PERANCANGAN SISTEM PENGONTROL SUHU RUANGAN
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR SUHU LM35
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
HILARIA JULYANA
072408025
PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN SISTEM PENGONTROL SUHU RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR SUHU LM35
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
HILARIA JULYANA 072408025
PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN SISTEM PENGONTROL SUHU
RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR SUHU LM35 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : HILARIA JULYANA
Nomor Induk Mahasiswa : 072408025
Program Studi : DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Juni 2010
Diketahui
Program Studi DIII Fisika Instrumentasi
Ketua Pembimbing
(Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc)
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM PENGONTROL SUHU RUANGAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR SUHU LM35 BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S52
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2010
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, dengan limpahan berkat-Nya penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
2. Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc, selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dra.Justinon,M.Si, selaku Sekretaris Program Studi D-III Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Dr.Marhaposan Situmorang, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan kepercayaan penuh pada penulis untuk menyempurnakan tugas akhir ini.
5. Dosen, staff dan pegawai di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 6. Teristimewa kedua orangtua penulis Ayahanda R.S.Silaen dan Ibunda
M.L.Sinambela yang telah banyak memberikan dukungan doa dan moril maupun materil. Kepada Kakak dan Abang (Bang Asi, Kak Uci, Bang Anton, Kak Ori dan Kak Tika) atas perhatian,motivasi dan doanya.
8. Kakak dan teman-teman Marakas 23A atas dukungan semangat dan doanya. 9. Teman-teman seperjuangan FIN’07 , khususnya teman-teman “WALANG
07” (Linik, Mia, Elda, Imeh, Dea, Lina, dan Hesti) yang telah banyak memberi dukungan semangat dan kerja sama selama masa perkuliahan.
ABSTRAK
Telah dibuat Sistem Pengontrol Suhu Ruangan Dengan Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Sistem ini merupakan suatu sistem pemantau serta kontrol otomatis temperatur ruangan. Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas sebuah mikrokontroler AT89S52, sensor LM35, LCD (Liquid Cristal Display), ADC (Analog to Digital
Converter), driver heater, driver kipas, rangkaian keypad. Perangkat lunak pada sistem
DAFTAR ISI
2.2.1.Instruksi Transfer Data 23
2.2.2.Instruksi Aritmatik 24
2.2.3.Instruksi Logika 25
2.2.4.Instruksi Transfer Kendali 25 BAB 3 RANCANGAN SISTEM
3.1.Diagram Blok Rangkaian 27
3.2.Perancangan power Supply (PSA) 29 3.3.Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 30 3.4.Perancangan Rangkaian IC LM35 dan ADC (Analog
To Digital Converter) 34
3.5.Perancangan Rangkaian Relay 35
3.5.1.Relay Pengendali Heater 35
3.5.2.Relay Pengendali Kipas 38
3.7.Perancangan Rangkaian keypad 44
3.8.Diagram Alir Rangkaian 45
BAB 4 PENGUJIAN SISTEM
4.1.Pengujian Rangkaian Power Supply (PSA) 47 4.2.Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 48
4.3.Interfacing LCD 2x16 50
4.4.Pengujian Rangkaian Relay 54
4.5.Pengujian Rangkaian Keypad 56
4.6.Pengujian rangkaian LM35 59
4.7.Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) 60 4.8.Pengujian Rangkaian Keseluruhan 62
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan 65
5.2.Saran 65
Daftar pustaka 67
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 48 Gambar 4.2 Interfacing LCD 2x16 Dengan Mikrokontroler AT89S52 51
Gambar 4.3 Rangkaian Keypad 57
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Simbol Terminal LCD Character 2x16 40
Tabel 3.2 Fungsi Terminal LCD 2x16 41
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor LM35 59
ABSTRAK
Telah dibuat Sistem Pengontrol Suhu Ruangan Dengan Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Sistem ini merupakan suatu sistem pemantau serta kontrol otomatis temperatur ruangan. Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas sebuah mikrokontroler AT89S52, sensor LM35, LCD (Liquid Cristal Display), ADC (Analog to Digital
Converter), driver heater, driver kipas, rangkaian keypad. Perangkat lunak pada sistem
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Teknologi sekarang sangat memegang peranan penting. Teknologi yang modern harus mencakup secara sinergi antara efisiensi biaya, sumber daya alam serta sumber daya manusianya. Jika salah satu diabaikan akan timbul masalah dikemudian hari. Pengaturan pengendalian secara otomatis diberbagai bidang pada saat ini sering dikembangkan diantaranya adalah aplikasi pengendalian temperatur yang banyak ditemui.
Keuntungan dari sistem ini adalah komponen rangkaian yang banyak di pasaran yang harganya cukup terjangkau sehingga dalam penggunaannya efisiensi biaya dapat dicapai, mudah dalam perawatan, temperatur dapat dipantau langsung pada layar LCD, penyetingan temperatur sesuai keinginan dengan memasukkan
setpoint pada keypad, kemudahan dalam pengoperasian.
Sistem pengontrolan pada alat yang dirancang adalah menggunakan sistem pengatur ON/OFF pada relay dan mikrokontroler AT89S52 digunakan sebagai pusat untuk kontrol proses. Jika suhu ruangan lebih rendah daripada suhu yang diinginkan maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay heater dan menghidupkan heater untuk memanaskan ruangan. Sebaliknya jika suhu ruangan lebih tinggi daripada suhu yang diinginkan maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay kipas dan menghidupkan kipas untuk mendinginkan ruangan. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam alat ini adalah bahasa pemrograman assembly.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, dapat dirumuskan beberapa masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini , yaitu:
1. Suhu ruangan yang ingin dipertahankan dapat diset pada keypad.
2. Kipas akan bekerja apabila suhu ruangan yang dideteksi LM35 lebih tinggi daripada suhu yang ingin dipertahankan.
4. Suhu yang dideteksi oleh sensor LM35 (suhu aktual) dan suhu yang diset pada keypad (suhu referensi) akan ditampilkan pada LCD.
