Halasson Daniel Harianto Silitonga : Perangkat Penghitungan Waktu Secara Otomatis Berbasis Mikrokontroller
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya
HALASSON DANIEL HARIANTO SILITONGA
062408005
DEPARTEMEN FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
JuduI : PERANGKAT PENGHITUNGAN WAKTU
SECARA OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLLER AT89S51
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : HALASSON DANIEL HARIANTO SILITONGA
Nomor Induk Mahasiswa : 062408005
Program Studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Juli 2009
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi Pembimbing
PERNYATAAN
PERANGKAT PENGHITUNGAN WAKTU SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja keras saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2009
ABSTRAK
Perangkat penghitungan waktu secara otomatis berbasis mikrokontroller AT89S51 ini adalah sebuah perangkat yang secara umum dibuat untuk menghitung waktu secara otomatis dan secara khusus dibuat untuk menanggulangi penyalahgunaan waktu di dalam penggunaan jasa warung internet gratis di kampus Universitas Sumatera Utara. Perangkat ini menggunakan sebuah dipswitch/saklar yang berfungsi sebagai pemberi data input berupa logika 0 ( low/berhenti menghitung ) dan 1 ( high/mulai menghitung ). Setelah waktu yang dihitung berakhir, maka display led dan buzzer/alarm akan aktif.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih, berkat dan pertolongan-NYA yang tidak pernah terlambat sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
DAFTAR ISI
Daftar Gambar viii Daftar Tabel ixBAB 2. LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroller AT89S51 8
2.5.1 Bahasa Pemrograman dengan menggunakan BASCOM-8051 29 2.5.2 Software Downloader 35 BAB 3. PERANCANGAN ALAT 3.1 Diagram Blok Rangkaian 37 3.2 Perancangan Power Supply ( PSA) 38
3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 40 3.4 Perancangan Rangkaian Dipswitch/Saklar 42 3.5 Perancangan Rangkaian Buzzer/Alarm 45
3.6 Perancangan Rangkaian Display LED 46
3.7 Perancangan Program 48 BAB 4. PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply ( PSA ) 52 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 53 4.3 Pengujian Rangkaian Dipswitch/Saklar 54
4.5 Pengujian Rangkaian Display LED 56
4.6 Kelemahan Alat 57
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 58
5.2 Saran 59
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 IC Mikrokontroller AT89S51 10
Gambar 2.2 IC Mikrokontroller AT89S51 13
Gambar 2.3 IC Mikrokontroller AT89S52 14
Gambar 2.4 IC Mikrokontroller AT89C51 15
Gambar 2.5 IC Mikrokontroller AT mega 8535 16
Gambar 2.6 Pin/Kaki IC Mikrokontroller AT89S51 21
Gambar 2.7 Dipswitch/Saklar 27
Gambar 2.8 Simbol LED 28
Gambar 2.9 Simbol Buzzer/Alarm 29
Gambar 3.0 ISP – Flash Programmer 3.a 36
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 37
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply ( PSA ) 39
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 41
Gambar 3.4 Rangkaian Dipswitch/Saklar 43
Gambar 3.5 Hubungan Rangkaian Buzzer/Alarm 45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Spesifikasi IC Mikrokontroller 12
Tabel 2.2 Perbedaan Waktu Untuk Masing-Masing IC 17
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat
pesat. Perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu
manusia terhadap suatu hal yang pada akhirnya diharapkan akan mempermudah
manusia untuk dapat menyelesaikan beberapa pekerjaan yang dianggap rumit
namun dapat diselesaikan dengan waktu yang singkat dan dengan biaya yang relatif
murah.
Salah satu perkembangan teknologi yang saat ini sedang berkembang
dikalangan mahasiswa khususnya mahasiswa Universitas Sumatera Utara adalah
jasa penggunaan warung internet gratis yang disediakan oleh pihak kampus untuk
membantu kemudahan mahasiswa dalam mengakses data dan lain sebagainya.
Namun dalam penggunaannya banyak terdapat penyalahgunaan dalam penggunaan
jasa warung internet gratis tersebut, dimana pihak yang menyediakan telah
menetapkan bahwa batas maksimal waktu penggunaannya untuk tiap mahasiswa
adalah sekitar 2 jam, namun pada kenyataannya banyak mahasiswa yang
menggunakan waktu penggunaan fasilitas warung internet gratis tersebut lebih dari
waktu yang telah ditentukan. Sehingga mengakibatkan banyak pengguna (
ditentukan, bahkan tidak mendapat kesempatan untuk menggunakan jasa internet
dipuskom.
