PERANCANGAN ALAT PENGHITUNG JUMLAH ORANG
DALAM SUATU RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR INFRA MERAH
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Oleh :
02 5203 023
M. HAFIZ ILHAMPROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Perkembangan teknologi semakin hari semakin cepat, begitu juga dengan
kebutuhan manusia terhadap suatu peralatan yang canggih semakin meningkat.
Peralatan yang canggih dan dapat mempermudah pekerjaan manusia sangat
dibutuhkan.
Diantara beberapa peralatan yang sangat dibutuhkan manusia belakangan ini
salah satunya adalah suatu peralatan yang dapat membuat suatu ruangan yang
peralatan listriknya aktif secara otomatis. Peralatan ini juga dapat menghitung jumlah
manusia dalam suatu ruangan secara otomatis. Selain fungsi yang tersebut diatas,
peralatan lain yang juga dibutuhkan adalah peralatan pengaman ruangan. Pada
peralatan ini juga dipasang sebuah buzzer yang berfungsi sebagai alarm yang akan
aktif ketika ada orang yang memasuki ruangan.
Berdasarkan penjelasan di atas, penulis ingin merancang sebuah peralatan
yang dapat membuat peralatan listrik bekerja secara otomatis dalam suatu ruangan
dan pengaman ruangan tersebut. Untuk itu penulis menyusun sebuah Karya Akhir
yang berjudul “RANCANG BANGUN PENGHITUNG JUMLAH ORANG
DALAM SUATU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52”
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena
berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, yang
merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program
Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industeri Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Tak lupa selawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar
Muhammad SAW.
Karya akhir ini ditulis berdasarkan penelitian dan percobaan langsung
terhadap rangkaian yang telah diteliti dan dipelajari dari buku dan internet. Pada
Karya Akhir ini penulis membahas masalah proses pembuatan sebuah alat yang dapat
mengukur intensitas cahaya. Karya akhir ini penulis beri judul ”RANCANG
BANGUN PENGHITUNG JUMLAH ORANG DALAM SUATU RUANGAN
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52”.
Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya,
penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dalam penulisan
Karya Akhir. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang
setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Papa penulis Alm. Ilhamuddin , Mama penulis Nazira, Adik penulis Azmi,
Hasbi.
2. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT selaku Ketua Program Diploma IV Teknologi
ABSTRAK
Perkembangan teknologi semakin hari semakin cepat, begitu juga dengan
kebutuhan manusia terhadap suatu peralatan yang canggih semakin meningkat.
Peralatan yang canggih dan dapat mempermudah pekerjaan manusia sangat
dibutuhkan.
Diantara beberapa peralatan yang sangat dibutuhkan manusia belakangan ini
salah satunya adalah suatu peralatan yang dapat membuat suatu ruangan yang
peralatan listriknya aktif secara otomatis. Peralatan ini juga dapat menghitung jumlah
manusia dalam suatu ruangan secara otomatis. Selain fungsi yang tersebut diatas,
peralatan lain yang juga dibutuhkan adalah peralatan pengaman ruangan. Pada
peralatan ini juga dipasang sebuah buzzer yang berfungsi sebagai alarm yang akan
aktif ketika ada orang yang memasuki ruangan.
Berdasarkan penjelasan di atas, penulis ingin merancang sebuah peralatan
yang dapat membuat peralatan listrik bekerja secara otomatis dalam suatu ruangan
dan pengaman ruangan tersebut. Untuk itu penulis menyusun sebuah Karya Akhir
yang berjudul “RANCANG BANGUN PENGHITUNG JUMLAH ORANG
DALAM SUATU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52”
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang Masalah
Pada zaman sekarang ini dibutuhkan suatu peralatan yang dapat
mempermudah pekerjaan manusia dan bekerja secara otomatis. Untuk merancang
suatu peralatan yang cerdas dan otomatis tersebut, dibutuhkan suatu peralatan atau
komponen yang dapat menghitung, mengingat dan mengambil pilihan.