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah:
1. Membuat suatu alat yang dapat mengukur dan mengontrol suhu ruangan berbasis mikrokontroler AT89S52.
2. Untuk mengetahui keefektifan sensor LM35 dalam mengukur dan mengontrol suhu ruangan.
3. Untuk memanfaatkan mikrokontroler sebagai pusat pemproses data dalam mengukur dan mengontrol suhu ruangan.
4. Merancang suatu alat yang mudah digunakan.
5. Sebagai informasi bagaimana dasar membangun sebuah instrument yang dapat digunakan sebagai pengukur dan pengontrol suhu ruangan.
1.4. Batasan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, dapat ditentukan beberapa batasan masalah dalam tugas akhir ini , yaitu:
1. Alat ini difokuskan terhadap pengukuran dan pengontrolan suhu ruangan. 2. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S52.
4. Untuk menampilkan suhu referensi dan suhu aktual digunakan LCD 2x16. 5. Sebagai pendingin/penurun suhu ruangan digunakan kipas 12 Volt
6. Sebagai pemanas/penaik suhu ruangan digunakan heater. 7. Sebagai input suhu referensi digunakan keypad 3 x 4.
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pemahaman serta pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja sistem alat pengontrolan suhu ruangan dengan menggunakan mikrokontroler, maka sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
BAB 3 RANCANGAN SISTEM
Pada bagian ini akan dibahas sistem perancangan alat yaitu: diagram blok rangkaian, skematik dari masing-masing sub rangkaian, dan diagram alir dari rangkaian.
BAB 4 PENGUJIAN SISTEM
Dalam bab ini akan dibahas tentang hasil pengujian alat dan program dari rangkaian untuk membuktikan kebenaran dari alat yang dibuat serta cara kerja rangkaian keseluruhan.
BAB 5 PENUTUP
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
2.1.1. Mikrokontroler AT89S52
2.1.1.1. Pengenalan Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secara luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau tugas akhir mahasiswa menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan murah dari harga 15.000 – 350.000. Hal ini dikarenakan produksi massal yang dilakukan oleh para produsen chip seperti Atmel, Maxim dan Microchip. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hampir setiap peralatan elektronika canggih. Robot-robot canggih pun bergantung pada kemampuan mikrokontroler dan ketekunan pembuat program mikrokontroler tersebut, hal ini karena menentukan kecepatan eksekusi program pada mikrokontroler dan kecerdasan pada mikrokontroler tersebut. Mikrokontroler umumnya bekerja pada frekuensi sekitar 12 MHz hingga 40 MHz.
AT89S52 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 8KB Flash Programmable dan
Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi memori non
volatile kerapatan tinggi dari Atmel ini kompatibel dengan mikrokontroler standar
industri MCS-51 baik pin kaki IC maupun set instruksinya serta harganya yang cukup murah. Oleh karena itu, sangatlah tepat jika kita mempelajari mikrokontroler jenis ini. Mikrokontroler jenis AT89S52 lebih cepat di dalam pengisian program.
2.1.1.2. Konstruksi AT89S52
Mikrokontroler keluarga MCS 51 memiliki port-port yang lebih banyak (40 port I/O) dengan fungsi yang bisa saling menggantikan sehingga mikrokontroler jenis ini menjadi sangat digemari karena hanya dalam sebuah chip sudah bisa digunakan untuk banyak kebutuhan. Konfigurasi dan Deskripsi kaki-kaki mikrokomputer. AT89S52 adalah sebagai berikut:
Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah :
1. Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah (bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose).
2. Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi.
3. Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua arah yang memiliki fungsi pengganti sebagai berikut :
a. P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data) b. P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)
c. P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low) d. P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, aktif low) e. P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)
f. P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)
g. P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.
h. P3.7 (17) : RD (Read, aktif low) Sinyal kontrol pembacaan memori data input-output eksternal ke port 0.
4. Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal.
5. Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung pada kristal.
6. Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian.
7. Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal.
9. Pin 30 sebagai ALE (Address Latch Enable) untuk menahan alamat bawah selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai PROG (aktif low) yang diaktifkan saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler (on
chip).
10.Pin 31 sebagai EA (External Accesss) untuk memilih memori yang akan digunakan, memori program internal (EA = Vcc) atau memori program eksternal (EA = Vss), juga berfungsi sebagai Vpp (programming supply voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler.
11.Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi sebagai alamat bawah yang dimultipleks dengan data untuk mengakses program dan data memori eksternal.
12. Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.
Spesifikasi penting AT89S52 :
a. Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51 sebelumnya
b. 8 KBytes In system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan 1000 kali baca/tulis
c. Tegangan kerja 4-5.0V
d. Bekerja dengan rentang 0 – 33MHz
e. 256x8 bit RAM internal
f. 32 jalur I/0 dapat diprogram
g. 3 buah 16 bit Timer/Counter
h. 8 sumber interrupt
i. saluran full dupleks serial UART
k. dua data pointer
l. Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Mode)
2.1.2. Sensor Suhu IC LM35
LM35 merupakan IC yang digunakan sebagai sensor suhu. IC tersebut mengubah kondisi suhu lingkungan disekitarnya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik keluaran LM35 ini memiliki nilai yang sebanding dengan suhu lingkungan dalam bentuk derajat celcius (ºC). Karakteristik dari sensor suhu LM35 ini adalah perubahan nilai tahanannya akan semakin besar apabila suhu lingkungannya semakin rendah dan nilai tahanannya akan menjadi kecil apabila suhu lingkungannya semakin tinggi.
