Karya Akhir
SISTEM KERJA PENGENDALI PERANGKAT ELEKTRONIK
RUMAH (ON/OFF) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
DENGAN MENGGUNAKAN TELEPON CORDLESS
O
L
E
H
Nama : HERMANSYAH MALAU
Nim : 035203006
PROGRAM DIPLOMA – IV
TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
KATA
PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, atas berkah dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini.
Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberi dukungan moral maupun materil dan selalu menyertai Ananda dengan do’a sampai Ananda menyelesaikan Karya Akhir Ini.
Dalam proses penyusunan karya akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang di berikan baik materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sepantasnya penulis mengucapakan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting M.Eng. selaku Dekan fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Nasrul Abdi. MT. selaku Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
3. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
4. Bapak Maksum Pinem, ST. MT. selaku dosen pembimbing dalam penyusunan karya akhir ini.
5. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane selaku Dosen Wali.
7. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, khususnya angkatan 2003 yang telah banyak membantu penulis.
Akhir kata tak ada gading yang tak retak, karena keterbatasan waktu dan kemampuan, penyusun menyadari bahwa dalam pembuatan Karya Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan maupun kesalahan. Untuk itu penyusun membuka diri atas segala kritik dan saran yang bersifat membangun agar dapat di diskusikan dan di pelajari bersama demi kemajuan wawasan ilmu pengetahuann teknologi. Semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, November 2008
DAFTAR
ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR GAMBAR... vii
DAFTAR TABEL ... ix
BAB I : PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Tujuan penulisan... 2
1.3 Rumusan masalah ... 2
1.4 Metode Pengumpulan Data... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 2
BAB II : DASAR TEORI... 4
2.1 Transistor Sebagai Penguat ... 4
2.2 Dioda Infra Merah ... 5
2.3 LDR (Light Dependet Reisitor) ... 7
2.4 Photo Transistor... 7
2.5 BUZZER ... 9
2.6 Relay ... 9
2.7 Buffer 74LS245... 11
2.9 IC MT 8870 (Tone Decoder) ... 13
2.10 Karakteristik Saluran Telepon ... 17
2.10.1 Pesawat telepon jenis DTMF ... 18
2.10.2 Telepon Nirkabel (Cordless Phone)... 19
2.11 Mikrokontroler AT89S52... 20
2.11.1 Pena–Pena Mikrokontroler AT89S52 ... 24
2.11.2 Organisasi Memori AT89S52... 26
2.11.3 Software Mikrokontroler AT89S52 ... 26
BAB III : CARA KERJA SISTEM ... 32
3.1 Pengertian ... 32
3.2 SPESIPIKASI SISTEM... 33
3.2.1 Sistem Minimum AT89S52 ... 33
3.2.2 Saluran Buatan... 34
3.2.3 Deteksi Hook... 35
3.2.4 Tone Dekoder ... 36
3.2.5 LDR ... 38
3.2.6 LimitSwitch... 39
3.2.7 Sensor Halang... 39
3.2.8 Driver Relay... 41
3.3 Software ... 43
3.3.1 Flowchart ... 43
3.3.2 Langkah-Langkah Pemograman... 46
BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM... 56
4.1 Pengujian software... 56
4.1.1 Pengujian Program Sistem Minimum AT89S52 ... 56
4.1.2 Pengujian Program Deteksi Hook ... 57
4.1.3 Pengujian Program Tone Dekoder... 58
4.1.4 Pengujian Program Sensor ... 59
4.1.5 Pengujian Program Kontrol Beban... 60
4.1.6 Pengujian Program Alarm ... 61
BAB V : PENUTUP... 62
5.1 Kesimpulan ... 62
5.2 Saran ... 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63 LAMPIRAN ...
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR HALAMAN
Gambar 2.1 Dasar Polaritas Transistor ... 4
Gambar 2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik ... 6
Gambar 2.3 Lambang Dari Sebuah LDR... 7
Gambar 2.4 Rangkaian dasar poto transistor ... 8
Gambar 2.5 Rangkaian foto transistor dan garis beban searah (DC Load Line) ... ... 8
Gambar 2.6 Simbol Buzzer ... 9
Gambar 2.7 (a) Simbol Relay ... 10
(b) relay dalam rangkaian... 10
Gambar 2.8 Pin diagram IC 74LS245... 11
Gambar 2.9 Rangkaian internal IC 74245... 12
Gambar 2.10 Rangkaian Optocoupler... 13
Gambar 2.11 IC MT 8870... 15
Gambar 2.12 Bentuk sinyal dan level tegangan pada saluran telepon... 17
Gambar 2.13 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52 ... 22
Gambar 2.14 Konfigurasi Mikrokontroler AT89S52... 24
Gambar 3.1 Diagram blok sistem... 33
Gambar 3.2 Sistem Minimum AT89S52 ... 34
Gambar 3.3 Saluran buatan ... 34
Gambar 3.5 Rangkaian tone decoder ... 37
Gambar 3.6 Rangkaian LDR... 38
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor limitswicth... 39
Gambar 3.8 Rangkaian sensor halang... 39
Gambar 3.9 Rangkaian Driver Relay ... 41
Gambar 3.10 flowchart rangkaian ... 44
Gambar 4.1 Blok diagram sistem minimum mikrokontroler ... 56
Gambar 4.2 Blok pengujian Program Deteksi hook ... 57
Gambar 4.3 Blok Diagram Pengujian tone decorder ... 58
Gambar 4.4 Blok Diagram Pengujian sensor ... 59
Gambar 4.5 Blok Diagram Pengujian kontrol beban ... 58
DAFTAR TABEL
TABEL HALAMAN
Tabel 2.1 Tabel kebenaran IC 74245 ... 11
Tabel 2.2. Fungsi decoder MT 8870 ... 17
Tabel 2.3 Tombol dan sinyal DTMF yang dihasilkan ... 19
Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port 1... 24
Tabel 2.5 Fungsi alternatif port 3... 25
ABSTRAK
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penulisan
Komunikasi adalah hal yang sangat penting bagi manusia untuk dapat mengungkapkan pikiran dan keinginan kepada orang lain. Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi khususya perkembangan dibidang telekomunikasi telah membawa manusia menuju globalisasi. Berbagai macam alat telekomunikasi telah diciptakan dan dikembangkan agar lebih bermanfaat. Atas dasar itu penulis mengambil judul laporan karya akhir ini “Sistem Kerja Pengendali Perangkat Elektronik Rumah (On-Off) Berbasis Microcontroler AT89S52 dengan menggunakan Telepon Cordless”
Semakin meningkatnya tuntutan sistem kontrol yang efektif dan efisien, dan untuk memanfaatkan semaksimal mungkin kemudahan-kemudahan yang bisa diberikan akan mendorong suatu perangkat yang dapat dikendalikan dengan sinyal ataupun kode kontrol.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari dibuatnya Karya Akhir ini adalah :
1. Mempelajari sistem kerja telepon cordless sebagai remote control alat-alat yang menggunakan listrik pada rumah berbasis mikrokontroler AT89S52.
2. Menerapkan ilmu yang telah didapat selama dibangku perkuliahan. 3. Sebagai salah satu persyaratan untuk dapat menyelesaikan pendidikan
1.3 Rumusan masalah
Permasalahan dalam sistem pengontrolan perangkat elektronik rumah berbasis mikrokontroler AT89S52 menggunkan telepon cordless dapat dijabarkan sebagai berikut :
1. Apa saja perangkat-perangkat penyususn sistem tersebut. 2. Bagaimana cara kerja tiap perangkat penyusun sistem tersebut. 3. Bagaimana cara kerja telepon cordless dengan sistem kontrol. 1.4 Metode Pengumpulan Data
Dalam membahas suatu objek, kelengkapan data merupakan bagian yang harus dipenuhi untuk melengkapi data tersebut. Maka penulis melakukan metode pengumpulan data sebagai berikut :
1. Secara Teoritis
Yaitu dengan cara mengumpulkan dan mencari data spesifik serta mencari buku-buku yang sesuai dengan topik bahasan dan juga studi keperpustakaan dan internet.
2. Secara Praktis
Yaitu dengan bertanya langsung dan melakukan tanya jawab dengan dosen pembimbing.
1.5 Sistematika Penulisan Laporan
BAB I : PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan Karya Akhir, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan laporan. BAB II : LANDASAN TEORI
Berisikan tentang teori-teori komponen dasar dan teori komponen pendukung lainnya yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam pembahasan dan pemahaman tentang sistem kerja dari alat ini.
