APLIKASI MIKROKONTROLER AT 89S51 SEBAGAI
BASIS PADA SISTEM PENGAMANAN RUANGAN
TERHADAP BARANG BERHARGA DENGAN
MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY
TUGAS AKHIR
NURHADIANTI
072408035
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APLIKASI MIKROKONTROLER AT 89S51 SEBAGAI BASIS
PADA SISTEM PENGAMANAN RUANGAN TERHADAP
BARANG BERHARGA DENGAN MENGGUNAKAN BAHASA
ASSEMBLY
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh
Ahli Madya
NURHADIANTI
072408035
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI BASIS PADA SISTEM PENGAMANAN RUANGAN TERHADAP BARANG BERHARGA DENGAN MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY
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
NURHADIANTI
PENGHARGAAN
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dakasih-Nya yang telah memberikan kekuatan,kebijaksanaan,ilmu pengetahuan terlebih-lebih kesehatan yang melimpah dalam menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul : “APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI BASIS PADA SISTEM KEAMANAN RUANGAN TERHADAP BARANG BERHARGA DENGAN MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY”
Laporan ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir semester VI Program pendidikan Diploma III program Studi Fisika Instrumentasi.Laporan ini disusun berdasarkan pengalaman dan kegiatan yang Penulis lakukan selama masa perkulihan.
Dalam pemulisan laporan ini Penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral maupun material dari berbagai pihak,dan pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya :
1. Bapak Dr.Eddy Marlianto,M.Sc, selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
2. Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc, selaku Ketua Jurusan Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Bapak Dr.Kerista Sebayang,MS,selaku Dosen Pembimbing Proyek.
5. Seluruh Teman-Teman seperjuangan khususnya Anak-anak FIN 07 yang telah banyak memberikan semangat kepada Penulis.
6. Adlin Bahri yang telah banyak membantu serta memberikan semangat yang luar biasa.
Teristimewa Penulis sangat berterimah kasih dengan penuh rasa hormat dan penghargaan yang setulusnya kepada Keluarga tercinta Khususnya Ayahanda Alm S.Sakur dan Ibunda Suyati yang memberikan dukungan materi dan doa kepada penulis yang tidak
dapat dibalas dengan apapun juga
Penulis menyadari bahwa ada kekurangan dalam pembuatan Tugas Akhir untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi peningkatan mutu dan kualitas serta kesempurnaan dari Tugas Akhir ini.
Akhirnya penulis kembali mengucapkan terima kasih banyak buat semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.
Medan, Juni 2010
Nurhadianti
ABSTRAK
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN ... i
PERNYATAAN ... ii
PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penulis... 3
1.4 Batasan Masalah ... 4
1.5 Sistematika Penulisan... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Perangkat Keras ... 6
2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 ... 6
2.1.1.1 Spesifikasi Penting AT89S51 ... 8
2.1.1.2 Pena – Pena Mikrokontroler AT89S51 ... 9
2.1.1.4 Proses Pembacaan ... 16
2.1.1.5 Sistem Interupsi ... 18
2.1.1.6 Reset ... 19
2.1.1.7 Serial Interface ... 19
2.1.2 CCTV (Closed Circuit Television) ... 20
2.1.2.1 Bagian-Bagian dari CCTV ... 20
2.1.3 Power Supply ... 21
2.1.4 Motor Stepper ... 22
2.1.5 Photodioda... 25
2.1.6 Infra Merah ... 26
2.1.7 Buzzer ... 28
2.2 Perangkat Lunak ... 29
2.2.1 Bahasa Assembly ... 29
2.2.2 Software 8051,Editor,Assembler,Simulator ... 35
2.2.3 Software Downloader ... 36
BAB 3 PERANCANGAN ALAT 3.1 Perancangan Alat ... 37
3.1.1 Digram Blok Rangkain ... 37
3.1.2 Rancangan Rangkaian Sensor Inframerah ... 39
3.1.3 Rancangan Driver Motor Stepper (Jembatan H) ... 42
3.1.5 Rancangan Catu Daya (Power Supply) ... 48
3.1.6 Rangkain AND Gate ... 50
3.1.7 Rangkaian Alarm ... 51
3.2 Perancangan Program ... 53
3.2.1 Flowchart Program ... 53
3.2.2 Program Sistem ... 55
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Rangkaian ... 60
4.1.1 Pengujian rangkaian mikrokontroler ... 60
4.1.2 Pengujian Rangkaian Sensor Inframerah ... 62
4.1.3 Pengujian Rangkain Driver Motor Stepper ... 62
4.1.4 Pengujian Rangkian Catu Daya ... 63
4.1.5 Pengujian Rangkaian AND Gate ... 64
4.1.6 Pengujian Rangkaian Alarm ... 64
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 66 5.2 Saran ... 67
DAFTAR PUSTAKA ... 68
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51………9
Gambar 2.2 Power On Reset………..19
Gambar 2.3 Rangkaian Power Supply (PSA)………...21
Gambar 2.4 Konstruksi Motor Stepper Unipolar……….24
Gambar 2.5 Konstruksi Motor Stepper Bipolar………...24
Gambar 2.6 Simbol Photodioda………25
Gambar 2.7 Software 8051 Editor,Assembler,Simulator (IDE)……….35
Gambar 2.8 Software Downloader………...36
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian………...37
Gambar 3.2 Rangkaian Pemancar Sensor Infra Merah………...39
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Infra Merah………...40
Gambar 3.4 Rangkaian Jembatan H……….…..43
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51……….47
Gambar 3.6 Rangkaian PSA………..49
Gambar 3.7 Rangkaian AND Gate………50
Gambar 3.8 Rangkaian Alarm………...51
ABSTRAK
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Kemajuan teknologi sekarang ini terus melaju dan berkembang dengan pesat.
khususnya teknologi di bidang instrumentasi. Teknologi instrumentasi sangat
memegang peranan penting pada kemajuan teknologi dalam berbagai bidang.
Teknologi instrumentasi diciptakan atau dikembangkan untuk mempermudah
pekerjaan manusia. Sistem otomatisasi dapat menggantikan manusia untuk
mengerjakan sesuatu dalam lingkungan berbahaya bagi kesehatan dan keselamatan
kita pada saat-saat tertentu. Kemajuan teknologi dalam bidang elektronika akan
mampu mengatasi masalah-masalah yang rumit sekalipun, dengan tingkat ketelitian
dan akurasi serta kecepatan yang tinggi.