Untuk itulah dibuatlah suatu alat yang dapat mempermudah pekerjaan dalam
menanggulangi penyalahgunaan waktu tersebut. Adapun perangkat yang akan
dibuat berfungsi untuk menghitung waktu penggunaan jasa warung internet gratis
tersebut yang digunakan oleh pihak pengguna ( mahasiswa ). Untuk membuat
perangkat tersebut dibutuhkan sebuah komponen yang dapat menghitung,
mengingat, dan mengambil keputusan. Pada kenyataanya kemampuan yang seperti
ini hanya dimiliki oleh sebuah computer yang memiliki kemampuan dalam hal
mengingat, menghitung, serta mengambil keputusan. Namun alangkah tidak efektif
jika kita harus menggunakan sebuah komputer ( PC ) sebagai alat untuk
menghitung, menghitung, serta mengambil keputusan didalam pembuatan
perangkat ini. Dikarenakan banyak pertimbangan yang memberatkan seperti bentuk
fisiknya yang terlampau besar dan juga biaya penggunaannya yang terlampau besar.
Atas dasar pertimbangan itu, menggantikan fungsi dari komputer yang mampu
menghitung, mengingat dan mengambil keputusan didalam perangkat ini digunakan
sebuah komponen yang mempunyai fungsi yang sama dengan fungsi komputer
tersebut. Adapun komponen yang mempunyai fungsi yang sama dengan fungsi
sebuah komputer dalam hal menghitung, mengingat serta mengambil keputusan
digunakan sebuah mikrokontroller. Mikrokontroller merupakan sebuah chip atau ic
yang terdiri dari berbagai macam komponen-komponen elektronik,
rangkaian-rangkaian logika digital serta sebuah prosessor dan sebuah flash memory yang
dapat dibaca/ditulis sampai 1000 kali, sehingga biaya penggembangan menjadi
murah karena dapat dihapus dan kemudian diisi kembali dengan program lain
Adapun perangkat ini akan menghitung secara otomatis pada saat diberikan
input masukan oleh bagian input yang menandakan adanya pengunjung atau
pengguna, dan akan berhenti menghitung jikalau waktu yang telah dihitung telah
selesai/habis dihitung dan dengan bersamaan habisnya waktu, display led dan alarm
akan aktif ( menyala ) yang menandakan telah berakhirnya satu siklus waktu
perhitungan yang berarti ada pengunjung yang waktunya telah berakhir dan harus
keluar.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam
tugas akhir ini akan dibuat sebuah perangkat yang dapat menghitung waktu secara
otomatis dengan judul “ PERANGKAT PENGHITUNGAN WAKTU SECARA
OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 “
Pada perangkat ini digunakan sebuah mikrokontroller AT89S51, rangkaian
dipswitch/saklar, rangkaian led, rangkaian buzzer/alarm dan beberapa komponen
pendukung lainnya. Dalam pembuatan perangkat ini, mikrokontroller AT89S51
digunakan sebagai otak dari semua system yang digunakan untuk membangun
perangkat ini serta berfungsi untuk mengolah data masukan, menghitung, dan memberi
keputusan ke bagian output. Rangkaian dipswitch/saklar digunakan sebagai pemberi
data masukan/input ke bagian mikrokontroller yang mana datanya berupa keadaan
logika high ( aktif ) dan low ( tidak aktif ). Rangkaian display led digunakan sebagai
penampil dari data output yang menampilkan led dengan penomoran tertentu yang
buzzer/alarm digunakan sebagai tampilan ouput yang menghasilkan output suara yang
memudahan dalam melihat komputer yang telah selesai waktunya.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk menerapkan ilmu yang dipelajari di bangku perkuliahan secara nyata
dan aplikatif.
2. Untuk melakukan penghitungan waktu secara otomatis dengan
menggunakan sebuah mikrokontroller AT89S51 dengan
komponen-komponen pendukung lainnya.
3. Membuat sebuah perangkat yang dapat menghitung waktu secara otomatis
sehingga daapat mempermudah pekerjaan.
4. Untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan studi pada
program diploma III di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
1.4 Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, saya membuat sebuah perangkat penghitungan waktu secara
otomatis berbasis mikrokontroller AT89S51 dengan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Mikrokontroller yang digunakan adalah jenis AT89S51.
