TUGAS AKHIR
TUTI MAHLESI
052408010
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas untuk mencapai gelar ahli madya
TUTI MAHLESI
052408010
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul
: PENGATURAN PERGERAKAN KAMERA DAN
SENSOR GERAK BERBASIS PC
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: TUTI MAHLESI
Nomor Induk Mahasiswa : 052408010
Program Studi
: DIPLOMA 3 (D3) FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGUTAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, Juli 2008
Diketahui
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Pembimbing
PERNYATAAN
STUDI PEMBUKTIAN KEBERADAAN SIMPUL NORMAL
DARI PILONOMINAL SIMPUL
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya.
Medan, 21 Juli 2008
Tuti Mahlesi
Syukur Alhamdulillah berkat rahmat dan karunia-NYA penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Sholawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW.
Laporan tugas akhir ini berjudul PENGATURAN PERGERAKAN KAMERA DAN SENSOR GERAK BERBASIS PC. Meskipun penulisan mengalami banyak menemui hambatan dan rintangan dengan usaha maksimal yang dilakukan penulis serta bantuan dari berbagai pihak , akhirnya laporan tugas akhir ini dapat diselesai. Atas bantuan dari motipasi yang diberikan, maka penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :
Bapak Drs.Bisman P,M.Eng.Sc selaku pembimbing, DR. Edi Marlianto, Msc selaku dekan FMIPA USU,
Drs. Syahrul Humaidi M.Sc selaku ketua jurusan program studi Fisika Instrumentasi.
Seluruh dosen dosen yang memberikan ilmu pengetahuan selama diperkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pengawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar. Rekan-rekan di Fisika Instrumentasi,
Linda, Wong Deso 05 (denni, dewan alias b’roma, bayong, abduh, uut alias demi, vina, ellis dan teman-teman diBrastagi), Ilham Afandi, Afniza, Buat teman satu kos diRebab 83, Terimakasih atas motivasi, Kritik dan sarannya Terhadap laporan tugas akhir ini. Dan kepada Brian H, Kakak Risma, Bang Viktor serta Bang Aan Terimakasih atas bantuan dan dukungannya.
Khususnya M.Sukri yang telah memberikan inspirasi dan semangat untuk menyelesaikan laporan dan tugas akhir. Terimakasih kepada kedua adik saya Suhaila dan M.Zahro Yazid beserta keluarga besar yang telah memberikan dukungan untuk menyelesaikan tugas akhir, Akhirnya terimakasih Ayah handa dan Ibunda yang telah memberikan didikan yang terbaik bagi penulis. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat terbuka terhadap saran maupun keritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca.
ABSTRAK
Kajian ini bertujuan untuk merancang suatu alat yang dapat mengontrol kamera di dalam suatu
ruangan secara otomatis dengan menggunakan sistem pemerograman bahasa visual basic pada
PC dan assemble pada mikrokontroler AT89S51. Metodologi perancangan rangkaian adalah
PENGATURAN PERGERAKAN KAMERA DAN SENSOR GERAK BERBASIS PC.
Keamanan adalah salah satu hal yang sangat penting. Banyak hal yang kita lakukan untuk
menciptakan keamanan, Salah satunya adalah keamanan rumah. Kita selalu merasa resah kalau
ada pencuri yang memasuki rumah. Rangkaian ini meliputi modul modul masukan data
berkaiatan dengan latar belakang dari rangkaian, Rumusan masalah, Tujuan dari perancangan
alat, Tinjauan teoris, Perancangan sistem rangkaian, Pengujian alat, Perancangan program, dan
gambaran rangkaian keseluruhan. Objektif utama sistem ini adalah perancangan Pengontrol
pengaturan kamera dengan PC sebagai sarana untuk mengetahui adanya suatu data yang
LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR i
1.3Tujuan penulsan tugas akhir 3
1.4Metode pengumpulan data 3
1.5Manfaat pelaksanaan tugas akhir 4
1.6Sistematika penulisan 5
2.5.2. Register port paralel 18
2.6.Bahasa pemograman visual basic 21
2.6.1. Memulai visual basic 21
2.6.2. Tampilan awal visual basic 21
2.7.Mikrokontroler AT89S51 23
2.7.1. Gambaran umum 23
2.7.2. Fungsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 25
2.7.3. Karakteristik mikrokontroler AT 89S51 27
2.8.Sensor gerak 28
2.8.1.Fotodioda 28
2.8.2.LED (light emiting dioda) 30
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA 32
3.1.Diagram Blok Rangkaian 32
3.2.Flowchart Rangkaian 33
3.4.Parancang program visual basic pada PC 36
3.5.Parancang Rangkaian power supplay (PSA 40
3.6.Parancang Rangkain miroontroller AT89S51 42
3.7.Parancang Rangkaian pengendali motor stepper 43
3.8.Parancang Rangkaian sensor 45
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN DAN PROGRAM 49
4.1.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 49
4.2.Pengujian Rangkaian Driver motor stepper 51
4.3. Pengujian Rangkaian sensor gerak 56
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 58
5.1 Kesimpaulan 58
5.2 Saran 58
DAFTAR PUSTAKA 59
GAMBAR ALAT RANGKAIAN
GAMBAR RANGKAIAN LENGKAP
Gambar 2.1 Diagram motor langkah (stepper) 8
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi-fungsi PIN port paralel 15
Tabel 2.2. Alamat pada port-port paralel 18
Tabel 2.3. Register pada port paralel 19
Tabel 2.3.a. Port data (alamat 0x378) 19 Tabel 2.3.b. Port status (alamat 0x379) 20 Tabel 2.3.c. Port kontrol (alamat 0x37A) 20
Tabel 2.4. Keterangan tabulasi 22
Tabel 2.5. Kapasitas Memory Mikrokontroler seri AT89X 24 Tabel 4.1 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 port 0 54 Tabel 4.2 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 nilai R1 54 Tabel 4.3 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 nilai 55
Port 0 menjadi 22h
Kajian ini bertujuan untuk merancang suatu alat yang dapat mengontrol kamera di dalam suatu
ruangan secara otomatis dengan menggunakan sistem pemerograman bahasa visual basic pada
PC dan assemble pada mikrokontroler AT89S51. Metodologi perancangan rangkaian adalah
PENGATURAN PERGERAKAN KAMERA DAN SENSOR GERAK BERBASIS PC.