Beberapa fasilitas yang dimiliki LM35 adalah sebagai berikut : 1. Dikalibrasi secara langsung dalam ºCelcius.
2. Ketelitian pengukuran LM35 sangat tinggi mencapai ± ½ ºC pada suhu kamar. 3. Jangkauan temperatur dari -55ºC sampai +150ºC.
4. Setiap perubahan 1ºC akan mempengaruhi perubahan tegangan keluaran sensor sebesar 10mV.
5. Arus yang mengalir kurang dari 60mA.
6. Bekerja pada tegangan catu daya 4 volt sampai 20 volt. 7. Cocok untuk aplikasi jarak jauh
8. Harganya cukup murah
11. Ketidaklinearannya hanya sekitar ±1/4 o
12. Memiliki impedansi keluaran yang sangat kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1 mAmp.
C
Adapun beberapa kelebihan dari LM35 dari sensor temperatur lain adalah:
1. Hasil pengukuran lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan thermistor. 2. Rangkaian sensor tertutup dan tidak tergantung (tidak terpengaruh) pada
oksidasi.
3. LM35 menghasilkan tegangan keluaran lebih besar dibandingkan dengan
thermocouple dan tegangan keluaran tidak perlu diperbesar.
Berikut ini diperlihatkan beberapa jenis IC LM 35 dalam gambar 2-2 :
2.1.3 . Liquid Crystal Display (LCD)
LCD display module M1632 (2 x 16) terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf atau angka dua baris, masing – masing baris bisa menampung 16 huruf atau angka.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode – kode ASCII dari informasi yang ditampilkan .
Spesifikasi LCD M1632
1. Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor. 2. ROM pembangkit karakter 192 jenis.
3. RAM pembangkit karakter 8 jenis ( diprogram pemakai ). 4. RAM data tampilan 80 x 8 bit ( 8 karakter ).
5. Duty ratio 1/16.
6. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit mikroprosesor.
7. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan ( display clear ), posisi kursor awal ( crusor home ), tampilan karakter kedip ( display character blink ), pengeseran kursor ( crusor shift ) dan penggeseran tampilan ( display shif ).
8. Rangkaian pembangkit detak.
2.1.4. ADC (Analog to Digital Converter) 0804
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk
mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal - sinyal digital. A/D Converter ini dapat dipasang sebagai pengkonversi tegangan analog dari suatu peralatan sensor ke konfigurasi digital yang akan diumpankan ke suatu sistem minimum. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion
(SAR) atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat .
Terdapat 4 macam ADC yang memenuhi standar industri, yaitu integrating,
tracking converter, successive approximation dan flash/paralel. Keempat jenis ADC
tersebut mewakili beberapa pertimbangan diantaranya resolusi, kecepatan konversi dan biaya.
Menurut cara pengkonversiannya, ADC dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis yaitu:
1. Tipe integrating
Tipe integrating menawarkan resolusi tertinggi dengan biaya terendah. ADC tipe ini tidak dibutuhkan rangkaian sample hold. Tipe ini memiliki kelemahan yaitu waktu konversi yang agak lama, biasanya beberapa milidetik.
2. Tipe tracking
Tipe tracking menggunakan prinsip up down counter (pencacah naik dan pencacah turun). Binary counter (pencacah biner) akan mendapat masukan
clock secara kontiniu dan hitungan akan bertambah atau berkurang tergantung
pada kontrol dari pencacah apakah sedang naik (up counter) atau sedang turun
yang memerlukan rangkaian sample hold. ADC tipe ini sangat tergantung pada kecepatan clock pencacah, semakin tinggi nilai clock yang digunakan, maka proses konversi akan semakin singkat.
3. Tipe flash/ paralel
Tipe ini dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada kecepatan 100 MHz dengan rangkaian kerja sederhana. Sederetan tahanan mengatur masukan
inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih tinggi dari
konverter sebelumnya. Jadi untuk tegangan masukan Vin dengan full scale
range, komparator dengan bias di bawah Vin akan mempunyai keluaran
rendah.
Keluaran komparator ini tidak dalam bentuk biner murni. Suatu dekoder dibutuhkan untuk membentuk suatu keluaran yang biner. Beberapa komparator berkecepatan tinggi, dengan waktu tunda (delay) kurang dari 6 ms banyak digunakan karena itu dihasilkan kecepatan konversi yang sangat tinggi. Jumlah komparator yang dibutuhkan untuk suatu konversi n bit adalah 2n
4. Tipe successive approximation
-1.
IC ADC 0804 merupakan salah satu dari sekian banyak pengubah data analog menjadi data digital. Jenis 0804 ini merupakan ADC yang simpel dan mudah digunakan dibandingkan dengan jenis ADC lainnya. IC ADC 0804 ini mempunyai 20 pin dengan konfigurasi seperti gambar berikut :
Gambar 2.3. konfigurasi pin IC ADC 0804
input), atau mengaktifkan kedua pin untuk masukan diferensial. Piranti ini mempunyai 2 ground, A GND dan D GND yang terletak pada pin 8 dan 10. Keduanya harus digroundkan. Pin 20 disambungkan dengan catu tegangan yang sebesar +5V. Dalam ADC 0804, Vref merupakan tegangan masukan analog maksimum, yaitu tegangan yang menghasilkan suatu keluaran digital maksimum FFH. Bila pin 9 tidak dihubungkan (tidak dipakai), VREF berharga sama dengan tegangan catu VCC. Ini berarti bahwa catu tegangan +5V memberikan jangkauan masukan analog dari 0 sampai +5V bagi masukan positif yang bersisi-tunggal.