2. Untuk memberi data masukan/input agar mikrokontroller mulai menghitung
digunakan dipswitch/saklar yang memberi data logika high ( ada
pengunjung ) dan low ( tidak ada pengunjung atau waktunya telah berakhir
).
3. Sebagai bagian output yang menampilkan led-led yang telah diberi
penomoran sebanyak komputer yang tersedia, sehingga apabila waktu telah
habis maka dapat dengan mudah melihat komputer yang wakunya telah
selesai/habis tersebut.
4. Yang memberi isyarat berupa suara digunakan rangkaian buzzer/alarm yang
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika
pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah perangkat penghitungan
waktu secara otomatis, maka penulis menulis laporan ini 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
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang
digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori
pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S51 (hardware
dan software), bahasa program yang digunakan, serta karakteristik dari
komponen-komponen pendukung.
BAB 3 PERANCANGAN ALAT
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok
dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan fungsi dari
masing-masing rangkaian.
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja
alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk
mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke
mikrokontroler AT89S51.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 MIKROKONTROLLER AT89S51
Didalam pembuatan perangkat ini peran penting mikrokontroller sangat
berpengaruh dalam menentukan hasil akhir /output dari fungsi perangkat ini , yang
mana hasil akhir/ouput dari alat ini adalah hasil perhitungan waktu yang dihitung oleh
mikrokontroller yang digunakan didalam pembuatan alat ini, sehingga dalam
pembuatan perangkat ini mikrokontroller adalah otak dari semua system yang
digunakan didalam membentuk fungsi dari perangkat ini. Di pasaran terdapat banyak
jenis mikrokontroller yang beredar luas dengan fungsi dan spesifikasi bentuk yang
berbeda-beda sebagai contoh : Mikrokontroller AT89S51, Mikrokontroller AT89S52,
Mikrokontroler AT89S53, AT Mega 8353, AT Mega 8252 dan masih banyak lagi yang
beredar luas dipasaran dengan fungsi dan spesifikasi yang berbeda-beda.
Adapun jenis mikrokontroller yang digunakan didalam pembuatan perangkat ini
adalah jenis Mikrokontroller AT89S51, dimana mikrokontroller jenis ini adalah salah
satu keluarga dari mikrokontroller MCS – 51 keluaran ATMEL, yang mana didalam
penggunaannya mikrokontroller AT89S51 dapat mengolah data per bit ataupun secara
8 bit sekaligus yang dimasukkan oleh bagian input dan langung mengolahnya secara
per bit ataupun secara bersamaan. Mikrokontroller AT8951 yang digunakan didalam
pembuatan perangkat ini adalah mikrokontroller yang memiliki spesifikasi secara
umum berikut :
Terdapat Sebuah Central Processing Unit 8 bit yang berfungsi untuk mengolah
data masukan yang diberikan oleh bagian input yakni Dipswitch/Saklar secara 8
Rangkaian pewaktu yang berfungsi untuk melakukan perhitungan waktu dalam
melakukan suatu proses eksekusi data.
RAM ( Random Acess Memory ) yang bersifat internal yang berkapasitas
sebesar 128 byte, yang mempunyai tugas sebagai memory data masukan
didalam pembuatan alat ini.
Flash memori yang berkapasitas sebesar 4 Kbyte.
Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi
internal)
Empat buah programable port I/0 yang masing-masing terdiri dari delapan buah
jalur I/0
Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi
Gambar 2.1 IC Mikrokontroller AT89S51
Dari gambar 2.1 diatas dapat dilihat spesifikasi dari pin/kaki dari IC
mikrokontroller AT89S51 yang mana IC Mikrokontroller AT89S51 yang digunakan
didalam pembuatan alat ini memiliki 40 buah kaki/pin yang mana ke 40 buah kaki/pin
tersebut terdapat pada 4 buah port yang masing-masing port terdiri atas 8 buah kaki.
Tidak semua kaki/pin pada IC Mikrokontroller AT89S51 itu digunakan, terdapat 8
buah kaki yang mempunyai fungsi tetap didalam IC Mikrokontroller AT89S51 ini.