Tindak kejahatan yang terjadi pada lingkungan gedung perkantoran bahkan di
lingkungan rumah akhir-akhir ini semakin sering terjadi, angka kriminalitas pun
semakin meningkat. Di dalam sebuah gedung perkantoran tentunya banyak benda
penting yang tersimpan di beberapa ruangan. Semakin banyak ruangan yang
menyimpan benda penting maka semakin tinggi kebutuhan sistem keamanan gedung
tersebut. Sepertinya kurang efisien jika tugas itu dikerjakan oleh tenaga manusia.
“APLIKASI MIKROKONTROLLER AT89S51 SEBAGAI BASIS PADA
SISTEM KEAMANAN RUANGAN TERHADAP BARANG BERHARGA
DENGAN MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY”
Misalnya dalam suatu gedung terdapat puluhan ruangan, untuk
memaksimalkan keamanan tentunya diperlukan puluhan tenaga manusia untuk
berpatroli di setiap ruangan. Pengawasan keamanan dapat dipermudah dengan
menggunakan suatu alat pada setiap ruangan. Dengan sistematis digambarkan sebagai
berikut, dalam setiap ruangan terdapat alat pendeteksi gerakan dibantu dengan adanya
kamera (CCTV). Gedung tersebut hanya membutuhkan satu ruang pusat keamanan
yang bisa memonitor setiap ruang tersebut. Ketika sensor dari alat ini mendeteksi
adanya suatu gerakan maka alat ini akan mengisyaratkan/menginformasikan ke ruang
pusat keamanan, isyaratnya bisa berbentuk suara dan cahaya (lampu), isyarat hanya
terjadi di ruang pusat keamanan bukan di tempat di mana alat tersebut disimpan.
Dengan adanya isyarat, pihak keamanan di ruang pusat keamanan bisa memonitor dan
segera mengambil
Tujuan dan manfaat dari sistem adalah untuk mengurangi bahkan mencegah
tindak kejahatan pada lingkungan gedung perkantoran atau rumah tinggal.Sehingga
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, dapat dirumuskan beberapa masalah yang dibahas dalam
tugas akhir ini , yaitu:
1.
CCTV berfungsi untuk memonitori semua kegiatan yang terjadi dalam
ruangan.
2.
Sensor yang digunakan adalah fotodioda yang akan diletakan disekeliling
etalase tempat penyimpanan barang berharga.
3.
Mikroprosesor sebagai otak dalam system rangkaian.
1.3.
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah:
1.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga
(D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2.
Menggunakan pemrograman bahasa assembly untuk diisikan pada
mikronkontroler.
3.
Mengurangi tindak kriminalitas dilingkungan kerja dan masyarakat
1.4.
Batasan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, dapat ditentukan beberapa batasan masalah dalam tugas
akhir ini,yaitu:
.
1.
CCTV digunakan sebagai perekam semua kegiatan yg terjadi dalam suatu
ruangan
2.
Bahasa assembly sebagai program yang digunakan pada mikrokontroler
3.
Mikrokontroler AT89S51 sebagai basis dalam rangkaian.
4.
Photodioda sebagai sensor pendeteksi gerakan
1.5.
Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pemahaman serta pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip
kerja sistem alat pengamanan ruangan terhadap barang berharga 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
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
Teori pendukung yang di bahas antara lain:CCTV,motor
stepper,bahasa pemograman yang digunakan,serta karakteristik dari
komponen-komponen pendukung.
BAB 3
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
Pada bagian ini akan di bahas sistem perancangan alat yaitu: diagram
blok rangkaian, flowchart (diagram alir) dari rangkaian, skematik dari
masing-masing sub rangkaian, serta program yang akan diisikan ke
mikrokontroller AT89S51.
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISA
Dalam bab ini akan dibahas tentang hasil pengujian dan analisa dari
alat untuk membuktikan kebenaran dari alat yang dibuat.
BAB 5
PENUTUP
Bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alat ataupun data yang
dihasilkan dari alat.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1.
Perangkat Keras
2.1.1
Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller sebagai teknologi baru yaitu teknologi semi konduktor
kehadirannya sangat membantu dunia elektronika.Dengan arsitektur yang praktis
tetapi memuat banyak kandungan transistor yang terintegrasi,sehingga mendukung
dibuatnya rangkaian elektronika.Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip tunggal
yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi – aplikasi control bukan untuk
aplikas-aplikasi sserbaguna.Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan control tertentu
seperti pada sebuah penggerak motor.Pengguna mikrokontroler sangat luas,tidak
hanyak untuk akuisi dan melainkan juga untuk pengendalian di
pabrik-pabrik,kebutuhan peralatan kantor,peralatan rumah tangga,aoutomobile dan
sebagainya.Hal ini disebabkan mikrokontroler merupakan system mikroprosesor
(yang didalamnya terdapat CPU,ROM,RAM dan I/O) yang telah terpadu dalam suatu
chip,selain itu komponennya (AT89S51) mudah dan murah didapatkan di pasaran.
Mikrokontroler,sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer,
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor
yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat
diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih
murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir
untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan
alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih.
Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :
1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly
dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem
menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa
assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi
dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan
banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu
banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf
kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.
2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O
terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler
dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif
sesuai dengan kebutuhan sistem.
3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer
instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan
mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak
perintah.
4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori
dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
Arsitektur perangkat keras 89S51 mempunyai 40 kaki, 31 kaki digunakan untuk
keperluan 4 buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk
interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga
digunakan secara sendiri setiap bitnya untuk interfacing single bit septerti switch,
LED, dll.
2.1.1.1 Spesifikasi penting AT89S51 :
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
g.
3 buah 16 bit Timer/Counter
h.
8 sumber interrupt
i.
saluran full dupleks serial UART
j.
watchdog timer
k.
dua data pointer
l.
Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Model).
2.1.1.2
Pena – Pena Mikrokontrolerr AT89S51
Susunan pena – pena mikrokontroler AT89S51 dapat dijelaskan sebagai berikut :
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 :
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.
8. Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk
membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM) ke
mikrokontroler (aktif low).
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.
2.1.1.3
Struktur Pengoperasian Port
Struktur pengoperasian port terdiri atas :
1.
Port Input/Output
One chip mikrokontroller ini memiliki 32 jalur port yang dibagi menjadi 4
buah port 8 bit. Masing-masing port ini bersifat bidirectional sehingga dapat
digunakan sebagai input port atau output port. Pada bok diagram AT89C51 dapat
dilihat latch tiap bit pada keempat port : port 0, port 1, port 2, port 3. Masing-masing
jalur port terdiri dari latch, output driver dan input buffer. Port 0 dan port 2 dapat
digunakan sebagai saluran data dan alamat. Port 0 sebagai saluran data, sedangkan
port 2 sebagai saluran data dan alamat sekaligus yang dimultipleks. Untuk mengakses
memory eksternal, port 0 akan mengeluarkan alamat bawah memori eksternal yang
dimultipleks dengan data yang dibaca dan ditulis. Sedangkan port 2 mengeluarkan
bagian atas memory eksternal sehingga total alamat semuanya 16 bit.
