TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
DWI NATA SYAHPUTRA 052408109
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
KEAMANAN KENDARAAN TERKONEKSI
HANDPHONE BERBASIS MIKROKONTROLER
AT89S51
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : DWI NATA SYAHPUTRA
Nomor Induk Mahasiswa : 052408109
Program Studi : DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, September 2008
Diketahui/Disetujui oleh Dosen Pembimbing
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(DR.Marhaposan Situmorang) (Ir. Junaidi)
PERNYATAAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT KEAMANAN KENDARAAN TERKONEKSI HANDPHONE BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2008
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwata’ala, sang penguasa langit dan bumi dan apa yang ada diantara keduanya. Yang senantiasa melimpahkan karunia-Nya dan selalu memberikan kemudahan dan kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah
Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan
teladan bagi penulis.
Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih kepada Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, ketua departemen Fisika Bapak DR.Marhaposan Situmorang, Ketua Jurusan DIII Fisika Instrumentasi Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc. Sekretaris Jurusan Departemen Fisika Ibu Dra.Yustinon,M.Si. Dan khusus kepada Bapak Ir.Junaidi selaku Dosen Pembimbing penulis dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini yang telah banyak membantu dan memberikan kepercayaan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Serta kepada seluruh staf dan Dosen pengajar di Departemen Fisika FMIPA USU yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan di bangku perkuliahan.
Tak lupa penulis berikan penghargaan dan penghormatan kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan dan do’a kepada penulis sehingga penulis termotivasi untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Juga kepada teman-teman, Bang Bryan Habsyah atas segala bantuan dan kerja samanya semoga Allah membalasnya dengan pahala terbaik, Citra, Abdi & Wahyu teman seperjuangan dalam pelaksanaan praktek proyek, kepada seluruh teman-teman di jurusan Fisika Instrumentasi (Ari, Vikri, Ilham, Eko dan semuanya), kepada anak-anak AsTra Thank’s atas segala masukannya dan kepada YoeLina yang selalu memotivasi penulis agar sesegera mungkin menyelesaikan penulisan dan penyusunan tugas akhir ini serta kepada seluruh teman-teman seperjuangan lainnya yang tidak mungkin penulis sebutkan disini. Semoga Allah Subhanahuwata’ala melimpahkan kesejahteraan dan keselamatan kepada kalian semua.
ABSTRAK
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Batasan Masalah 2
1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan 2
1.4 Metode Pengumpulan Data 2
1.5 Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN TEORITIS
2.1 Mkrokontroler 5
2.1.1 Konstruksi AT89S51 6
2.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51 8
2.2 Relay 10
2.3 Penguat Operasional 12
2.3.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional 12
2.3.2 Penguat non-Inverting 12
2.3.3 Penguat Inverting 12
2.3.6 Penguat Jumlah (summing amplifier) 14
2.4 Transistor 14
2.5 Regulator Tegangan 17
2.5.1 Regulator Tegangan Positif 17
2.5.2 Regulator Tegangan Negatif 20
2.6 Dual Tone Multiple Frequency (DTMF) 21
2.7 Bahasa Assembly MCS-51 23
2.8 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE) 27
2.9 Software Downloader 27
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Rangkaian Power Supplay ( PSA ) 29
3.2 Perancangan Rangkaian DTMF Dekoder 30
3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 31
3.4 Rangkaian Relay Lampu 33
3.5 Rangkaian Alarm 34
3.6 Perancangan Rangkaian Sensor Tegangan 35
3.7 Perancangan Software 36
BAB IV ANALISA RANGKAIAN DAN SOFTWARE
4.1 Diagram Blok dan Cara Kerja Rangkaian 38
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 39
4.3 Pengujian Rangkaian Penguat 40
4.4 Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder 41
4.5 Pengujian Rangkaian Relay Lampu 42
4.6 Pengujian Rangkaian Buzzer 43
4.7 Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan 44
4.8 Analisa Software 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 49
5.2 Saran 49
DAFTAR PUSTAKA 50
DAFTAR TABEL
Halaman
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51 8
2. Gambar 2.2 Simbol Relay dan Rangkaian Driver 11
3. Gambar 2.3 Rangkaian dasar penguat non-inverting 12
4. Gambar 2.4 Rangkaian dasar penguat inverting 13