Mikrokontroller AT89S51 didalam perangkat ini digunakan sebagai pusat
kendali yang mengolah data, mengontrol dan sekaligus yang memberikan perintah ke
semua komponen pendukung yang membentuk perangkat ini. Data yang diolah oleh
mikrokontroller AT89S51 disini adalah kondisi pada saat saklar on, yang berarti
mikrokontroller mulai menghitung dan pada saat saklar off yang berarti mikrokontroller
Didalam kenyataannya fungsi dari IC Mikrokontroller AT89S51 disini dapat
juga digantikan dengan beberapa jenis mikrokontroller jenis lain yang memiliki seri
dan tipe yang lain. Dimana fungsi utama dari IC Mikrokontroller AT89S51 didalam
pembuatan alat ini adalah untuk menghitung waktu. Adapun jenis mikrokontroller jenis
lain yang telah dicoba untuk menggantikan fungsi dari IC Mikrokontroller AT89S51 ini
adalah jenis mikrokontroller AT89S52, mikrokontroller AT89C51 dan AT mega 8535
yang masing-masing mikrokontroller tersebut mempunyai jenis pembentuk IC yang
berbeda-beda sebagai contoh :
- AT89S51 yang berarti, AT = atmel ( nama yang memproduksi ), 89 = kode, S
= silikon ( bahan pembentuk ic mikrokontroller tersebut ), 51 = seri dari
keluarga MCS-51.
- AT89S52 yang berarti, AT = atmel ( nama yang memproduksi ), 89 = kode, S
= silikon ( bahan pembentuk ic mikrokontroller tersebut ), 52 = seri dari
keluarga MCS-51.
- AT89C51 yang berarti , AT = atmel ( nama yang memproduksi ), 89 = kode, C
= carbon ( bahan pembentuk ic tersebut ), 51 = seri keluarga dari MCS-51.
- AT mega 8535 yang berarti, AT = atmel ( nama yang memproduksi ), 8535 =
kode.
Disamping perbedaan bahan pembentuk ic tersebut, masing-masing ic juga mempunyai
fungsi yang berbeda-beda sesuai dengan yang kita inginkan. Namun dalam perangkat
ini masing-masing jenis ic tersebut dapat dimasukkan program yang sama dengan
program yang dimasukkan kedalam IC Mikrokontroller AT89S51 yang digunakan
didalam perangkat ini, yang tujuan utama dari percobaan ini adalah untuk melihat
perbedaan waktu yang dihasilkan oleh masing-masing ic mikrokontroller tersebut.
menggantikan fungsi dari ic mikrokontroller AT89S51 didalam percobaan ini adalah
seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.1 Spesifikasi IC Mikrokontroller
Dari tabel 2.1 diatas dapat dilihat perbedaan dari tiap – tiap jenis ic mikrokontroller
yang digunakan didalam percobaan untuk menggantikan fungsi dari IC mikrokontroller
AT89S51 yang digunakan didalam pembuatan perangkat penghitungan waktu secara
otomatis ini. Berikut dituliskan perbedaan jenis ic mikrokontroller yang digunakan
didalam percobaan menggantikan fungsi dari ic mikrokontroller AT89S51 didalam
pembuatan perangkat ini ditinjau dari bahan pembentuk dan bentuk fisik dari ic
1. Mikrokontroller AT89S51 dengan bahan/materi pembuatannya adalah terbuat
dari bahan silikon, dengan bentuk fisik seperti gambar dibawah ini
Gambar 2.2 IC Mikrokontroller AT89S51
Dari gambar 2.2 diatas dapat dilihat bentuk fisik dari ic mikrokontroller AT89S51 yang
digunakan didalam pembuatan perangkat penghitungan waktu secara otomatis. Ic
mikrokontroller AT89S51 ini memiliki 40 kaki/pin yang terbagi dalam 4 buah port
yakni port 0, port 1, port 2, dan port 3. Dan untuk masing-masing port terdiri atas 8
kaki/pin.