Pada ADC 0804 ini, terdapat dua jenis prinsip didalam melakukan konversi, yaitu free running dan mode control. Pada mode free running, ADC akan mengeluarkan data hasil pembacaan input secara otomatis dan berkelanjutan (continue). Pada mode ini pin INTR akan berlogika rendah setelah ADC selesai melakukan konversi, logika ini dihubungkan kepada masukan WR untuk memerintahkan ADC memulai konversi kembali. Prinsip yang kedua yaitu mode
control, pada mode ini ADC baru akan memulai konversi setelah diberi instruksi dari
mikrokontroler. Instruksi ini dilakukan dengan memberikan pulsa rendah kepada masukan WR sesaat +1ms, kemudian membaca keluaran data ADC setelah keluaran INTR berlogika rendah. Pada penelitian ini, prinsip konversi yang digunakan adalah
mode control.
Secara umum Rangkaian di dalam IC ADC memiliki 2 bagian utama, yaitu: 1. Bagian Sampling dan Hold, yang berfungsi menangkap atau menahan tagangan
Gambar dibawah ini menggambarkan bagaimana aliran sinyal analog diubah ke
Gambar 2.4. Diagram ADC secara umum
Rangkaian di atas dioperasikan sebagai berikut. Pertama, kontroler, dalam hal ini mikroprosesor / mikrokontroler menghubungi ADC dengan mengirim sinyal CE. Artinya, ADC diaktifkan. Kemudian SOC (start of conversion) dikirimkan sehingga ADC mulai melakukan sampling sinyal dan diikuti dengan konversi ke digital.
Bila konversi selesai maka ADC akan mengirimkan tanda selesai EOC (end of
conversion) yang artinya hasil konversi telah siap dibaca di (PB7-PB0). ). Program
Secara singkat, ADC memerlukan bantuan sekuensi kontrol untuk menangkap dan mengkonversi sinyal. Seberapa lama ADC dapat sukses mengkonversi suatu nilai sangat tergantung dari kemampuan sampling dan konversi dalam domain waktu. Makin cepat prosesnya, makin berkualitas pula ADC tersebut. Karena inilah maka karakteristik ADC yang paling penting adalah waktu konversi (conversion time). Namun demikian, kemampuan riil ADC dalam kontrol loop tertutup dalam sebuah sistem lengkap justru sangat dipengaruhi oleh kemampuan kontroler atau prosesor dalam mengolah data input-output secara cepat, dan bukan hanya karena kualitas ADC-nya.
2.1.5. Relay
sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.
Gambar 2.5. Jenis-jenis relay
Relay adalah suatu komponen elektronika yang akan bekerja bila ada arus yang melalui kumparannya. Sebuah relay terdiri dari kumparan yang dililitkan pada inti besi dan kontak-kontak penghubung. Apabila kumparan yang melilit inti besi dilalui arus listrik maka akan menimbulkan induksi medan magnet, dan induksi ini akan menarik kontak-kontak penghubung relay.
Kontak penghubung relay terdiri dari dua bagian, yaitu : 1. Kontak NC (Normally
Kontak penghubung dalam kondisi menutup atau terhubung bila relay tidak mendapat masukan tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada kumparannya maka kontak penghubung menjadi terbuka (kondisi awal sebelum diaktifkan close).
Close),
2. Kontak NO (Normally Open).
kumparannya maka kontak penghubung menjadi tertutup atau terhubung. (kondisi awal sebelum diaktifkan open).
2.1.6. KEYPAD
Keypad yang digunakan disini adalah sebuah keypad matrix 4 x 3 dengan susunan empat baris dan tiga kolom.
R1 R2 R3
K1 K2 K3
R4
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 0 #
00
Gambar 2.6. Konstruksi Keypad 4 x 3
2.1.7. Kipas DC
Dalam kipas angin terdapat suatu motor listrik. Motor listrik tersebut mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Dalam motor listrik terdapat suatu kumparan besi pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih yang berbentuk magnet U pada bagian yang diam (permanen). Ketika listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparaan besi, hal ini membuat kumparan besi menjadi sebuah magnet. Karena sifat magnet yang saling tolak-menolak pada kedua kutubnya maka gaya tolak-menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena itu baling-baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Kipas DC ini memakai tegangan sebesar 12 volt. Ukuran dari kipasa DC ini bermacam-macam dari yang berukuran 5 cm sampai 12 cm.
2.2. Perangkat Lunak
2.2.1. Instruksi Transfer Data
Instruksi transfer data terbagi menjadi dua kelas operasi sebagai berikut :
1. Transfer data umum ( General Purpose Transfer ), yaitu : MOV, PUSH dan POP. 2. Transfer spedifik akumulator ( Accumulator Specific Transfer ), yaitu : XCH,
XCHD, dan MOVC.
Instruksi transfer data adalah intruksi pemindahan /pertukaran data antara operand sumber dengan operand tujuan. Operand-nya dapat berupa register, memori atau lokasi suatu memori. Penjelasan instruksi transfer data tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
MOV : Transfer data dari Register satu ke Register yang lainnya, antara Register dengan Memory.
PUSH : Transfer byte atau dari operand sumber ke suatu lokasi dalam stack yang alamatnya ditunjuk oleh register penunjuk.
POP : Transfer byte atau dari dalam stack ke operand tujuan.
XCH : Pertukaran data antara operand akumulator dengan operand sumber.