Keamanan adalah salah satu hal yang sangat penting. Banyak hal yang kita lakukan untuk
menciptakan keamanan, Salah satunya adalah keamanan rumah. Kita selalu merasa resah kalau
ada pencuri yang memasuki rumah. Rangkaian ini meliputi modul modul masukan data
berkaiatan dengan latar belakang dari rangkaian, Rumusan masalah, Tujuan dari perancangan
alat, Tinjauan teoris, Perancangan sistem rangkaian, Pengujian alat, Perancangan program, dan
gambaran rangkaian keseluruhan. Objektif utama sistem ini adalah perancangan Pengontrol
pengaturan kamera dengan PC sebagai sarana untuk mengetahui adanya suatu data yang
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Keamanan adalah salah satu hal yang sangat penting. Banyak hal yang kita lakukan untuk
menciptakan keamanan. Salah satunya adalah keamanan rumah. Kita selalu merasa resah
kalau ada pencuri yang memasuki rumah.
Untuk mengatasinya biasanya pada rumah dilengkapi dengan alarm, dimana alarm
ini akan menyala jika ada orang yang mengenai sensornya. Dengan demikian pemilik
rumah akan mengetahui jika ada orang lain yang memasuki rumahnya tanpa izin. Akan
lebih bermanfaat lagi jika sensor tersebut dilengkapi dengan kamera perekam, sehingga
orang yang mengenai sensor tersebut akan langsung direkam oleh kamera. Agar pemilik
rumah mengetahui siapa orang yang memasuki rumahnya tanpa izin.
Untuk merancang alat ini diperlukan sebuah webcam, yaitu kamera yang
terkoneksi ke personal komputer. Kamera tersebut dapat digerakkan sesuai dengan
pergerakan objek yang sedang direkamnya. Untuk mengendalikan pergerakan kamera
pada layar komputer.
Dengan kemajuan teknologi mikroelektronika dewasa ini terutama teknologi
mikroprosesor, sehingga pengaturan mikro komputer atau dengan komputer pribadi (
Personal Computer, PC ). Pengaturan pergerakan motor stepper dengan sistem digital
berbasis mikro komputer mempunyai beberapa kelebihan karena untuk kerja dapat
diubah –ubah dengan merubah perangkat lunak (program pengendali).
Pada Tugas Akhir ini dirancang pengaturan pergerakan dua buah motor stepper
secara simultan sehingga diperoleh pergerakan tiga dimensi.
1.2 Batasan Masalah
Mengingat luasnya mencakup masalah yang dihadapi, sehingga penulis merasa perlu
membatasi masalah yang akan dibahas antara lain hal-hal yang mencakup sebagai
berikut:
1. Perancangan dibatasi pada perancang sistem pengendalian motor stepper dan
realisasi perangkat keras ( hardware)
2. Membahas dan menganalisis komponen yang berkaitan dengan rangkaian yang
digunakan pada perancangan perangkat keras.
3. Pembahasan perangkat lunak hanya dilakukan secara umum.
1.3 Tujuan penulisan
Adapun tujuan penelitian ini dilaksanakan adalah :
1. Merancang dan merealisasikan suatu sistem pengendalian gerakan dua buah motor
stepper secara simultan, dengan sistem pengendalian berbasis mikrokomputer
(PC), sehingga dapat digunakan atau diaplikasi seperti menggerakkan kamera atau
antena parabola.
2. Melakukan pengujian dan analisis terhadap rangkaian yang dirancang dan
direalisasikan.
1.4 Metode Pengumpulan Data Tugas Akhir
Adapun metode yang digunakan perancang dalam mengumpulkan data secara teori dalam
melaksanakan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Studi kepustakaan.
Pada metode ini, perancang mengumpulkan data yang berkaitan dengan Tugas
Akhir dengan cara mencari teori-teori yang terdapat pada buku-buku dan literatur
lainnya seperti jurnal penelitian dan sebagainya lalu membandingkannya dengan
data yang dibutuhkan baik dalam pelaksanaan Tugas Akhir maupun dalam
menyusun laporan Tugas Akhir ini.
2. Lembar data (Datasheet) komponen yang digunakan pada Tugas Akhir.
Pada metode ini, perancang menggunakan data-data yang dikeluarkan olek pabrik
Metode ini dilakukan setelah Tugas Akhir selesai dikerjakan, dengan cara menguji
langsung sistem kerja rangkaian yang telah dibuat, lalu memastikan apakah
rangkaian yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang
diharapkan.
4. Analisa Alat.
Metode ini dilakukan setelah rangkaian selesai diuji. Analisa dilakukan dengan
mengambil kesimpulan dari kerja yang dilakukan oleh rangkaian yang dibuat lalu
dibandingkan dengan teori-teori yang berhubungan dengan kerja yang dilakukan
tiap rangkaian pada Tugas Akhir.
1.5 Manfaat Pelaksanaan Tugas Akhir
Dengan pelaksaan Tugas Akhir ini, diharapkan sistem keamanan dengan menggunakan
kamera pengintai dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, agar pemanfaatan
teknologi dapat direalisasikan untuk kehandalan sistem keamanan dengan menggunakan
kamera pengintai.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan, penyusunan Tugas Akhir ini membahas bagaimana sebenarnya
prinsip kerja dari pengaturan kamera pengintai yang dibagi beberapa bab sebagai berikut:
Meliputi latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, metode
pengumpulan data Tugas Akhir, manfaat pelaksanaan Tugas Akhir dan
sistematika penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Berisi tentang teori dasar untuk mendukung rancangan sistem yang akan
dilakukan.
BAB III : PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA
Analisa rangkaian dan sistem kerja, dalam bab ini dibahas rentang sistem
BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN DAN PROGRAM
Pembahasan rangkaian dan program yang dijalankan serta pengujian
rangkaian.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari laporan Tugas Akhir ini serta saran
apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan
perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 Motor stepper
Motor stepper adalah suatu alat penggerak yang memanfaatkan gaya tarik magnet.
Rotornya berhenti pada posisi kutub yang dieksitasi oleh arus yang mengalir pada lilitan.
Rotor pada motor biasanya berputar secara kontinyu jika motor dieksitasi, tetapi rotor
pada motor stepper berubah dari posisi diam dengan mengubah eksitasi kutub.
Arus yang mengalir pada setiap lilitan hanya sesaat sehingga bentuk arusnya
berupa pulsa. Rotor berputar karena pulsa yang bergantian. Kecepatan putaran rotor
ditentukan oleh kecepatan perpindahan pulsa dan sudut putaran sebanding dengan
banyaknya pulsa yang diberikan. Apabila satu pulsa input menghasilkan perputaran
sejauh 1,8 derajat, sehingga 20 pulsa akan menghasilkan perputaran penuh sebesar 36
derajat dan untuk mendapatkan satu putaran penuh 360 derajat dibutuhkan 200 pulsa.