2. Mikrokontroller AT89S52 dengan bahan/materi pembuatnya adalah terbuat dari
Gambar 2.3 IC Mikrokontroller AT89S52
Dari gambar 2.3 diatas dapat dilihat bentuk fisik dari ic mikrokontroller AT89S52 yang
digunakan didalam percobaan untuk menggantikan fungsi dari ic mikrokontroller
AT89S51 didalam pembuatan perangkat penghitungan waktu secara otomatis ini. Dari
jumlah kaki/pin hampir tidak terlihat perbedaan dengan ic mikrokontroller AT89S51
yakni sama – sama memiliki 40 buah pin/kaki, namun terdapat perbedaan pada fungsi
dari beberapa kaki/pin pada ic mikrokontroller AT89S51 dengan ic mikrokontroller
3. Mikrokontroller AT89C51 dengan bahan/materi pembuatannya adalah terbuat
dari bahan karbon, dengan bentuk fisik seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.4 IC Mikrokontroller AT 89C51
Dari gambar 2.4 diatas dapat dilihat bentuk fisik dari ic mikrokontroller AT89C51 yang
bahan pembuatnya terbuat dari karbon. Pada ic terdapat banyak kesamaan dengan ic –
ic sebelumnya, yakni ditinjau dari segi jumlah kaki/pin dan jumlah port yang terdapat
4. Mikrokontroller AT mega 8535 dengan bahan pembuat dari silikon, dengan
bentuk fisik seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.5 IC Mikrokontroller AT mega 8535
Dari hasil percobaan dengan menggantikan fungsi dari IC Mikrokontroller
AT89S51 didalam pembuatan alat ini dengan menggunakan beberapa jenis IC
Mikrokontroller seperti mikrokontroller AT89S51, Mikrokontroller AT89S52,
Mikrokontroller AT89C51, dan Mikrokontroller AT mega 8535. Yang mana didalam
melakukan percobaan ini dilakukan untuk melihat perbedaan waktu antara satu jenis IC
NO Jenis
mikrokontroller
Perbedaaan waktu dengan jam
biasa
Tabel 2.2 Perbedaan Waktu Untuk Masing-Masing IC
Dari hasil data pada tabel 2.1 yang didapat setelah melakukan percobaan dengan
menggantikan fungsi dari IC Mikrokontroller AT89S51 dengan jenis IC
Mikrokontroller jenis lain, dapat ditarik kesimpulan bahwa perhitungan waktu untuk
setiap jenis IC mikrokontroller berbeda – beda dikarenakan oleh beberapa faktor, yakni
:
1. Besar nilai frekwensi untuk tiap-tiap IC mikrokontroller, dimana :
a. IC mikrokontroller AT89S51, besar nilai frekwensi pada IC ini
adalah sebesar 0 – 33 MHz. ( 2 )
b. IC mikrokontroller AT89S52, besar nilai frekwensi pada IC ini
adalah sebesar 0 – 33 MHz. ( 3 )
c. IC mikrokontroller AT89C51, besar nilai frekwensi pada IC ini
adalah sebesar 0 – 24 MHz. ( 4 )
d. IC mikrokontroller AT mega 8535, besar nilai frekwensi pada IC ini
adalah sebesar 0 – 16 MHz. ( 5 )
2. Besar internal memory data internal RAM ( Random Access Memory ) pada
a. IC mikrokontroller AT89S51, besar nilai RAM nya sekitar 128 byte.
( 2 )
b. IC mikrokontroller AT89S52, besar nilai RAM nya sekitar 256 byte.
( 3 )
c. IC mikrokontroller AT89C51, besar nilai RAM nya sekitar 128 byte.
( 4 )
d. IC mikrokontroller AT mega 8535, besar nilai SRAM nya sekitar
512 byte. (5)
3. Rangkaian pewaktu untuk masing-masing rangkaian sistem minimum yang
digunakan untuk tiap-tiap IC mikrokontroller yang berfungsi untuk
menetukan kecepatan dalam mengolah data. Yang mana komponen utama
dari rangkaian pewaktu tersebut adalah sebuah kristal yang besarnya sangat
tergantung dalam menentukan siklus pulsa yang dihasilkan.
2.2 Beberapa Jenis Aplikasi dari Mikrokontroller AT89S51
Didalam perkembangan dunia elektronika pada saat ini banyak dibuat alat-alat
yang dapat membantu pekerjaan manusia. Pada umumnya alat tersebut dibuat dengan
alasan untuk mempermudah pekerjaan manusia yang dianggap sulit dilakukan,
memperbaharui alat-alat yang sudah ada sebelumnya dengan fungsi dan bentuk yang
berbeda, dan juga menciptakan alat-alat yang sebelumnya belum pernah dibuat.