BAB III : SISTEM KERJA
Pada bab ini membahas tentang cara kerja alat dan prinsip kerja rangkaian per blok dan juga membahas tentang flowchart serta program alat.
BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
Pada bab ini berisikan hasil-hasil pengujian dan analisa kerja rangkaian setiap blok
BAB V : PENUTUP
BAB II DASAR TEORI
2.1 Transistor Sebagai Penguat
Transistor adalah suatu monokristal semikonduktor dimana terjadi dua pertemuan P-N, dari sini dapat dibuat dua rangkaian yaitu P-N-P dan N-P-N.
Dalam keadaan kerja normal, transistor harus diberi polaritas sebagai berikut :
1. Pertemuan Emitter-Basis diberi polaritas dari arah maju seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1 (a).
2. Pertemuan Basis-kolektor diberi polaritas dalam arah mundur seperti ditunjukkan pada gambar 2.1 (b).
( a ) ( b )
C C
B B
E E
Gambar 2.1 Dasar Polaritas Transistor
Dan dalam pemakiannya transistor juga bisa berfungsi sebagai saklar dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut-off). Pada daerah penjenuhan nilai resistansi penyambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor terhubung langsung (short). Ini menyebabkan tegangan kolektor emitter Vce = 0 pada keadaan ideal. Dan pada daerah cut off, nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan tak terhingga atau terminal kolektor dan emitter terbuka yang menyebabkan tegangan Vce sama dengan tegangan sumber Vcc
2.2 Dioda Infra Merah
Biasanya sebuah LED adalah sebuah dioda P-N, yang biasanya dibuat dari bahan semikonduktor seperti Almunium-Galium-Arsinede (AlGaAs) atau Galium-Arsinede-Phospide (GaAsP). Dioda Infra merah memancarkan cahaya oleh emisi spontan dimana cahaya dipancarkan sebagai hasil dari pengkombinasian dari elektron-elektron dan hole-hole.
Untuk memperoleh jarak yang cukup jauh, Dioda infra merah memerlukan sinyal dengan frekuensi 30 hingga 50 kHz. Berbeda dengan Dioda LED yang hanya memerlukan level tegangan DC saja untuk mengaktifkan LED, Dioda Infra merah memerlukan sinyal AC dengan frekwensi 30 hingga 50 kHz untuk mengaktifkannya. Cahaya infra merah tersebut tidak dapat ditangkap oleh mata manusia, sehingga diperlukan phototransistor untuk mendeteksinya.
10
Gambar 2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Spektrum sinar infra merah terdapat pada spektrum gelombang elekromagnetik. Gambar 2.2 menunjukkan spektrum gelombang infra merah yang terdapat pada salah satu diantara spektrum gelombang elektromagnetik.
Ciri-ciri gelombang infra merah meliputi :
a. Sinar infra merah meliputi daerah frekuensi antara 1011 sampai 1014 Hertz dan mempunyai daerah panjang gelombang 10-4 sampai 10-1 cm.
b. Gelombang infra merah ini dihasilkan oleh elektron-elektron dalam molekul yang bergetar karena benda yang dipanaskan.
Gelombang infra merah tidak dapat diamati secara langsung karena spektrum gelombang infra merah diatas gelombang cahaya yang tampak oleh panca indera kita. Radiasi sinar infra merah dapat dihasilkan oleh getaran-getaran atom-atom pada suatu molekul. Getaran atom pada suatu molekul dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi yang khas pada infra merah sehingga spekstroskopi infra merah dapat merupakan salah satu alat penting untuk mempelajari struktur molekul.
2.3 LDR (Light Dependent Reisitor)
LDR (ligh dependent reisitor) adalah merupakan sejenis resistor, LDR termasuk jenis reistor variable karena jumlah tahanannya dapat berubah-ubah, perubahan tahanannya pada LDR di tentukan oleh besarnya cahaya yang mengenai penampang pada LDR. Apabila cahaya yang mengenai penampang LDR itu besar maka nilai tahanan di dalam LDR semakin kecil sebaliknya semakin kecil cahaya mengenai penampang LDR maka nilai tahanan pada LDR akan semakin besar. Pada proyek ini LDR akan di letakkan di dalam lemari dan jika lemari dibuka maka cahaya akan masuk dari luar ke dalam dan hal itu akan berpengaruh pada LDR. Dibawah ini adalah lambang dari sebuah LDR.
Gambar 2.3 Lambang Dari Sebuah LDR
2.4 Photo Transistor
CBO
CE I
I
Gbr 2.4 Rangkaian dasar photo transistor
Arus basis ( ICBO) bertindak sebagai arus basis. Karena IC= βdc . IB +(βdc+1) (ICBO)
dalam hal ini Ic = Icco, arus bocor kolektor emitor dengan basis terbuka. Hal yang sama ICBO
dalam photo transistor naik bila hubungan basis kolektor diterangi. Bila ICBO dinaikkan arus
kolektor (β+1) ICBO juga naik, maka untuk sejumlah penyinaran yang sagat sempit, photo
transistor lebih peka dari photo dioda. Beberapa photo transistor yang lain memiliki basis dan sinar yang datang untuk membangkitkan arus basis, beberapa transistor yang lain memiliki terminal basis sehingga dapat diberikan tegangan yang luar biasa.
Komponen ini biasanya dikemas dalam logam, inilah yang digunakan dalam proyek ini. Susunan beberapa photo transistor dan photo dioda sering digunakan sebagai photo detector. Untuk kuat penyinaran tertentu terdapat arus output yang lebih besar pada photo transistor dari pada photo dioda. Tetapi photo dioda mempunyai respon yang lebih cepat dalam switching kurang dari nano detik, sedangkan photo transistor dalam micro detik.
Untuk menghasilkan arus output yang lebih besar digunakan photo transistor darlington yang terdiri dari photo transistor yang dihubungkan secara darlington dengan transistor lain.
2.5 BUZZER
Buzzer merupakan suatu komponen yang dapat menghasilkan suara yang mana apabila diberi tegangan pada input komponen, maka akan bekerja sesuai dengan karakteristik dari alarm yang digunakan. Dalam pembuatan proyek tugas akhir ini, penulis menggunakan “Buzzer” sebagai informasi suara. Hal ini dikarenakan karakteristik dari komponen yang mudah untuk diaplikasikan dan suara yang dihasilkan relatif kuat.
Buzzer merupakan sebuah komponen elektronik yang dapat mengkonversikan energi listrik menjadi suara yang di dalamnya terkandung sebuah osilator internal untuk menghasilkan suara dan pada buzzer osilator yang digunakan biasanya diset pada frekuensi kerja sebesar 400 Hz.
Dalam penggunaannya dalam rangkaian, buzzer dapat digunakan pada tegangan sebesar antara 6V sampai 12V dan dengan tipical arus sebesar 25 mA. Pada gambar 2.11 dapat dilihat simbol dari komponen buzzer.
Gambar 2.6 Simbol Buzzer
2.6 Relay
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan arus, inti besi lunak menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya tarik magnet sehingga berpindah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali ke posisi semula yaitu normally-off, bila tidak ada lagi arus yag mengalir padanya. Posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada keadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian/sistem.
Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi:
- Normaly Open (NO); saklar akan tertutup bila dialiri arus. - Normaly Close (NC); saklar akan terbuka bila dialiri arus.
- Change Over(CO); relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya tertutup yang mana bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bila kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B. Analogi rangkaian relay yang digunakan adalah saat basis transistor ini dialiri arus maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi yang bisa mencapai 100 sampai 150 volt dimana tegangan ini dapat merusak transistor.
2.7
Buffer 74LS245
IC ini adalah chip yang dirancang untuk komunikasi dua arah antara data bus yaitu untuk mengirimkan data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, yang dikendalikan oleh masukan Direction (DIR). Sedangkan input enable G berfungsi untuk menyekat data (disable).
IC 74LS245 ini mempunyai 20 buah pin. Adapun konfigurasi pinnya adalah sebagai berikut:
Gambar 2.8 Pin diagram IC 74LS245
Rangakain internal dan tabel kebenaran dari IC ini diperlihatkan pada gambar di bawah ini :
Tabel 2.1 Tabel kebenaran IC 74245
Tranceiver bus berdelapan ini sudah dirancang untuk komunikasi dua arah tak sinkron antara bus-bus data. Peranti pun memungkinkan transmisi data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, tergantung dari taraf logika di jalan masuk kemudi arah (DIR). Jalan masuk enabel G dapat dipakai untuk melumpuhkan peranti hingga bus-bus secara efektif tersekat. Buffer juga membenarkan nilai tegangan input TTL. Untuk lebih lengkapnya pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram rangkaian dari IC 74 LS245.