Rotor yang digunakan terbuat dari baja lunak dan memiliki sejumlah gigi yang
jumlahnya kurang dari jumlah kutub pada stator. Stator memiliki beberapa pasang kutub
dimana setiap pasang kutub diaktifkan melalui prinsip elektromagnetik oleh arus yang
sepasang kutub dalam keadaan aktif sehingga akan timbul medan magnet yang kemudian
menarik pasangan gigi rotor terdekat, sehingga gigi akan bergerak ke posisi segaris
dengan kutub.
Untuk menggerakkan sebuah motor stepper setiap pasang kumparan stator harus
disambungkan dengan aliran listrik dan diputuskan secara bergantian dalam urutan yang
benar. Dengan demikian, input ke motor berupa deretan pulsa yang menghasilkan output
ke setiap pasang kumparan stator.
Sistem penggerak yang biasa digunakan terdiri dari dua blok utama yaitu pengatur
urutan logika dimana menerima pulsa – pulsa input dan menghasilkan pulsa – pulsa
output dalam urutan sebagai mana yang dibutuhkan untuk mengontrol penggerak agar
menghasilkan pulsa output dengan amplitudo yang sesuai.
Motor langkah (stepper) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, dipergunakan
apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau diperlukan sebagian dari putaran
motor.
Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga dijumpai dalam bidang industri
atau untuk jenis motor langkah kecil dapat di gunakan dalam perancangan suatu alat
mekatronik atau robot. Pada gambar 2.1 berikut ditunjukkan dasar susunan sebuah
Gambar 2.1 Diagram motor langkah (stepper)
Magnet permanen berputar kearah medan magnet yang aktif. Apabila kumparan
stator dialiri arus sedemikian rupa, sehingga akan timbul medan magnet dan rotor akan
berputar mengikuti medan magnet tersebut. Setiap pengalihan arus ke kumparan
berikutnya menyebabkan medan magnet berputar menurut suatu sudut tertentu, biasanya
informasi besar sudut putar tertulis pada badan motor langkah yang bersangkutan. Jumlah
keseluruhan pengalihan menentukan sudut perputaran motor. Jika pengalihan arus di
tentukan, sehingga rotor akan berhenti pada posisi terakhir. Jika kecepatan pengalihan
tidak terlalu tinggi, sehingga slip akan dapat dihindari. Memerlukan umpan balik
(feedback) pada pengendalian motor langkah.
Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fasa (pole atau kutub),
pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan secara
bergantian, masing-masing 3 data (sesuai dengan jumlah fasa-nya), sebagian di tunjukkan
Gambar 2.2 Pemberian data/pulsa pada motor stepper
Pada saat yang sama, untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua) masukan atau
lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan kata lain, pada suatu
saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan lainnya bernilai 0 (nol).
Sistem penggerak yang biasa digunakan terdiri dari dua blok utama yaitu
pengaturan urutan logika dan sebuah penggerak ditunjukkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Sistem Penggerak Motor stepper
Pengatur urutan logika menerima pulsa – pulsa input dan menghasilkan pulsa
output dalam urutan sebagaimana yang dibutuhkan untuk mengontrol penggerak agar
menghasilkan pulsa output dengan amplitude yang sesuai.
111 1
11
Motor stepper yang digunakan adalah motor stepper unipolar. Motor stepper ini bekerja
pada tegangan 12 - 15 volt. Pada perancangan ini motor stepper akan dikendalikan oleh
port parallel pada PC, dimana output daru paralel port adalah 3,5 - 5 volt, sehingga
dibutuhkan sebuah driver sebagai perantara antara paralel port dan motor stepper.
Rangkaian perantara ini biasa disebut dengan driver motor stepper. Rangkaian driver
motor stepper ini menggunakan prinsip transistor sebagai saklar. Rangkaiannya
ditunjukkan pada gambar 2.4 sebagai berikut :
Gambar 2.4. Rangkaian driver motor stepper
Rangkaian ini menggunakan trafo stepdown dari 220 volt ke 12 volt. Output dari trafo
disearahkan dengan 2 buah dioda, kemudian diratakan dengan elco 100 mikro Farad.
2. 3 Transistor sebagai Saklar (Switching)
Disamping sebagai penguat, transistor juga sering digunakan sebagai saklar untuk
mengontrol suatu beban dengan arus kecil, medium, atau arus besar dalam aplikasi –
aplikasi industri. Gambar 2.5 menunjukkan rangkaian transistor sebagai saklar.
Gambar 2.5.Transistor Sebagai Saklar OFF
Gbr 2.6.Transistor sebagai switching Gbr 2.7. Transistor sebagai Saklar ON
Pada penggunaan transistor sebagai switching tegangan nol volt pada Vbe
transistor jenis NPN berarti mengaktifkan transistor tersebut sebagai saklar dengan
keadaan terbuka, sedangkan memberi tegangan ≥ 0,7 volt untuk transistor silikon dan ≥
0,3 volt untuk transistor germanium pada Vbe transistor akan memfungsikan transistor itu
sebagai saklar dengan keadaan tertutup. Sedangkan pada transistor jenis PNP tegangan
tertutup. Pada keadaan transistor sebagai saklar tertutup sehingga arus Ic dari transistor
itu akan mengalir melalui Rc menuju ground, sedangkan pada keadaan transistor sebagai
saklar terbuka sehingga arus Ic akan tertahan sampai Rc saja.
Didalam pesehinggaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar
(switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan
(cut off) yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini
menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada
kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt.
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan
untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :
Rc
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :
BE
Komputer merupakan alat atau mesin penghitung elektronik yang cepat menerima input
digital, memprosesnya berdasarkan daftar instruksi internal yang tersimpan dan
menghasilkan nilai perhitungan dalam informasi output. Daftar instruksi dinasehinggan
program komputer dan penyimpanan internal dinasehinggan memori komputer.
Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari 5 bagian fungsional
yang independent, yaitu : input, memori, aritmatik dan logika, output dan kontrol unit.
Unit input menerima informasi yang dikodekan dari operator manusia, peralatan
elektromagnetik seperti keyboard ke display atau dari komputer yang lain dengan
menggunakan line komunikasi digital. Informasi yang diterima disimpan dalam memori
untuk selanjutnya dipakai sebagai referensi atau digunakan segera oleh rangkaian
aritmatika dan logika untuk menjalankan operasi yang diinginkan .Langkah - langkah
untuk memproses suatu informsi tergantung program yang tersimpan di dalam memori.
Dan pada akhirnya hasil dari proses akan dikirim keluar melalui output unit. Seluruh dari
Input / output unit merupakan bagian dari komputer untuk menerima data maupun
mengeluarkan / menampilkan data setelah diproses oleh prosessor. Port I/O adlah port
atau gerbang atau tempat dipasangnya konektor dari peralatan I/O. Dimana setiap port I/O
dibawah kontrol dari prosesor.