Khusus untuk port 3 mempunyai fungsi yang lain diluar sebagai port. Fungsi
ini akan berbeda untuk tiap-tiap kaki dengan urutan sebagi berikut :
-
Port 3.0 : port input serial, RXD.
-
Port 3.1 : port output serial, TXD.
-
Port 3.2 : input interupsi eksternal, INT0.
-
Port 3.3 : input interupsi internal, INT1.
-
Port 3.4 : input eksternal untuk timer /counter 0, T0.
-
Port 3.6 : sinyal tulis memori eksternal, WR.
-
Port 3.7 : sinyal baca memori eksternal, RD.
Latch yang digunakan dapat dipresentasikan dengan D-FlipFlop. Data dari
bus internal di-latch saat CPU memberi sinyal tulis ke latch dan output latch diberikan
ke bus internal sebagai respon dari sinyal baca pin dari CPU. Beberapa instruksi yang
berfungsi membaca port mengaktifkan sinyal baca latch dan yang lain mengaktifkan
sinyal baca pin. Port 1, port 2, dan port 3 mempunyai pull-up internal, sedangkan port
0 dengan open drain. Masing-masing jalur I/O dapat digunakan sebagai input atau
output. Bila digunakan sebagai input, port latch harus 1. Untuk port 1, 2 dan 3, pin-pin
akan di pull-up tinggi oleh pull-up internal, dan bisa juga di pull-up rendah dengan
sumber eksternal.
Port 0 tidak mempunyai pull-up internal. Pull-up fet hanya akan digunakan
saat akses memori eksternal. Jika isi latch diatur pada keadaan 1 maka port ini akan
berfungsi sebagai impedansi tinggi dan jika sebagai output akan bersifat open drain.
Demikian halnya dengan port 2 yang digunakan untuk multipleks data dan alamat 16
bit sebesar 16 Kbyte mempunyai konfigurasi yang sama dengan yang dimiliki port 0.
Sedangkan pada port 3 yang bisa dimanfaatkan untuk kaki kontrol mempunyai
pengaturan fungsi output saja. Pada port ini dilengkapi dengan rangkaian pull-up
internal. Penggunaan port 3 dapat dialamati langsung sebagai kontrol langsung pada
2.
Timer/Counter
One chip mikrokontroller ini memilik dua timer yang dapat dikonfigurasikan
beroperasi sebagai timer atau counter. Saat berfungsi sebagai timer, isi register timer
ditambah 1 untuk tiap siklus mesin, sedangkan untuk fungsi counter isi register akan
bertambah 1 setiap ada transisi sinyal pada pin input eksternal.
Pada pemanfaatan sebagai counter, sinyal input yang dimaksudkan dapat
berupa low level atau falling edge trigger. Counter akan mencacah setiap masukan
yang ada sesuai inisialisasi harga awal dari counter pada nilai hitungan untuk tiap
sampling. Inisialisasi harga awal ini berupa nilai preset negatif counter yang diatur
sebelum counter dijalankan.
Demikian halnya dengan pemanfaatan timer yang memerlukan inisialisasi
awal berupa konstanta waktu yang menentukan sampai berapa lama akan terjadi roll
over. Penentuan harga preset ini berhubungan dengan penggunaan frekuensi clock dari
sistem penentu waktu sampling dari counter untuk mencacah suatu pulsa masukan dari
luar dengan memanfaatkan kontrol interupsi yang ada serta pengaturan program.
Sebagai tambahan pada pemilihan countr/timer, timer 0 dan timer 1 mempunyai 4
buah modul yang dapat dipilih dengan menentukan pasangan bit M0 dan M1 pada
Mode 0
Pada mode ini timer register dikonfigurasikan sebagai register 13 bit. Ke-13 bit
register tersebut terdiri dari 8 bit TH1 dan 5 bit TL1. Selama perhitungan roll
over dari semua 1 ke semua 0, TF1 (Timer Interrupt Flag) di set. Pada
dasarnya operasi mode 0 sama untuk timer 0 dan timer 1.
Mode 1
Mode 1 adalah timer register 16 bit dan dapat generator boudrate.
Operasi mode 1 sama dengan mode 0.
Mode 2
Mode 2 adalah timer register dengan konfigurasi 8 bit counter (TL1)
auto reload. Overflow dari TL1 tidak hanya menset TF1 tapi juga mereload
TL1 dengan isi TH1. Setelah reload isi TH1 tidak akan berubah. Operasi mode
ini juga sama dengan timer/counter 0.
Mode 3
Pada mode ini timer 1 tidak akan bekerja. Sedangkan timer 0 menjadi 2
counter yang terpisah. TL0 digunakan sebagai bit kontrol untuk timer 0; C/T,
2.1.1.4
Proses Pembacaan
Proses pembacaan dapat dianologikan sebagai proses membaca dari halaman
tertentu dari sebuah buku dimana pada proses tersebut dibutuhkan :
1.
Halaman dari tulisan yang akan dibaca = Alamat Memori
2.
Perintah untuk membaca = Sinyal Read untuk Data dan Sinyal PSEN
untuk kode.
Pembacaan Data dari Memori Eksternal
Instruksi
MOV DPTR,#[address]
; Penentu lokasi data yang akan dibaca
MOVX A,@DPTR
; Perintah pembacaan data sekaligus mengambil
data tersebut dan disimpan ke Akumulator A
Timing
Stuktur Port dan Cara Kerja
Pada dasarnya mikrokontroler Atmel keluarga 51 mempunyai dua kelompok instruksi
untuk mengeluarkan data ke port parallel.
•
Kelompok instruksi pertama bekerja pada port seutuhnya artinya 8 jalur dari
per port bersangkutan,misalnya MOV P3,#0FFh membuat kedelapan jalur
port 0 semuanya dalam kondisi logika ‘1’.
•
Kelompok instruksi kedua berpengaruh pada salah satu jalur atau bit dari
artinya men-set bit 4 dari port atau (bit 4 dari port 3 = 1 a xxx1 xxx) atau instruksi
CLR P3.3 digunakan untuk menolkan bit 3 dari port 3 (bit dari port 3 = 0 a xxxx
0xxx).