ENABLE G (19)DIR (1)
Gambar 2.9 Rangkaian internal IC 74245. 2.8
Opto Coupler
rangkaian input. Isolasi optik mencegah adanya interaksi ataupun kerusakan rangkaian input yang disebabkan oleh perbedaan tegangan yang relatif tinggi terhadap rangkaian output.
Bentuk fisik dari kemasan optocoupler 4N25 terdiri dari 6 pin atau kemasan dual-inline. Konfigurasi ini pin 1 dan 2 umumnya dihubungkan ke pemancar cahaya, sedangkan pin 4,5 dan 6 dihubungkan ke photo detector.
1
4N25 4
5 6
3 2
Gbr 2.10 Rangkaian Optocoupler
Opto coupler dirancang untuk menggantikan fungsi saklar mekanis dan pengubahan pulsa secara fungsional opto coupler sama dengan pasangan relay mekanis karena suatu isolasi tingkat tinggi diantara terminal input dan outputnya.Beberapa keunggulan opto coupler komponen solid statetadalah:
- Kecepatan operasi lebih cepat - Ukuran kecil
- Tidak mudah dipengaruhi getaran dan goncangan - Respon frekuensi
- Tidak ada bounce
2.9 IC MT 8870 (Tone Decoder)
IC MT 8870 merupakan salah satu jenis IC tone decoder yang berfungsi sebagai panghasil sinyal biner 4 bit yang menggambarkan karakter yang dikirim melalui sinyal DTMF. Tone decorder merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah sinyal dengan frekuensi tertentu ke logika satu atau nol.
Komponen luar yang diperlukan sangat sedikit dan merupakan pelengkap dari chip tersebut yang terdiri dari beberapa input yaitu amplifier, clock isolator dan Interface There State Data. IC ini dibuat dengan ukuran kemasan kecil dan penggunaan daya yang rendah dan unjuk kerja tinggi. Tegangan VDD yang diberikan cukup rendah yaitu 5 Volt DC dan dapat
bekerja normal pada temperatur – 40 C sampai + 80 C.
1 18
VRef = Output tegangan referensi
INH = (Input) inhibit PWDN = (Input) power down OSC 1 = (Input) clock OSC 2 = (Output) clock
VSS = (Input) negative power supply
TOE = (Output) There State Output Enable, logika high mengenablekan output Q1, Q2,
Q3, Q4
STD = (Output) delayed steering, menunjukkan logika High saat diterima sepasang nada yang telah didaftar
EST = (Output) Early Steering, menunjukkan logika High saat diterima sepasang nada valid
ST / GT = (Output) Steering input/ Guard Time Bi–directional, mendeteksi pasangan nada dan menerima sepasang nada baru
VDD = (Input) positive power supply
C
Tabel 2.2 Fungsi decoder MT 8870
2.10 Karakteristik Saluran Telepon
Saluran telepon selain berfungsi untuk menyalurkan sinyal-sinyal pembicaraan juga berfungsi untuk menyalurkan sinyal signaling yang diperlukan untuk membangun hubungan telepon. Gambar 2.3 memperlihatkan bentuk sinyal dan level tegangan pada saluran telepon.
1 0 0
Gbr. 2.12 Bentuk sinyal dan level tegangan pada saluran telepon
Berikut ini akan dijelaskan karakteristik pada setiap kondisi yang terjadi pada saluran telepon :
On–Hook
Pada saat on-hook disebut saluran dalam keadaan bebas dimana pada saat ini pesawat tersebut dapat dipanggil. Saat on-hook, pada saluran telepon terdapat tegangan sekitar –48 volt dan arus pembebanan sekitar 0 A, hal ini menunjukkan telepon sedang tidak digunakan.
Off-Hook
2.10.1 Pesawat telepon jenis DTMF (Dual Tone Multy Frequency)
Pada pesawat telepon jenis tone saat menekan tombol yang dituju dihasilkan nada dengan frekuensi ganda yang berbeda yang disebut dengan sinyal DTMF (Dual Tone Multi frekuensi).
Pada rekomendasi No. Q23 ini ada 2 group sinyal, yaitu Low-Band Frequency dan High-Band Frequency. Hubungan tombol dan frekuensi sinyal DTMF ini ditunjukkan pada table 2.4
FREKUENSI(HZ)
TOMBOL RENDAH TINGGI
1 697 1209
2 697 1336
3 697 1477
4 770 1209
5 770 1336
6 770 1477
7 852 1209
8 852 1336
9 852 1477
0 941 1336
* 941 1209
# 941 1477
A 697 1633
C 852 1633
D 941 1633
Tabel 2.3 Tombol dan sinyal DTMF yang dihasilkan
Tanpa DTMF decoder, mikrokontroler bakal kesulitan mengidentifikasi angka '0' yang dikirim dari telepon. Padahal angka '0' berarti perintah untuk mencari status hidup dan mati alat listrik. DTMF decoder menggunakan seri terkenal IC MT8870 mencoba mengidentifikasi-nya berdasarkan besaran frekuensi. Setiap angka, dari 0 hingga 7 memiliki besaran frekuensi tersendiri, dan setiap frekuensi mengandung perintah tersendiri.
2.10.2 Telepon Nirkabel (Cordless Phone)
Telepon nirkabel merupakan kombinasi telepon dan radio pemancar/penerima. Masalah utama pada telepon nirkabel yang tidak ditemui pada telepon biasa:
1. Jarak handset dengan base.
2. Kualitas suara yang dipengaruhi oleh jarak sinyal radio informasi dipancarkan dan interferensi.
3. Keamanan pembicaraan, dimana sinyal radio handset ke base sebagai penerima dipancarkan melalui udara terbuka sehingga memungkinkan untuk disadap oleh telepon nirkabel yang lain atau oleh scanner radio.
Pada teknologi analog (yang lazim digunakan pada telepon nirkabel dengan model yang berharga murah) cenderung sinyal(analog)nya lebih banyak noise atau mudah terinterferensi sehingga mempengaruhi kualitas suara yang dihasilkan. Dan lagi, sinyal analog mudah disadap dan diterjemahkan oleh scanner radio.
diperkenalkan pada telepon nirkabel yang membuatnya hampir tidak mungkin pembicaraan dapat disadap oleh orang lain.
Telepon nirkabel mempunyai dua bagian utama yaitu base dan handset:
a. Base dimana saluran telepon dapat disambungkan. Base menerima panggilan masuk dalam bentuk sinyal listrik lewat saluran telepon, kemudian diubah menjadi sinyal radio dan dipancarkan.
b. Handset, menerima sinyal radio dari base, lalu mengubahnya menjadi sinyal listrik dan mengirimkannya ke speaker, dimana sinyal listrik telah diubah menjadi suara. Ketika pelanggan pemanggil berbicara pada handset, ia memancarkan sinyal suara yang telah dikonversikan ke sinyal listrik oleh base dan saluran telepon mengirimkannya ke pelanggan yang dipanggil.
Base dan handset beroperasi pada suatu pasangan frekuensi yang diperkenankan kepada pelanggan untuk berbicara dan mendengar pada waktu yang bersamaan disebut frekuensi duplex.
Salah satu contoh telepon nirkabel yaitu GE (General Electric) yang dibuat pada tahun 1993 dan beroperasi di lebar pita 43-50 MHz.
2.11 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 ini merupakan mikrokontroler CMOS 8 bit dengan kinerja yang tinggi dan dapat diaplikasikan ke berbagai rangkaian mikrokontroler. Mikrokontroler keluaran ATMEL ini menggunakan memori dengan teknologi nonvolatile memori, isi memori tersebut dapat di isi ulang ataupun dihapus berkali-kali.
Mikrokontroler ATMEL ini memiliki kelengkapan sebagai berikut : 1. Kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51
4. 3 Level program memori lock 5. 256 byte RAM internal
6. 32 I/O yang dapat dipakai semua 7. 3 buah Timer/Counter 16 bit 8. Programmable UART (serial port) 9. SPI Serial Interface
10. Programmable Watchdog Timer 11. Dual Data Pointer
Gambar 2.13 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52
Terlihat dalam mikrokontroler AT89S52 memiliki banyak fitur yang menguntungkan. Dipakainya Downloadable flash memori memungkinkan mikrokontroler ini bekerja sendiri tanpa diperlukan bahan chip lainnya. Sementara flash memorinya mampu diprogram hingga seribu kali. Hardware Mikrokontroler AT889S52 merupakan keluaraga MCS – 51 yang terdiri atas :
1. CPU 8 – bit.
3. RAM internal 256 byte (dalam chip).
4. Empat programable port I/O, yang masing – masing terdiri atas 8 jalur I/O. 5. Tiga buah Timer/Counter 16-bit yang dapat diprogram.