Kemampuan ini dimiliki oleh sebuah komputer (PC), namun tidaklah efisien jika
harus mengunakan komputer hanya untuk keperluan diatas. Untuk itu komputer
dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler.
Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC (Integrated Circuit) yang
di dalamnya terdapat sebuah prosessor dan sebuah flash memori yang dapat
dibaca atau ditulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan lebih murah
karena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan
kebutuhan.
Salah satu peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis yang
dibutuhkan manusia sekarang ini adalah ruangan otomatis yang dapat mengetahui
jumlah manusia didalamnya dan mengolah datanya sesuai kebutuhan. Dengan
mengetahui jumlah manusia dalam suatu ruangan dapat diambil pilihan untuk
menyalakan lampu atau memutar kipas. Pemikiran inilah yang melatarbelakangi
1.2.Tujuan Karya Akhir
Adapun tujuan dalam penulisan Karya Akhir ini adalah:
Untuk merancang suatu alat yang dapat menghitung jumlah orang dalam
suatu ruangan secara otomatis dengan menggunakan sensor infra merah berbasis
mikrokontroler AT89S52.
1.3.Rumusan Masalah
- Bagaimana cara kerja mikrokontroler yang berfungsi sebagai pusat
pengolahan data.
- Bagaimana cara membuat suatu perangkat yang dapat menghitung
jumlah orang dalam suatu ruangan secara otomatis mulai dari
perancangan rangkaian hingga alat selesai dibuat.
1.4.Batasan Masalah
Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai Karya Akhir ini
mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah
Karya Akhir ini hanya pada :
- Hanya memaparkan cara kerja mikrokontroler sebagai pusat pengolahan
data.
- Hanya membahas prinsip kerja alat dan hubungan masing-masing alat.
- Hanya membahas proses pembuatan alat.
1.5.Tinjauan Pustaka
Mikrokontroler AT89S52, sebagai suatu terobosan teknologi
need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor
dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan
ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga
harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor).
Perbandingan sederhana antara mikrokontroler dengan mikroprosesor
adalah di dalam mikrokontroler telah terdapat prosesor dan flash memori sehingga
tidak dibutuhkan lagi memori eksternal, sedangkan mikroprosesor didalamnya
hanya terdapat prosesor saja sehingga diperlukanlah memori eksternal
(tambahan). Perbandingan lain antara mikrokontroler dengan mikroprosesor
adalah jumlah input/outputnya (I/O). Pada mikrokontroler AT89S52 terdapat 4
buah port yakni dari port 0 sampai port 3. Masing - masing port terdiri dari 8 buah
I/O, jadi jumlah keseluruhan I/O dari mikrokontroler AT89S51 ada 32 buah. Pada
mikroprosesor terdapat banyak I/O, misalkan mikroprosesor intel pentium 4 yang
memiliki 478 pin. Dari data diatas dapat dijelaskan bahwa jumlah I/O
mikroprosesor lebih banyak dari jumlah I/O mikrokontroler.
Pada perancangan ruangan otomatis ini digunakan empat buah rangkaian
sensor infra merah. Keempat sensor ini digunakan untuk mengetahui jumlah
manusia dalam suatu ruangan. Keempat sensor ini diletakkan berdekatan pada
pintu masuk dan keluar ruangan yang masing-masing pintu ada dua buah sensor.
Prinsip kerjanya secara umum adalah dua buah sensor A dan B diletakan
bersampingan. Ketika sensor A terpotong terlebih dahulu barulah kemudian
sensor B terpotong, kondisi ini menandakan adanya manusia/orang yang
terpotong dan kemudian sensor A, kondisi ini berarti menandakan adanya orang
yang keluar ruangan.
Selain menggunakan sensor infra merah, peralatan ini juga menggunakan
rangkaian display yang berfungsi untuk mengetahui jumlah manusia yang ada
dalam ruangan. Rangakain display ini berupa tiga buah seven segment dengan
jumlah maksimum 255. Prinsipnya adalah ketika sensor A terlebih dahulu
terpotong maka akan ditambahkan harga 1 pada seven segment yang menandakan
adanya manusia dalam ruangan. Kebalikannya, ketika sensor B terlebih dahulu
terpotong maka akan dikurangi harga satu pada seven segment.