5. Gambar 2.5 Rangkaian dasar penguat differensial 14 6. Gambar 2.6 Rangkaian dasar penguat jumlah (summing amplifier) 14
7. Gambar 2.7 Transistor sebagai Saklar ON 15
8. Gambar 2.8 Karakteristik daerah saturasi pada transistor 16
9. Gambar 2.9 Transistor Sebagai Saklar OFF 16
10. Gambar 2.10 Bentuk IC Regulator dan Simbol Rangkaian 17
11. Gambar 2.11 Rangkaian Catu Daya dengan IC Regulator 19
12. Gambar 2.12 Rangkaian Negatif 21
13. Gambar 2.13 Kombinasi nada DTMF 22
14. Gambar 2.14 IC-IC DTMF buatan Mitel 23
15. Gambar 2.15 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE) 27
16. Gambar 2.16 ISP-Flash Programmer 3.a 28
17. Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA) 29
18. Gambar 3.2 Rangkaian DTMF Dekoder 30
19. Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 31
20. Gambar 3.4 Rangkaian Relay 33
21. Gambar 3.5 Rangkaian Alarm 34
22. Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan 35
23. Gambar 4.1 Diagram blok rangkaian 38
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Seiring dengan semakin meningkatnya jumlah penggunaan kendaraan bermotor, dan
pencurian kendaraan bermotor yang semakin marak. Alat keamanan standart yang
dimiliki setiap kendaraan sudah tidak efisien karena sudah tidak dapat lagi
melindunginya dari aksi pencurian. Hal ini membuat manusia semakin maju dalam
berpikir untuk merancang alat-alat pangamanan dari aksi tersebut dan yang saat ini
banyak berkembang di masyarakat adalah berupa alarm kendaraan. Dimana cara kerja
dari alat ini cukup sederhana yaitu, saat mesin kendaraan dimatikan dan alarm
diaktifkan, alarm tersebut akan berbunyi apabila mesin kendaraan dihidupkan atau
alarm tersebut akan bunyi apabila terjadi guncangan-guncangan keras pada kendaraan.
Dan dalam pengembangan dari alat keamanan ini diharapkan dapat lebih
memudahkan pengguna dalam mengatasi aksi pencurian, dengan digunakannya alat
komunikasi berupa handphone pada alat ini. Dimana, handphone yang terhubung pada
alat digunakan untuk menerima perintah-perintah langsung dari handphone pemilik,
dengan program yang telah dirancang dan diisi pada mikrokontroler, maka
1.2 Batasan Masalah
Untuk memberi batasan dalam pembahasan dan penulisan tugas akhir ini, maka tugas
akhir ini dibatasi dengan pembahasan dan penulisan tentang perancangan dan
pembuatan alat keamanan kendaraan terkoneksi handphone berbasis mikrokontroler
AT89S51. Adapun sistem pengendalian alat dirancang otomatis akan berjalan setelah
mendapat perintah-perintah dari handphone pemilik, program pada mikrokontroler
akan mengeksekusi perintah-perintah tersebut untuk menjalankan sistem.
1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk menerapkan ilmu yang dipelajari di bangku perkuliahan secara nyata
dan aplikatif.
2. Untuk menjalankan alat dengan menggunakan program yang diisikan pada
mikrokontroler.
3. Untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan studi pada
Program Diploma III di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
1.4 Metode Pengumpulan Data
Data-data yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini diperoleh melalui beberapa
metode. Adapun metode yang digunakan penulis dalam pengumpulan data adalah
1. Studi kepustakaan.
Pada metode ini, penulis mengumpulkan data dan teori yang dibutuhkan dalam
penulisan tugas akhir melalui buku-buku dan berbagai referensi lainnya yang
berkaitan dengan tugas akhir ini.
2. Lembar data (Datasheet) komponen yang digunakan pada peralatan.
Lembar data (Datasheet) merupakan data-data yang dikeluarkan oleh produsen
komponen elektronika mengenai fungsi, karakteristik dan data-data penting
lainnya tentang suatu komponen hasil produksi dari produsen komponen
elektronika yang bersangkutan
3. Pengujian Alat.
Data yang diperoleh melalui metode ini didapat setelah alat yang dibuat diuji
dan diambil kesimpulan setelah dilakukan pengujian tersebut.
4. Berkonsultasi dengan Dosen pembimbing.
Pada metode ini, penulis melakukan konsultasi dengan berdiskusi dan bertanya
secara langsung pada Dosen pembimbing penulis mengenai segala
permasalahan dalam penulisan tugas akhir ini.
1.5 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Meliputi latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan tugas akhir, metode pengumpulan data untuk penulisan tugas
BAB II TINJAUAN TEORI
Tinjauan teori, dalam bab ini menjelaskan tentang teori
pendukung yang digunakan untuk pembuatan alat, dan
karakteristik dari komponen-komponen pendukung, serta cara
kerja dari rangkaian alat yang dibuat.