Selain itu port parallel bisa pula dipakai untuk menerima masukan sinyal
digital dari luar mikrokontroler.
•
Instrksi MOV A,P3 digunakan untuk membaca data digital pada seluruh bit
(bit 0 hingga bit 7 = 8 bit)port 3 kemudian menyimpannya di akumlator.
Pembacaan data bisa juga dilakukan hanya pada satu bit port saja,misalnya
instruksi JNBP3.7,$ digunakan untuk memantau bit P3.7,jika P3.70,mikrokontroler
akan kembali melaksanakan instrksi terssebut (lompat ke label $ artinya ke lokasi
tersebut lagi),mikrokontroler akan meneruskan kembali instruksi berikutnya jika
P3.7= 1.
Instruksi MOVC A,@A+DPTR
Insturuksi MOVC A,@A+DPTR termassuk mode penglamatan kode tidak
langsung (code indirect addressing mode),mempunyai cara penyebutan data dalam
memori program yang dilakukan secara tak langsung.Dalam instruksi ini MOV
diganti dengan MOVC,tambahan huruf C tersebut dimaksud untuk membedakan
bahwainstruksi ini digunakan untuk memori program..Tanda @ digunakan untuk
menandai A+DPTR yang berfungsi untuk menyatakan lokasi memori isinya disalin ke
akumolator A,dalam hal ini nilai yang tersimpan dalam DPTR (Data Pointer Register
2 byte) ditambah dengan nilai yang tersimpan dalam akumulator A (1 byte) sama
Instruksi INC DPTR
Agak berbeda dengan instriksi INC A atau INC Rx (x = 0 s/d 7) instruksi ini
adalah satu – satunya instruksi penaikan (increment) yang bekerja pada data 16 bit
yaitu DPTR, yaitu menaikan penunjuk data sebesar 1.Suatu limpahan pada byte
rendah (low order) dari DPTR atau DPL (Data Pointer Low) akan menaikann byte
tinggi (high order) yaitu tersimpan di DPH (Dta Pointer High) sebesar 1.Flag tidak
terpengaruh.Misalnya DPH = 12 dan DPL = Feh,maka instruksi :
INC DPTR
INC DPTR
INC DPTR
Akan menghasilkan DPH = 13h dan DPL = 01H.
2.1.1.5
Sistem Interupsi
Mikrokontroller AT89C51 mempunyai 5 sumber interupsi. Dua sumber
merupakan sumber eksternal INT0 dan INT1. Kedua interupsi eksternal dapat aktif
level atau aktif transisi tergantung isi IT0 dan IT1 pada regiter TCON. Interupsi timer
dan timer 1 aktif pada saat timer yang sesuai mengalami roll over. Interupsi serial
dibangkitkan dengan melakukan operasi OR dan R1 dan T1. Tiap-tiap sumber
interupsi dapat enable atau disable secara software.
Tingkat prioritas semua sumber interupsi dapat diprogram sendiri-sendiri
dengan set atau clear bit pada SFRs IP (Special Function Register’s Interrupt Priority).
Interupsi tingkat rendah dapat diinterupsi oleh interupsi yang mempunyai tingkat lebih
tinggi, tetapi tidak sebaliknya. Walaupun demikian interupsi yang mempunyai tingkat
2.1.1.6
Reset
Input reset dilakukan melalui pin RST. Reset dilakukan selama 2 siklus
mesin dan pin RST tinggi. Dalam hal ini CPU akan mengaktifkan internal reset,
rangkaian reset dapat dilihat 2.1.1.6.
Karena sinyal reset eksternal tidak sinkron dengan clock internal maka pin
RST diambil pada state 5 (SS) dan fas setiap siklus mesin. Aktifis port tetap
dipertahankan selama 19 priode osilator sesudah logika 1 diambil pada kaki RST.
10uF
8.2kohm
VCC
[image:32.595.263.378.332.474.2]RST
Gambar 2.2 Power On Reset
2.1.1.7
Serial Interface
Selain komunikasi data paralel melalui port-port yang dimiliki oleh
mikrokontroler juga terdapat sarana untuk komunikasi data secara seri yaitu sebagai
shift register atau sebagai universal asynchronous receiver transmitter tergantung pada
pengaturan mode yang terdapat pada register SCON. Kedua register penerima dan
2.1.2
CCTV (Closed Circuit Television)
CCTV (Closed Circuit Television) atau dalam bahasa Indonesianya yaitu
Telivisi dengan Sirkuit Tertutup adalah perangkat peralatan pengawas (surveillance)
yang memonitor keadaan sekitar melalui kamera pengintai yang terdiri dari kamera
dan system DVR (Digital Video Recording).
CCTV memiliki kamera yang akan mentransmisikan image video ke tempat yang
spesifik dan jumlah televisi yang terbatas. Perbedaannya dengan bentuk televisi
CCTV tidak dapat menerima monitor lain, bahkan jika di area yang sama sekalipun,
kecuali monitor tersebut telah masuk ke dalamarea CCTV.
2.1.2.1 Bagian – Bagian Dari CCTV
Suatu CCTV SYSTEM terdiri dari beberapa komponen yang saling berkaitan
untuk membantu pemiliknya memantau kejadian secara real time ataupun melakukan
play-back
•
kejadian yang telah lampau. Untuk dapat mencapai fungsi secara optimum
sebuah CCTV System umumnya terdiri dari beberapa komponen seperti:
•
lokasi yang akan dimonitor untuk menangkap gambar video. Gambar video
yang dikirim bisa berbentuk analog ataupun digital.
dikirim oleh CCTV Camera. Perekaman dapat dilakukan secara analog
•
•
video hasil rekaman. Monitoring dapat dilakukan secara lokal (pada area
gedung) ataupun secara remote
alat ini digunakan untuk menggerakkan PTZ
(Pan Tilt Zoom) motor yang terdapat pada CCTV Camera.
2.1.3 Perancangan Power Supply (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay 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 mensuplay tegangan ke relay. Rangkaian
[image:34.595.118.526.508.680.2]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 3300 μF. Dua buah dioda berikutnya berfungsi untuk
menahan arus yang ada pada regulator agar tidak balik jika terjadi penarikan arus
sesaat dari tegangan 12 volt. 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. Tegangan 12 volt
DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
2.1.4 Motor Stepper
Motor stepper adalah motor listrik yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa
digital, bukan dengan memberikan tegangan yang terus-menerus. Deretan pulsa
diterjemahkan menjadi putaran shaft, dimana setiap putaran membutuhkan jumlah
pulsa yang ditentukan. Satu pulsa menghasilkan satu kenaikan putaran atau step, yang
merupakan bagian dari satu putaran penuh. Oleh karena itu, perhitungan jumlah pulsa
dapat diterapkan untuk mendapatkan jumlah putaran yang diinginkan. Perhitungan
pulsa secara otomatis menujukkan besarnya putaran yang telah dilakukan, tanpa
memerlukan informasi balik(feedback).Ketepatan kontrol gerak motor stepper
terutama dipengaruhi oleh jumlah step tiap putaran; semakin banyak jumlah step,
Untuk ketepatan yang lebih tinggi, beberapa driver motor stepper membagi step
normal menjadi setengah step(half step) atau mikro step.