Untuk mengaktifkan lampu digunakan indikator sebuah LED (Light
Emitting Diode) dan sebagai penetralisir suhu ruangan digunakan kipas kecil (fan)
sebagai indikator dari kipas angin. Prinsipnya adalah ketika ada 1 orang saja
dalam ruangan maka LED akan langsung menyala dan satu buah kipas akan
langsung berputar. Ketika jumlah orang yang ada dalam ruangan lebih dari 10
maka kipas kedua akan aktif dan berputar. Ketika semua orang telah keluar
ruangan maka LED dan kipas akan padam dan berhenti secara otomatis.
Selain itu, sebagai pengaman ruangan diberikan sebuah rangkaian buzzer
sebagai tanda adanya orang yang masuk dan keluar ruangan, jadi ketika ada yang
masuk dan keluar ruangan buzzer secara otomatis akan berbunyi.
1.6.Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan Karya akhir ini antara
1. Dengan melakukan riset terlebih dahulu (try and error) dan mencari
rangkaian yang setara di internet dan buku-buku yang mendukung.
2. Merancang alat mulai dari perancangan PCB dengan mengunakan
software Eagle 4.13, mentransfer gambar dengan menggunakan kertas
transfer paper ke pcb polos, kemudian dilarutkan dan selanjutnya
mengebor dan mensolder komponen ke PCB.
3. Mempelajari cara pemrograman dari buku-buku yang mendukung dan
percobaan pemrograman juga dengan try and error.
1.7.Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka
penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika penulisan ini
merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun
sistematika penulisan tersebut adalah sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan
penulisan Karya Akhir dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini berisikan tentang teori-teori dasar serta pembahasan
komponen-komponen yang digunakan dalam perancangan alat
yang akan dibuat.
Bab ini berisikan bagaimana langkah-langkah perancangan alat,
dimulai dari perancangan blok diagram rangkaian sampai dengan
pembuatan alatnya.
BAB IV : PEMBAHASAN RANGKAIAN DAN PROGRAM
Bab ini berisikan pengujian alat yang telah dibuat serta
pembahasan rangkaiannya dari segi prinsip kerja rangkaiannya
dan pembahasan program yang telah dibuat dan dimasukkan ke
dalam mikrokontroler.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang dapat diambil penulis
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. PERANGKAT KERAS
Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu
perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat
dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya.
Vendor dari mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling
terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens.
2.1.1. Mikrokontroler AT89S52
Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan
dunia elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silikon
menyebabkan bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga
bagi perkembangan teknologi modern. Atmel sebagai salah satu vendor yang
mengembangkan dan memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu
teknologi standar bagi para desainer sistem elektronika masa kini.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya),
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan
lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna
disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutin-rutin antarmuka
mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program
kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang
ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat
penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada
mikrokontroler yang bersangkutan.
Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 buah kapasitor,
resistor 8k2 Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya
rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu
daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 11,0592 MHz dan kapasitor 30
piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang
menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler.
Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. ROM (Read
Only Memory) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya.
Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-52 memori penyimpanan
program ini dinamakan sebagai memori program.
RAM (Random Access Memory) isinya akan sirna begitu IC kehilangan
catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang
dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM, untuk mikrokontroler dengan program yang
sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada
saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu
mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau
Programable-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak
dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Programable ROM) yang kemudian
dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih
murah.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S52 adalah Flash
lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM
Programmer.
Memori data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte,
meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan, memori berkapasitas 128
byte sudah cukup. Sarana Input/Output (I/O) yang disediakan cukup banyak dan
bervariasi. AT89S52 mempunyai 32 jalur Input/Output. Jalur Input/Output paralel
dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).
AT89S52 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver /
Transmitter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara serial. Jalur untuk
komunikasi data serial (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P3.0 dan
P3.1 di kaki nomor 10 dan 11, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja
menurut fungsi waktu, clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari
oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1
berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai
untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 terpakai.