2.2.2. Instruksi Aritmatik
Operasi dasar aritmatik seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian dimiliki oleh AT89S52 dengan mnemonic : INC, ADD, SUBB, DEC, MUL dan DIV. Penjelasan dari operasi mnemonic tersebut dijelaskan sebagai berikut :
INC : Menambah satu isi sumber operand dan menyimpan hasilnya ke
operand tersebut
ADD : Penjumlahan antara akumulator dengan sumber operand dan hasilnya disimpan di akumulator
SUBB : Pengurangan akumulator dengan sumber operand, hasilnya disimpan dalam operand tersebut.
DEC : Mengurangi sumber operand dengan 1. dan hasilnya disimpan pada
operand tersebut.
MUL : Perkalian antara akumulator dengan Register B.
DIV : Pembagian antara akumulator dengan Register B dan hasilnya disimpan dalam akumulator, sisanya di Register B.
2.2.3. Instruksi Logika
Mikrokontroler AT89S52 dapat melakukan operasi logika bit maupun operasi logika
byte. Operasi logika tersebut dibagi atas dua bagian yaitu :
1. Operasi logika operand tunggal, yang terdiri dari CLR, SETB, CPL, RL, RR, dan SWAP.
Operasi yang dilakukan oleh AT89S52 dengan pembacaan instruksi logika tersebut dijelaskan dibawah ini :
CLR : Menghapus byte atau bit menjadi nol. SETB : Menggeser bit atau byte menjadi satu. CPL : Mengkomplemenkan akumulator. RL : Rotasi akumulator 1 bit ke kiri. RR : Rotasi akumulator ke kanan. SWAP : Pertukaran nibble orde tinggi.
2.2.4. Instruksi Transfer Kendali
Instruksi transfer kendali (control transfer) terdiri dari (3) tiga kelas operasi yaitu : 1. Lompatan tidak bersyarat ( Unconditional Jump ) seperti : ACALL, AJMP,
LJMP,SJMP
2. Lompatan bersyarat ( Conditional Jump ) seperti : JZ, JNZ, JB, CJNE, dan DJNZ.
3. Interupsi seperti : RET.
Penjelasan dari instruksi diatas sebagai berikut :
ACALL : Instruksi pemanggilan subroutine bila alamat subroutine tidak lebih dari 2 Kbyte.
LCALL : Pemanggilan subroutine yang mempunyai alamat antara 2 Kbyte – 64 Kbyte.
JNB : Percabangan bila bit tidak diset.
JZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah nol. JNZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah tidak nol. JC : Percabangan terjadi jika CY diset “1”.
CJNE : Operasi perbandingan operand pertama dengan operand kedua, jika tidak sama akan dilakukan percabangan.
DJNZ : Mengurangi nilai operand sumber dan percabangan akan dilakukan apabila isi operand tersebut tidak nol.
BAB 3
RANCANGAN SISTEM
3.1. Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian sistem yang akan dirancang. Setiap diagram blok mempunyai fungsi masing-masing. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini:
Sensor
Disain sistem rangkaian terdiri dari:
1. Sensor suhu (LM35) berfungsi untuk mengukur dan mengontrol suhu ruangan berupa tegangan analog kemudian output sensor ini akan diinputkan ke ADC 0804.
2. ADC 0804 berfungsi untuk merubah tegangan analog dari sensor suhu menjadi data digital 8 bit, kemudian data tersebut menjadi input ke mikrokontroler AT89S52 dan data tersebut yang akan menjadi nilai suhu ruangan.
3. Mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk mengolah data digital yang dikirimkan oleh ADC 0804, selanjutnya mikrokontroler akan membaca nilai suhu yang terukur dan menampilkannya pada LCD 2x16 kemudian membandingkannya dengan data tertentu untuk kemudian mengambil tindakan (menghidupkan/mematikan heater dan kipas).
4. Relay heater berfungsi sebagai perantara antara mikrokontroler yang memiliki tegangan 5 volt DC dengan heater yang memiliki tegangan 220 volt AC, sehingga heater dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S52, maksudnya jika suhu ruangan yang diinginkan turun maka mikrokontroler akan memerintahkan relay untuk menghidupkan heater.
5. Relay kipas berfungsi sebagai perantara mikrokontroler dengan kipas atau sebagai switch on/off untuk menghidupkan/mematikan kipas, maksudnya jika suhu yang kita inginkan naik maka mikrokontroler akan memerintahkan relay untuk menghidupkan kipas.
Vreg
7. Kipas berfungsi untuk mendinginkan suhu ruangan yang akan dikendalikan oleh mikrokontroler setelah mendapatkan data dari sensor suhu(LM35).
8. Display LCD 2x16 berfungsi untuk menampilkan hasil pembacaan suhu pada sensor suhu (LM35) yang berada dalam ruangan (suhu aktual) maupun suhu referensi (inputan keypad).
9. Keypad 3 x 4 berfungsi untuk memasukkan nilai temperatur ruangan yang diinginkan ke mikrokontroler agar suhu yang kita inginkan dapat dipertahankan dan dikontrol.
3.2. Perancangan Power Supplay (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk memberi tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :
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 μF. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32C disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
3.3. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 sebagai central processing (pusat pengolah) data yang diberikan oleh inputan sensor (sensor LM35).
Pada Port 0
Pada port ini 8 bit data digunakan sebagai koneksi ke LCD 2 x 16 yang digunakan untuk menampilkan suhu actual dan suhu referensi yang nilai tergantung dengan inputan dari keypad. Hubungan LCD dari pembacaan ADC untuk suhu actual dan suhu referensi dijalankan secara program.
Pada port 1
Pada port ini digunakan 4 bit data. 2 bit digunakan sebagai pengaktifan relay kipas 1 dan kipas 2 (P1.1 dan p1.2), 1 bit digunakan untuk pengaktifan relay heater (p1.3) serta 1 bit lagi digunakan untuk WR (write) pada ADC, dimana WR ini lah yang digunakan untuk melakukan proses pengambilan dan pembacaan data pada ADC 0804.