6. Enam jalur interupsi yaitu 2 buah jalur eksternal (INT 0, INT 1) dan 3 buah interupsi timer 0, 1, dan 2 dan interupsi port serial.
7. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.
8. Memori EPROM tipe flash sebesar 8 K Byte yang dapat diprogram didalam sistem, dan mampu mencapai 1000 siklus hapus/program.
9. Menyediakan fasilitas penguncian memori program 3 level, yang memungkinkan penjagaan terhadap hak cipta program (mencegah pembajakan program).
Dengan kelengkapan chip AT89S52, pembuatan alat dengan menggunakan AT89S52 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan chip pendukung. Secara diagram blok struktur dasar dari AT89S52 adalah prosesor 8 bit dimana data diolah per 8 bit. Lebar alamat mikrokontroler AT89S52 adalah 16 bit sehingga dapat mengakses memori sebanyak 65.536 lokasi memori. Frekuensi kerja mikrokontroler AT89S52 ditentukan frekuensi kristal yang dihubungkan ke osilator internal melalui XTAL 1 dan XTAL 2.
Mikrokontroler ini mampu beroperasi dengan baik dengan frekuensi 0 Hz sampai 33 MHz. Kecepatan pelaksanaan instruksi persiklus adalah frekuensi kristal dibagi 12, dimana jika frekuensi clock 12 MHz maka lama pelaksanaan setiap satu siklus adalah 1 s.
2.11.1 Pena–Pena Mikrokontroler AT89S52
Susunan pena (pin) mikrokontroler AT89S52 diperlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 2.14 Konfigurasi Mikrokontroler AT89S52 Penjelasan dari masing – masing pena adalah :
1. Pena 1 sampai 8 (port 1) merupakan port paralel 8 bit dua arah (bidirectinal) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose). Selain itu port 1 yaitu P1.0 dan P1.1 dapat pula dikonfigurasikan menjadi masukan untuk timer/counter 2 untuk pencacahan pulsa external. Port 1 juga menerima alamat orde rendah selama pemrograman dan verifikasi.
Pin Port Fungsi Alternatif
P1.0 T2 (masukan external count untuk Timer/Counter 2), clock out P1.1 T2EX (Timer/Counter 2 capture/reload trigger dan kontrol arah)
Tabel 2.4 Fungsi Alternatif Port 1
2. Pena 9 (Reset) adalah masukan reset (aktif tinggi), pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset AT89C52, pena ini dihubungkan dengan rangkaian power on reset yang akan mengaktifkan reset saat pertama sekali rangkaian dihidupkan.
(Interrupt 0), Int1 (Interrupt 1), T1 (Timer 1), T0 (Timer 0), WR (Write), dan RD (Read). Bila fungsi pengganti tidak dipakai, pena–pena ini digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna.
Fungsi alternatif port 3 dapat dilihat pada tabel berikut : Pin Port Fungsi Alternatif
P0.3 RXD (serial input port)
P3.1 TXD (serial output) P3.2 INT 0 (external interrupt 0) P3.3 INT 1 (external interrupt 1) P3.4 T0 (timer 0 external input) P3.5 T1 (timer 1 external input)
P3.6 WR (external data memory write strobe) P3.7 RD (external data memory write strobe) Tabel 2.5 Fungsi Alternatif Port 3
4. Pena 18 (XTAL 1) adalah pena masukan rangkaian osilator internal. Sebuah osilator kristal atau sumber osilator ekternal dapat digunakan.
5. Pena 19 (XTAL 2) adalah pena keluaran ke rangkaian osilator internal. Pena ini dipakai untuk menggunakan osilator kristal.
6. Pena 20 (Ground) dihubungkan ke Vss atau ground.
7. Pena 21 sampai 28 (port 2) adalah port paralel 2 (P2) selebar 8 bit dua arah (bidirectional). Port 2 ini mengirimkan byte alamat bila dilakukan pengaksesan memori eksternal.
9. Pena 30 adalah ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan memori eksternal.
10.Pena 31 (EA/VPP). Bila diberi logika tinggi, mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari Flash PEROM internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Bila diberi logika rendah, mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal. Pin ini juga menerima tegangan 12 volt (VPP) selama pemrograman Flash. 11.Pena 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port paralel 8 bit open drain dua arah. Bila
digunakan untuk mengakses memori eksternal, port ini akan memultipleks alamat memori dengan data.
12.Pena 40 (Vcc) dihubungkan ke Vcc (+ 5 Volt). 2.11.2 Organisasi Memori AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai pembagian ruang alamat untuk program dan data. Memori data terletak pada ruang alamat terpisah dari memori. Memori yang dapat diakses secara internal adalah memori RAM internal dan Downloadable Flash Memori sebagai memori program internal. Selain itu mikrokontroler juga dapat mengakses memori program dan memori data dari luar.
2.11.3 Software Mikrokontroler AT89S52
Sebuah mikrokontroler tidak akan bekerja bila tidak diberikan program kepadanya. Program tersebut daftar apa yang harus dilakukan oleh mikrokontroler. Sebuah mikrokontroler yang telah bekerja baik dengan suatu program belum tentu akan bekerja seperti semula jika programnya diganti.
Operand dan Ekspresi
Bentuk umum semua instruksi dalam assembler MCS 51 dapat dituliskan sebagai berikut :
Jumlah operand tergantung pada tipe Mnemonic.
Simbol Assembler Khusus
Assembler telah menyediakan beberapa symbol untuk menunjukkan register tertentu sebagai operand. Tabel berikut menunjukkan simbol assembler khusus.
Simbol khusus Arti
A Akumulator R0 sampai R7 Register Serbaguna
DPTR Data pointer. Register 16 bit
PC
Program counter. Register 16 bit yang berisi alamat instruksi berikutnya yang akan dijalankan.
C Carry flag
AB
Akumulator/register B. Pasangan register untuk perkalian dan pembagian.
Tabel 2.6 Simbol Assembler Khusus
Pengalamatan Langsung
Pengalamatan langsung dilakukan dengan memberikan nilai ke suatu register secara langsung. Untuk melaksanakan hal tersebut digunakan tanda #.
MOV A,#01H : Isi akumulator dengan bilangan 01H. MOV DPTR,#$19AB : Isi register DPTR dengan bilangan 19ABH.
Pengalamatan Bit
Pengalamatan bit adalah penunjukan alamat lokasi bit baik dalam RAM internal (byte 32 sampai 47) atau bit perangkat keras. Untuk melakukan pengalamatan bit digunakan symbol titik (.), misalnya FLAGS.3, 40.5, 21H.5, dan ACC.7.
Perintah DIV AB
Bilangan biner 8 bit dalam Akumulator A dibagi dengan bilangan biner 8 bit dalam
registerB. Hasil pembagian berupa bilangan biner 8 bit ditampung di Akumulator, sedangkan sisa pembagian berupa bilangan biner 8 bit ditampung di register B. Bit OV dalam PSW
(Program Status Word) dipakai untuk menandai nilai sebelum pembagian yang ada dalam register B. Bit OV akan bernilai ‘1’ jika register B asalnya bernilai $00.
Penambahan Satu (INC)
Proses inkremen merupakan proses penambahan satu pada sisi suatu register atau memori.
INC A : (A) ← (A) + 1
Pemakaian instruksi inkremen menghemat pemakaian memori karena instruksi INC merupakan instruksi 1 byte (tidak memakai operand).
Logika AND (ANL)
Instruksi ini melakukan proses logika AND antara suatu register dengan register, register dengan data, carry flag dengan isi suatu alamat bit, dan lain – lain. Operasi logika
AND banyak dipakai untuk me-‘0’-kan beberapa bit tertentu dari sebuah bilangan biner 8 bit, caranya dengan membentuk sebuah bilangan biner 8 bit sebagai data konstan yang di-ANL
-kan bilangan asal. Bit yang ingin di-‘0’-kan diwakili dengan ‘0’ pada data konstan, sedangkan
bit lainnya diberi nilai ‘1’, misalnya. Instruksi ANL P1,#%01111110 akan mengakibatkan bit 0 dan bit 7 dari Port 1 (P1) bernilai ‘0’ sedangkan bit-bit lainnya tetap tidak berubah nilai.
