  dibangkitkan  oleh  mikrokontroler ATMega 32.
Pada  pengujian  tegangan  keluaran
driver motor terhadap  perubahan
duty  cycle, tegangan  masukan  pada driver motor yang  penulis  gunakan  adalah
tegangan  sebesar  7,5  volt,  hal  ini  karena motor  DC  yang  penulis  gunakan  pada penelitian    ini  adalah  motor  DC  dengan tegangan  operasional  6  volt  dan  maksimal tegangan  7,5  volt.  Hasil  pengujian  dapat dilihat pada tabel.
Tabel  4.1 Hasil  pengujian  V out terhadap duty cycle
Jika  hasil  pengujian  pada  tabel  4.1  diatas kita jabarkan dengan perhitungan rumus:
= x (4.1)
Keterangan :
: Tegangan keluaran
: Waktu pulsa ON / High
: Tegangan masukan
= +
(4.2)
Keterangan  :
: Waktu pulsa OFF / Low
: Waktu pulsa ON / High
Dengan  melihat  persamaan  rumus  4.1  dan
4.2, Maka diperoleh data
perhitungan sebagai berikut:
1. Tegangan    keluaran
dengan
duty cycle 0 %
0 5 , 7 7 0 0    x
2. Tegangan  keluaran dengan
duty cycle 25 %
34 , 2 5 , 7 2 , 5 5 , 2 5 , 2    x
3. Tegangan  keluaran dengan
duty cycle 50 %
75 , 3 5 , 7 4 4 4    x
4. Tegangan  keluaran dengan
duty cycle 75%
15 , 5 5 , 7 5 , 2 5 , 5 5 , 5    x
5. Tegangan  keluaran
dengan
duty cycle 100 %
5 , 7 5 , 7 0 8 8    x
Dari  data-data  diatas  dapat  dibuat grafik  hubungan  antara  tegangan keluaran driver motor  ( )  terhadap  perubahan
duty  cycle 0  %  sampai  dengan  100  % seperti gambar 4.12.
Gambar 4.12. Hubungan antara ( )

## terhadap perubahan duty cycle
Analisa Kecepatan Motor (RPM)

## Terhadap Duty Cycle
Pada  pengujian  kecepatan  putar (RPM)  terhadap duty  cycle, tegangan masukan yang  penulis  gunakan adalah  tegangan  sebesar  7,5  volt,  hal  ini karena  motor  DC  yang  penulis  gunakan pada  penelitian    ini  adalah  motor  DC dengan  tegangan  operasional  6  volt  dan maksimal tegangan 7,5 volt. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.2
Dari  data-data  diatas  dapat  dibuat grafik  hubungan  antara  kecepatan  putar motor dengan duty cycle antara 0 % sampai dengan 100 % seperti pada gambar  4.14
Gambar 4.14. Hubungan RPM motor terhadap duty cycle Dari  data-data  penelitian  diatas dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  dengan merubah  tegangan masukan  pada driver motor dapat  merubah  tegangan
keluaran  ( )    sehingga  secara  otomatis kecepatan  juga  dapat  dirubah, demikian halnya  dengan  merubah duty  cycle PWM, maka  tegangan  keluaran  ( )    dan kecepatan motor dapat dikendalikan.

## Analisa software
Pada perancangan sistem pengendalian  motor  DC  Shunt  ini  PWM
yang  di  gunakan  adalah PWM1 pada PORTD.5(0C1)
ATMega32
yang mempunyai  kapasitas  10bit  sehingga memiliki  variasi  perubahan  nilai  sebanyak 1023, variasi  mulai  dari  0 – 1023 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0 – 100%,  berikut  adalah  cuplikan software dari ATMega32 untuk pengendalian PWM1 dan penjelasanya $regfile = "m32def.dat" $crystal = 16000000
Jenis  mikrokontroler  ATMega  32  dan crystal yang di gunakan 16Mhz Config Int0 = Low Level Config Int1 = Low Level On Int0 Time_up On Int1 Time_down Enable Int0 Enable Int1 Enable Interrupts Portd.2 = 1 Portd.3 = 1
Konfigurasi  untuk  interuksi  penambahan atau pengurangan timer PWM
Config Lcdpin = Pin , Rs = Portc.0 , E = Portc.2 , Db4 = Portc.4 ,
Config  Lcdpin  =  Pin  ,  Db5  =  Portc.5  , Db6 = Portc.6 , Db7 = Portc.7 Config Lcd = 16 * 2 Cursor Off Cls
Konfigurasi dan pengalamatan LCD ukuran 16x2 pada portc ATMega32
Config  Timer1  =  Pwm  ,  Pwm  =  10  ,