Pada Port 2
Pada port ini 8 bit data digunakan untuk koneksi ADC 0804 sebagai penerjemah data analog yang diberikan oleh sensor menjadi data digital sesuai dengan LSB (least significant bit) dan MSB (most significant bit) pada port 2 ini .Penerjemahan data tersebut dilakukan secara program dan hasil terjemahan data dari sensor ditampilkan ke LCD sudah dalam bentuk bilangan decimal. Semua itu dilakukan secara program.
Pada port 3
control dan 4 bit untuk data) . Inputan dari keypad ini digunakan untuk inputan suhu referensi yang dijalankan secara program dengan pengaktifan masing-masing keypad dan ditampilkan ke LCD dengan sistem program.
Pada rangkaian, Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S52 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 dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ) agar output dari 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 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.
3.4.Perancangan Rangkaian IC LM35 dan ADC (Analog to Digital Converter)
dalam derajat celcius. Karakteristik dari sensor LM35 ini adalah perubahan nilai tegangannya akan semakin besar apabila suhu lingkungannya semakin besar, dan tegangannya akan semakin kecil jika suhu lingkungannya semakin kecil. Setiap perubahan suhu 1 oC akan mempengaruhi perubahan tegangan keluaran sensor sebesar 10 milivolt. Output dari LM35 ini dimasukkan sebagai input ADC. Rangkaiannya seperti dibawah ini:
Gambar 3.4. Rangkaian Sensor IC LM35 dan ADC
agar tegangan referensinya benar-benar stabil yaitu (tegangan refrensi ADC tetap 5 volt).
Output dari LM35 diinputkan ke pin 6 ADC yang merupakan pin input, ini berarti setiap perubahan tegangan yang terjadi pada input ini maka akan terjadi perubahan pada output ADC. Keluaran dari rangkaian sensor suhu dihubungkan ke rangkaian ADC untuk diubah datanya menjadi data biner agar dapat dikenali oleh mikrokontroler AT89S52. Untuk mendapatkan Vref/2 digunakan dioda zener 5,1 volt, kemudian outputnya dihubungkan ke rangkaian pembagi tegangan.
Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga setiap perubahan output ADC yang disebabkan oleh perubahan inputnya (sensor temperatur LM 35) akan diketahui oleh mikrokontoler.
3.5.Perancangan Rangkaian Relay 3.5.1. Relay pengendali heater
Relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghidupkan/mematikan peralatan elektronik (dalam hal ini heater/blower dan kipas).
Gambar 3.5. Rangkaian relay Pengendali blower 220 volt AC
Pada rangkaian ini untuk mengaktikan atau menon-aktifkan relay digunakan transistor tipe NPN. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatif relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktif maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktif. Sebaliknya jika transistor tidak aktif, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan tidak aktif.
3.5.2. Relay pengendali kipas
Rangkaian relay pengendali kipas tampak seperti gambar 3.6 berikut :
Ke mikrokontroler
Gambar 3.6. Rangkaian Relay Pengendali Kipas
tegangan 12 volt sebelum ada inputan (inputan berupa logika high atau 5 volt). Sebaliknya jika transistor tidak aktif, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan relay tidak aktif. Resistor di dalam rangkaian berfungsi sebagai pull up untuk menaikkan tegangan agar inputan mikrokontroler sanggup mengaktifkan relay.
Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan singkat yang besar ketika relay dinon-aktifkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktifkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor, yang mengakibatkan kerusakan pada transistor.
3.6.Display LCD Character 2x16
Tabel 3.1 Simbol terminal LCD character 2x16
0 = Instruction Register 1 = Data Register
5
R/W Read/ Write, to choose write or read mode
0 = write mode 1 = read mode
6 EN
Enable
Tabel 3.2. Fungsi Terminal LCD 2x16
Data dibaca dari modul ke MPU atau ditulis ke modul dari MPU melalui bus ini. Jika antar muka 4 bit, sinyal – sinyalnya tidak digunakan.
DB4-DB7 4 I/O MPU
4 bus dua arah tri state. Data dibaca dari modul ke MPU atau ditulis ke modul dari MPU melalui bus ini. Jika antar mukanya 8 bit, DB 7 digunakan sebagai busy flag.
EN 1 Input MPU
Sinyal awal operasi. Sinyal ini mengaktifkan penulisan atau pembacaan data.
R/W 1 Input MPU
Sinyal pemilih baca (R) atau tulis (W), 0: tulis, 1 : baca
Terminal catu daya untuk mengatur kecerahan tampilan kristal cair.
VSS 1 - PSA Terminal Ground : 0V
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain yaitu RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ).
Gambar 3.7. LCD character 2x16
Gambar 3.8. Peta memory LCD character 2x16
Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40 s/d 4F) adalah display yang tampak. jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h. dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h .
Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h. dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h.
3.7.Perancangan Rangkaian Keypad
Rangkaian Keypad berfungsi sebagai tombol untuk memasukan pin. Kemudian data yang diketikkan pada keypad akan diterima oleh mikrokontroler AT89S52 untuk kemudian diolah dan ditampilkan pada display seven segmen. Rangkaian keypad ditunjukkan pada gambar berikut ini :
Gambar 3.9. Rangkaian keypad
3.8. Diagram Alir Rangkaian
Program dimulai dengan inisialisasi program untuk memetakan alamat memori dan port yang dipakai dalam program. Setelah itu program akan mengecek penekanan tombol * dari keypad. Tombol * adalah kunci untuk mengaktifkan keypad, apabila tombol * ditekan program akan membaca angka-angka yang ditekan dari keypad dan memuatnya dalam suhu refferensi hingga tombol # ditekan, tombol # adalah sebagai tanda bahwa data dari keypad telah selesai dimasukkan. Apabila tidak ada penekanan keypad maka program akan terus berjalan dengan suhu refferensi merupakan suhu refferensi sebelumnya
Setelah itu program akan membaca suhu aktual dari ADC serta membandingkannya dengan suhu refferensi. Jika suhu aktual lebih besar maka kipas dihidupkan sedangkan Heater dimatikan, jika suhu aktual lebih kecil maka kipas dimatikan dan Heater dihidupkan. Jika tidak ada kedua kemungkinan diatas maka suhu aktual dan refferensi dianggap sama, semua kipas dan heater dimatikan.