Adapun dari kesemua alat yang dibuat tersebut sudah pastilah membutuhkan sebuah
komponen utama yang dapat mengolah dan mengatur fungsi dari alat yang akan atau
yang ingin dibuat tersebut. Salah satu komponen utama dari alat-alat yang akan dibuat
hasil dari keputusan alat tersebut yang pada akhirnya untuk mendapatkan tujuan akhir
dari alat tersebut. Adapun IC yang digunakan adalah IC Mikrokontroller yang dapat
menampung, menyimpan, dan mengeksekusi data. Dipasaran banyak terdapat
jenis-jenis IC Mikrokontroller seperti AT89S51,AT89S52,AT mega 8535,IC 74LS244 dan
masih banyak lagi. Yang mana dari kesemua jenis IC tersebut mempunyai spesifikasi
dan fungsi yang berbeda-beda. Namun untuk beberapa aplikasi yang ditemukan banyak
digunakan penggunanaan IC Mikrokontroller AT89S51 dikarenakan jenis IC ini sangat
familiar dengan para pengguna yang biasa menciptakan atau membuat
rangkaian-rangkaian otomatisasi dan logika digital. Dikarenakan IC ini mempunyai harga yang
cukup murah namun IC ini mempunyai spesifikasi dan fungsi yang tidak kalah
pentingnya dengan jenis IC yang lainnya. Beberapa aplikasi dengan menggunakan IC
jenis AT89S51 yang telah ada dibuat adalah :
1. Alat pendeteksi warna dengan menggunakan LDR ( light dependent resistant )
berbasis mikrokontroller AT89S51, dimana cara kerja dari alat ini adalah LDR (
light dependent resistant ) digunakan sebagai sensor warna yang digunakan
didalam pembuatan alat ini, LDR akan mendeteksi warna-warna yang
diinginkan dengan menunjukkannya melalui sebuah media peraga ( penunjuk ),
LDR ( light dependent resistant ) akan mengetahui warna yang ingin
ditampilkannya karena pada IC mikrokontroller AT89S51 telah terlebih dahulu
diisikan program dengan menentukan batas/range untuk setiap warna yang
diinginkan, data tersebut kemudian diumpankan ke LDR sebagai sensor warna
yang mendeteksi nilai range dari masing-masing warna tersebut.
2. Thermometer Digital dengan menggunakan LM35 berbasis mikrokontroller
AT89S51, dimana cara kerja dari alat ini adalah LM 35 sebagai sensor suhu
sebelumnya pada IC mikrokontroller AT89S51 telah diisikan program untuk
nilai batas-batas suhu yang dapat dideteksi oleh alat tersebut. Data tersebut
kemudian diumpankan ke LM35 tersebut untuk mendeteksi suhu yang terdapat
pada suatu ruangan.
3. Robot pengikut garis ( linefollower ) berbasis mikrokontroller AT89S51, IC
mikrokontroller AT89S51 pada robot ini digunakan sebagai otak yang
menyimpan semua data yang ingin dikerjakan oleh robot tesebut yang telah
diprogramkan ke dalam ic mikrokontroller AT89S51 ini.
Dan masih banyak lagi aplikasi dari penggunaan IC mikrokontroller AT89S51 yang
telah dibuat didalam dunia elektronika digital pada saat ini.
2.3 Hubungan Pin – Pin pada Mikrokontroller AT89S51
Didalam pembuatan alat ini mikrokontroller AT89S51 sangat memegang peranan
penting didalam menerima, mengolah dan mengeksekusi data yang diberikan untuk
menjadi tujuan akhir didalam pembuatan alat ini. Mikrokontroller AT89S51 yang
digunakan adalah jenis mikrokontroller yang memiliki 40 kaki/pin yang pada
masing-masing kaki tersebut mempunyai fungsi dan tugas tertentu. Kaki/pin pada
mikrokontroller AT89S51 ini terbagi didalam 4 buah port yang terdapat didalam IC
mikrokontroller ini, yang mana port-port itu adalah P0, P1, P2, P3 yang pada
masing-masing port terdiri atas 8 buah kaki/pin. Dalam alat ini masing-masing-masing-masing kaki/pin
Gambar 2.6 Pin/kaki IC mikrokontroller AT89S51
Port 0 ( kaki 34 – 39 )
Pada port ini juga terdapat 8 buah kaki/pin dari ic mikrokontroller, port ini merupakan
port yang digunakan untuk bagian output, yang berfungsi untuk menampilkan tampilan
akhir dari fungsi alat ini. Pada port ini dihubungkan 6 buah LED yang membentuk
suatu gabungan menjadi display LED, keenam buah LED tersebut dihubungkan di kaki
34 – 39 atau diport P3.0 – P3.5, yang sebelumnya rangkaian display LED tersebut
dihubungkan dengan 6 buah resistor dengan nilai tahanan 100 ohm, yang berfungsi
untuk menjaga kestabilan arus yang masuk ke rangkaian display LED tersebut.