AT89S52 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya
adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur
input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal
interupsi. Port 1 dan Port 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya
merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan
di Special Function Register (SFR).
Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89S52 :
• 4 Kbyte In-System Reprogammable Flash Memory.
• Daya tahan 1000 kali baca/tulis.
• Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz. • Tiga level kunci memori program.
• 128 x 8 bit RAM internal.
• 32 jalur I/O.
• Tiga 16 bit Timer/Counter.
• Enam sumber interupt.
• Jalur serial dengan UART.
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52 :
• VCC (Pin 40)
Suplai tegangan 5 Volt.
• GND (Pin 20)
Ground.
• Port 0 (Pin 39 – Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data
ataupun penerima kode byte pada saat flash programming Pada fungsinya sebagai
I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau
dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. Pada
fungsinya sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai
internal pull up. Pada saat flash programming diperlukan eksternal pull up,
terutama pada saat verifikasi program.
• Port 1 (Pin 1 – Pin 8)
Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa, pada kaki ke 6, ke 7 dan ke 8 terdapat Mosi,
Miso dan Sck sebagai masukan dari ISP Programmer yang terhubung ke
komputer. Tanpa adanya port ini maka mikrokontroler tidak dapat diprogram oleh
ISP Programmer.
• Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses
memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan
mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal
pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output,
• Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pull up. Port 3 juga
mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Nama Pin Fungsi
P3.0 (Pin 10) RXD (Port Input Serial)
P3.1 (Pin 11) TXD (Port Output Serial)
P3.2 (Pin 12) INTO (Interrupt 0 Eksternal)
P3.3 (Pin 13) INT1 (Interrupt 1 Eksternal)
P3.4 (Pin 14) T0 (Input Eksternal Timer 0)
P3.5 (Pin 15) T1 (Input Eksternal Timer 1)
P3.6 (Pin 16) WR (untuk menulis eksternal data memori)
P3.7 (Pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
Tabel 2.1. Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52
• RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
• ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat
selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input program
(PROG) selama memprogram Flash.
• PSEN (pin 29)
• EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan
menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem di-reset.
Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada
pada memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat
tegangan 12 Volt.
• XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal.
• XTAL2 (pin 18)
Output dari osilator.
2.1.2. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan
oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya
udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi
tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu
kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif
terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir
menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke
ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif.
Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung-
ujung kakinya. Di alam bebas fenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya
dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.3. Skema kapasitor.
2.1.3. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah
terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan
dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling
digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama.
Dengan cara penggabungan seperti ini dapat diperoleh dua buah dioda sehingga
menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P
adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silikon NPN
3. Transistor silikon PNP
4. Transistor germanium NPN
2.1.4. Resistor
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan
tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat
kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga
dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material
seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran
elektron dan disebut sebagai insulator.
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk
membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan
namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe
resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga di
kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna
untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya
dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang
dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association).
Gambar 2.5. Resistor karbon
WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG IV
Hitam 0 0 1 -
Coklat 1 1 10 -
Jingga 3 3 1000 -
Tabel 2.2. Gelang Resistor
Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang
toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini
berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih
menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan
demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor
tersebut.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang
(tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2%
(toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang
pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang
2.2. PERANGKAT LUNAK
Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu
software yang dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan
heksadesimal. Untuk menulis program dapat digunakan Software 8051 Editor,
Assembler, Simulator (IDE). Untuk men-download program heksadesimal ke
dalam mikrokontroler dapat digunakan Software Downloader (ISP – Flash
Programmer 3.0a). untuk mendesain skematik dan layout PCB dapat digunakan
Software EAGLE 4.13.
2.2.1. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly dituliskan pada
sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Tampilannya
seperti gambar 2.6. di bawah ini.
Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan setelah itu di-Assemble
(di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika
masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan
perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih
dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.
Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita
tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat
peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke
mikrokontroler.
Apabila program yang telah di-compile di lihat dengan mengunakan
software notepad, maka akan jelas terlihat bilangan heksadesimal di dalamnya.
