JAM DIGITAL DENGAN KELUARAN SEVEN SEGMENT BERBASIS ATMEGA328P

JAM DIGITAL BERBASIS ATMega 328P

 

Jam Digital Berbasis Atmega 328P

Dwi Agung Saputro¹, Faris Abdurrahman Hilmi Kusuma¹, Raditya Pradana¹, Rafa Rizky Wijaya¹.

¹Mahasiswa. Program Studi Teknologi Rekayasa Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : saputroagung746@gmail.com, farisabdurrahman02@gmail.com, masraditya.pradana@gmail.com, rafarizkywa920@gmail.com

 

Intisari - Jam digital berbasis mikrokontroler ATmega 328P merupakan sistem elektronik yang dirancang untuk menampilkan waktu secara digital. Proyek ini memanfaatkan mikrokontroler ATmega 328P sebagai inti pengolahan data yang dikombinasikan dengan komponen lain seperti modul RTC (Real Time Clock) untuk menjaga akurasi waktu, layar LCD atau LED untuk menampilkan informasi, serta tombol atau sensor untuk pengaturan waktu.

Abstrak:

Jam digital adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk menampilkan waktu secara digital dengan tingkat akurasi tinggi. Penelitian ini membahas perancangan dan implementasi jam digital berbasis mikrokontroler Atmega 328P dengan memanfaatkan fitur clock counter sebagai dasar penghitungan waktu. Sistem ini menggunakan tampilan seven segment untuk menampilkan waktu, yang dikendalikan melalui driver dengan metode multiplexing. Clock counter dari Atmega 328P bekerja berdasarkan sinyal dari kristal osilator eksternal 16 MHz untuk menjaga kestabilan dan keakuratan penghitungan waktu. Tombol push-button digunakan sebagai input untuk pengaturan jam dan menit secara manual. Perangkat lunak dirancang menggunakan Arduino IDE dengan algoritma yang memastikan penghitungan waktu berjalan secara kontinu dan akurat. Hasil pengujian menunjukkan bahwa jam digital ini beroperasi dengan stabil, memiliki akurasi yang baik, dan dapat diandalkan untuk aplikasi sederhana tanpa memerlukan modul tambahan seperti RTC. Penelitian ini membuktikan bahwa Atmega 328P dengan fitur clock counter dapat diimplementasikan secara efektif dalam perangkat jam digital.

Kata kunci: Jam digital, Atmega 328P, Seven segment, Clock counter, Mikrokontroler, Multiplexing, Arduino IDE.

I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dengan perkembangan jaman yang semakin berkembang dalam pemakaian jam analog kini telah berganti menjadi jam digital. dalam penggunaannya lebih memudahkan, dapat diketahui dalam jam analog Seiring perkembangan teknologi, jam analog mulai tergantikan oleh jam digital yang lebih praktis, akurat, dan efisien. Jam analog sering menghadapi masalah seperti kerusakan mesin dan ketidakakuratan waktu, sementara jam digital, yang berbasis elektronik dan menggunakan sumber daya listrik langsung, menawarkan keandalan lebih tinggi. Dalam proyek ini, dengan memanfaatkan Arduino yang fleksibel dan mudah diprogram, jam ini dirancang untuk memberikan tampilan waktu yang jelas, modern, dan fungsional. 

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah diatas, didapat beberapa rumusan masalah sebagai berikut

1.     Bagaimana cara membuat jam digital menggunakan IC Atmega 328P?

2.     Bagaimana cara memastikan waktu di jam digital tetap akurat?

3.     Apa saja komponen yang diperlukan untuk membuat jam digital ini?

4.     Bagaimana cara memprogram Arduino agar jam digital bisa menampilkan waktu dengan baik?

1.3 Tujuan

Dari perumusan masalah diatas, dapat disimpulkan bahwa tujuan pembuatan jam digital ini adalah sebagai alat pembantu pembacaan jam untuk mereka yang tidak bisa membaca jam analog.

1.4 Metodologi

Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap jam digital. Langkah – langkah pembuatan Proyek Jam Digital dapat didefinisikan sebagai berikut :

1.   Studi Pustaka alat dan bahan

2.   Perancangan program

3.   Implementasi program

4.   Pengujian Jam Digital

5.   Analisa

6.   Laporan

2. Tinjauan Pustaka

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam pembuatan jam digital ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja jam digital maupun dasar – dasar perencanaan pembuatan alat.

2.1  Seven Segment

Komponen elektronik yang digunakan untuk menampilkan angka dalam berbagai perangkat, seperti jam digital, kalkulator, alat ukur, dan perangkat elektronik lainnya. Komponen ini terdiri dari 7 segmen berbentuk LED atau LCD yang diatur dalam pola menyerupai angka, serta satu segmen tambahan opsional untuk menampilkan titik desimal (decimal point).