2.5.1 Port Paralel PC
Port pararel digunakan pada aplikasi antarmuka, port ini memperoleh masukan hingga 8
bit dan keluaran hingga 12 bit pada saat bersamaan dengan hanya membutuhkan
rangkaian eksternal sederhana untuk melakukan intruksi tertentu. Port ini terdiri dari 4
jalur kontrol, 5 jalur status dan 8 jalur data. Hampir semua port pararel yang
diimplementasikan mampu memberikan arus sekitar 12mA.
Terjadinya transisi dari logika 1 ke 0 pada ACK akan membangkitkan interupsi
perangkat keras port pararel IRQ 7. Pada jalur busy ( dan yang sejenis dengan tanda
negasi ), jika sinyal logika 1 diterapkan pada pin ini dan kemudian register status dibaca,
sehingga akan terbaca (pada bit 7) sebagai 0 bukan 1. Komputer XT/AT buatan IBM atau
yang kompetibel pada umumnya menggunakan dua jenis port untuk komunikasi antara
komputer dengan dunia luar, port tersebut adalah port parallel dan port serial.
Berikut adalah gambar 2.8 konektor port parallel DB-25 yang banyak digunakan
Gambar 2.8 Port Paralel DB 25
Pada komputer tertentu kadangkala port paralelnya berupa konektor centronix,
namun fungsinya tetap sama hanya berbeda bentuk. Port Paralel centronix ditunjukkan
pada gambar 2.9.
Gambar 2.9.Port Paralel Centronix
Dibawah ini adalah table 2.1 tentang konfigurasi pin dan nama sinyal konektornya
parallel standart DB-25 serta fungsi – fungsi dari ke dua puluh lima pin tersebut
Tabel 2.1 Fungsi - Fungsi PIN Port Paralel
Pin No Nama Sinyal Sifat Register
3 Data 1 In/Out Data
4 Data 2 In/Out Data
5 Data 3 In/Out Data
6 Data 4 In/Out Data
7 Data 5 In/Out Data
8 Data 6 In/Out Data
9 Data 7 In/Out Data
10 Acknowledge In Status
11 Busy In Status Ya
12 Peper Out In Status
14 Auto Line Feed Out Control Ya
15 Error In Status
16 Initialize Out Control
17 Select In Out Control Ya
18-25 Ground Gnd
Untuk dapat menggunakan port paralel, kita harus mengetahui alamatnya. Base
Address LPT1 (local Printer terminal 1) biasanya adalah 888 desimal (378h) (888 desimal
atau 378 heksadesimal adalah alamat port parallel pada komputer) dan LPT2 biasanya
632 desimal (278h). Alamat tersebut adalah alamat yang umumnya digunakan, tergantung
dari jenis komputer. Tepatnya kita bisa melihat pada peta memori tempat menyimpan
alamat tersebut, yaitu memori 000.0408h untuk base address LPT1 dan memori
0000.040h untuk base address LPT2.
Setelah kita mengetahui alamat port parallel, sehingga kita dapat menentukan
alamat Data Port (CP), dan Status Port (SP). Alamat DP adalah base address dari port
parallel tersebut, alamat SP adalah base address +1, dan alamat CP adalah base address
+2. Base Address +1 adalah alamat untuk status port dan Base Address +2 adalah alamat
digunakan yaitu :
Tabel 2.2. Alamat Pada Port-Port Paralel
Alamat Keterangan
3BC – 3BFH Digunakan untuk port pararel yang terpadu dengan kartu
video, tidak mendukung alamat – alamat ECP
378 – 37FH Biasanya digunakan untuk LPT 1
278 – 27FH Biasanya digunakan untuk LPT 2
2.5.2 Register Port Paralel
Terdapat tiga jenis register pada port pararel yang umum digunakan, yaitu:
1. Register Data Port Pararel
2. Register Port Status
3. Register Port Kontrol
Ketiga jenis port register memiliki alamat yang berbeda yang digunakan untuk
sebagai port baca tulis, untuk membaca dari port ini sehingga yang terbaca adalah byte
terakhir yang dikirim.
Register Port status berasal dari lima masukan port pararel (Pin 10,11,12,13 dan
15). Sebuah register status IRQ dan dua bit tercabang. Perlu diingat bahwa bit 7 (busy)
sebagai masukan aktif rendah. Jika bit 7 terbaca sebagai logika 0 artinya pada pin tersebut
terpasang tegangan 5 V. Juga pada bit 2 IRQ, jika bit ini terbaca 1 artinya interupsi ( selah
) tidak muncul.
Register Port kontrol sebagai register tulis saja. Saat sebuah pencetak
disambungkan pada port pararel, sehingga ia membutuhkan 4 kontrol yaitu strobe, auto
linefeed, Initialize, dan select printer, yang semua sifatnya Inverted kecuali Initialize.
Ketika port pada port pararel, yaitu port data, port status, dan port kontrol,
memiliki register prangkat lunak dan masing masing berukuran 8 bit. Susunan bit-bit
pada register port pararel untuk masing masing port dapat dilihat pada tabel2.3.
Tabel 2.3. Register Pada Port Pararel Tabel 2.3.a). Port Data (alamat 0x378)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
~S7 S6 S5 S4 S3 - - -
~Busy Ack PE Select Eror - - -
Tabel 2.3.c). Port Kontrol (alamat 0x37A)
- - - - ~C3 C2 ~C1 ~C0
- - - - ~Selet in Init ~Auto Feed `Strobe
Keterangan : Tanda ~ didepan nama sinyal atau bit berarti bahwa sinyal atau bit yang
bersangkutan aktif rendah.
Semua keluaran pada register port data berlogika sebenarnya yaitu , menuliskan logika 1
ke salah satu bit pada data port menyebabkan logika 1 pada bit yang bersangkutan.
Namun demikian, keluaran - keluaran/SELECT_IN, /AUTO FEED, dan /STROBE pada
Control Port berlogika inversi (kebalikan). Artinya, penulisan logika 1 ke salah satu bit
pada Control Port menyebabkan logika 0 pada bit yang bersangkutan
Untuk bit bit yang menggunakan logika inversi, hal ini harus diperhatikan agar tidak
mengacaukan maksudnya. Untuk itu, bit yang akan dikirimkan tersebut dapat dibalik
2.6 Bahasa Pemograman Visual Basic.
Visual Basic merupakan bahasa pemograman yang cukup populer dan mudah untuk
dipelajari. Visual Basic juga menyediakan fasilitas yang memungkinkan pesehinggai
menyusun sebuah program dengan memasang objek-objek grafis dalam sebuah grafis
dalam sebuah form.
Visual Basic berawal dari bahasa pemograman BASIC (Beginners All Purpose
Symbolic Instruction Code). Karena bahasa basic mudah dipelajari dan populer sehingga
hampir setiap programmer menguasai bahasa ini.