Pada dasarnya motor stepper dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu:
a. Permanent Magnet (PM)
b. Variable Reluctance (VR)
c. Permanent Magnet – Hybrid (PM-H)
Dilihat dari lilitannya motor stepper terbagi menjadi 2 jenis yaitu :
.
Motor stepper unipolar terdiri dari dua lilitan yang memiliki center tap. Center
tap dari masing masing lilitan ada yang berupa kabel terpisah ada juga yang sudah
terhubung didalamnya sehingga center tap yang keluar hanya satu kabel. Untuk motor
stepper yang center tapnya ada pada masing – masing lilitan kabel inputnya ada 6
kabel. Namun jika center tapnya sudah terhubung di dalam kabel inputannya hanya 5
kabel. Center tap dari motor stepper dapat dihubungkan ke pentanahan atau ada juga
yang menghubungkannya ke +VCC hal ini sangat dipengaruhi oleh driver yang
digunakan. Sebagai gambaran dapat dilihat konstruksi motor stepper unipolar pada
gambar berikut:
Gbr 2.4 Konstruksi Motor Unipolar
Motor stepper bipolar memiliki dua lilitan perbedaaan dari tipe unipolar adalah
bahwa pada tipe bipolar lilitannya tidak memiliki center tap. Keunggulan tipe bipolar
yaitu memiliki torsi yang lebih besar jika dibandingkan dengan tipe unipolar untuk
ukuran yang sama. Pada motor stepper tipe ini hanya memiliki empat kabel masukan.
Namun ntuk menggerakan motor stepper tipe ini lebih rumit jika dibandingkan dengan
menggerakan motor stepper tipe unipolar. Sebagai gambaran dapat dilihat konstruksi
motor stepper bipolar pada gambar berikut :
b. Motor Stepper Bipolar
2.1.5 PhotoDioda
Fotodioda adalah suatu jenis dioda yang resistansinya berubah-ubah kalau cahaya
yang jatuh pada dioda berubah-ubah intensitasnya. Dalam gelap nilai tahananya sangat
besar hingga praktis tidak ada arus yang mengalir. Semakin kuat cahaya yang jatuh
pada dioda maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang mengalir semakin
besar. Fotodioda ini digunakan terutama sebagai saklar elektronik yang bereaksi
akibat perubahan intensitas cahaya.
Fotodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah
besaran cahaya menjadi besaran listrik. Fotodioda merupakan sebuah dioda dengan
sambungan pn yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi
oleh fotodioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai
dengan sinar-X. Aplikasi fotodioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum
secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang
medis.
Gbr 2.6 Simbol Photodioda
Prinsip kerja dari fotodioda jika sebuah sambungan-pn dibias maju dan
diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika
sambungan pn dibias mundur arus akan bertambah cukup besar. Cahaya yang
menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika
elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron-elektron-elektron itu akan
mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke
arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian.
Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya
intensitas cahaya yang dikenakan pada fotodioda.
2.1.6 Sensor Inframerah
Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengubah suatu besaran fisik
menjadi besran listrik sehingga dapat dianalisa demgnan rangkain tertentu,hamper
seluruh rangkaian elektronika mempunyai sensor didalamnya. Prinsip kerja dari alat
ini adalah mengubah energi dari foton menjadi electron. Idelnya satu foton dapat
membangkitkan satu electron. Infra merah adalah radiasi lektromagnetik dari panjang
gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi
gelombang radio. Radiasi inframerah jangkuan tiga “orde” dan memiliki panjang
gelombang antara 700 nm dan 1 mm.
Infra merah banyak digunakan pada komunikasi jarak dekat,contoh paling umum
pemakaian IR adalah pada remote control. Gelombang IR mudah dibuat,harganya
rrlatif murahdan lebih bersifat directional tak dapat menembus tembok atau benda
gelap serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinteferensi oleh cahaya
Pengirim dan penerima IR menggunakan Emiting Dioda (LED) dan Photo Sensitive
Diode (PSD). Infra merah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat
pada lokasi yang sama dan tidak terlalu jauh (kuang lebih 10 meter dan tidak ada
penghalang). Berneda dengan LED biasa,LED Infra merah pada penggunaanya dapat
diaktifkan dengan :
1.
Tegangan DC untuk transmisi/sensor jarak dekat
2.
Tegangan AC (30 – 40 KHz) untuk transmisi/sensor jarak jauh.
Komponen ini akan mengubah nergi cahaya,dalam hal ini cahaya infra merah
menjadi pulsa – pulsa sinyal. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra
merah sebanyak mungkin, sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan
kualitasnya cukup baik. Semakin besar intensitas infra merah yang diterima maka
sinyal pulsa listrik yang dihasilkan akan baik, jika sinyal infra merah yang diterima
intensitasnya lemah maka infra merah tersebut harus mempunyai pengumpul cahaya
(light collector) yang cukup baik dan sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor infra
merah ini harus dikuatkan.
Prinsip utama dari rangkaian sensor ini seperti layaknya sebuah saklar yang
memberikan perubahan tegangan apabila terdapat penghalang diantara tranceiver dan
receiver. Sensor ini memiliki dua buah piranti yaitu rangkaian pembangkit/pengirim
Rangkaian pembangkit/pengirim memancarkan sinar infra merah, kemudian
pancarannya diterima oleh penerima (fotodioda) sehingga bersifat menghantar
akibatnya tegangan akan jatuh samoai sama dengan tegangan ground (0). Dan
sebaliknya apabila tidak mendapat pancaran sinar infra merah maka akan mnghasilkan
tegangan.
2.17 Buzzer
Rangkain alarm adalah rangkaian yang berfungsi untuk memberikan sinyal
informasi ketika terjadi sebuah kaeadaan dimana saat photodiode yang terletak
disekitar etalase terganggu.Dalam proyek ini buzzer digunakan sebagai sebagai
2.2 Perangkat Lunak
2.2.1 Bahasa Assembly
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S52
adalah bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada
bahasa ini hanya ada 51 instruksi. Dari 51 instruksi, yang sering digunakan orang
hanya 10 instruksi. Instruksi –instruksi tersebut antara lain :
1.