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
Pada bab ini dipaparkan mengenai rangkaian-rangkaian yang
digunakan, serta program yang digunakan untuk menjalankan
alat.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SOFTWARE
Bab ini berisi mengenai software yang digunakan, serta
penjelasan mengenai program yang telah diuji untuk
menjalankan alat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan
dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran
apakah rangkaian dapat dibuat secara efisien dan dikembangkan
perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem
BAB II
TINJAUAN TEORITIS
2.1 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran
Atmel. Jenis mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data
per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada
mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa
set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan. Beberapa
fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :
a. Sebuah Central Processing Unit 8 bit
b. Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu
c. RAM internal 128 byte
d. Flash memori 4 Kbyte + 2Kbyte EEprom
e. Daya tahan 1000 kali baca/tulis
f. Tiga level kunci memori progam
g. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi
internal)
h. Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan
buah jalur I/O
i. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
j. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
k. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada
2.1.1 Konstruksi AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan
1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 micro-fard dan resistor 10 kilo Ohm
dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini
AT89S51 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan
frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi
rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja
Mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada Mikrokontroler.
Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. Read Only
Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai
dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini
dinamakan sebagai memori program. Random Access Memory (RAM) isinya akan
sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat
program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai
memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk Mikrokontroler dengan program yang sudah baku
dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC
Mikrokontroler dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu Mikrokontroler
menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet
Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash
PEROM, program untuk mengendalikan Mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89C4051 flash PEROM Programmer.
Memori data yang disediakan dalam chip AT*(S51 sebesar 128 kilo byte) meskipun
hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang
biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri
(RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2
dan 3, sehingga kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock
penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang
diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5,
sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0
dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah
sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan
dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel
kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.
Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara
2.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51
Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler AT89S51 :
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51 VCC (Pin 40)
Suplai tegangan
GND (Pin 20)
Ground
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun
penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini
dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai
input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai
Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat
mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan
mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull
up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini
dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga
mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Nama pin Fungsi
P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial)
P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial)
P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal)
P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal)
P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0)
P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)
P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori)
P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
RST (pin 9)
ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat
selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG)
selama memprogam Flash.
PSEN (pin 29)
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan
menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada
memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal.
XTAL2 (pin 18)
Output dari osilator.
2.2 Relay
Untuk memutuskan dan menghubungkan suatu rangkaian primer dengan sekunder,
diperlukan sebuah alat yaitu relay. Relay adalah sebuah saklar dengan
elektromagnetik yang dapat mengubah kontak-kontak saklar dari normally open (NO)
menjadi normally close (NC) dan sebaliknya, sewaktu alat ini menerima arus listrik.
Pada dasarnya, relay terdiri dari lilitan kawat (kumparan,koil) yang terlilit pada
suatu inti dari besi lunak. Kalau kumparan ini dilalui arus maka inti menjadi magnet
sedangkan kontak antara B dan C akan menutup. Jenis relay ini dikenal dengan nama
relay jenis kontak luar.
Macam-macam relay yang dibedakan berdasarkan cara kerjanya, yaitu:
a. Normaly Open (NO), saklar akan terbuka bila dialiri arus
b. Normaly Close (NC), saklar akan tertutup bila dialiri arus
c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya
tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke
terminal A, sebaliknya bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung
ke terminal B.
Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat
basis transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat
menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung.
Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan
induksi berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.
Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga
arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus
yang mengalir pada gulungan kawat. Bentuk relay yang digunakan dan bentuk relay
dengan rangkaian driver dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.2 Simbol Relay dan Rangkaian Driver
Vcc
Tr VB
Dioda
2.3 Penguat Operasional
2.3.1 Karakteristik Ideal Penguat Operasional
Suatu Op-Amp ideal memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut:
a. Hambatan masukan Ri = ∞
b. Hambatan keluaran Ro = 0
c. Bati tegangan Av = -∞
d. Lebar pita = ∞
e. Keseimbangan sempurna: Vo = 0 bilamana V1 = V2
f. Karakteristik tidak berubah dengan suhu.
2.3.2 Penguat non-inverting
Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan pada
gambar 2.3 berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang dibuat
melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan
satu fasa dengan tegangan inputnya.
Gambar 2.3 Rangkaian dasar penguat non-inverting
2.3.3 Penguat Inverting
Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4,
namanya, bahwa fase keluaran dari penguat inverting ini akan selalu berbalikan
dengan inputnya. Pada rangkaian ini, umpan balik negatif di bangun melalui resistor
R2.
Gambar 2.4 Rangkaian dasar penguat inverting
Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyal
masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahui
adalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.
2.3.4 Penguat diffrensial
Penguat Differensial bisa mengukur maupun memperkuat sinyal-sinyal kecil yang
terbenam dalam sinyal-sinyal yang jauh lebih besar. Empat tahanan presisi (1 %) dan
sebuah penguat operasional membentuk sebuah penguat differensial, seperti terlihat
pada gambar 2.5 terminal inputnya ada dua, input (-) dan (+), dihubungkan dengan
terminal penguat operasional yang terdekat.