 

Gambar 2.1 Seven Segment

Fitur

Konsumsi daya rendah, biaya terjangkau, ukuran bervariasi

Kemampuan untuk menampilkan output angka yang bagus

2.2  TP 4056 

Gambar 2.2 TP 4056

TP4056 adalah sebuah IC pengisian daya baterai lithium-ion (Li-ion) yang dirancang untuk aplikasi portabel dan hemat daya. IC ini populer dalam proyek-proyek elektronik karena keandalannya, efisiensi, dan kemudahan integrasi ke dalam berbagai sirkuit. Biasanya digunalam dalam modul pengisian baterai dengan antarmuka USB atau sumber daya DC lainnya.

 

Spesifkasi

Tegangan Input (VCC): 4V – 8V

Tegangan Output: 4.2V

Arus Maksimum: Hingga 1A

Mempunyai Lampu Indikator (merah n biru/hijau)

Suhu Operasional: -40°C hingga 85°C

Mode Pengisian Konstan Arus (Constant Current - CC): Untuk mengisi daya awal hingga mencapai tegangan tertentu

Mode Tegangan Konstan (Constant Voltage - CV): Untuk mengisi daya pada tahap akhir hingga penuh

No	Nama	Fungsi
1	BAT	Output ke baterai
2	GND	Ground
3	VCC	Tegangan input (4V – 8V)
4	PROG	Mengatur arus pengisian dengan resistor eksternal
5	STDBY	Indikator status penuh (untuk LED hijau)
6	CHRG	Indikator status pengisian (untuk LED merah)
7	TEMP	Input dari sensor suhu eksternal
8	CE (Chip Enable)	Mengaktifkan/menonaktifkan IC

 

2.3 IC Atmega 328P

Gambar 2.3 IC Atmega 328P

ATmega328P adalah mikrokontroler 8-bit dari keluarga AVR yang dirancang oleh Microchip Technology. Mikrokontroler ini terkenal karena efisiensi, fleksibilitas, dan kompatibilitasnya dengan berbagai aplikasi elektronik, termasuk pada platform Arduino Uno, Nano, dan Pro Mini.

 

Spesifikasi

8-bit AVR RISC

Frekuensi Hingga 20 MHz

SRAM: 2KB

EEPROM; 1KB

FLASH MEMORY: 32 KB

Tegangan Minimun: 1.8V

Tegangan Maksimun: 5.5V

Suhu Operasional: -40°C hingga 85°C

 

2.4 Baterai 18650

Gambar 2.4 Baterai 18650

Jenis baterai lithium-ion berbentuk silinder yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti elektronik portabel, power bank, kendaraan listrik, dan sistem penyimpanan energi. Nama "18650" berasal dari dimensi fisiknya: 18 mm diameter dan 65 mm panjang, dengan bentuk silinder.

Spesifikasi

Tegangan Nominal: 3.6V atau 3.7V

Tegangan Pengisian Penuh: 4.2V

Tegangan Minimum (Cut-off): 2.5V hingga 2.7V

Kapasitas Tipikal: 1200 mAh hingga 3500 mAh (rata-rata untuk baterai berkualitas tinggi) Kapasitas Baterai Bermerek: 2500–3500 mAh (contohnya, merek Samsung, Panasonic, atau LG).

 

2.5 Resistor 10K dan 3300 Ohm

Gambar 2.5 Resistor 10K dan 3300 Ohm

 

Komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk membatasi atau mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian. Resistor bekerja dengan menghambat aliran elektron, menghasilkan penurunan tegangan sesuai dengan hukum Ohm.

2.6 Kapasitor 22 PF dan 104 PF

Gambar 2.6 Kapasitor 22 dan 104 PF

Komponen elektronik pasif yang digunakan untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik dalam bentuk medan listrik. Kapasitor terdiri dari dua konduktor (biasanya berupa pelat atau elektroda) yang dipisahkan oleh bahan isolator (dielektrik). Komponen ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penyaringan, pengaturan waktu, dan penyimpanan energi sementara.

 

Spesifikasi

22pF

Tegangan Kerja: 50V, 100V atau lebih tinggi

Toleransi: ±5%, ±10%, atau ±20%

Polaritas: Non-polar

 

104pF

Tegangan Kerja: 50-100V

Toleransi: ±10% atau ±20%

Polaritas: Non-polar

Parameter	22 pF	104 pF
Kapasitansi	22 pF	100,000 pF (0,1µF)
Tegangan kerja	50V, 100V	50V, 100V
Tipe	Keramik/film	Multilayer/film
Aplikasi	Frekuensi tinggi (RF)	Frekuensi rendah/audio

 

2.7 LED 3MM

Gambar 2.7 LED 3mm

 

LED 3mm (Light Emitting Diode) adalah sebuah komponen elektronik semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan cahaya ketika diberi tegangan listrik. LED 3mm biasanya memiliki dimensi diameter 3 mm dan banyak digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik karena ukuran kecilnya, efisiensi energi, dan umur panjang. LED ini umumnya digunakan untuk indikator status atau aplikasi pencahayaan kecil.

 

Spesifikasi

 

Ukuran: 3mm

Tegangan: 1.8 – 2.2V

Sudut pancaran: 15° hingga 30°

 

2.8 Soket IC Atmega 328P

Gambar 2.8 Soket IC

Soket IC untuk Atmega 328P adalah komponen elektronik yang dirancang untuk menahan dan menghubungkan mikrokontroler Atmega 328P dengan rangkaian tanpa memerlukan solder langsung pada IC. Soket ini memungkinkan pemasangan dan pelepasan IC secara mudah, serta melindungi IC dari kerusakan selama proses pengembangan, penggantian, atau perawatan perangkat.