Instruksi MOV
Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register
tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.
Contoh : pengisian nilai secara langsung
MOV R0,#20h
Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai.
Contoh pengisian nilai secara tidak langsung
MOV 20h,#80h
...
...
Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20
Heksadesimal ke register 0 (R0).Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa
bilangan tersebut adalah alamat.
2.
Instruksi DJNZ
Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk
mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil
pengurangannya belum nol. Contoh ,
MOV R0,#80h
Loop: ...
...
DJNZ R0,Loop
...
R0 - 1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan meneruskan ke
3.
Instruksi ACALL
Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu.
Contoh :
...
ACALL TUNDA
...
TUNDA:
...
4.
Instruksi RET
Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin
pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,
ACALL TUNDA
...
TUNDA:
...
5. Instruksi JMP (Jump)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu.
Contoh:
Loop:
...
...
JMP Loop
6. Instruksi JB (Jump if bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika high (1).
Contoh:
Loop:
JB P1.0,Loop
7.
Instruksi JNB (Jump if Not bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika Low (0).
Contoh:
Loop:
JNB P1.0,Loop
...
8.
Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)
Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register
dengan suatu nilai tertentu.
Contoh:
Loop:
...
CJNE R0,#20h,Loop
...
Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin
Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan
9.
Instruksi DEC (Decreament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang
dimaksud dengan 1.
Contoh:
MOV R0,#20h R0 = 20h
...
DEC R0 R0 = R0 – 1
...
10. Instruksi INC (Increament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang
dimaksud dengan 1.
Contoh:
MOV R0,#20h R0 = 20h
...
INC R0 R0 = R0 + 1
2.2.2. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada
sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Tampilannya seperti di
[image:48.595.180.466.252.447.2]bawah ini.
Gambar 2.7 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble
(di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika
masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan
perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu
sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah
program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini
terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan
2.2.3. Software Downloader
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller
digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet.
[image:49.595.214.422.262.456.2]Tampilannya seperti gambar berikut ini
Gambar 2.8 ISP- Flash Programmer 3.a
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file
heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan
BAB 3
PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM
3.1 Perancangan Alat
3.1.1 Diagram Blok
Secara garis besar,diagram blok dari rangkaian proyek Tugas Akhir ini ditunjukkan pada gambar 3.1 berikut ini :
[image:50.595.179.457.459.710.2]
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
M
ik
ro
ko
n
tr
o
le
r
Rangkaian sensor gerak Limit switch atas Limit switch bawah Sakla r manual naikSakla r manual turun
Jembatan H
Desain rangkaian diatas terdiri dari :
1. Rangkaian sensor gerak berfungsi untuk mendeteksi adanya gerakan yang menganggu sensor.
2. Limit switch berfungsi untuk membatasi gerakan / putaran motor stepper.
3. Saklar manual berfungsi untuk memutar motor keatas atau kebawah dengan cara menekan saklar.
4. Jembatan H berfungsi sebagai driver yang akan menggerakkan motor stepper berdasarkan logika yang diterimanya dari mikrokontroler.
5. Mikrokontroler berfungsi sebagai otak rangkaian
Prinsip Kerja Diagram Blok
VCC 5V
Infra Merah
100 100
Infra Merah 100
3.1.2 Rancangan Rangkaian Sensor Inframerah
Untuk mendeteksi ada tidaknya benda yang melintas di atas atau di samping alat, digunakanlah sensor inframerah. Sensor terdiri dari LED pemancar inframerah dan sebuah photodioda.
Setiap pantulan inframerah yang diterima oleh photodioda akan diolah dan dijadikan data digital, sehingga bila photodioda mendapatkan pantulan
dari pemancar inframerah, maka akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontroler AT89S51. Kondisi tersebut menandakan bahwa ada benda yang melintas di depan sensor. Sebaliknya, ketika tidak ada benda yang melintas di depan sensor, maka sensor akan mengirimkan sinyal high ( 1 ) ke mikrokontroler.
[image:52.595.243.359.469.619.2]Rangkaian pemancar inframerah tampak seperti gambar di bawah ini:
Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED inframerah yang diparalelkan, dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh inframerah semakin kuat, karena merupakan gabungan dari 3 buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100 ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED inframerah adalah sebesar:
5
0, 05 50
100 V
i A atau mA
R
= = =
Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED inframerah, maka intensitas pancaran inframerah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.
Pantulan dari sinar inframerah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda menerima pantulan sinar inframerah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low (0), namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar inframerah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high (1). Rangkaian penerima inframerah seperti gambar di bawah ini:
100 K
10 K
300 Ohm
47 K
100 K
10 K 10 K
[image:53.595.153.466.528.715.2]10 K C 945 C 945 + -+ -+ 5V 10 K + 5V + 5V
Rangkaian ini menggunakan IC LM 358 sebagai penguat tegangan yang dihasilkan photodioda. Satu buah IC ini memiliki dua penguat operasional (op-amp). Pada rangkaian ini, kedua op-amp tersebut digunakan. Sehingga sinyal dari photodioda mengalami dua kali penguatan.
Sesuai gambar, maka besar penguatan op-amp tergantung pada besarnya tahanan variable yang digunakan. Pada prakteknya, tahanan variable tersebut ditrim pada kisaran harga 20KOhm, sehingga besar penguatan op-amp adalah:
kali
A
KK2
10 20
=
=
Dari hasil pengukuran, tegangan pada photodiode pada saat terkena pantulan inframerah adalah sekitar 1,1 Volt dan menjadi sekitar 0,03 Volt ketika tidak terkena pantulan inframerah.
Transistor akan aktif ketika tegangan basisnya lebih besar dari 0,7 Volt. Maka, ketika basisnya mendapat tegangan 4,4 Volt (saat photodioda terkena sinar inframerah), transistor aktif. Aktifnya transistor ini akan menyebabkan mikrokontroler mendapatkan logika low dan LED indikator akan mati. Hal sebaliknya akan berlaku ketika photodioda tidak mendapatkan pantulan sinar inframerah.