Logika NOT (Komplemen, CPL)
Instruksi ini melakukan proses logika NOT pada suatu register, carry flag, atau isi suatu alamat bit. Sebagai contoh, misalnya akumulator berisi (0101 1100)B. Instruksi CPL A
Instruksi JB / JNB / JBC
Instruksi JB (Jump on Bit Set), instruksi JNB (Jump on not Bit Set) dan instruksi JBC
(Jump on Bit Set Then Clear Bit) merupakan instruksi Jump bersyarat yang memantau nilai-nilai bit tertentu. Bit-bit tertentu bisa merupakan bit-bit dalam register status maupun kaki input mikrokontroler MCS51.
CJNE (Compare Jump If Not Equal)
Instruksi ini akan membandingkan isi register, atau isi memori dengan suatu data. Bila sama, instruksi selanjutnya yang akan dituju. Bila tidak sama, instruksi yang ditunjuk oleh label yang akan dilaksanakan. Sebagai contoh :
CJNE R0,#02H, Tak_Sama
Berarti jika R0 tidak sama dengan 02H maka instruksi akan menuju ke alamat dengan lebel Tak_Sama.
DJNZ (Decrement and Jump If Not Zero)
Instruksi ini akan mengurangi isi register atau memori dengan satu. Bila sudah 0, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanakan. Bila belum 0, instruksi dilanjutkan ke label. Sebagai contoh :
DJNZ R1, Ulangi
Berarti jika R1 tidak sama dengan nol, setelah dikurangi 1, pelaksanaan instruksi harus melompat ke tabel ulangi.
JB (Jump If Bit Is Set)
Instruksi ini akan menguji suatu bit. Bila isinya 1, instruksi akan menuju label. Bila isinya 0, instruksi selanjutnya yang akan dieksekusi. Sebagai contoh, dalam instruksi.
JB P1.0,Ulangi
JNB (Jump If Bit Is Not Set)
Instruksi ini menguji suatu alamat bit. Bila isinya 0, eksekusi akan menuju alamat kode. Jika isinya 1, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanakan.
JNZ (Jump If Accumulator Is Not Zero)
Instruksi ini menguji akumulator. Bila tidak sama dengan 0, eksekusi menuju alamat kode. Jika sama dengan 0, instruksi selanjutnya yang akan dilaksanaka.
Percabangan Tanpa Syarat
Instruksi ini meliputi SJMP (Short Jump) dan LJMP (Long Jump). Sebagai contoh, dalam isntruksi
SJMP Awal
Eksekusi program akan menuju label awal tanpa syarat apa pun.
Kelompok Instruksi untuk sub-rutin
Instruksi-instruksi untuk membuat dan memakai sub-rutin/modul program, selain melibatkan Program Counter, melibatkan pula Stack yang diatur oleh Register Stack Pointer.
Sub-rutin merupakan suatu potong program yang karena berbagai pertimbangan dipisahkan dari program utama. Bagian-bagian di program utama akan ‘memanggil’ (CALL) sub-rutin, artinya mikrokontroler sementara meninggalkan alur program utama untuk mengerjakan instruksi-instruksi dalam sub-rutin, selesai mengerjakan sub-rutin mikrokontroler kembali ke alur program utama.
Satu-satunya cara membentuk sub-rutin adalah memberi instruksi RET pada akhir
potongan program sub-rutin. Program sub-rutin di-’panggil’ dengan instruksi ACALL atau
LCALL.
kecil dari memori-data yang dipakai untuk menyimpan nilai Program Counter secara otomatis, kerja dari Stack dikendalikan oleh Register Stack Poiner).
Selanjutnya mikrokontroler mengerjakan instruksi-instruksi di dalam sub-rutin sampai menjumpai instruksi RET yang berfungsi sebagai penutup dari sub-rutin. Saat menerima instruksi RET, nilai asal Program Counter sebelum mengerjakan sub-rutin yang disimpan di dalam Stack, dikembalikan ke Program Counter sehingga mikrokontroler bisa meneruskan pekerjaan di alur program utama.
Instruksi ACALL dipakai untuk me-‘manggil’ program sub-rutin dalam daerah
memori-program 2 KiloByte yang sama, setara dengan instruksi AJMP yang sudah dibahas di atas. Sedangkan instruksi LCALL setara dengan instruksi LCALL, yang bisa menjangkau
seluruh memori-program mikrokontroler MCS51 sebanyak 64 KiloByte. (Tapi tidak ada instrusk SCALL yang setara dengan instruksi SJMP).
Program untuk AT89C1051 dan AT89C2051 tidak perlu memakai instruksi LCALL.
Instruksi RET dipakai untuk mengakhiri program sub-rutin, di samping itu masih ada pula instruksi RETI, yakni instruksi yang dipakai untuk mengakhiri Program Layanan Interupsi (Interrupt Service Routine), yaitu semacam program sub-rutin yang dijalankan mikrokontroler pada saat mikrokontroler menerima sinyal permintaan interupsi.
Catatan : Saat mikrokontroler menerima sinyal permintaaan interupsi, mikrokontroler
akan melakukan satu hal yang setara dengan intruksi LCALL untuk menjalankan Program Layanan Interupsi dari sinyal interupsi bersangkutan. Di samping itu, mikrokontroler juga me-‘mati’-kan sementara mekanisme layanan interupsi, sehingga permintaan interupsi berikutnya tidak dilayani. Saat menerima instruksi RETI, makanisme layanan interusi kembali
BAB III SISTEM KERJA
3.1 Pengertian Umum
Sistem kendali jarak jauh adalah suatu sistem yang berfungsi untuk pengontrolan jarak jauh, dimana masing-masing output yang dikontrol harus sesuai dengan kode kontrolnya masing-masing. Sistem ini terdiri dua instrumen penting, pertama telepon cordless dan instrumen pengendali.
Instrumen pengendali inilah sebetulnya perangkat paling utama. Adapun instrumen ini dibangun dari beberapa subsistem, yakni subsistem mikrokontroler, DTMF Decoder, sensor optocoupler, sensor LDR, sensor infrared,buzzer, darlington transistor dan power supply.
Prinsip kerja secara umum dari alat ini adalah Alat ini dapat bekerja dengan memanfaatkan sumber tegangan dari line telepon ataupun dari saluran buatan untuk memberi sinyal nada telepon yang berfungsi untuk membangkitkan sinyal DTMF (Dual Tone Multy Frequensi) dari tombol pesawat telepon sehingga memungkinkan untuk mengaplikasikan alat ini tanpa menggunakan line telepon. Alat ini hanya mengubah sinyal DTMF dari tombol pesawat telepon menjadi biner 4bit yang mana sinyal tersebut akan diolah oleh mikrokontroler sesuai dengan program yang telah dibuat untuk mengontrol beban (on/off), diantaranya :
Tombol 1 s.d 8 + Tombol * = Menghidupkan beban sesuai dengan tombol yang ditekan
Tombol 1 s.d 8 + Tombol # = Mematikan beban sesuai dengan tombol yang ditekan
Tombol 0 + Tombol * = Menghidupkan seluruh beban
Tombol 0 + Tombol # = Mematikan seluruh beban
Tombol 9 + Tombol * = Mengaktifkan alarm
Disamping itu mikrokontroler juga akan membaca sinyal keluaran yang dihasilkan oleh sensor dan menterjemahkannya serta mengekskusinya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.1
Saluran buatan
Deteksi Hook Tone decoder
Sentral telepon
Sensor halang
Sensor LDR
Mikro kontroler
AT89S52 Driver Relay TV
Driver
Relay Lampu
Alarm Driver
Relay
Limit switch
Gbr 3.1 Diagram Blok sistem
3.2 SPESIFIKASI SISTEM 3.2.1 Sistem Minimum AT89S52
Gambar 3.2 Sistem Minimum AT89S52
Nilai Crystal dalam rangkaian sistem minimum diatas adalah 12 MHz yang berpengaruh pada kecepatan pelaksanaan instruksi persiklus, Pada pin reset di buat rangkaian Power On Reset agar pada saat catu data di aktifkan maka reset akan aktif, rangkaian ini menggunakan kapasitor dan sebuah resistor. Catu daya yang digunakan harus berkisar 4.75V sampai dengan 5.25 Volt. Rangkaian diatas sudah dapat bekerja jika program telah dimasukkan kedalam mikrokontroller AT89S52 melalui peralatan khusus yang dirancang untuk itu.