2.2.2. Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a)
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler
digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di download dari
internet. Tampilannya seperti gambar 2.7. di bawah ini :
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk
mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write
untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler. Untuk mengecek
apakah mikrokontroler bisa ditulisi atau tidak dapat diketahui dengan dua cara,
yaitu dengan cara meng-klik Signature dan Read. Untuk mengamankan agar
program pada mikrokontroler tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak diinginkan,
dapat digunakan Lock Bit-1, Lock Bit-2 dan Lock Bit-3 yang masing-masingnya
memiliki tingkat keamanan yang berbeda. Makin tinggi tingkatan Lock Bitnya
maka makin sulit membongkar programnya. Tetapi apabila telah di lock (dikunci)
maka mikrokontroler tidak dapat lagi ditulisi.
2.2.3. Software Desain PCB (Printed Circuit Board) Eagle 4.13
Untuk mendesain PCB dapat digunakan software EAGLE 4.13r yang
dapat di-download di internet secara gratis. Cara menggunakan software ini
terlebih dahulu yang dikerjakan adalah mendesain skematik rangkaian, setelah itu
memindahkannya ke dalam bentuk board dan mendesain tata letak komponen
sesuai keinginan tetapi harus sesuai jalur rangkaiannya agar rangkaian dapat
berfungsi sesuai dengan skematiknya.
Setelah selesai di desain layout PCBnya, barulah siap print dan
di-transfer ke PCB. Pada proses pendi-transferan layout PCB ke PCB dapat digunakan
BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1. Diagram Blok
Secara garis besar, diagram blok rangkaian dari sensor penghitung jumlah
orang dalanm ruangan berbasis mikrokontroler AT89S52 dapat ditunjukkan pada
gambar 3.1. di bawah ini :
Gambar 3.1. Blok Diagram Alat Penghitung Jumlah Orang Dalam Ruangan
Pada diagram blok di atas jelas terlihat keterhubungan masing-masing perangkat
dari peralatan penghitung jumlah orang dalam suatu ruangan. Dimulai dari 4 buah
sensor infra merah yang terpasang pada pintu masuk dan pintu keluar.
Masing-masing pintu terdapat dua buah sensor infra merah. Data yang didapat dari sensor
infra merah dikirim ke mikrokontroler. Jumlah orang yang terdapat dalam ruangan
dapat diketahui dengan menambah atau mengurangi jumlah orang yang melewati
seven segment. LED, kipas pertama dan kipas kedua dapat diaktifkan sesuai data
yang didapat oleh mikrokontroler.
Dari diagram blok jelas dikatakan penjelasan keterhubungan
masing-masing alat secara umum. Selain itu, pada Bab ini dapat dijelaskan juga
bagaimana merancang sebuah peralatan mulai dari merangkai rangkaian pada
Project Board hingga mengisi program ke mikrokontroler. Langkah-langkah yang
dapat diambil adalah sebagai berikut :
• Merangkai rangkaian setara (yang didapat dari buku atau internet) pada
Project Board (papan percobaan).
• Jika alat berhasil bekerja, membuat rangkaian skematik dan layout PCB
(Printed Project Board) dengan menggunakan software Eagle 4.13r.
• Layout PCB yang telah berhasil dibuat, di-print pada kertas transfer
(transfer paper) dengan menggunakan printer laser.
• Sebelum layout PCB digosokkan dengan menggunakan strika pada kondisi
paling panas, PCB terlebih dahulu digosok dengan kertas pasir agar
permukaan PCB sedikit kasar sehingga proses pemindahan layout PCB
dan pensolderan timah ke PCB lebih mudah dikerjakan.
• PCB yang diatasnya telah terdapat layout rangkaian dilarutkan dengan
menggunakan larutan klorida. Proses penglarutan ini berguna untuk
menghilangkan tembaga yang tidak terkena layout rangkaian, sehingga
yang tertinggal hanyalah layout rangkaian.