3.1.3 Perancangan Driver penggerak Motor Stepper (Jembatan H)
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
Motor 330 Ohm 330 Ohm 330 Ohm 330 Ohm TIP127 TIP127 C945 TIP122 TIP122 C945 C945 C945 1 K1 K 1 K
1 K 18 Ohm
18 Ohm 18 Ohm
18 Ohm
[image:56.595.173.488.87.312.2]P0.0 P0.1
Gambar 3.4 Rangkaian jembatan H
Pada rangkaian di atas, jika P0.0 diset high yang berarti P0.0 mendapat tegangan 5 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kiri akan aktip. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 0 volt dari ground. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini aktip (transistor tipe PNP akan aktip jika tegangan pada basis lebih kecil dari 4,34 volt). Aktifnya transistor PNP TIP 127 ini akan mengakibatkan kolektornya terhubung ke emitor sehingga kolektor mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc.
Karena kolektor TIP 122 dihubungkan dengan kolektor TIP 127 yang mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc, maka kolektor dari TIP 122 juga mendapatkan tegangan yang sama.
Pada rangkaian di atas, jika P0.1 diset low yang berarti P0.1 mendapat tegangan 0 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kanan tidak akan aktif. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 5 volt dari Vcc. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kanan atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan transistor ini tidak aktif. Akibat transistor PNP TIP 127 tidak aktip maka kolektornya tidak terhubung ke emitor sehingga kolektor tidak mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc, tetapi mendapatkan tegangan yang berasal dari transistor TIP 122 yang berada di bawahnya.
Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri bawah diumpankan ke basis dari transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis dari transistor TIP 122 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan transistor ini menjadi aktif.
Karena transistor TIP 122 ini menjadi aktif, menyebabkan kolektornya terhubung ke emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground.
Prinsip kerja dari motor stepper yaitu pembangkitan medan magnet untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya lawan dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitan/ kumparannya. Bila kumparan mendapatkan logika ‘1’ – maka akan dibangkitkan kutub magnet yang berlawanan dengan kutub magnet tetap pada rotor. Sehingga posisi kutub magnet rotor akan ditarik mendekati lilitan yang menghasilkan kutub magnet berlawanan tadi. Bila langkah berikutnya lilitan yang bersebelahan diberi tegangan, sedangkan catu tegangan lilitan sebelumnya dilepas, maka kutub magnet tetap pada rotor itu akan berpindah posisi menuju kutub magnet lilitan yang dihasilkan. Berarti telah terjadi gerakan 1 step. Bila langkah ini diulang terus-menerus, dengan memberikan tegangan secara bergantian kelilitan-lilitan yang bersebelahan, maka rotor akan “berputar”.
Logika perputaran rotor tersebut dapat dianalogikan secara langsung dengan data ‘0’ atau ‘1’ yang diberikan secara serentak terhadap semua lilitan stator Motor. Untuk motor DC Stepper 4 fasa pada prinsipnya ada dua macam cara, yaitu full step dan half step.
3.1.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
[image:59.595.154.373.321.573.2]Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Kompoen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.5 Rangkaian mikrokontroller AT89S51
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 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89S52 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi).
5V VCC 10uF 5V VCC 2 1 30pF 30pF
XTAL 12 MHz
AT89S51 P0.3 (AD3) P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) Vcc P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) RST EA/VPP P3.0 (RXD) P3.1 (TXD) P3.2 (INT0) P3.3 (INT1) P3.4 (T0) ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P3.6 (WR) P3.5 (T1) P3.7 (RD) XTAL2 XTAL1
GND P2.0 (A8)
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 kolektor dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3.
Pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakan rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 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 17 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka 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
3.1.5 Rangkaian Catu Daya (PSA)
Vreg
LM7805CT
IN OUT
TIP32C
100ohm
100uF
330ohm 220V 50Hz 0Deg
TS_PQ4_12
2200uF 1uF
1N5392GP 1N5392GP
12 Volt
[image:61.595.194.463.124.231.2]5 Volt
Gambar 3.6 Rangkaian Power Supplay (PSA)
3.1.6 Rangkaian AND Gate
[image:62.595.185.487.283.567.2]Rangkaian ini digunakan untuk menghemat penggunaan pin pada mikrokontroler dan mempermudah pemrograman. Berikut ini adalah gambar rangkaian yang digunakan pada alat ini:
Gambar 3.7 Rangkaian AND Gate
Output rangkaian ini nantinya dihubungkan dengan pin mikrokontroler dan sebuah rangkaian indikator yang tersusun dari sebuah transistor, resistor dan led. Ketika output dari rangkaian AND Gate ini bernilai 1, maka led akan menyala.
Namun, ketika terdapat gangguan pada salah satu sensor, maka input salah satu gerbang AND tersebut akan mendapatkan logika 0. Ini akan menyebabkan logika yang dikirimkan pada mikrokontroler adalah 0. Keadaan ini akan menyebabkan led indikator tidak menyala.
Dengan demikian, mikrokontroler hanya perlu memeriksa 1 pin untuk mengetahui ada tidaknya gangguan pada 12 sensor yang dihubungkan padanya.
[image:63.595.278.392.467.585.2]3.1.7 Rangkaian Alarm
Gambar 3.8 Rangkaian Alarm
Pada rangkaian di atas transistor berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghidupkan dan mematikan buzzer. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip buzzer dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN, ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan buzzer berbunyi. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak terhubung ke emitor,sehingga tegangan pada kolektor menjadi 5 volt, keadaan ini menyebabkan buzzer mati.
3.2 Perancang Program
3.2.1 Flowchart Program
Start Auto=0? Sensor=0? Nyalakan Alarm Turunkan Benda Naik manual=0? Matikan Alarm Naikkan Benda Naik manual=0? Turun manual=0? Turunkan Benda Naikkan Benda
Remote = 0? Ya Tidak Ya Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Ya Tidak Tidak
Program diawali dengan memeriksa keadaan pada tombol auto. Ketika tombol auto bernilai 1, maka benda dapat dinaikkan atau diturunkan secara manual dengan cara menekan tombol untuk naik atau pun turun. Namun, ketika tombol auto bernilai 0, maka alat akan bekerja berdasarkan logika yang diperoleh dari sensor. Dengan demikian, untuk menentukan fungsi automatis atau manual dari alat, tombol auto perlu di set terlebih dahulu sebelum alat dinyalakan.