Sumber masukan penguat differensial ada 2, yaitu E1 dan E2. Jika E2 dihubung
singkat, maka E1 mendapat penguatan pembalik sebesar -mR/R = -m. Karena
tegangan keluaran akibat E1 adalah -mE1.
Jika E1 dihubung singkat, maka E2 akan terbagi antara R dan mR, sehingga
terminal positif dari penguat operasional menerima tegangan sebesar mendapat
penguatan pembalik sebesar -mR/R = -m. Karena tegangan keluaran akibat E1 adalah
Gambar 2.5 Rangkaian dasar penguat differensial
2.3.5 Penguat jumlah (summing amplifier)
Penguat operasional sering digunakan sebagai penjumlah berbagai input sinyal.
Berikut ini adalah gambar dari summing amplifier.
Gambar 2.6 Rangkaian dasar penguat jumlah (summing amplifier)
Rangkaian summing amplifier mempunyai penguatan tegangan sebanyak dua
penguatan tegangan.
2.4 Transistor
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di
satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya.
Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.
Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian
analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio.
Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai sakelar elektronik
Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada
basis transistor, yang mana kolektor dan emiter sebagai penghubung untuk pemutus
(short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut:
a. Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emiter,
menyebabkan hubungan kolektor ke emiter terhubung singkat, yang
menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V
dari basis ke emiter menyebabkan hubungan kolektor dan emiter terbuka,
yang disebut transistor mati (off).
b. Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emiter ini
akan menyalakan transistor (on). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V
dari basis ke emiter ini akan membuat transistor mati (off).
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching)
dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off)
yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan
ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi
pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor
sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar
Gambar 2.7 Transistor sebagai Saklar ON
Pada gambar dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat)
adalah harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan
pada lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada
arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.8
dikenal sebagai daerah saturasi.
Gambar 2.8 Karakteristik daerah saturasi pada transistor
Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).
Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc).
Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus
bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar,
transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.9 Transistor Sebagai Saklar OFF
2.5 Regulator Tegangan
Regulator tiga terminal adalah “Integrated Voltage Regulator Circuit“ yang dirancang
untuk mempertahankan tegangan outputnya tetap dan mudah untuk dirangkai.
Keuntungannya adalah :
1. Membutuhkan penambahan komponen luar yang sangat sedikit, ukuran kecil.
2. Mempunyai proteksi terhadap arus hubung singkat.
3. Mempunyai automatic thermal shutdown.
4. Mempunyai tegangan output yang sangat konstan.
5. Mempunyai arus rendah.
6. Mempunyai ripple output yang sangat kecil.
7. Pembiayaan rendah.
2.5.1 Regulator Tegangan Positif
Gambar 5.1 memperlihatkan contoh IC regulator Tegangan Positif tiga terminal MC
7805.
Seri LM 78XX adalah regulator dengan tiga terminal, dapat diperoleh dengan
berbagai tegangan tetap. Beberapa IC regulator mempunyai kode yang dibuat oleh
pabrik pembuat komponen, sebagai contoh; IC LM.7805 AC Z yang artinya sebagai
berikut:
LM Linear Monolithic
78L Bagian nomor dasar yang menyatakan tegangan positif
06 Tegangan output
AC Standar ketepatan
Z Tipe pembungkus , ZTO-92 Plastik
Seri LM 78XXC dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 alumunium, arus keluaran
(output) 1A, boleh lebih asalkan IC regulator dilengkapi dengan pendingin (heatsink).
Regulator LM 78XXC mudah dipakai dan tambahan komponen-komponen luar tidak
banyak. Sifat-sifat IC regulator LM 78XX adalah sebagai berikut :
1. Arus keluaran melebihi 1A
2. Pengamanan pembebanan lebih termik
3. Tidak diperlukan komponen tambahan
4. Ada pengamanan untuk transistor keluaran ( output )
5. Dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 aluminium
Contoh rangkaian lengkap catu daya menggunakan regulator tiga terminal IC 7805
Gambar 2.11 Rangkaian Catu Daya dengan IC Regulator
Tegangan dc untuk satu gelombang penuh adalah:
Vdc = m V 2
Di dapat dari, Persamaan-persamaan berikut:
v0 = Vm sin t 0t
= -Vmsin t t2
Tanda minus tampak pada persamaan kedua, sebab selama setengah siklus gelombang
yang kedua adalah sinusoidal, tetapi membalikkan. Rata-rata atau nilai tegangan dc
Vdc =
2. Perbedaan antara tegangan input dan output atau disebut diferensial input
output.