 

2.9 Holder Baterai

Gambar 2.9 Holder Baterai

 

Holder baterai 18650 adalah wadah atau tempat yang dirancang khusus untuk menampung dan menyambungkan baterai jenis 18650, baik secara fisik maupun secara elektrik. Desainnya memungkinkan pemasangan yang aman dan efisien, serta mempermudah integrasi baterai ke dalam perangkat elektronik.

2.10 Tact Switch

Gambar 2.10 Tact Swicth

Tact Switch (atau Tactile Switch) adalah jenis sakelar mekanis kecil yang dirancang untuk memberikan umpan balik taktil (tactile feedback) saat ditekan. Sakelar ini umumnya digunakan pada perangkat elektronik sebagai tombol kontrol yang ringkas dan responsif.

3. Metode Pembuatan Alat

Dalam perancangan dalam penelitian ini yaitu jam digital, terdiri atas perancangan mekanik (hardware) dan perancangan perangakat lunak (software).

 

3.1 Perancangan Hardware

Gambar 3.1 Perancangan Hardware

 

Sumber daya (baterai) digunakan untuk menghidupkan mikrokontroler ATmega328P, yang kemudian bertugas mengontrol seven segment dan LED sebagai output sistem. Ini adalah rangkaian dasar yang sering digunakan dalam proyek elektronik sederhana seperti penghitung digital, sistem indikator, atau kontrol tampilan.

3.2 Perancangan Software

Gambar 3.2 Perancangan Software

 

proses penghitungan waktu dalam format detik, menit, dan jam, dengan hasil akhirnya ditampilkan menggunakan seven segment display.

 

3.3 Pembuatan Alat

Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap yaitu:

1.     Membuat perencanaan

2.     Membuat skema pengawatan

3.     Menyusun rangkaian sesuai skema pengawatan

4.     Membuat program

5.     Membuat kerangka

6.     Pemasangan rangkaian pada kerangka alat

 

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

 4.1 Skema Pengawatan Dalam

Gambar 4.1 Diagram Pengawatan dalam

 

4.2 Skema Pengawatan Seven Segment

Gambar 4.2 Diagram Pengawatan Seven Segment

5. Pengujian Alat

Dengan menekan tombol On, jam dapat dihidupkan dengan dukungan daya dari baterai.

 

 

Gambar 5.1 Jam dengan posisi mati

 

Gambar 5.2 Jam dengan posisi nyala

 

REFERENSI

https://library.itats.ac.id/index.php?p=show_detail&id=7899&keywords=

https://ojs.trigunadharma.ac.id/index.php/jct/article/view/283

https://github.com/pawanps55/Digital-Clock-using-atmega328p/blob/main/Micro_%20Project%20Report.pdf

 

 

PROFIL PENULIS

 

Penulis atas nama Dwi Agung Saputro dilahirkan di Kab. Semarang, 10 Oktober 2004.  Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Ungaran 02 Kab. Semarang, SMP N 1 Ungaran, dan SMAN 1 Ungaran dengan jurusan MIPA . Tahun 2023 penulis menyelesaikan pendidikannya di SMA. Pada tahun 2023 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) dan diterima menjadi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D4 Tenologi Rekayasa Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 4.34.23.0.06.

Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: saputroagung746@gmail.com

 

 

Penulis atas nama Faris Abdurrahman Hilmi Kusuma dilahirkan di Batam, 04 Agustus 2005.  Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 001 Batam, SMPS Boarding School, dan SMAN 14 Jakarta dengan jurusan MIPA . Tahun 2023 penulis menyelesaikan pendidikannya di SMA. Pada tahun 2023 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) dan diterima menjadi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D4 Tenologi Rekayasa Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 4.34.23.0.07.

Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: farisabdurrahman02@gmail.com

 

 

Penulis atas nama Raditya Pradana dilahirkan di Semarang, 19 Juni 2004.  Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Petompon 02 Kota Semarang, SMP N 13 Semarang, dan SMKN 7 Semarang dengan jurusan Teknik Tenaga Listrik . Tahun 2023 penulis menyelesaikan pendidikannya di SMK. Pada tahun 2023 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) dan diterima menjadi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D4 Tenologi Rekayasa Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 4.34.23.0.18. 

Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: masraditya.pradana@gmail.com

 

Penulis atas nama Rafa Rizky Wijaya dilahirkan di Purworejo, 09 Februari 2005.  Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDIT Assalamah Ungaran, SMP N 3 Ungaran, dan SMKN 4 Semarang dengan jurusan Teknik Elektronika Industri . Tahun 2023 penulis menyelesaikan pendidikannya di SMK. Pada tahun 2023 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) dan diterima menjadi mahasiswa baru Sarjana Terapan (D4) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D4 Tenologi Rekayasa Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 4.34.23.0.19. 
Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: rafarizkywa920@gmail.com