3.2.2 Program Sistem Pengamanan Ruangan
stepper1 bit p0.0
stepper2 bit p0.1
stepper3 bit p0.2
stepper4 bit p0.3
buzzer bit p0.4
limit_atas bit p3.0
limit_bawah bit p3.1
sensor_IR bit p1.0
remote bit p1.1
tact_angkat bit p1.5
tact_turun bit p1.6
auto bit p1.7
utama:
jb auto,manual
jb sensor_IR,$
setb buzzer
acall turun
jb remote,$
jb tact_angkat,$
clr buzzer
acall angkat
sjmp utama
manual:
jb tact_angkat,cek_turun
acall angkat
sjmp utama
cek_turun:
jb tact_turun,utama
acall turun
angkat:
acall stop
cek_limit_atas:
jb limit_atas,blm_angkat
ret
blm_angkat:
setb stepper1
clr stepper2
clr stepper3
clr stepper4
acall tunda
clr stepper1
setb stepper2
clr stepper3
clr stepper4
acall tunda
clr stepper1
setb stepper3
clr stepper4
acall tunda
clr stepper1
clr stepper2
clr stepper3
setb stepper4
acall tunda
sjmp cek_limit_atas
turun:
acall stop
cek_limit_bawah:
jb limit_bawah,blm_turun
ret
blm_turun:
clr stepper1
clr stepper2
setb stepper4
acall tunda
clr stepper1
clr stepper2
setb stepper3
clr stepper4
acall tunda
clr stepper1
setb stepper2
clr stepper3
clr stepper4
acall tunda
setb stepper1
clr stepper2
clr stepper3
clr stepper4
acall tunda
stop:
clr stepper1
clr stepper2
clr stepper3
clr stepper4
ret
tunda:
mov r7,#40
tnd:
mov r6,#150
djnz r6,$
djnz r7,tnd
ret
BAB 4
PENGUJIAN RANGKAIAN DAN PEMBAHASAN SISTEM
4.1 Pengujian Rangkaian
4.1.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler
Untuk mengetahui rangkaian mikrokontroler ini sudah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S52. Programnya adalah sebagai berikut:
loop:
setb p2.7
acall tunda
clr p2.7
acall tunda
sjmp loop
tunda:
tnd:
mov r6,#0ffh
djnz r6,$
djnz r7,tnd
ret
Program ini ditujukan untuk menghidupkan LED yang terhubung pada p2.7, dan kemudian mematikannya kembali selama selang waktu tertentu secara terus menerus. Perintah setb p2.7 akan menyebabkan p2.7 akan berlogika high, yang akan menyebabkan transistor akan aktif. Aktifnya transistor akan memicu hidupnya LED. Perintah acall tunda akan menyebabkan LED tersebut akan menyala selama selang waktu tertentu. Setelah itu, dengan perintah clr p2.7, p2.7 akan berlogika low. Hal ini menyebabkan LED mati. LED akan mati selama beberapa saat karena adanya pemanggilan waktu tunda kembali yang ditandai dengan perintah acall tunda. Keadaan ini akan berulang – ulang, sehingga LED akan terlihat kelap – kelip.
4.1.2 Pengujian Rangkaian Sensor Inframerah
Rangkaian sensor inframerah dikatakan bekerja dengan baik ketika photodioda mendapat pantulan sinar inframerah, LED indikator pada rangkaian inframerah akan menyala. Dan ketika tegangannya diukur akan menunjukkan 0V. Sebaliknya, ketika photodioda tidak mendapat pantulan sinar inframerah, LED indikator pada rangkaian inframerah tidak menyala. Dan ketika diukur, tegangan keluarannya akan bernilai 5V. Trimpot digunakan untuk mengatur sensitivitas dari sensor inframerah ini.
4.1.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper
Rangkaian driver motor stepper dapat diuji dengan menggunakan perangkat lunak (software) yaitu bahasa assembly. Pengujian dengan prosedur pada program dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian driver motor stepper ini dapat beroperasi sesuai dengan data/perintah yang ditentukan.
Untuk pengujian dapat dilakukan dengan program sederhana berikut ini:
;---
;Rutin angkat benda
Angkat:
Clr Stepper1 Clr Stepper2 Clr Stepper3 Setb Stepper4 acall tunda Clr Stepper1 Clr Stepper2 Setb Stepper3
4.1.4 Pengujian Rangkaian Catu Daya (PSA)
Rangkaian ini dikatakan baik apabila ketika rangkaian dinyalakan, LED indikator akan menyala. Kemudian, ketika tegangan keluaran diukur akan menunjukkan 5V dan 12V.
4.1.5 Pengujian Rangkaian AND Gate
Rangkaian ini diuji dengan cara memberikan logika 1 pada ke-12 inputnya, maka led indikator akan menyala. Kemudian, salah satu inputnya diberikan logika 0, maka hasil yang di dapatkan adalah led indikator tidak menyala. Ketika kedua hasil ini sudah diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian yang dibuat sudah dalam keadaan baik.
4.4.5 Pengujian Rangkain Alarm
4.2 Analisa
Setelah keseluruhan dibuat dan diuji,maka berikut ini adalah rangkaian kerja dari simulasi pengaman ruangan terhadap barang berharga dengan menggunkan CCTV yang menjadi proyek Tugas akhir penulis :
1. Pada saat Power Supply dihubungkan ke sumber tegangan maka sensor yang diletakan di etalase sebagai tempat barang berharga akan bekerja.
2. Ketika sensor terganggu maka sensor akan mengirim data ke mikrokontroler dan memerintahkan motor untuk berputar sehingga etalase akan turun dan buzzer pun berbunyi.
3. Untuk menaikan kembali etalase digunakan remot control infra merah
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penulisan Tugas Akhir ini diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Perancangan system pengamanan ruangan ini berfungsi mengurangi bahkan mencegah tindak kejahatan pada lingkungan gedung perkantoran atau rumah tinggal.Sehingga barang yang dianggap berharga akan tersimpan secara aman. 2. Mikrokontroler AT89S51 mempunyai fungsi yang besar untuk mengendalikan semua
rangkaian pada sistem.
3. Bahasa Pemrograman yang dipakai pada suatu system baik bahasa Assembly ataupun Bahasa Bascom-8051 akan menghasilkan cara kerja yang sama pada rangkaian.
5.2 Saran
1. Pada proyek ini penempatan letak sensor pada etalase harus benar-benar tepat. 2. Bahasa pemrograman yang digunakan pada proyek ini hendaknya bisa
dikembangkan menjadi lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Bishop,Owen.2005.Dasar – dasar Elektronika,Edisi Pertama,Penerbit: Erlangga,Jakarta
Malvino,Hanafi Gunawan,1996.Primsip – prinsip Elektronika.Edisi Kedua,
Penerbit : Erlangga,Jakarta
Putra,A.E,2002.Belajar Mikrokontroler AT89S51/52/55 Teori dan Aplikasi.Edisi kedua, Penerbit:Gava Media,Yogyakarta
Diakses tanggal 30 Maret 2010
Diakses tanggal 2 Mei 2010