3. Arus beban.
2.5.2 Regulator Tegangan Negatif
Pada rangkaian operational amplifier dan microprocessor dibutuhkan catu daya yang
membutuhkan dua polaritas sumbertegangan, misal +5V dan -5V. Seri LM 79XXC,
LM 79LXX adalah regulator tegangan negatif 3 terminal. Seri LM 79XXC dikemas
dalam kemasan daya TO-200 dan mampu mengeluarkan arus 1,5 A. Sifat-sifat
regulator LM79XXC adalah sebagai berikut:
1. Mempunyai pengaman daerah, hubung singkat dan termik.
2. Penindasan kerut (ripple) tinggi.
3. Arus keluaran 1,5 A.
4. Tegangan keluaran diatur mula 4%.
Untuk seri LM79LXX AC, piranti ini telah dirancang untuk mengeluarkan tegangan
tetap dan dapat diperoleh dalam kemsan TO-92 dengan 3 kawat. Sifat-sifat regulator
ini adalah sebagai berikut :
1. Arus keluaran 100 mA.
2. Mudah dikompensasi dengan kodensator kapasitas kecil 0,1 µA.
4. Penyimpangan tegangan keluaran diatur ± 5 %.
Gambar berikut memperlihatkan regulator negatif tiga terminal yang tegangan
outputnya dapat diatur.
Gambar 2.12 Regulator Negatif
2.6 Dual Tone Multi Frequency (DTMF)
Dual Tone Multiple Frequency (DTMF) adalah teknik mengirimkan angka-angka
pembentuk nomor telepon yang dikodekan dengan 2 nada yang dipilih dari 8 buah
frekuensi yang sudah ditentukan. 8 frekuensi tersebut adalah 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz,
941 Hz, 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz dan 1633 Hz, seperti terlihat dalam Gambar 2.13
angka 1 dikodekan dengan 697 Hz dan 1209 Hz, angka 9 dikodekan dengan 852 Hz
dan 1477 Hz. Kombinasi dari 8 frekuensi tersebut bisa dipakai untuk mengkodekan 16
Gambar 2.13 Kombinasi nada DTMF
Teknik DTMF meskipun mempunyai banyak keunggulan dibanding dengan cara
memutar piringan angka, tapi secara teknis lebih sulit diselesaikan. Alat pengirim
kode DTMF merupakan 8 rangkaian osilator yang masing-masing membangkitkan
frekuensi ‘aneh’ di atas, ditambah dengan rangkaian pencampur frekuensi untuk
mengirimkan 2 nada yang terpilih. Sedangkan penerima kode DTMF lebih rumit lagi,
dibentuk dari 8 buah filter yang tidak sederhana dan rangkaian tambahan lainnya.
Beberapa pabrik membuat IC khusus untuk keperluan DTMF, diantaranya yang
banyak dijumpai adalah MC145436 buatan Motorola, MT8870, MT8880 dan MT8888
buatan Mitel Semikonductor.
MC145436 dan MT8870 merupakan penerima DTMF, menerima sinyal dari
saluran telepon kalau ternyata sinyal yang diterima tadi merupakan kombinasi nada
yang sesuai dengan ketentuan DTMF, mengeluarkan kode biner sesuai dengan
kombinasi nada tersebut. MT8880 dan MT8888 merupakan penerima dan pengirim
DTMF, selain bisa berfungsi sebagai penerima DTMF, bisa pula dipakai untuk
membangkitkan nada DTMF sesuai dengan angka biner yang diterimanya.
Saluran data (data bus) dan sinyal-sinyal kontrol MT8880 dirancang sesuai
dengan karakteristik mikrokontroler buatan Motorola (misalnya MC68HC11),
AT80C51). Tapi untuk AT89C2051 yang memang tidak punya saluran data (data bus)
perbedaan kedua IC itu tidak ada artinya, mengingat saluran data dan sinyal
kontrolnya disimulasikan lewat program.
Gambar 2.14 IC-IC DTMF buatan Mitel
2.7 Bahasa Assembly MCS-51
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 adalah
bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa
ini hanya ada 51 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 ...
MOV R0,20h
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
meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.
3. Instruksi ACALL
Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :
...
pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,
TUNDA:
... RET
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:
...
Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin
Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan
instruksi selanjutnya..
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 ...
2.8 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 gambar
berikut:
Gambar 2.15 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 dikirimkan ke mikrokontroler.
2.9 Software Downloader
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler
Tampilannya seperti gambar berikut:
Gambar 2.16 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 III
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari tiga keluaran, yaitu (+) 5 volt, (+) 12 volt dan
(–) 12 volt. Keluaran (+) 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian,
keluaran (+) 12 volt digunakan untuk menghidupkan relay dan keluaran (-) 12 volt
untuk mensupplay tegangan negatip Op-Amp. Rangkaian tampak seperti gambar di
bawah ini:
Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Trafo merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan
dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 15 volt AC akan disearahkan dengan
menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 15 volt DC akan diratakan oleh kapasitor
dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED
hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini
berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian,
sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh
arus yang cukup besar. Tegangan (+) 12 volt DC langsung dihasilkan oleh regulator
tegangan LM7812. Dan tegangan (-) 12 volt dihasilkan oleh regulator tegangan
LM7912.