3.2.2 Saluran Buatan
Saluran buatan di sini berfungsi untuk memberi tegangan catu daya pada pesawat telepon agar pesawat telepon dapat membangkitkan sinyal DTMF pada saat tombol keypad di tekan. Rangkaian saluran buatan ini sangat sederhana yaitu dengan memberi tegangan catu 12 Volt di tambah tahanan 1K. Lihat gambar di bawah ini.
Jika rangkaian di atas di hubungkan dengan pesawat telephone maka pada saat gagang telepon di letakkan maka tegangan pada titik out berkisar 12 Volt sedangkana pada saat gagang telepon di angkat maka tegangan pada titik out akan berkisar 6 Volt, perbedaan tegangan ini nantinya akan di manfaatkan oleh rangkaian deteksi hook untuk menentukan posisi gagang pesawat telepon. Saluran buatan juga dapat dimanfaatkan oleh rangkaian tone decoder agar mengetahui tombol mana yang ditekan.
3.2.3 Deteksi Hook
Rangkaian pendeteksi gagang telepon akan mendeteksi letak gagang telepon diangkat atau diletakkan. Rangkaian ini dihubungkan langsung ke saluran telepon mengingat rangkaian ini tugasnya memantau tegangan searah di saluran telepon. Saat gagang telepon tidak diangkat tegangan searah di saluran telepon bisa mencapat 48 Volt, tegangan tersebut turun menjadi sekitar 6 Volt begitu gagang telepon diangkat.
Gambar 3.4 Rangkaian deteksi hook
hanya sekitar 6 Volt tidak akan mampu menembus diode Zener yang dipasang secara berlawanan arah, sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui diode di dalam Opto Isolator 4N25 akibatnya transistor dalam 4n25 tidak mengalirkan arus dan tegangan out menjadi ‘1’ lewat tahanan 4K7. Tegangan saluran telepon yang 48 Volt pada saat gagang tidak diangkat akan mengakibatkan transistor dalam 4n25 mengalirkan arus dan tegangan output menjadi ‘0’.
Saat gagang telepon diangkat, tegangan out berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’, perubahan tegangan ini merupakan sinyal pemberi tahu kepada mikrokontroler bahwa gagang telephone sudah di angkat.
3.2.4 Tone Decoder
Rangkaian tone decoder adalah rangkaian yang berfungsi untuk menerima sinyal-sinyal Dual Tone Multy Frequency (DTMF) dan mengkodekannya menjadi kode biner 4 bit. Rangkaian tone decoder ini direalisasikan dengan menggunakan komponen IC MT 8870. Pemilihan komponen ini berdasarkan pertimbangan sebagai berikut :
1. Menggunakan komponen luar yang sedikit jumlahnya 2. Telah mengandung filter
3. Pengkodean biner empat bit yang lengkap
4. Memiliki sinyal STD (store data, pendeteksian tombol di tekan atau di lepas)
Gambar 3. 5. Rangkaian Tone Decoder
Menggunakan kapasitor yang berfungsi sebagai filter untuk memisahkan sinyal kelompok nada dengan frekuensi rendah dan tinggi. Pada saat dilakukan penekanan pada tombol telepon yang diinginkan pada pin 1 dan 2 IC MT8870 akan menerima pasangan nada dari saluran telepon yang berupa sinyal analog yang dikopel melalui kapasitor 100 nano Farad. Jika pasangan nada tersebut masuk secara bersamaan maka pin EST tersebut berfungsi untuk menentukan keabsahan data. Kemudian nada tersebut dikodekan menjadi kode biner dan dikirimkan ke pin Q1, Q2, Q3 dan Q4 yaitu pin 11, 12, 13, dan 14.
3.2.5 LDR
In
Gambar 3.6 Rangkaian LDR
3.2.6 Sensor limit Switch
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor LimitSwitch
Saklar sensor limit switch ini diletakkan sedemikian rupa pada pintu sehingga pada saat pintu di tutup maka switch akan terhubung sehingga output rangkaian akan terhubung ke ground pada saat ini output rangkaian akan mengeluarkan logika low, dan ketika pintu terbuka maka switch limit switch akan terputus, terputusnya switch ini mengakibatkan output pada rangkaian ini berlogika high, logika high berasal dari resistor pull up 4k7 yang mengalirkan tegangan sekitar 4.7 Volt.
3.2.7 Sensor Halang
In
Banyak jenis sensor yang dapat di gunakan untuk mendeteksi adanya seseorang melintasi daerah tertentu, sensor sensor itu seperti Sensor Tekanan yang di pasang di bawah dan aktif ketika seseorang memijaknya dan terjadi perubahan tekanan, Sensor Ultrasonik akan memancarkan frekwensi ultra sonik lalu menghitung waktunya ketika frekwensi tersebut memantul ke sebuah objek tertentu dan dapat di ketahui dari waktu pantulannya ketika seseorang menjadi objek pantulan yang lebih dekat. Kemudian sensor infra merah dimana akan di pancarkan sebuah pemancar infra merah lalu pada sudut tertentu di pasang pendeteksi sinar tersebut, jika seseorang melintas di tempat tersebut maka sinar td akan terhalang dan sensor aktif, Ide sensor yang di gunakan di alat ini mirip seperti sensor ketiga hanya saja pada pemancar menggunakan pemancar Dioda Laser, alasannya menggunakan dioda laser adalah karena sinar dioda laser yang lebih terfokus membuat sinar dioda laser memiliki daya jangkau yang lebih jauh. Gambar di atas adalah gambar pemancar dan penerima sensor, pada penerima sensor di gunakan sensor photo transistor NPN, sensor photo transistor ini sangat baik dalam menerima pancaran dari dioda laser.
3.2.8 Driver Relay
Gambar 3.9 Rangkaian Driver Relay
Relay berfungsi sebagai pemutus atau penyambung aliran arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada kumparannya. Pada rangkaian ini digunakan relay DC dengan tegangan koil 12 Volt DC dan arus yang diperlakukan sekitar 20 – 30 mili Ampere. Karena itu pada umumnya kita tidak dapat langsung menghubungkan output suatu IC logic (TTL/ CMOS) atau komponen lainnya yaitu c 89c51, PPI 82C55 maupun dari paralel port PC dengan relay karena arusnya tidak cukup besar. Karena itu perlu digunakan driver sebagai penguat arus yang biasanya berupa transistor. Dalam perancangan alat ini penulis menggunakan transistor NPN dengan seri nomor BD 139 yang merupakan transistor dengan penguatan arus yang besar.
dioda IN 4001 yang dipasang secara pararel dengan kontak. Jadi dioda yang terpasang paralel dengan relay berguna untuk menghubungsingkatkan tegangan induksi yang timbul saat relay off, di mana tegangan induksi yang dihasilkan bisa mencapai 100 samapai 150 Volt sehingga dapat merusak transistor.
Pada saat mendapat catu daya maka mikrokontroler melakukan inisaialisasi yang merupakan pengaturan awal untuk memulai menjalankan semua program yang telah dibuat. Mikrokontroler akan selalu membaca logika yang dikeluarkan oleh deteksi hook apakah handset diangkat (high) atau tidak (low). Apabila handset diangkat maka selanjutnya akan membaca apakah ada tombol yang ditekan, jika ada tombol yang ditekan maka mikrokontroler akan mengambil data dari tone decoder dan kemudian akan mendeteksi lagi apakah ada tombol * , apabila ada maka beban akan dihidupkan dan jika tidak maka mikrokontroler akan membaca lagi apakah ada tombol # dan apabila ada maka beban akan dimatikan. dalam hal ini alarm juga termasuk beban. Apabila tidak ada tanda keduanya maka tombol yang ditekan akan disimpan di memory. Apabila handset tidak diangkat maka mikrokontroler akan selalu mendeteksi apakah ada sensor yang aktif dan jika ada yang aktif maka mikrokontroler akan menghidupkan alarm dan jika tidak maka mikrokontroler akan kembali mendeteksi handset telepon. Mikrokontroler akan bekerja terus sesuai dengan program sampai sumber catu daya dimatikan.