Port 1 ( kaki 1 – 8 )
Pada port ini terdapat 8 buah kaki/pin ic dari mikrokontroller, didalam penggunaannya
digunakan. Port 1 ini merupakan port input yang berhubungan dengan sebuah
dipswitch/saklar yang mempunyai 6 buah saklar yang bertugas untuk memberikan input
ke bagian mikrokontroller. Keenam buah saklar tersebut terhubung dengan kaki P1.0 –
P1.5 yang sebelumnya dihubungkan terlebih dahulu dengan sebuah resistor dengan
nilai tahanan sebesar 4K7 ohm.
Port 2 ( kaki 21 – 28 )
Pada port ini juga terdapat 8 buah kaki/pin dari ic mikrokontroller, port ini merupakan
port yang digunakan untuk bagian output, yang berfungsi untuk menampilkan tampilan
akhir dari fungsi alat ini. Pada port ini dihubungkan 6 buah LED yang membentuk
suatu gabungan menjadi display LED, keenam buah LED tersebut dihubungkan di kaki
23 – 28 atau diport P2.0 – P2.5, pada port ini juga terdapat sebuah buzzer yang
digunakan sebagai bagian ouput yang bertugas untuk memberikan output berupa suara,
buzzer ini dihubungkan di kaki 22 atau pada port P2.6.
Port 3 ( kaki 10 – 17 )
Pada port ini terdapat 8 buah kaki/pin ic dari mikrokontroller, didalam penggunaannya
hanya akan digunakan 6 buah kaki/pin saja, sedangkan yang 2 kaki lagi tidak
digunakan. Port 3 ini merupakan port input yang berhubungan dengan sebuah
dipswitch/saklar yang mempunyai 6 buah saklar yang bertugas untuk memberikan input
ke bagian mikrokontroller. Keenam buah saklar tersebut terhubung dengan kaki P3.0 –
P3.5 yang sebelumnya dihubungkan terlebih dahulu dengan sebuah resistor dengan
nilai tahanan sebesar 4K7 ohm.
Terlepas dari ke 4 port tersebut, terdapat 8 buah kaki/pin yang mempunyai fungsi tetap
didalam rangkaian mikrokontroller AT89S51, yakni :
Pada kaki/pin ini berfungsi sebagai bagian reset, yang mana pada bagian ini terhubung
dengan sebuah resistor dengan nilai sebesar 10 kilo ohm.
Kaki 18 – 19
Pada kaki/pin ini berfungsi sebagai bagian pembangkit pulsa, yang berperan penting
dalam kecepatan mengolah data. Pada bagian ini kaki 18 – 19 dihubungkan dengan
sebuah kristal dengan nilai 12 MHz dan 2 buah kapasitor dengan nilai 30 piko-farad.
Kaki 20 ( ground )
Pada kaki ini berfungsi sebagai kaki ground pada rangkaian mikrokontroller AT89S51.
Kaki 40 ( VCC )
Pada kaki ini diberikan tegangan sebesar 5 volt DC ( direct current ), yang mana pada
kaki ini merupakan kaki input untuk tegangan pada IC mikrokontroller AT89S51.
Namun secara umum kaki/pin dari mikrokontroller AT89S51 dapat dituliskan
sebagai berikut :
VCC (Pin 40)
Suplai tegangan DC.
GND (Pin 20)
Ground.
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun
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
internal pull up.
Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat
verifikasi program
Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakse memori
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.
RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
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. ( 1 )
2.4 Komponen Pendukung
2.4.1 Dipswitch/Saklar
Dipswitch/saklar didalam pembuatan alat ini digunakan sebagai bagian input
bagian mikrokontroller AT89S51 data tersebut diolah sesuai dengan yang telah
diprogramkan. Saklar digunakan untuk mengontrol aliran arus kedalam rangkaian. Arus
mengalir ketika kontak-kontak saklar saling bersentuhan ( saklar dinaikkan kedalam
keadaan ON ). Dalam keadaan seperti ini, saklar dikatakan membuka atau sambungan (
atau kontak ) dilakukan yang mengakibatkan arus masuk kebagian mikrokontroller
sebagai input data masukan. Arus tidak dapat mengalir kedalam rangkaian apabila
kontak-kontak tidak saling bersentuhan. Dalam keadaan ini saklar dikatakan menutup
atau sambungan diputuskan ( dalam keadaan ini saklar dalam keadaan OFF ). ( 6 )
Gambar dari dipswitch/saklar yang digunakan didalam pembuatan perangkat ini
dapat dilihat pada halaman berikutnya.