3.2 Perancangan Rangkaian DTMF Dekoder
Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah nada tone yang diterima menjadi 4 bit data biner. Rangkaian DTMF decoder datunjukkan oleh gambar berikut ini :
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC MT8870. IC ini merupakan IC
DTMF decoder. IC ini akan merubah tone yang ada pada inputnya menjadi 4 bit data
biner. Jika tone yang diterimanya tone 1, maka output dari rangkaian ini adalah 0001,
tone yang diterimanya tone 2, maka output dari rangkaian ini adalah 0010, demikian
seterusnya. Output dari rangkaian ini akan dihubungkan ke mikrokontroler sehingga
mikrokontroler dapat mengenali data yang dikirimkan oleh rangkaian ini untuk
kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk melaksanakan instruksi selanjutnya
Input rangkaian ini dihubungkan dengan penguat sehingga sinyal (tone) yang
berasal dari HP akan diinputkan ke pin 2 dari IC ini. Rangkaian penguat ini berfungsi
untuk menguatkan sinyal yang diterima oleh HP (kabel speaker pada hansfree).
Karena sinyal yang diterima oleh HP sangat kecil, sehingga dibutuhkan penguat.
Komponen utama dari rangkaian penguat ini adalah Op Amp 741, yang merupakan IC
penguat. Pada rangkaian ini terjadi penguatan sebesar :
2 220.000
tan 733
1 300 R
Pengua A kali
R
3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada.
Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler AT89S51
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena
mikrokontroller AT89S51 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19
dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi
kecepatan mikrokontroller AT89S51 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam
program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke
tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang
merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai
multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program
eksternal. Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm.
Resistor 4k7 ohm yang dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik
tegangan ) agar output dari mikrokontroler dapat mentrigger transistor. Pin 1 sampai
8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3.
Pin 39 yang merupakan P0.0 dihubungkan dengan sebuah resistor 330 ohm dan
sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum
mikrokontroller AT89S51 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program
sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum
tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubug ke Pin 39
sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, 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
3.4 Rangkaian Relay Lampu
Rangkaian relay pada alat ini berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan
lampu dengan kunci. Gambar rangkaian relay ini ditunjukkan pada gambar 3.4
berikut ini:
Gambar 3.4 Rangkaian relay
Output dari relay yang satu dihubungkan ke kunci dan yang lainnya dihubungkan
ke lampu, hubungan yang digunakan adalah normally close. Prinsip kerja rangkaian
ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai saklar elektronik. Tegangan
atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari mikrokontroler port 0.1 (P0.1). Pada
saat logika pada port 0.1 adalah tinggi (high), maka transistor mendapat tegangan bias
dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias ini maka transistor akan aktif
(saturation), sehingga adanya arus yang mengalir ke kumparan relay. Hal ini akan
menyebabkan sakar pada relay menjadi terbuka, sehingga hubungan kunci ke lampu
sebaliknya pada saat logika pada P0.1 adalah rendah (low) maka relay tidak dialiri
arus. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay tertutup, sehingga kunci dengan
lampu akan terhubung, dan jika kunci diaktifkan, maka lampu akan menyala.
3.5 Rangkaian Alarm
Rangkaian alarm pada alat ini berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan
sumber tegangan 12 volt dengan buzzer. Gambar rangkaian alarm ini ditunjukkan
pada gambar 3.5 berikut ini:
Gambar 3.5 Rangkaian alarm
Output dari relay yang satu dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan yang
lainnya dihubungkan ke buzzer. Hubungan yang digunakan adalah normally open.
Prinsip kerja rangkaian ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai
saklar elektronik. Tegangan atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari
mikrokontroler port 0.0 (P0.0). Pada saat logika pada port 0.0 adalah tinggi (high),
maka transistor mendapat tegangan bias dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias
ini maka transistor akan aktif (saturation), sehingga adanya arus yang mengalir ke
kumparan relay. Hal ini akan menyebabkan sakar pada relay menjadi tertutup,
akan berbunyi. Begitu juga sebaliknya pada saat logika pada P0.0 adalah rendah (low)
maka relay tidak dialiri arus. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay terputus,
sehingga sumber tegangan 12 volt dengan buzzer akan terputus dan buzzer tidak
berbunyi.