Bagian-bagian dari mikrokontroler yang digunakan untuk pemograman, diantaranya :
Port 1 sebagai output untuk 8 beban
Port yang digunakan sebagai input, diantaranya : - P0.3 untuk STD
- P0.4 sampai P0,7 untuk data DTMF - P0.2 untuk deteksi hook
- Register Flag untuk alarm
- Register 2 dan 3 untuk function delay alarm - Register 5 dan 6 untuk function delay umum 3.3.2 Langkah-langkah Pemograman
Agar memudahkan dalam penulisan program maka digunakanlah instruksi “bit” untuk merubah alamat 1-bit dan “Equ” untuk 8-bit dalam bentuk kata, seperti :
MemDtmf Equ 30h ; (penulis menggunakan alamat memori 30h)
DetHook bit P0.2 ; aktif low
SenLDR bit P0.1 ; apabila terkena cahaya : high
SenHalang bit P0.0 ; apabia terhalang : High
STD bit P0.3 ; apabila di tekan : high
FAlarm bit F0
Pintu1 bit P2.0 ; aktif high
Pintu2 bit P2.1 ; aktif high
Beban1 bit P1.0
Beban2 bit P1.1
Beban3 bit P1.2
Beban4 bit P1.3
Beban5 bit P1.4
Beban6 bit P1.5
Beban7 bit P1.6
Beban8 bit P1.7
Alarms bit P3.0
3.3.3 Pemograman sistem
Berikut ini adalah program-program yang terdapat pada Mikrokontroler AT89S52 sebagai instrumen pengendali, diantaranya :
Program inisialisasi
yang berfungsi sebagai pengaturan awal untuk mengaplikasikan program yang telah dibuat. Berikut adalah program inisialisasi.
Init:
mov R2,#0 ; R2 sebagai counter timer mulai dari 0 mov R3,#0 ; R3 sebagai counter timer mulai dari 0 Mov P0,#0ffh ; Diisi 0ff agar terbaca sebagai input Mov P2,#0ffh ; Diisi 0ff agar terbaca oleh sebagai input clr FAlarm ; Matikan Alarm
acall delay ; Tunda dulu sesaat acall delay
acall delay
acall delay
clr led ; matikan LED indikator
Program Delay Alarm
Program ini dibuat agar bunyi alarm menggunakan interval waktu. Di bawah ini adalah programnya.
AlarmRun:
inc R2 ; counter timer R2 ditambah dgn 1
Inc R3 ; Counter timer R3 ditambah dengan 1 mov R2,#0 ; counter R2 diberi nilai 0
cjne R3,#50h,tnd_end ; Cek apakah counter R3 sudah 50h ? jika belum lompat ke tnd_end
mov R2,#0 ; jika sudah kosongkan isi counter R2 mov R3,#0 ; Juga kosongkan isi counter R3 cpl Alarms ; Balikkan kondisi Alarms cpl led ; Balikkan logika LED tnd_end:
ret
Program Delay Umum
Delay: Mov R5,#0ffh ; R5 sebagai counter yang dimulai dari 0FFh dly1: Mov R6,#0ffh ; R6 sebagai counter yang dimulai dari 0FFh dly2: djnz R6,dly2
djnz R5,dly1
ret
Program Kedip LED
setb Led ; LED diberi logika 1 (hidup) acall delay ; panggil program function delay
acall delay
clr led ; matikan LED acall delay
Program Deteksi Hook
Berikut ini adalah programnya : Jb DetHook,BacaSensor
Pada program diatas tampak instruksi JBDetHook, Baca Sensor. Fungsinya untuk mendeteksi DetHook (P0.2) dalam keadaan high atau low, jika high berarti handset telephone sedang di angkat sehingga intruksi di lanjutkan ke baris program selanjutnya tetapi jika high maka hal ini menandakan bahwa handset telepon tidak sedang diangkat sehingga intruksi program akan melompat ke label BacaSensor.
Program Tone Dekoder
Rangkaian tone decoder menghasilkan 5 bit data yang akan dimasukkan kerangakaian mikrokontroler. 5 bit tersebut atau keluaran dari IC MT 8870 dihubungkan ke jalur B. Di bawah adalah programnya :
DetStd: Jnb STD,BacaSensor ; Cek Tombol di Tekan atau tidak, jika tidak lompat ke BacaSensor
Lepas: Jb STD,Lepas ; Cek Tombol di udah di Lepas atau belum. Jika belum(high) maka akan menunggu sampai dilepas (low)
Mov Acc,P0 ; pindahkan data dari P0 ke Acc
mov b,#10h ; Register b sebagai bilangan yang dibagi Anl Acc,#0F0h ; Ambil data MSB XXXX 0000
div ab ; Ubah jadi Satuan 0000 XXXX
TblBintang:
Cjne A,#11,TblPagar ; lihat data tombol yang kedua
mov A,MemDTMF ; Ambil data tombol sebelumnya Acall BebanOn ; Panggil function BebanOn
mov MemDTMF,#0 ; Kosongkan Isi memory data tombol Sjmp BacaSensor ; Jump ke Baca sensor
TblPagar:
Cjne A,#12,SimpanTbl ; lihat data tombol yang kedua ditekan acall blink ; Hidupkan LED Mov A,MemDTMF ; Ambil data tombol sebelumnya Acall BebanOff ; Panggil Function BebanOff
mov MemDTMF,#0 ; Kosongkan isi memory data tombol Sjmp BacaSensor
SimpanTbl:
Mov MemDTMF,Acc ; jika yg di tekan bukan tombol "*" dan "#" maka data tombol Simpan ke memory
disimpan di MemDtmf akan dipindahkan ke Acc dan akan memanggil program beban on atau beban off dimana nomor beban terlebih dahulu sudah disimpan di Acc pada program simpan tombol.
Program Deteksi Sensor
Berikut adalah program untuk sensor-sensor yang digunakan SPintu1: Jnb Pintu1, SPintu2 ; mendeteksi kondisi pintu 1
setb Alarms ; Jika sensor aktif maka Hidupkan alarm setb FAlarm ; Beri kode aktifkan alarm
SPintu2: Jnb Pintu2, SLDR ; mendeteksi kondisi pintu 2 setb Alarms
setb FAlarm
SLDR: Jnb SenLDR,SHalang ; mendeteksi kondisi sensor LDR setb Alarms
setb FAlarm
Shalang Jnb SenHalang,AlarmAktif ; mendeteksi kondisi sensor halang setb Alarms
setb FAlarm
AlarmAktif: Jnb FAlarm, SensorEnd ; jika alarm tidak aktif lompat ke SensorEnd acall AlarmRun ; aktifkan AlarmRun
SensorEnd:
sjmp Start ; kembali ke awal
Program Pengontrolan Beban (Relay)
pengontrolan ini program harus dapat mengirimkan logika low dan high kerangkaian relay, ketika rangkaian driver relay menerima logika high maka beban akan aktif dan sebaliknya. Dalam hal ini sistem menggunakan 8 buah relay maka khusus untuk rangkaian relay ini digunakan satu buah port untuk uotputnya yaitu p1. dibawah ini adalah program untuk mengotrol relay yang nomor beban telah disimpan di Acc pada program simpan tombol.
Program menghidupkan beban (On) BebanOn:
on1:
cjne A,#1,on2 ; Jika ditekan tombol 1? jika tidak maka lompat ke on2 setb Beban1 ; hidupkan beban 1
sjmp on2End
on2: cjne A,#2,on3 ; Jika ditekan tombol 2 ? jika tidak maka lompat ke on3 setb Beban2 ; hidupkan beban 2
sjmp on2End
on3: cjne A,#3,on4 setb Beban3
sjmp on2End
on4: cjne A,#4,on5 setb Beban4
sjmp on2End
on5: cjne A,#5,on6 setb Beban5
sjmp on2End
sjmp on2End
on7: cjne A,#7,on8 setb Beban7
sjmp on2End
on8: cjne A,#8,on9 setb Beban8
sjmp on2End
on9: cjne A,#9,on0
setb FAlarm ; Hidupkan alarm setb Alarms
sjmp on2End
on0: Cjne A,#0Ah,on2End
Mov P1,#0FFh ; hidupkan semua beban sjmp on2End
on2End:
acall delay
ret
Program mematikan beban Beban Off
off1: cjne A,#1,off2 ; Jika ditekan tombol 1 ? jika tidak maka lompat ke off2 clr Beban1 ; matikan beban 1
sjmp off2End
off2: cjne A,#2,off3 clr Beban2
off3: cjne A,#3,off4 clr Beban3
sjmp off2End
off4: cjne A,#4,off5 clr Beban4
sjmp off2End
off5: cjne A,#5,off6 clr Beban5
sjmp off2End off6: cjne A,#6,off7 clr Beban6
sjmp off2End
off7: cjne A,#7,off8 clr Beban7
sjmp off2End
off8: cjne A,#8,off9 clr Beban8
sjmp off2End
off9: cjne A,#9,off0
Clr FAlarm ; matikan alarm Clr Alarms
sjmp off2End
off0: Cjne A,#0Ah,off2End
off2End: acall delay ; panggil function delay ret
Blink:
setb Led ; hidupkan Led acall delay ; panggil program delay acall delay
clr led ; matikan led acall delay
acall delay ret
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
4.1 Pengujian Software
4.1.1 Pengujian Program Sistem Minimum Mikrokontroler
Pengujian rangkaian minimum mikrokontroler ini dilakukan sebelum menghubungkan blok-blok rangkaian lainnya untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler ini bagus dengan menggunakan LED dan alarm sebagai indikator.