• Layout rangkaian yang tertinggal di PCB dibersihkan dengan
menggunakan air. Tinta yang masih tertinggal pada PCB dapat
• Setelah dibersihkan, PCB dapat dilubangi dengan menggunakan mata bor
0,8 mm, 1,0 mm dan 3,0 mm.
• Pada kondisi ini PCB telah siap dipasangi dengan komponen. Tetapi
sebelum PCB dipasangi komponen, PCB di cat dengan cat semprot agar
PCB kelihatan lebih bagus penampilannya.
• Setelah selesai di cat, barulah PCB dirangkai bersama komponen
diatasnya. Setelah seluruh rangkaian selesai disolder, rangkaian disusun
diatas achrilic agar kelihatan lebih rapi.
• Berikutnya adalah mengkoneksikan seluruh rangkaian dengan
menggunakan kabel (pada perancangan ini digunakan kabel pelangi)
sesuai dengan urutan yang benar.
• Finishing-nya adalah pemrograman. Pemrograman mikrokontroler
AT89S52 menggunakan bahasa assembly.
• Setelah program selesai dibuat dengan menggunakan Software 8051
Editor, Assembler, Simulator (IDE), program dapat di-assemble yang
berfungsi agar program yang ditulis berubah menjadi bilangan
heksadesimal.
• Pengiriman program ini kedalam mikrokontroler dapat menggunakan
Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a) dan hardware-nya
bernama ISP Programmer yang dihubungkan ke komputer melalui port
paralel.
• DB25 dari ISP Programmer di hubungkan ke port paralel yang ada di
• Setelah terhubung, barulah program dapat di write (ditulis) ke dalam
mikrokontroler.
• Apabila program dibuat dengan benar dan sesuai harapan, maka peralatan
akan bekerja sesuai dengan yang diharapkan .
• Selesai.
3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Rangkaian skematik dan layout PCB sistem minimum mikrokontroler
AT89S52 dapat dilihat pada gambar 3.2. dan gambar 3.3. di bawah ini:
Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 11,0592 MHz dan dua buah
kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler
AT89S52 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan
mikrokontroler ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus
I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat
rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal.
Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan dengan resistor array.
Jika mikrokontroler tidak menggunakan memori eksternal, maka penggunaan
resistor array tidak begitu penting. Selain digunakan untuk fungsi diatas resistor
array digunakan sebagai pull up.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso,
Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45
sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP
Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak
pada kaki 6, 7, 8, 9, 40 dan 20. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke
ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
3.3. Rangkaian Sensor Infra Merah
Rangkaian skematik dan layout PCB Rangkaian Sensor Infra Merah dapat
dilihat pada gambar 3.3. dan gambar 3.4. dibawah ini:
Gambar 3.3. Rangkaian Skematik Sensor Infra Merah
Dari rangkaian dapat dijelaskan bahwa pada sensor infra merah ini
terdapat infra merah sebagai sumber sinar infra merah dan fotodioda sebagai
penerima sinar infra merah. Pada kondisi default (biasa) fotodioda akan menerima
sinar infra merah sehingga tegangan mengalir dari Vcc melewati fotodioda. Dari
titik positif fotodioda disambungkan ke transistor C945 yang merupakan transistor
jenis NPN (aktif high), ketika sinar infra merah diterima oleh fotodioda, tegangan
pada kaki positif fotodioda akan bertegangan sekitar 4,8 volt. Transistor C945
hanya membutuhkan tegangan sekitar 0,7 volt untuk aktif, jadi ketika mendapat
tegangan 4,8 volt maka transistor C945 akan aktif, sehingga kolektor dan emitor
transistor C945 akan terhubung (short). Pada titik antara kolektor dengan Vcc
dipasang resistor 10k sebagai pembatas, sehingga pada titik antara kolektor
dengan resistor ketika transistor aktif akan berharga 0 volt karena terhubung ke
ground.
Dari titik ini dihubungkan ke basis transistor A733 yang merupakan
transistor berjenis PNP yang aktif low. Transistor A733 akan aktif ketika basis
mendapat tegangan dibawah 0,7 volt. Pada kondisi ini transistor A733 akan aktif
sehingga kolektor dan emitor A733 terhubung. Antara kolektor dan ground
dipasang resistor sebagai pembatas. Sehingga pada saat transistor A733 aktif
maka pada titik kolektor dan resistor akan berharga 5 volt.