BAB 4
PENGUJIAN SISTEM
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)
4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S52
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler AT89S52 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian minimum mikrokontroler AT89S52 dengan power suplay sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 Volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground.
Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 Volt. Langkah selanjutnya adalah dengan cara menghubungkan pin 17 (P3.7) dengan sebuah transistor C945 yang dihubungkan dengan sebuah LED indikator.
Transistor disini berfungsi sebagai saklar untuk mengendalikan hidup/mati LED. Dengan demikian LED akan menyala jika transistor aktif dan sebaliknya LED akan mati jika transistor tidak aktif. Tipe transistor yang digunakan adalah NPN C945, dimana transistor ini akan aktif (saturasi) jika pada basis diberi tegangan 5 volt (logika high) dan transistor ini akan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan 0 volt (logika low). Basis transistor ini dihubungkan ke sebuah resistor 4k7 ohm. , resistor ini berfungsi agar arus yang dikeluarkan oleh pin 17 (P3.7) cukup besar untuk
men-trigger transistor C945. selanjutnya program sederhana diisikan pada mikrokontroler
AT89S52.
Program yang diisikan adalah sebagai berikut :
Djnz r6,$
Djnz r7,dly
Ret
end
Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 beberapa saat dan kemudian mematikannya. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika high yang menyebabkan transistor C945 aktif dan LED akan menyala. Call
delay akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P3.7 akan
menjadikan P3.7 berlogika low yang menyebabkan transistor tidak aktif dan LED akan mati. Perintah call delay akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah jmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut berkedip.
Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S52, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 telah bekerja dengan baik.
4.3. Interfacing LCD 2x16
data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
Gambar 4.2. Interfacing LCD 2x16 Dengan Mikrokontroler AT89S52
sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain yaitu RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ).
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
rs bit p2.0
rw bit p2.1
en bit p2.2
kirim_karakter:
call data_penampil
mov a,#'i'
mov a,#80h ;posisi awal karakter
call data_scan
Pada alat ini, saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan tampil nilai dari suhu aktual dari sensor suhu LM 35 dibaris pertama. Dan jika dibaris kedua akan ditampilkan nilai inputan dari keypad sebagai suhu referensi. Nilai dari suhu aktual akan berubah-ubah sesuai dengan data suhu aktual yang diterima sensor LM 35.
4.4. Pengujian Rangkaian Relay
Pengujian rangkaian relay heater dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktif jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktifnya transistor akan mengaktifkan relay. Pada alat ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan heater ke tegangan PLN, dimana hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay aktif maka hubungan heater ke tegangan PLN akan terhubung, sehingga heater hidup, sebaliknya jika relay tidak aktif, maka heater dengan tegangan PLN akan terputus, sehingga heater mati.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian ini ke mikrokontroler pada P1.3 kemudian memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S52. Program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Setb P1.3
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika high pada P1.3, sehingga P1.3 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktifkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi aktif dan hubungan heater dengan tegangan PLN terhubung, sehingga heater hidup. Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktifkan relay. Programnya sebagai berikut:
Clr P1.3
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika low pada P1.3, sehingga P1.3 akan mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktifkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktif dan hubungan heater dengan tegangan PLN terputus, sehingga heater mati.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian relay kipas 1 ke mikrokontroler pada P1.1 dan input rangkaian relay kipas 2 ke mikrokontroler P1.2, kemudian memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S52. Program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Setb P1.1
Setb P1.2
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika high pada P1.1 dan P1.2, sehingga P1.1 dan P1.2 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktifkan transistor C945 pada kedua rangkaian relay, sehingga kedua relay juga menjadi aktif dan hubungan kipas dengan tegangan PSA 12 Volt terhubung, sehingga kedua kipas hidup. Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktifkan relay. Programnya sebagai berikut:
Clr P1.1
Clr P1.2
. . .
4.5. Pengujian Rangkaian Keypad
Pengujian rangkaian tombol ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan mikrokontroler AT89S52, kemudian memberikan program sederhana untuk mengetahui baik/tidaknya rangkaian ini. Rangkaian dihubungkan ke port 3. Untuk Mengecek penekanan pada 4 tombol yang paling atas, maka data awal yang dimasukkan ke port 3 adalah FEH. Dengan demikian maka pin P3.0 akan mendapat logika low (0), dan yang lainnya mendapat logika high (1), seperti berikut,
Gambar 4.3. Rangkaian Keypad
Jika terjadi penekanan pada Tbl 1, maka P3.0 akan terhubung ke P3.4 yang menyebabkan P3.4 juga akan mendapatkan logika low (0). Seperti berikut:
P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0
Data pada port 3 akan berubah menjadi EEH. Data inilah sebagai indikasi adanya penekanan pada tombol 1.
Jika terjadi penekanan pada Tbl 2, maka P3.0 akan terhubung ke P3.5 yang menyebabkan P3.5 juga akan mendapatkan logika low (0). Seperti berikut,
P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0
1 0 1 1 1 1 0
Data pada port 3 akan berubah menjadi DEH. Data inilah sebagai indikasi adanya penekanan pada tombol 2. Demikian seterusnya untuk tombol-tombil yang lain.