3.6 Perancangan Rangkaian Sensor Tegangan
Rangkaian ini berfungsi untuk mengirimkan sinyal ke mikrokontroler jika kunci
diaktifkan. Gambar rangkaian sensor tegangan tampak seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan
Tegangan 12 volt yang berasal dari baterei diturunkan dengan menggunakan
pembagi tegangan. Sesuai dengan rumus pembagi tegangan, maka outputnya adalah:
1 2 2
Tegangan 2,1 Volt ini kemudian diinputkan ke basis transistor sehingga transistor
C945 menjadi aktif. Aktifnya transistor akan mengakibatkan kolektor yang terhubung
dengan P0.2 mendapatkan tegangan 0 volt dari ground. Sinyal low (tegangan 0 volt)
inilah yang kemudian dideteksi oleh mikrokontroler sebagai sinyal ketika kunci
3.7 Perancangan Software
Perancangan software merupakan kunci utama dalam mengendalikan perangkat keras
yang ada di dalam sistem. Software ini berupa program dalam bahasa assembly untuk
MCS-51. Hasil dari perancangan program tersebut diisikan ke dalam komponen
mikrokontroler AT89S51 melalui software downloader ISP- Flash Programmer 3.0a.
BAB IV
ANALISA RANGKAIAN DAN SOFTWARE
4.1 Diagram Blok dan Cara Kerja Rangkaian
Didalam merancang dan membuat suatu sistem, terlebih dahulu dilakukan
perencanaan blok diagram hingga skema rangkaian keseluruhan agar menghasilkan
sistem yang baik. Diagram blok merupakan hubungan berurutan satu atau lebih
komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri.
Gambar 4.1 : Diagram blok rangkaian
blok rangkaian DTMF, didalam DTMF sinyal tadi diubah menjadi data digital yang
akan masuk ke mikrokontroler AT89S51, didalam mikrokontroler data digital tadi
dproses dan sesuai dengan program yang dibuat, perintah dari Hp(R) akan dieksekusi,
sehingga alat dapat berjalan sesuai dengan perintah yang diberi.
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Pengujian rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini
dengan sebuah transistor A733 yang dihubungkan dengan sebuah LED indikator,
dimana 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 PNP A733,
dimana transistor ini akan aktif (saturasi) jika pada basis diberi tegangan 0 volt (logika
low) dan transistor ini akan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan 5 volt (logika
high). Basis transistor ini dihubungkan ke pin I/O mikrokontroler yaitu pada kaki 28
(P2.7). Langkah selanjutnya adalah mengisikan program sederhana ke mikrokontroler
AT89S51. Programnya adalah sebagai berikut :
Program di atas akan mengubah logika yang ada pada P2.7 selama selang waktu
tunda. Jika logika pada P2.7 high maka akan diubah menjadi low, demikian jiga
sebaliknya jika logika pada P2.7 low maka akan diubah ke high, demikian seterusnya.
Logika low akan mengaktifkan transistor sehingga LED akan menyala dan logika
high akan menonaktifkan transistor, sehingga LED padam. Dengan demikian program
ini akan membuat LED berkedip terus-menerus. Jika LED telah berkedip terus
menerus sesuai dengan program yang diinginkan, maka rangkaian mikrokontroler
telah berfungsi dengan baik.
4.3 Pengujian Rangkaian Penguat
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada
input dari Op-Amp dan tegangan pada outputnya. Dari hasil pengukuran didapat nilai
tegangan sebagai berikut :
Kondisi Input Output
Tidak ada sinyal 0,9 mV 172,2 mV
Ada sinyal 18,3 mV 1,93 V
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran tegangan input OP-Amp
Dari data yang ada, didapatkan penguatan yang dihasilkan oleh rangkaian sebesar 191
kali untuk kondisi tidak ada sinyal dan 105 kali penguatan untuk kondisi ketika ada
4.4 Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder.
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan mengubungkan input dari
rangkaian ini ke rangkaian penguat, kemudian menghubungkannya dengan kabel
speaker pada HP. Selanjutnya tombol pada HP ditekan dan dilihat outpunya. Dari
hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut :
Table 4.2 Hasil output yang dihasilkan dari tombol-tombol Handphone
Tombol LED1 LED2 LED3 LED4
1 ON OFF OFF OFF
2 OFF ON OFF OFF
3 ON ON OFF OFF
4 OFF OFF ON OFF
5 ON OFF ON OFF
6 OFF ON ON OFF
7 ON ON ON OFF
8 OFF OFF OFF ON
9 ON OFF OFF ON
0 OFF ON OFF ON
* ON ON OFF ON
4.5 Pengujian Rangkaian Relay Lampu
Pengujian rangkaian relay 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 lampu dengan
kunci, dimana hubungan yang digunakan adalah normally close (NC), dengan
demikian jika relay aktif maka hubungan lampu ke kunci akan terputus, sebaliknya
jika relay tidak aktif, maka lampu dengan kunci akan terhubung.
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor,
jika relay aktif dan hubungan lampu dengan kunci terputus, maka rangkaian ini telah
berfungsi dengan baik.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian ini
ke mikrokontroler pada P0.1, kemudian memberikan program sederhana pada
mikrokontroler AT89S51. Program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Setb P0.1
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika high pada P0.1, sehingga P0.1 akan
mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktifkan transistor
C945, sehingga relay juga menjadi aktif dan hubungan lampu dengan kunci terputus.
Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktifkan relay. Programnya
Clr P0.1
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika low pada P0.1, sehingga P0.1 akan
mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktifkan transistor
C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktif dan hubungan lampu dengan kunci
terhubung.
4.6 Pengujian Rangkaian Buzzer
Sama seperti pada rangkaian relay lampu, pengujian rangkaian relay 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 rangkaian ini relay digunakan
untuk memutuskan hubungan buzzer dengan sumber tegangan 12 volt, dimana
hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay
aktif maka hubungan buzzer ke sumber tegangan akan terhubung, sebaliknya jika
relay tidak aktif, maka hubungan buzzer ke sumber tegangan akan terputus.
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor,
jika relay aktif dan buzzer berbunyi, maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian ini ke
mikrokontroler pada P0.0, kemudian memberikan program sederhana pada
mikrokontroler AT89S51. Program yang diberikan adalah sebagai berikut:
Setb P0.0
Perintah tersebut akan memberikan logika high pada P0.0, sehingga P0.0 akan
mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktifkan transistor
C945, sehingga relay juga menjadi aktif dan buzzer berbunyi. Berikutnya memberikan
program sederhana untuk menonaktifkan relay. Programnya sebagai berikut:
Clr P0.0
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika low pada P0.0, sehingga P0.0 akan
mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktifkan transistor
C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktif dan buzzer tidak berbunyi.
4.7 Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan mengaktifkan kunci, sehingga
tegangan 12 volt dari baterei akan terhubung dengan rangakaian, kemudian mengukur
tegangan output dari rangkaian tersebut. Dari hasil pengujian didapatkan pada saat
kunci tidak diaktifkan, maka output dari rangkaian ini adalah 4,7 volt. Ketika kunci
diaktifkan, maka output dari rangkaian ini adalah 0 volt. Dengan demikian rangkaian
ini telah berfungsi dengan baik.
Pengujian selanjutnya adalah dengan menghubungkan rangkaian ini dengan
rangkaian mikrokontroler pada P0.2, kemudian memberikan program sederhana pada
mikrokontroler.
Program sebagai berikut :
Program di atas akan menunggu adanya sinyal low yang dikirimkan rangkaian
sensor tegangan, dimana sensor tegangan tersebut dihubungkan dengan P0.2. Program
akan terus menunggu sampai ada sinyal low yang dikirimkan oleh rangkaian sensor
tegangan. Jika ada sinyal low yang dikirimkan oleh rangkaian sensor tegangan, maka
program akan menghidupkan LED indikator yang dihubungkan ke P0.1.
4.8 Analisa Software
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 ini adalah
bahasa assembly untuk MCS-51. Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa
assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler,
Simulator (IDE). Setelah program selesai ditulis, kemudian 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 dikirimkan ke mikrokontroler. Untuk mengirimkan bilangan-bilangan
heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a.
tunda:
mov r7,#255 tnd:
mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,tnd ret delay:
mov r7,#2 dly:
mov r6,#255 dl:
Mulai 4.9 Flowchart dari program alat keamanan kendaraan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pelaksanaan perencanaan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem,
maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:
1. Saat alat dalam keadaan stand by, kendaraan akan hidup setelah menekan
tombol 2 dan * dari handphone, tetapi apabila kendaraan dicoba hidupkan
tanpa menekan tombol tersebut terlebih dahulu maka alarm akan berbunyi.
2. Dari program yang dibuat didapat, untuk mematikan alarm ditekan tombol #
pada handphone, lalu matikan kunci kontak kendaraan.
5.2 Saran
Setelah dilakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran
untuk penelitian lebih lanjut, yaitu:
1. Dalam pengembangan selanjutnya, agar rangkaian yang digunakan tidak
terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan
terlindungi, sehingga penggunaannya dapat lebih efektif.
2. Dalam pengembangannya alat ini dapat digunakan untuk sistem kontrol
DAFTAR PUSTAKA
Agfianto. 2004. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55/ Teori dan Aplikasi. Edisi Kedua. Yogyakarta : Gava Media.
Bhisop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga
Budiharto Widodo, Firmansyah. 2005. Elektronika Digital Dan Mikroprosesor. Yogyakarta : ANDI Yogyakarta.
http://www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=24&fname=semua.htm. Diakses Tanggal 23 Juli 2008
http://www.electroniclab.com/index.php?action=doclist&poinID=5&doctitle=LabMik ro. Diakses tanggal 29 Juli 2008
http://iddhien.com/index.php?option=com_content&task=category§ionid=10&id =21&Itemid=106. Diakses tanggal 31 Juli 2008