Titik inilah yang akan dihubungkan langsung ke I/O mikrokontroler
AT89S52 sebagai input. Dari titik ini juga dihubungkan ke resistor 330 Ohm dan
satu buah LED sebagai indikator aktif atau tidaknya sensor infra merah yang
3.4 Rangkaian Output (Buzzer & Kipas)
Rangkaian skematik dan layout PCB Rangkaian Output (Buzzer & Kipas)
dapat dilihat pada gambar 3.5. dan gambar 3.6. dibawah ini:
Gambar 3.5. Rangkaian Skematik Output Buzzer dan Kipas
Gambar 3.6. Layout PCB Rangkaian Output Buzzer dan Kipas
Rangkaian output buzzer dan kipas digunakan untuk mengaktifkan buzzer
dan kipas sesuai perintah dari program yang diisikan ke dalam mikrokontroler.
Rangkaian output ini hanya terdiri dari satu buah resistor 4k7 Ohm dan satu buah
transistor C945 NPN. Tegangan supply untuk rangkaian ini dipakai tegangan
sebesar 12 volt DC agar putaran kipas lebih kencang.
Buzzer berfungsi sebagai alarm ketika ada orang yang melewati sensor
pada saat ruangan ditutup, jadi alarm ini dapat dipasang pada malam hari,
sedangkan kipas digunakan untuk mendinginkan ruangan. Alat penghitung jumlah
orang ini selain berfungsi sebagai penghitung juga dapat berfungsi untuk
3.5. Rangkaian Power Supply
Rangkaian skematik dan layout PCB power supply dapat dilihat pada
gambar 3.7. dan gambar 3.8. di bawah ini:
Gambar 3.7. Rangkaian Skematik Power Supply
Gambar 3.8. Layout PCB Rangkaian Power Supply
Rangkaian power supply berfungsi untuk mensupplay arus dan tegangan
ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power supply ini terdiri dari dua
keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk menghidupkan
seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay
rangkaian kipas pertama dan kipas kedua.
Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt
menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh
kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar
keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan
masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor
PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan
arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas
ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung
diambil dari keluaran jembatan dioda.
3.6. Rangkaian Display (Seven Segment)
Rangkaian skematik dan layout PCB Display (Seven Segment) dapat
dilihat pada gambar 3.9. dibawah ini:
Gambar 3.9. Rangkaian Skematik Display (Seven Segment)
Jumlah orang yang terdapat dalam ruangan akan ditampilkan pada 3-digit
Display ini menggunakan 3 buah seven segment yang dihubungkan ke IC
HEF 4094BP yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah 8 bit data
serial yang masuk menjadi keluaran 8 bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan
dengan P3.0 dan P3.1 AT89S52. P3.0 merupakan fasilitas khusus pengiriman data
serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT89S52. Sedangkan P3.1 merupakan
sinyal clock untuk pengiriman data serial.
Pada rangkaian display ini digunakan tiga buah dioda yang berfungsi
untuk menurunkan tegangan supply untuk seven segment. Satu buah dioda 5392
dc dapat menurunkan tegangan sekitar 0,6 volt. Jadi, apabila dioda yang
digunakan tiga buah maka tegangan yang dapat diturunkannya 1,8 volt. Tegangan
ini diturunkan agar umur seven segment lebih tahan lama dan karena tegangan
maksimum seven segment adalah 3,7 volt..
3.7. Rangkaian Indikator Lampu (LED)
Rangkaian skematik dan layout PCB Indikator Lampu (LED) dapat dilihat
pada gambar 3.10. dan gambar 3.11. di bawah ini:
Gambar 3.11. Layout PCB Indikator Lampu (LED)
Rangkaian Indikator Lampu (LED) berfungsi sebagai indikator dari lampu
ruangan. Rangkaian ini terdiri dari dua buah resistor yakni resistor 4k7 Ohm dan
resistor 330 Ohm, satu buah transistor C945 dansatu buah LED. Rangkaian ini
BAB IV
PEMBAHASAN RANGKAIAN DAN PROGRAM
4.1. Rangkaian Penghitung Jumlah Orang Secara Keseluruhan
Rangkaian penghitung jumlah orang dalam suatu ruangan dengan
menggunakan sensor infra merah secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar
4.1.