Program diatas akan menunggu penekanan pada tombol 1 dan tombol 2, jika tombol 1 ditekan, maka program akan menyalakan LED yang ada pada P3.7. Jika tombol 2 ditekan, maka program akan mematikan LED yang ada pada P3.7.
Jika rangkaian telah berjalan sesuai program yang diberikan, maka rangkaian telah berfungsi dengan baik.
4.6. Pengujian Rangkaian LM35
Sensor suhu LM35 diuji dengan cara memberikan catu daya 5 V dan suhunya divariasikan, kemudian tegangan keluaran diamati dengan voltmeter. Dari pengujian didapatkan data sebagai berikut:
7 33 330 00100001 33
8 34 340 00100010 34
9 35 350 00100011 35
10 36 360 00100100 36
Dari hasil pengujian diketahui tegangan keluaran sensor naik sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan suhu 1 0C, maka sensor telah bekerja dengan baik.
Pembacaan suhu LM35 adalah dengan membaca hasil konversi dari ADC. Konversi tersebut ialah hasil konversi tegangan output dari sensor LM35 menjadi data digital.
4.7. Pengujian Rangkaian ADC ( Analog to Digital Converter )
Setiap perubahan tegangan yang diberikan merupakan input bagi ADC yang akan diubah menjadi data digital. Proses perubahan tegangan input menjadi data
digital dilakukan dengan cara:
faktor ADC V Vin
Output=
sedangkan Vfaktor Vfaktor Vcc 5Volt 0,0196Volt 255
dengan data output dapat dihitung, misalnya jika Vin ADC = 0,5 Volt, maka:
5
Output , data yang diubah ke bilangan biner hanya
bilangan bulatnya saja. Berarti bilang biner yang dihasilkan oleh tegangan input ADC sebesar 0,5 Volt adalah (0001 1001).pada rangkaian pengujian, Output ADC melalui kaki DB0-DB7 dihubungkan dengan delapan buah led untuk mempermudah dalam pembacaan data.
+ 5 volt
Ground
Pada tabel 4.2 berikut akan ditampilkan data biner yang di output-kan oleh ADC untuk setiap variasi tegangan yang di inputkan ke ADC, yang dihitung dengan cara yang sama seperti di atas.
Tabel 4.2. Tabel data hasil pengujian ADC
No. Vin (V) Data Out ADC Biner hex dec
1 0 0 0000 0000 0h 0
2 0.5 25.5 0001 1001 19h 25
3 1 51 0011 0011 33h 51
4 1.5 76.5 0100 1000 48h 76
5 2 102 0110 0110 66h 102
6 2.5 127.5 0111 1111 7fh 127
7 3 153 1001 1001 99h 153
8 3.5 178.5 1011 0010 b2h 178
9 4 204 1100 1100 cch 204
10 4.5 229.5 1110 0101 e5h 229
Grafik 4.1 Grafik Linearitas ADC
4.8. Pengujian Rangkaian Keseluruhan
Setelah melakukan pengujian secara keseluruhan pada alat pengontrol suhu ruangan ini yang merupakan gabungan dari beberapa jenis rangkaian, walaupun tiap rangkaian memiliki fungsi dan karakteristik yang berbeda-beda, tetapi dalam mekanisme kerja semua rangkaian dapat melakukan kerja yang terintegrasi. Sehingga hasil kerja sistem ini sesuai dengan yang diharapkan. Tiap rangkaian dihubungkan sedemikian satu dengan yang lainnya untuk menghasilkan mekanisme kerja yang diharapkan. Adapun rangkaian yang diuji pada sistem ini adalah rangkaian power supply (catu daya),
rangkaian sensor LM35, rangkaian ADC, rangkaian mikrokontroler, relay kipas dan heater, dan juga pengujian pada LCD.
Setelah keseluruhan rangkaian dibuat dan program lengkap dimasukkan ke mikrokontroler kemudian dilakukan pengujian, maka cara kerja dari sistem pengontrol suhu ruangan yang dibuat adalah sebagai berikut:
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Alat yang dirancang telah bekerja dengan baik dan dapat mengukur serta mengontrol suhu ruangan.
2. Sensor LM 35 merupakan sensor yang efektif dalam mengukur suhu ruangan karena pengukurannya langsung dalam derajat celcius. Sensor suhu LM35 mengalami perubahan pada outputnya 10 miliVolt setiap derajat celcius (10mV/C).
3. Mikrokontroler telah dapat membaca hasil pengukuran suhu melalui pengkonversian ADC, kemudian menampilkannya ke LCD.
5.2. Saran
tegangannya lebih tinggi agar pendinginannya lebih cepat atau menggunakan AC (Air Conditioner).
2. Sebaiknya mikrokontroler yang digunakan adalah tipe ATMega 8535 agar tidak memerlukan rangkaian ADC lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Agfianto Eko Putra. 2002. Belajar Mikrokontroler AT89S51/52/653 Teori dan
Aplikasi. Edisi 2. Yogyakarta : Penerbit Gava Media.
Bhisop Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga.
Endra Pirowarno.1998. Mikroprocessor dan Interfacing. Edisi 1. Yogyakarta : Penerbit Andi.
Usman. 2008. Teknik Antarmuka + Pemograman Mikrokontroler AT89S52. Edisi 1. Yogyakarta : Penerbit Andi.
Widodo Budiharto. 2007. Sistem Akuisisi Data. Jakarta : Penerbit PT Elex Media Komputindo.
Diakses tanggal 15 Desember 2009