## Compare A Pwm = Clear Up
Timer 1  digunakan  untuk  membangkitkan pwm 10bit, hitungan naik non inverting Dim Waktu As Integer , Dely As Byte Config Porta = Input Config Portd = Output Sw_up Alias Pinb.2 Sw_down Alias Pinb.3 Konfigurasi Input dan Output
Dim  Pwm  As  Integer  ,  Set_kecepatan  As
Integer , Persen As Integer
Dim  Pwm_eprom  As  Eram  Integer  , Persenya As Integer , Hasil As Integer Ukuran-ukuran  data  pada  folder  yang disiapkan Program utama :
Do If Waktu <= 0 Then Gosub Selesai
Jika  waktu/timer  =0  maka  lompat  ke  label “selesai”
End If
If Sw_up = 0 Then

## Incr PWM
Jika tombol Up di tekan PWM bertambah/kecepatan motor dinaikan End If
If Sw_down = 0 Then

## Decr PWM
Jika  tombol  down  ditekan  maka  PWM dikurangi/kecepatan motor diturunkan End If
Pwm1a = Pwm
Output  PWM  pada  PWM1A  yaitu  pada portd.5 ATMega32 (lihat data sheet)
Locate 1 , 1
Lcd "Duty Sycle:" ; Hasil ; "%        " LCD lokasi baris 1 dan mulai dari kolom 1 untuk menampilkan Duty cycle dalam %
Locate 2 , 1
Lcd "Duration  :" ; Waktu ; ".s       " :

## Waitms 10
Locasi LCD baris 2  dan mulai dari kolom 1 untuk menampilkan timer
Loop End Time_up: Waktu = Waktu + 30
Return
pengaturan  waktu  naik  per30  detik  ketika tombol Up ditekan,  dan  setelah  tombol  di lepas  maka  kembali  ke  program  utama  di atas.
Time_down:
Waktu = Waktu - 30 pengaturan  waktu turun  per30 detik ketika tombol down ditekan,dan setelah tombol di lepas  maka  kembali  ke  program  utama  di atas.
Return Selesai: Portd.6 = 0 Locate 1 , 1 Lcd "-----Finish-----"

## Portd.7 = 0  ‘ buzzer bunyi
Proses  selesai  jika timer telah  selesai  dan di sertai bunyi buzzer

## 5. K ESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
Setelah penulis menyelesaikan perancangan  dan  pembuatan  peralatan  ini, maka dapat disimpulkan:
1. Microcontroller ATMega  32  dapat
membangkitkan gelombang PWM yang  dapat  diaplikasikan  pada  sistem pengendalian  motor  DC  shunt  yang cukup efektif
2. Sistem  pengendalian  ini  dapat  bekerja
secara  otomatis  dengan timer yang  di setting.
3. Sistem pengendalian ini dapat
diprogram dengan mudah menggunakan  bahasa  yang  sangat sederhana yaitu bascom-AVR

## 5.2. Saran
Setelah  penulis  selesai  membuat  alat dan  tulisan  ini,  penulis  menyadari  bahwa masih  banyak  kekurangan  yang  penulis rasakan, sehingga penulis ingin memberikan saran-saran yang dapat dijadikan  motivasi  penulis  dan  pembaca tulisan ini, antara lain:
1. Sistem  pengendalian  motor  DC  shunt ini masih butuh penyempurnaan sistem mekanik jika ingin
diaplikasikan  pada laboratory  shaker yang  memiliki  unjuk  kerja  yang  lebih halus.
2. Alat ini dapat digunakan pada
laboratorium  kesehatan  namun  perlu
diperhatikan  lebih  teliti  kontruksi  dan layout untuk penempatan tube samples.

## DAFTAR PUSTAKA
Azwardi  .(2012); Perancangan  Kontrol dan Monitoring Kecepatan  Motor DC  Melalui  Jaringan  Intranet, Teknik  Komputer,Politeknik  Negeri Sriwijaya
Data Sheet ATMega32
http://www.atmel.com/images/doc25 03.pdf
Data sheet L293D
http://www.datasheetcatalog.com/dat asheets_pdf/L/2/9/3/L293D.shtml
Hamdani,M.(2010); Pengendalian Kecepatan Putar Motor DC
Terhadap  Perubahan  Temperatur Dengan  Sistem  Modulasi  Lebar Pulsa,teknik elektro,Universitas Indonesia
Ihsanto,E., Triwisaksana. Dan Suryana,N. ( 2008); Sistem  Pengendalian  Motor DC
Dengan
PWM,Teknik
Elektro,universitas Mercu Buana Laboratory shaker
http://www.medicalexpo.com/prod/stuart- equipment/laboratory-shaker-3d
Muchlas.  Sutikno,T.  dan    Hastoro,C.
(2006); Pengendali
Kecepatan Motor  DC  Dengan  PWM  Secara Remote  Berbasis  Mikrokontroler M68hc11, Teknik
Elektro,
Universitas Ahmad Dahlan Nasrul.(2009); Pengendalian  Kecepatan
Motor  DC  dengan  Metoda  Fuzzy Logic Berbasis Mikrokontroler,
Teknik  Elektro,Politeknik  Negeri
Padang