2.6.1. Memulai Visual Basic
Pada bagian ini akan dijelaskan bagaimana cara menjalankan Visual Basic pada sistem
operasi windows. Cara pertama yang dapat dilakukan untuk memulai Microsoft Visual
Basic adalah:
a. Klik tombol start pada Taskbar, kemudian pilih program dari tampilan
menu utama.
b. Dari tampilan menu yang ada, pilih Visual Basic.
2.6.2 Tampilan Awal Visual Basic
Secara otomatis, pada saat pertama kali menjalankan Visual Basic akan tampil kotak
Gambar 2.10 Tampilan awal Visual Basic
Pada kotak dialog tersebut terdapat tiga pilihan tabulasi yang ditunjukkan pada
gambar 2.10.
Tabel 2.4. Keterangan Tabulasi
Tabulasi Keterangan
New Pilihan ini digunakan untuk membuat project baru dengan berbagai
macam pilihan
Existing Pilihan ini digunakan untuk membuka project yang pernah dibuat
sebelumnya dengan menetukan folder sekaligus nama file.
Recent Pilihan ini digunakan untuk membuka project yang telah dibuat dan
terakhir kali dibuka.
Gambar 2.11 Tampilan dasar MS-Visual Basic
2.7. Mikrokontroler AT89S51
2.7.1 Gambaran umum
Mikrokontroler AT89S51 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit yang memiliki 8 KB
Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi
memori non-volatile (tidak kehilangan data bila kehilangan daya listrik). Set instruksi dan
kaki keluaran AT89S51 sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52. Atmel
AT89S51 adalah mikrokontroler yang sangat bagus dan fleksibel dengan harga yang
rendah untuk banyak aplikasi sistem kendali. berkerapatan tinggi dari Atmel ini sangat
kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya mikrokontroler 8031 yang terkenal
dan banyak digunakan dan telah menjadi standar industri baik dalam jumlah pin IC
Mikrokontroler AT89S51 memiliki fasilitas-fasilitas pendukung yang
membuatnya menjadi mikrokontroler yang sangat banyak digunakan dalam berbagai
aplikasi. Fasilitas-fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 adalah :
a) Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
b) Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang hingga
1000 kali.
c) Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz.
d) Tiga tingkat kunci memori program.
e) Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
f) Terdapat 32 jalur masukan/keluaran terprogram.
Type RAM Flash Memory EEPROM
AT89C51/ AT89S51 8 X 128 byte 4 Kbyte Tidak
AT89C52/ AT89S51 8 X 256 byte 8 Kbyte Tidak
AT89C55 8 X 256 byte 20 Kbyte Tidak
AT89S53 8 X 256 byte 12 Kbyte Tidak
g) Tiga pewaktu/pencacah 6-bit (untuk AT89S51) & dua pewaktu/pencacah 16-bit
(untuk AT89S51)
h) Memiliki 8 sumber interupsi (untuk AT89S51) & 6 untuk AT89S51
i) Kanal serial terprogram.
j) Mode daya rendah dan mode daya mati.
2.7.2 Fungsi Pin-Pin pada mikrokontroler AT89S51
AT89S51 memiliki 40 buah kaki (pin) yang terintegrasi dalam 1 chip. Adapun fungsi dari
pin-pin tersebut adalah sebagai berikut :
1. Pin 1 sampai pin 8
Pin 1 – 8 adalah port 1 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan
internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti
mengendalikan empat input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat
pemrograman dan verifikasi.
2. Pin 9
Merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan
me-reset mikrokontroler ini.
3. Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 – pin 17 merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal
pull-ups yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai sehingga
dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian port 3 dapat
Pin-pin ini merupakan jalur masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi.
Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada chip,
kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Oleh karena itu, pin
18 dan 19 ini sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL
1 juga dapat digunakan sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan input
rangkaian internal clock, sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting
oscillator amplifier.
5. Pin 20
Pin 20 merupakan ground sumber tegangan dan diberi simbol gnd.
6. Pin 21 sampai pin 28
Pin-pin ini adalah port 2 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan
internal pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama
pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit
(MOVX@DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran /bus alamat tinggi (A8-A15).
Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit
(MOVX@DPTR), port 2 mengeluarkan isi P2 pada special function register.
7. Pin 29
Pin 29 merupakan program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk
mengakses program memori eksternal agar masuk ke dalam bus selama proses
pemberian/pengambilan instruksi (fetching).
Pin 30 sebagai Adress Lacth Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat
memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori. Pin ini juga berfungsi
sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman.
9. Pin 31
Pin 31 adalah External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk
pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L) sehingga mikrokontroler akan
melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika diset
tinggi (H) sehingga mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori
program internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Port ini juga berfungsi
sebagai tegangan pemograman (Vpp=+12V) selama proses pemograman.
10.Pin 32 sampai pin 39
Pin 32-pin 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. Saat proses pemograman dan verifikasi,
port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. Pull-up eksternal diperlukan selama proses
verifikasi.
11.Pin 40
Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol Vc
2.7.3 Karakteristik mikrokontroler AT89S51
AT89S51 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal dan Special Function
Register. RAM internal pada mikrokontroler AT89S51 memiliki ukuran 256 byte dan
Special Function Register yang berjumlah 21 buah berada di alamat 80H-FFH. RAM ini
berbeda pada lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H-7FFH.
IC AT89S51 mempunyai pin sebanyak 40 buah yang sesuai dengan
mikrokontroler 8031 dan memiliki susunan pin seperti gambar berikut:
Gambar 2.12 Konfigurasi pin (kaki) pada mikrokontroler AT89S51.
2.8 Sensor Gerak
Sensor gerak merupakan sebagai pengambil data apabila ada orang yang melewati atau
memasuki ruangan. Sensor ini terdiri dari dua buah pemancar infra merah dan sebuah
potodioda. Sensor ini memanfaatkan pancaran sinar infra merah dari pemancar infra
merah yang diterima oleh potodioda. Fotodioda piranti semikonduktor dengan struktur
2.8.1 Fotodioda
Fotodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya. Potodioda adalah piranti
semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik
antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut p-i-n atai PIN
potodioda. Cahaya diserap di daerah pengambungan atau daerah intrinsik menimbulkan
pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal
dari cahaya. Potodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda, yaitu:
1. Mode fotovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada potodioda menghasilkan
tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari tenaga
cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil.
2. mode fotokonduktivitas : disini, potodioda diaplikasikan sebagai tegangan revers
(tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda
tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran menghasilkan
arus poto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol).
Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier .
