DESAIN DAN PERANCANGAN
3.2 Komponen Perangkat Keras
Pada sub bab ini akan dijelaskan tentang komponen perangkat keras yang digunakan dalam perancangan sistem ini. Perangkat keras ini merupakan bagian dari tiap-tiap blok diagram sistem yang saling mendukung satu dengan yang lainnya.
3.2.1 Rangkaian power supply
Rangkaian power supply digunakan untuk menurunkan tegangan yang masuk, yaitu jika ada tegangan yang lebih besar dari keperluan sistem maka akan diturunkan
commit to user
menjadi tegangan yang dibutuhkan. Terdapat regulator yang berfungsi agar tegangan menjadi stabil dan transformator yang berfungsi sebagai pengubah tegangan dari AC ke DC. Power supply ini mengubah tegangan dari 220 VAC ke 5 V DC dan 9 V DC serta menstabilkan tegangan yang ada. Diagram blok power supply ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram Power supply
3.2.2 Rangkaian Mikrokontroler
AT89S51 merupakan komponen utama yang digunakan sebagai pemicu sensor ping untuk membangkitkan gelombang ultrasonik, pengolah data jarak yang diukur, mengontrol tampilan lcd dan pengiriman data oleh wireless FM. Pada rangkaian ini terdapat sebuah osilator dan dua buah kapasitor yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi. Untuk mengaktifkan clock mikro ke CPU harus dipasang sebuah resonator
(kristal) diantara kaki-kaki X1 dan X2 pada mikrokontroler dan dua buah kapasitor yang dihubungkan ke ground Mikrokontroler AT89S51 memiliki 32 buah port I/O. Dalam perancangan ini port-port yang digunakan adalah port P0.0 – P0.7 dan P2.5 – P2.7 yang dihubungkan ke rangkaian penampil lcd, port P2.0 – P2.2 terhubung ke rangkaian pembeda suara busser, kemudian port P1.0 mikrokontroler terhubung pada trigger sensor dan P1.1 mikrokontroler sebagai keluaran dari sensor SRF04 (pemancar dan penerima gelombang ultrasonik). Pin reset terhubung ke rangkaian reset sistem.
Tegangan 5 V DC Tegangan 9 V DC Pengubah AC - DC Penyearah Penyearah Penyetabil Penyetabil
commit to user
Rangkaian ini menggunakan osilator kristal 12 MHz yang berfungsi membangkitkan sinyal clock internal. Jadi setiap satu instruksi MCS-51 akan dilaksanakan dalam waktu 1 mikro detik.
SRF04
Gambar 6. Diagram Mikrokontroler
3.3.3 Sensor SRF04
Gambar 7. Interface SRF04
Gambar 7 tidak dibahas secara detail, karena rangkaian tersebut sudah merupakan suatu kesatuan dari hasil pabrikasi. Konfigurasi pin sensor SRF04 seperti terlihat pada gambar 7. Sensor ini memiliki 4 pin, yang masing-masingnya dihubungkan ke
AT89S51 Pemancar FM 1 LCD Pemancar FM 2
commit to user
Ground, Vcc (5V), trigger/ IN IT dihubungkan pin P1.0 dan echo dihubungkan ke P1.1 mikrokontroler.
3.3.4 Rangkaian Penampil LCD
Pada rangkaian penampil komponen yang digunakan berupa Liquid Crystal
Display (LCD) yang terdiri dari 16 pin dimana kaki P0.0 – P0.7 pada mikromontroler
disambungkan pada kaki D0-D7 LCD secara urut. Kaki pin P2.5 disambungkan pin RS pada LCD, kaki P2.6 mikrokontroler pada pin RW LCD dan kaki P2.7 mikrokontroler pada pin E LCD. Berikut adalah interface LCD dengan mikrokontroler.
Gambar 8. Interface LCD
3.3.5 Rangkaian Pemancar Wireless FM
Pada rangkaian sistem umum terdapat 2 buah pemancar wireless FM, yaitu rangkaian pemancar 1 akan mengirimkan data jika lcd menyalakan angka 0,51m – 0,74m yang berarti ketinggian sungai dalam keadaan aman. Apabila lcd menyalakan angka 0,26m – 0,50m ketinggian permukaan air dalam keadaan bahaya, pemancar 2
commit to user
mengirimkan sinyal ke penerima 2. Permukaan air sungai 0,03m-0,25m menandakan ketinggian sungai dalam keadaan awas/banjir yang berarti akan terjadi banjir dan pemancar 1,2 akan mengirimkan data yang akan diterima oleh rangkaian penerima 1,2
wireless FM dan akan menghasilkan keluaran berupa bel/alarm dari kedua penerima
wireless FM. Gambar 9 merupakan gambar dari pemancar wireless FM.