Dari rangkaian jelas terlihat keterhubungan masing-masing peralatan
penghitung jumlah orang secara otomatis. Langkah-langkah kerja dari peralatan
penghitung jumlah orang dalam suatu ruangan dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Sensor infra merah yang terdiri dari 4 buah sensor terletak pada pintu
masuk dan pintu keluar. Masing-masing pintu terdapat 2 buah sensor
yang dapat mengenali masuk atau keluarnya seseorang.
2. Pada pintu masuk terdapat sensor infra merah 1 dan infra merah 2. Pada
kondisi biasa, fotodioda akan menerima sinar infra merah yang akan
menyebabkan mikrokontroler membaca sinyal high (1). Ketika fotodioda
tidak lagi menerima sinar infra merah (hal ini disebabkan adanya
seseorang yang melewati sensor) sehingga mikrokontroler akan
mendapatkan sinyal low (0).
3. Pada kondisi mikrokontroler membaca infra merah 1 bernilai 0 belum
terjadi penambahan pada seven segment (hal ini dibuat agar ketika
seseorang tidak jadi memasuki ruangan, tidak akan terjadi penambahan
bernilai 0 sesaat setelah infra merah 1 bernilai 0 barulah terjadi
penambahan pada seven segment.
4. Begitu juga dengan pintu keluar yang terdapat dua buah sensor infra
merah disana. Jika sensor hanya infra merah 3 bernilai low maka tidak
akan terjadi pengurangan pada sevent segment. Jika sensor infra merah 4
bernilai low sesaat setelah sensor infra merah 3 bernilai low barulah
terjadi pengurangan pada seven segment.
5. Pada kondisi tampilan seven segment 000 atau tidak ada orang dalam
ruangan maka lampu (LED) dan kipas 1 tidak akan aktif. Tetapi jika ada
1 orang saja dalam ruangan maka lampu dan kipas 1 akan langsung aktif.
Jika jumlah orang dalam ruangan sama dengan 10 dan diatas 10 maka
kipas 2 akan ikut aktif. Jika jumlah orang kembali dibawah 10 maka
kipas 2 akan non aktif dan seterusnya jika tidak ada lagi orang dalam
4.2. Diagram Alir
4.3 Pemrograman
Agar alat penghitung jumlah manusia dalam satu ruangan dapat bekerja
sesuai yang diharapkan, maka kedalam mikrokontroler AT89S52 diisikan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan
1. Dengan menggunakan alat penghitung jumlah orang dalam suatu
ruangan kita dapat dengan mudah mengetahui jumlah manusia dalam
suatu ruangan.
2. Perpaduan antara infra merah dengan foto dioda dapat dijadikan sensor
untuk mengetahui orang yang masuk atau keluar gedung
5.2Saran
1. agar alat penghitung jumlah orang dalam suatu ruangan lebih akurat,
sebaiknya digunakan Pickmikro sebagai mikrikontroler, namun
hharganya sangat mahal dan susah untuk didapat, oleh karena itu pda
perancangan ini saya gunakan AT89S52, karena harganya lebih murah,
proses pembuatannya lebih mudah dan komponennya banyak terdapat di
Daftar Pustaka
1. Sulhan Setiawan, ST, Mudah dan Menyenangkan Belajar Mikrokontroler,
Penerbit :
Andi, Yogyakarta, 2004.
2. Barry G. Woollard, Elektronika Praktis, Penerbit: Pradnya Paramita, Jakarta
2000
3. Agfianto, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Edisi
Kedua,
Penerbit: Gava Media, Yogyakarta, 2004
5. Albert Paul Malvino, Ph. D, Prinsip-Prinsip Elektronika I, Edisi Ketiga, Jilid 1