Selain itu fotodioda memiliki karakteristik tertentu berdasarkan bahan yang digunakan
untuk membuatnya. Adapun karakteristik bahan potodioda adalah sebagai berikut:
1. silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus
antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).
2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik
sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300 sampai
1600nm).
4. Gambar Photodioda ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 2.13 Dioda Pemancar Cahaya Infra Merah (LED infra Merah)
2.8.2 LED (light emiting dioda)
LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energi listrik. Dalam bias maju
sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang (hole). Energi ini
tidak seluruhnya diubah kedalam bentuk energi cahaya atau photon melainkan dalam
bentuk panas sebagian.
Proses pemancara cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap
suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. Material lain misalnya Galium
Arsenida Pospat (GaAsP) atau Galium Pospat (GaP). Foton energi cahaya dipancarkan
untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari LED digunakan untuk menghasilkan
Gambar 2.14 Simbol dan rangkaian dasar sebuah LED
Pemancar inframerah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan Galium
Arsenida (GaAs) yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda ini dibias maju.
Bila diberi bias maju elektron dari daerah-n akan menutup lubang elektron yang ada
didaerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar keluar dari permukaan p dan
n dalam bentuk foton. foton-foton yang dihasilkan ini ada yang diserap lagi dan ada yang
meninggalkan permukaan dalam betuk radiasi energi.
Mikrokontroler
AT89S51 PC
Penguat sinyal
Driver motor stepper Motor stepper
Sensor gerak
Web cam
BAB 3
PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada
gambar 3.1 berikut:
Gambar 3.1 Blok diagram rangkaian
Pada perancangan alat pemantau ruangan dengan menggunakan webcam berbasis
PC, secara umum terdiri dari 7 blok rangkaian utama. Yaitu sensor gerak, penguat sinyal,
driver motor stepper, Motor stepper, mikrokontroller AT89S51, PC (personal Computer)
Sensor gerak berfungsi sebagai pengambil data apabila ada orang yang melewati
atau memasuki ruangan. Keluaran dari sensor diumpankan ke penguat sinyal untuk
dikuatkan. Sehingga dengan demikian output dari sensor sudah dapat men-trigger
mikrokontroller AT89S51. agar kamera dapat bergerak,sehingga digunakan sebuah motor
stepper. Untuk dapat menggerakkan motor stepper digunakan sebuah driver motor
stepper. Mikrokontroller AT89S51 disini berfungsi sebagai driver untuk mengendalikan
penguat sinyal dan driver motor stepper. Agar dapat mengetahui dan merekam situasi
ruangan digunakan webcam sebagaipengambil data. PC merupakan otak dari keseluruhan
sistem yang ada dimana semua data akan di olah dan dibandingkan untuk ditindak lanjuti.
3.2 Diagram alir (Flowchart)
Program diawali dengan start. Kemudian program akan mengcek apakah ada sinyal yang
dikirimkan oleh sensor atau tidak. Jika tidak ada sinyal yang dikirimkan oleh sensor
sehingga program akan kembali ke routine awal ( kembali ke start dan mengcek sinyal
dari sensor) jika ada sinyal yang dikirimkan oleh sensor, berarti ada orang yang
memasuki ruangan tersebut, sehingga program akan mengaktifkan motor stepper untuk
berputar dan mengaktifkan kamera untuk merekam orang yang telah melewati sensor
tersebut . kemudian program akan kembali ke routine awal dan kembali mengecek sinyal
dari sensor. Data yang di rekam oleh kamera akan dikirimkan ke PC untuk disimpan dan
dilihat kembali
3.3 Parancangan Program pada mikrokontroller AT89S51
Adapun program yang diisikan ke dalam mikrokontroller AT89S51,Programnya sebagai
rl a
3.4 Parancangan Program Visual Basic pada PC
Program dibawah adalah Bahasa Visual Basic untuk mendapatkan data yang diambil
melalui webcam, setelah dilakukan pemrograman pada mikrokontroler AT89S52 yang
menggunakan bahasa assembly. Program tersebut adalah sebagai berikut :
Private Declare Sub PortOut Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer, ByVal Data As Byte)
Private Declare Function Portin Lib "IO.DLL" (ByVal Port As Integer) As Byte
Private Sub Berhenti_Click(Index As Integer)
PortOut &378 H, 8
End Sub
If (VideoOCX1.Init = 0) Then
MsgBox (VideoOCX1.GetLastErrorString())
End If
If (VideoOCX1.SetPreview(True) = False) Then
MsgBox (VideoOCX1.GetLastErrorString())
End If
End Sub
Private Sub Command2_Click()
If VideoOCX1.AVISaveMovieInit("C:\record.AVI") = False Then
MsgBox VideoOCX1.GetLastErrorString()
End If
VideoOCX1.AVISaveMovieSetFrameRate (15)
End Sub
Private Sub Command3_Click()
If VideoOCX1.AVISaveMovieStop() = False Then
MsgBox VideoOCX1.GetLastErrorString()
End If
MediaPlayer1.Open "C:\record.AVI"
End Sub
Private Sub Command5_Click()
Text1.Visible = True
Label3.Visible = True
Label3 = "Stanby"
Text1 = "10"
Timer2.Enabled = True
Timer3.Enabled = True
End Sub
Private Sub Command6_Click()
PortOut &378 H, 0
Unload Me
End Sub
Private Sub Form_Load()
Timer2.Enabled = False
Timer3.Enabled = False
Text1.Visible = False
End Sub
PortOut &378 H, 7
If VideoOCX1.AVISaveMovieInit("C:\record.AVI") = False Then
MsgBox VideoOCX1.GetLastErrorString()
End If
End If
End If
End Sub
Private Sub Timer3_Timer()
If Text1.Text = 0 Then
If VideoOCX1.AVISaveMovieStop() = False Then
MsgBox VideoOCX1.GetLastErrorString()
End If
Label3 = "Stanby"
Label3.Visible = False
Timer1.Enabled = True
Timer2.Enabled = False
Timer3.Enabled = False
PortOut &H378, 8
End If
End Sub
3.5 Perancangan Rangkaian Power Supplay (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk men-suplai tegangan ke seluruh rangkaian yang ada.
5volt digunakan untuk men-suplai tegangan ke seluruh rangkaian.dan tegangan 12 volt
untuk men-suplai tegangan ke motor stepper Rangkaian power supplay ditunjukkan pada
gambar 3.3 berikut :
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari
220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan
menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200
F. 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.
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Rangkaian
mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut:
Gbr.3.4.rangkaian mikrokontroller AT89S51
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena
mikrokontroller AT89S51 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19
dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi
kecepatan mikrokontroller AT89S51 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam
program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke
tinggi akan me-reset mikrokontroller 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. Pada port 0 ini
masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm. Resistor 4k7 ohm yan
mikrokontroller dapat mntrigger transistor. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai
28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3. Pin 39 yang merupakan P0.0
dihubungkan dengan sebuah resistor 330 ohm dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya
untuk menguji apakah rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 sudah bekerja atau
belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat
diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika
LED yang terhubug ke Pin 39 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan,
sehingga rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Pin 20 merupakan ground
dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan
positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.