antena
Pulsa/ Signal
Gambar 9. Diagram Blok Pemancar Wireless FM
Pada Gambar 9 sinyal/pulsa yang masuk ke Driver relay (yang berfungsi sebagai saklar otomatis) adalah pulsa yang dihasilkan pada mikrokontroler. Rangkaian pemancar wireless FM 1 dan 2 mendapat masukan dari kaki P2.0 – P2.2. Pada perancangan ini, saya memanfaatkan rangkaian pada mic wireless yang dibongkar dan diambil blok exciter saja yang terdiri dari blok osilator dan blok penyangga (buffer) yang memiliki standar transmitter daya rendah. Sedangkan blok penguat daya
(booster) tidak dirakit dalam perancangan ini, hal ini dimaksudkan agar pemancar FM
yang digunakan nantinya tidak terlalu mempengaruhi gelombang FM dari stasiun pemancar lain. Frekuensi pada mic wireless berada padaa kisaran 88-108 MHz
3.3.6 Rangkaian Penerima Wireless FM
Untuk rangkaian penerima dalam perancangan ini digunakan receiver FM pada Driver
relay
transmitter osilator
commit to user
mic wireless yang banyak dijual di pasaran. Pemanfaatan rangkaian receiver yang
sudah jadi ini dilakukan untuk mendapatkan kemudahan dalam proses pembuatan sistem perancangan keseluruhan, dikarenakan perancangan sistem yang akan dibuat ini menggunakan media transmisi gelombang radio pada jalur FM komersial (88-108MHz). Dalam hal ini penulis tidak membahas mengenai rangkaian dan jalur sistem penerimaan data secara keseluruhan, karena rangkaian yang digunakan adalah rangkaian penerima wireless FM pada mic yang sudah memiliki jalur frekuensi yang sama dengan pemancar wireless FM. Gambar 10 adalah diagram blok dari rangkaian penerima wireless FM.
antenna (signal)
output Bel/alarm
Gambar 10. Diagram Blok Penerima Wireless FM
Dari diagram blok dapat dilihat gelombang radio ditangkap oleh antena. Kegunaan antena adalah sebagai bagian yang dapat menangkap radiasi gelombang penala. Signal/pulsa yang diterima oleh antena diteruskan oleh receiver terdapat osilator yang berfungsi untuk penetap pada frekuensi dan penguat IF unuk menguatkan frekuensi. Diteruskan ke driver relay (saklar otomatis) untuk menyalakan output yang berupa bel/alarm. Pada rangkaian penerima wireless FM ini frejuensi sudah ditentukan oleh pabri pembuat yaitu berkisar antara 88-108Mhz.
osilator
Receiver Driver
Relay
Penguat IF
commit to user 3.3 Perancangan Software
Perancangan perangkat lunak (software) dalam penelitian ini diperlukan agar sistem yang direncanakan dapat bekerja dengan baik. Dalam penelitian ini diperlukan program yang akan diinputkan pada mikrokontroler, guna mengontrol pemancaran dan penerimaan gelombang ultrasonic pada sensor SRF04, perhitungan ketinggian air berdasarkan informasi dari sensor, menampilkan hasilnya pada lcd, dan mengirimkan informasinya dari pemancar wireless FM ke penerima wireless FM dengan output berupa bel/alarm. Program ini dibuat dengan bahasa assembly MCS-51 dan dimasukkan ke dalam mikrokontroler.
Diagram Alir Program MCS-51 yang diinputkan pada Mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada gambar 11. Menggunakan software ASM51 yaitu program compiler
berbasis windows untuk mikrokontroler keluarga ATMEL.
3.3.1 Pemrograman Mikrokontroler AT89S51
Pemrograman dilakukan setelah semua komponen elektronika dan komponen mikrokontroler terpasang dengan benar. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan bahasa Assembler. Listing program ditulis dengan menggunakan program Notepad dan file disimpan dengan ekstensi “.asm”. Kemudian file “.asm” tersebut di- load dengan program compiler ASM51 untuk dirubah menjadi file “.hex”. Setelah file dirubah menjadi file “.hex” kemudian di-load dengan menggunakan program compiler AEC ISP. Tujuannya adalah untuk memasukkan program mikro ke dalam downloader mikrokontroler AT89S51.
commit to user
commit to user BAB IV