alarm
LED P3,0
P3,1
AT89S52
Gbr 4.1 blok diagram pengujan sistem minimum mikrokontroler Adapun program pengujiannya sebagai berikut :
Start :
mov P1,#0 ; port 1 diisi dengan 0 clr led ;matikan LED
setb Alarms ; alarm diberikan logik 1 (aktif) acall delay ; tunda sesaat
setb led ; hidupkan LED clr Alarms ;alarm off acall delay
clr led
setb Alarms
clr Alarms
end :
setelah program dibuat, maka hubungkan rangkaian mikrokontroler ini dengan sumber tegangan sehingga pada saat mendapatkan tegangan alarm dan LED indikator akan hidup dengan selang interval waktu. Ini menandakan bahwa rangkaian dalam kondisi normal. 4.1.2 Pengujian Program Deteksi Hook
Untuk pengujian program rangkaian ini penulis menggunakan LED sebagai indikator dengan terlebih dahulu merakit rangkaian seperti gambar di bawah dimana deteksi hook ini aktif pada kondisi low.
P0,2 p1.0
Gbr. 4.2 Blok Pengujian Program Deteksi Hook
Deteksi
Kemudian membuat program untuk menjalankannya seperti di bawah ini. DetHook bit P0.2
clr P1.0 ; kosongkan data di P1,0 (LED 1 buah) mov P0,#0ffh ; set port 0 sebagai input
Start
hook: Jb DetHook,HookOff ; Apakah handset diangkat ?
Setb P1.0 ; Jika diangkat maka hidupkan LED di P1,0 sjmp hook ; kembali ke awal
HookOff:
Pengujian dilakukan dengan menjalankan program kemudian lihat indikatornya. Ketika handset telepon diangkat maka dalam kondisi low sehingga mikrokontroler akan memberikan tegangan pada LED sehingga LED akan hidup dan begitu juga sebaliknya. 4.1.3 Pengujian Program Tone Dekoder
Pengujian tone decoder dilakukan dengan menghubungkan tiap-tiap keluaran dari tone decoder ke mikrokontroler dan juga menghubungkan led sebagai indicator keluaran dari mikrokontroler tersebut untuk mengetahui apakah programnya sudah bagus. Berikut adalah gambar blok diagram pengujian tone decoder
P0,3 p1,0
Gbr 4.3 Blok diagram pengujian tone decoder Program untuk menjalankannya adalah sebagai berikut.
STD bit P0.3 ; port0,3 diganti dengan nama STD
Mov P1,#0 ; Port 1 (output) diberi logik 0 (LED4 buah) Mov P0,#0ffh ; set port 0 sebagai input
Start
DetStd: Jnb STD,DetStd ; Cek Tombol di tekan atau tidak
Lepas: Jb STD,Lepas ; Cek tombol sudah di lepas atau belum Mov Acc,P0 ; pindahkan data input ke Acc
mov b,#10h ; Register b sebagai bilangan yang dibagi Anl Acc,#0F0h ; Ambil data MSB XXXX 0000
Mov P1,A ; Pindahkan data input dari Acc ke P1 sjmp DetStd
Dalam pengujian program ini led indicator akan hidup sesuai dengan biner angka tombol yang ditekan. Sebagai contoh apabila tombol 3 (0011) yang ditekan maka LED pada P1.1 dan P1,2 akan hidup sedangkan P1,0 akan hidup setiap adanya penekanan tombol karena P1,0 merupakan STD yang berfungsi mengabsahkan data.
4.1.4 Pengujian Program Sensor
Pengujian sensor dilakuakan dengan terlebih dahulu membuat blok diagram di bawah ini.
Gbr 4.4 Blok diagram pengujian sensor Program untuk menjalankannya adalah sebagai berikut :
SenLDR bit P0.1
SPintu2: Jnb Pintu2,SLDR ; Cek sensor pintu 2 aktif ?
setb P1.3 ; hidupkan alarm jika Spintu 2 aktif SLDR: Jnb SLDR,SHalang ; Cek sensor LDR aktif ?
setb P1.1 ; jika SLDRaktifmaka hidupkan alarm SHalang: Jnb SenHalang,start ; Cek sensor halang aktif ?
setb P1.0 ; jika Shalang aktif maka hidupkan alarm sjmp Start ; kembali ke start
Untuk pengujian dilakukan dengan menjalankan program kemudian mencoba semua sensor yang ada. Untuk sensor pintu akan berlogiika high jika pintu terbuka dan mengaktifkan alarm dan untuk sensor halang akan aktif pada logika high jika dihalangi dan alarm akan hidup, begitu juga dengan sensor cahaya yang mana apabila diberikan cahaya dia akan aktif dan dengan seketika alarm akan hidup.
4.1.5 Pengujian Program Kontrol Beban
Adapun blok diagram pengujian program rangkaian kontrol beban adalah sebagai berikut.
P0,0 p1,0 P0,1 p1,1
P0,7 p1,7
Gbr 4.5 Blok Diagram Pengujian kontrol beban Adapun program untuk mengontrol beban adalah sebagai berikut.
Mov P0,#0ffh ; set P0 sebagai input (8 buah tombol)
Start:
Mov A,P0 ; Simpan data input ke Acc Mov P1,A ; Kirimkan data dari Acc ke P1 sjmp Start ; Kembali ke Start
untuk mengujinya hanya perlu menekan tombol pada port inputnya maka pada port output nya yang dihubungkan dengan LED yang berfungsi sebagai indikator tersebut akan hidup.
4.1.6 Pengujian Program Alarm
P3,1
Gbr 4.6 Blok Diagram pengujian alarm
Untuk program agar alarm dapat hidup apabila mendeteksi kesalahan adalah sebagai berikut.
Alarms bit P3.1 ; P3,1 diganti nama dengan Alarms Start:
cpl Alarms
acall delay
sjmp Start
MCS51 AT89S
52
alarm
Program Tunda
Delay: Mov R5,#0ffh ; R5 sebagai counter dimulai dari 0ffh dly1: Mov R6,#0ffh ; R6 sebagai counter dimulai dari 0ffh dly2: djnz R6,dly2
BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil penulis adalah :
1. Instrumen ini dibangun dari beberapa subsistem, yakni subsistem mikrokontroler, DTMF Decoder, censor optocoupler, LDR, sensor infrared, buzzer, darlington transistory dan power supply. Dari delapan subsistem ini, mikrokontroler tercatat sebagai subsistem paling vital.
2. Dengan adanya sistem ini maka pengontrolan beban dapat dilakukan dengan jarak yang cukup jauh karena menggunakan telepon cordless yang merupakan kombinasi telepon dan radio pemancar/penerima.
5.2 SARAN
Selama melakukan pengujian alat, penulis menyadari perlunya ada penambahan pada sistem yang telah dibuat, maka dari itu penulis dapat memberikan saran untuk pengembangan alat ini selanjutnya.
1. Sistem ini mengontrol switch on-off beban yang ada dirumah sehingga tidak memerlukan lagi saklar untuk menghidupkan beban. Oleh karena itu dapat diambil alternatif lain untuk menggunakan tombol pada setiap saklar yang ada.
2. Alat ini dapat dikembangkan lagi menjadi telekontrol yang dapat mengontrol beban dengan menggunakan Hp. Dalam hal ini hanya dibutuhkan beberapa tambahan modul rangkaian dan penambahan program pada mikrokontroler.
63
DAFTAR PUSTAKA
1. Coolen Jhon Rooby, 1993. Komunikasi Elektronika, Edisi Ke dua, Jakarta. Penerbit Erlangga.
2. Pardede Morlan,Ir, 2003. Mikroprosesor Dan Interface, Medan.
3. Setiawan Rachmad, 2005. Mikrokontroller MCS-51, Jakarta. Penerbit Erlangga. 4. Texas Instrument, 1985. TTL Data Sheet Book, Texas Instrument.
5. Wasito,S,1987. Vademekum Elektronika, Jakarta. Penerbit PT. Media Kompetindo.
Http://web.mit.edu./rec/www/workshop/relay/html
Http://www.elektronicalab.com/index.php?actin=html&fid=31 www.evanorama.net