3.7 Parancangan Rangkaian pengendali motor stepper
Agar dapat memutar kamera, sehingga digunakan sebuah motor. stepper.dan untuk dapat
memutar motor stepper digunakan sebuah driver motor stepper.rangkaian pengendali
motor stepper dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.5 penge
berlawanan arah dengan jarum jam. Rangkaian ini akan dikendalikan oleh mikrokontroler
AT89S51. Jadi dengan memberikan sinyal high secara bergantian ke input dari rangkaian
driver motor stepper tersebut, sehingga pergerakan motor stepper sudah dapat
dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51.
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran,
dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan
keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja memutar motor
stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya.
Rangkaian ini terdairi dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing
transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S51.
Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang
masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor
stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan emitor
dihubungkan ke ground.
Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122
mendapat tegangan 5 volt, sehingga transistor akan aktif. Hal ini akan menyebabkan
terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt
dari ground. Hal ini menyebabkan arus akan mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke
kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini
akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan
Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktip dan
tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet pada
kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang terhubung
ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Sehingga motor akan beralih kearah
kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high diberikan secara
bergantian pada input dari driver motor stepper, sehingga motor stepper akan berputar
sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.
Untuk memutar dengan arah yang berlawanan dengan arah yang sebelumnya,
sehingga logika high (1) pada input driver motor stepper harus diberikan secara
bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya
3.8 Parancangan Rangkaian Sensor
Untuk dapat mendeteksi orang yang lewat atau memasuki ruangan, sehingga alat ini
dilengkapi dengan sensor. Sensor ini terdiri dari dua buah pemancar infra merah dan
sebuah fotodioda. Sensor ini memanfaatkan pancaran sinar infra merah dari pemancar
infra merah yang diterima oleh fotodioda. Pada rangkaian ini digunakan 2 buah pemancar
infra merah pada bertujuan agar sinyal semakin kuat, sehingga sensor benar benar dapat
mendeteksi orang yang melewatinya
Jika tidak ada orang yang melewati sensor, sehingga pancaran sinar infra merah
akan mengenai potodioda. Dan jika ada orang yang melewati sensor sehingga pancaran
mendeteksi adanya orang yang melewati sensor atau tidak.
Setiap pancaran yang diterima oleh fotodioda akan diolah dan dijadikan data
digital, sehingga bila fotodioda mendapatkan pancaran dari pemancar infra merah,
sehingga akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontrolert AT89S51. Rangkaian
pemancar infra merah tampak seperti gambar berikut:
Gambar 3.6. Rangkaian Pemancar infra merah
Pada rangkaian di atas digunakan 2 buah LED infra merah yang diparalelkan,
dengan demikian sehingga intensitas yang dipancarkan oleh infra merah semakin kuat,
karena merupakan gabungan dari buah LED infra merah. Resistor yang digunakan adalah
100 ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED infra merah adalah
infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.
Pancaran dari sinar infra merah akan diterima oleh fotodioda, kemudian akan
diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan sinyal tertentu, dimana jika fotodioda
mengeluarkan logika low (0), namun jika fotodioda tidak menerima pancaran sinar infra
merah, sehingga output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high (1).
Rangkaian penerima infra merah seperti gambar berikut :
Gambar 3.7 Rangkaian Penerima sinar infra merah
Fotodioda dioperasikan pada bias balik, dimana fotodioda ini akan memiliki
hambatan sekitar 15 - 20 Mohm jika tidak terkena sinar infra merah, dan hambatannya
akan berubah menjadi sekitar 80 - 300 Kohm jika terkena sinar infra merah tergantung
dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar intensitasnya, sehingga
hambatannya semakin kecil.
Pada rangkaian di atas, output dari fotodioda diumpankan ke basis transistor tipe
NPN C945, ini berarti untuk membuat transistor tersebut saturasi sehingga tegangan
yang keluar dari fotodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi jika
fotodioda mendapatkan sinar infra merah. Analisanya sebagai berikut:
Jika tidak ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, sehingga hambatan pada
1 2 15.000.000 330.000
Vout akan diumpankan ke basis transistor C945, karena tegangannya lebih besar dari 0,7
volt yaitu 2,619 Volt sehingga transistor akan saturasi.
Emiter transistor C945 diinputkan ke Op Amp LM 358 untuk diperkuat. LM358
merupakan IC penguat dengan dua Op Amp. Pada Op Amp pertama tegangan input akan
diperkuat sampai maksimal 100 kali penguatan, dimana:
Ω
pertama akan diperkuat lagi sampai maksimum 100 kali penguatan. Dengan demikian
penguatan dapat diatur sesuai dengan yang dikehendaki.LED ini akan menyala jika sensor
BAB 4
PENGUJIAN RANGKAIAN DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Untuk mengetahui apakah rangkaian kaki mikrokontroler AT89S51 telah bekerja dengan
baik, sehingga dilakukan pengujiandengan menggunakan down lowder .Pengujian bagian
ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S51.
Programnya adalah sebagai berikut:
Loop:
Setb P0.0
Acall tunda
Clr P0.0
Acall tunda
Sjmp Loop
Tunda:
Mov r7,#255
Tnd: Mov r6,#255
Ret
Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P0.0
selama beberapa saat kemudian mematikannya selama beberapa saat secara terus
menerus. Perintah Setb P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika high yang menyebabkan
LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat.
Perintah Clr P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika low yang menyebabkan LED akan
mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat.
Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak
LED tersebut tampak berkedip.
Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :
Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga 1 siklus mesin membutuhkan
waktu = 12 1
12 MHz = mikrodetik.
Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi
MOV Rn,#data 2 2 x 1 d = 2 d
DJNZ 2 2 x 1 d = 2 d
Tunda:
mov r7,#255
Tnd: mov r6,#255
djnz r6,$ 255 x 2 = 510 x 255 = 130.054 d
djnz r7,loop3
djnz r2,loop8
ret
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.054 detik
atau 0,130054 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.
Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroler AT89S51, kemudian
mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, sehingga rangkaian
minimum mikrokontroler AT89S51 telah bekerja dengan baik.
4.2 Pengujian Rangkaian Driver Motor stepper
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran,
dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan
keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja memutar motor
stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya.
Gambar 4.1 Rangkaian Driver Motor stepper
Rangkaian ini terdairi dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing
transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S51.
Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang
masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor
stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan emitor
dihubungkan ke ground.
Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122
mendapat tegangan 5 volt, sehingga transistor akan aktif. Hal ini akan menyebabkan
terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt
kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini
akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan
yang memiliki medan magnet tersebut.
Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktif dan
tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet pada
kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang terhubung
ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Sehingga motor akan beralih kearah
kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high diberikan secara
bergantian pada input dari driver motor stepper, sehingga motor stepper akan berputar
sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.
Untuk memutar dengan arah yang berlawanan dengan arah yang sebelumnya,
sehingga logika high (1) pada input driver motor stepper harus diberikan secara
bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya.
Program yang diberikan pada driver motor stepper untuk memutar motor stepper
program akan memasuki rutin putaran webcam. Nilai a diisikan ke port 0, sehingga
sekarang nilai port 0 adalah 11h. ini berarti P0.0 dan P0.4 mendapatkan logika high
sedangkan yang lainnya mendapatkan logika low, seperti table di bawah,
Tabal 4.1 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 port 0
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P0 0 0 0 1 0 0 0 1
Program dilanjutkan dengan memanggil rutin tunda. Lamanya tunda akan mempengaruhi
kecepatan perputaran motor. Semakin lama sehingga tunda, sehingga perputaran motor
akan semakin lambat. Perintah berikutnya adalah Rl a, perintah ini akan memutar nilai
yang ada pada akumulator (a), seperti tampak pada tabel di bawah ,
Tabel 4.2 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 nilai R1
a 0 0 0 1 0 0 0 1
Rl
a 0 0 1 0 0 0 1 0
Dst...
Nilai pada akumulator (a) yang awalnya 11h, setelah mendapat perintah Rl a, sehingga
nilai pada akumulator (a) akan merubah menjadi 22h. Kemudian program akan melihat
apakah kondisi sensor putaran webcam dalam keadaan high (1) atau low (0). Jika high
Nilai yang ada pada akumulator (a), akan kembali diisikan ke port 0, sehingga
nilai di port 0 akan berubah menjadi 22h, ini berarti P0.1 dan P0.5 mendapatkan logika
high sedangkan yang lainnya mendapatkan logika low, seperti table di bawah
Tabel 4.3 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 nilai Port 0 menjadi 22h
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P0 0 0 1 0 0 0 1 0
Sebelumnya telah dibahas bahwa P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 dihubungkan ke masukan
driver motor stepper, dengan program di atas sehingga P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 akan
mendapatkan nilai high (1) secara bergantian. Hal ini menyebabkan motor stepper akan
berputar memputaran webcam.Hal yang sama juga berlaku ketika motor berputar kaearah
sebaliknya, perbedaannya hanya pada perintah rotate. Jika pada perintah berlawanan arah
jarum jam digunakan rotate left ( Rl ), sehingga pada perintah searah jarum jam
digunakan perintah rotate right ( Rr). Perputaran perintah Rr diperlihatkan pada table
berikut,
Tabel 4.4 Kaki pengisian data pada mikrokontroler AT89S51 nilai Rr
a 1 0 0 0 1 0 0 0
R r
a 0 1 0 0 0 1 0 0
Pengujian pada rangkaian sensor gerak ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan
rangkaian ini dengan sumber tegangan 5 volt, kemudian meletakkan fotodioda dan infra
merah secara berhadapan. Ketika diletakkan secara berhadapan, sehingga pancaran sinar
infra merah akan mengenai fotodioda, sehingga menyebabkan LED indikator pada
rangkaian penerima akan menyala, dan tegangan output rangkaian sebesar 0,2 volt.
Namun ketika antara infra merah dan fotodioda diberi suatu penghalang, yang
menyebabkan pancaran infra merah tidak mengenai fotodioda, hal ini menyebabkan LED
indikator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari rangkaian ini
sebesar 4,8 volt.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian ini
dengan rangkaian mikrokontroler AT89S51, dan memberikan program tertentu pada
mikrokontroler AT89S51.Untuk mendeteksi adanya sinyal yang dikirimkan oleh sensor,
sehingga mikrokontroler harus diprogram untuk untuk dapat mengecek sinyal apa yang
dikirimkan oleh sensor. Jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal high (1), berarti tidak
ada orang yang masuk ke dalam ruangan atau melewati sensor, namun jika sinyal yang
dikirimkan adalah sinyal low, sehingga ini berarti ada orang yang masuk ke dalam
ruangan atau melewati sensor. Program untuk mendeteksi pengiriman sinyal dari
rangkaian sensor ini adalah
Cek_sensor_masuk:
Jnb sensor_masuk, Cek_sensor_masuk
Clr P0.0
. . .
Di awal program dibuat inisialisasi port, dimana rutin ini menunjukkan bahwa
sensor masuk dihubungkan ke P1.3 . Kemudian program akan dilanjutkan dengan rutin
cek sensor masuk. Pada rutin ini program akan melihat kondisi P1.3 yang dihubungkan
ke sensor gerak, dengan menggunakan perintah JnB (jump if not bit), jika kondisi P1.3
bit (high), yang berarti tidak ada orang yang masuk ke dalam ruangan, sehingga program
akan lompat ke rutin cek sensor masuk atau kembali lagi ke awal untuk proses
pengecekan. Namun jika kondisi P1.3 notbit (low), sehingga program akan melanjutkan
ke rutin Clr P0.0. Perintah ini akan menyebabkan LED yang terhubung ke P0.0 mati. Jika
rangkaian telah berjalan sesuai dengan program yang diberikan, sehingga rangkaian telah
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Pada perancangan ini program hanya dapat mengendalikan 1 (satu) buah webcam.
2. Untuk mengambil data dari webcam sekaligus memutar motor stepper digunakan
program visual basic.
3. Motor stepper dapat memutar webcam hanya dengan sudut 0-180º untuk
mendapatkan data.
4. Pada rangkaian ini untuk menghubungkan pada PC ini menggunakan port parallel
DB 25
5.2Saran
1. Diharapkan program ini dapat dikembangkan lagi, sehingga dapat mengakses lebih
dari 1 webcam.
2. Sebaiknya dalam penggunaan alat ini digunakan komputer yang cepat , karena hal
Daftar Pustaka
Firdaus, 7 Jam Belajar Interaktif Visual Basic 6.0 untuk orang awam, Penerbit Maxikom,
Palembang 2006.
Malvino, Albert paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama, Penerbit:
Salemba Teknika, Jakarta, 2003.
Wardana, Membuat Lima Program Dahsyat di Visual Basic 6.0, Penerbit PT Elex Media
Komputindo, Jakarta, 2005.
Widodo, S.Si, Mkom, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Penerbit: Elex Media