Gambar 2. 7 Dipswitch/Saklar
Pada gambar 2.7 diatas tampak bahwa dipswitch/saklar yang digunakan
kebagian mikrokontroller AT89S51. Didalam pembuatan alat ini digunakan sebanyak 8
buah dipswitch/saklar yang pada masing-masing dipswitch/saklar terdapat 6 buah
saklar pada masing-masing dipswitch/saklar.
2.4.2 LED ( Light Emitting Diode )
Didalam pembuatan alat ini LED sangat berperan penting, dikarenakan LED
digunakan sebagai penampil dari data yang ingin ditampilkan yang merupakan tujuan
akhir dari pembuatan alat ini. Didalam pembuatan alat ini dibutuhkan sebanyak 48
buah LED yang kemudian digabungkan menjadi satu yang akhirnya membentuk
display LED yang berfungsi sebagai penampil dari data akhir yang diinginkan didalam
pembuatan alat ini. Secara umum Light emitting diode atau yang biasa disingkat
dengan nama LED menghasilkan cahaya ketika arus mengalir melewatinya. Pada
sebuah LED terdapat 2 buah kaki atau yang sering dikenal dengan nama katoda dan
anoda. Untuk membedakan kaki anoda dan katoda adalah dengan memperhatikan
bagian rim dari LED tersebut. Bagian rim ini terletak disamping dari LED tersebut,
biasanya rim ini dibuat berbentuk datar pada sisi yang berdekatan dengan kaki katoda,
yang sekaligus menandakan bahwa kaki tersebut adalah kaki katoda dan kaki
selebihnya adalah kaki anoda yang merupakan kutub postif dari LED tersebut. Sebuah
LED membutuhkan arus sekitar 20 mA untuk memancarkan cahaya dengan kecerahan
Gambar 2. 8 Simbol LED
2.4.3 Buzzer/Alarm
Didalam penggunaannya buzzer/alarm digunakan sebagai pemberi output
berupa suara, suara yang dihasilkan oleh buzzer/alarm tersebut berfungsi untuk
memberikan peringatan jikalau ada komputer yang waktunya telah habis/selesai
digunakan. Buzzer/alarm yang digunakan didalam pembuatan alat ini adalah
buzzer/alarm jenis piezo elektris, buzzer jenis ini beroperasi pada tegangan 6 volt dan
membutuhkan arus sebesar 20mA, yang mana kabel dayanya diberi warna merah dan
hitam. Sambungan kabel merah ke jalur negatif yang pada pembuatan alat ini
terhubung pada port 2, tepatnya pada kaki 22 pada mikrokontroller. Intensitas suara
yang dihasilkannya berkisar antara 100 dB hingga 110 dB. Suara yang dihasilkannya
bersifat kontinu namun dapat dimodifikasi untuk menghasilkan bunyi dengan
Gambar 2.9 Simbol Buzzer/Alarm
Dari gambar 2.9 diatas terlihat simbol buzzer/alarm yang digunakan didalam
rangkaian skematik didalam pembuatan alat ini.
2.5. Perangkat Lunak
2.5.1 Bahasa Pemrograman dengan Menggunakan BASCOM-8051
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC AT89S51 yang digunakan
didalam pembuatan alat ini adalah Bahasa BASCOM-8051.
BASCOM-8051 adalah program BASIC compiler berbasis Windows untuk
mikrokontroler keluarga 8051 seperti AT89C51, AT89C2051, dan yang lainnya.
BASCOM-8051 merupakan bahasa pemrograman tingkat tinggi ayng menggunakan
bahasa BASIC yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS Elektronik sebagai
perusahaan yang mempunyai hak paten atas software tersebut. Berikut dijelaskan
1.Tipe Data
Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya
tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler. Berikut
adalah tipe data pada BASCOM berikut keterangannya, seperti terlihat pada tabel 2.3
dihalaman berikutnya :
Tipe Data Ukuran (byte) Range
Bit 1/8 -
Byte 1 0 – 255
Integer 2 -32,768 - +32,767
Word 2 0 – 65535
Long 4 -214783648 - +2147483647
String hingga 254 byte -
Tabel 2.3 Tipe data BASCOM
2. Variabel
Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat penyimpanan
data atau penampungan data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan,
menampung data hasil pembacaan register, dan lainnya. Variabel merupakan pointer
yang menunjukkan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler.
Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu.
Dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel. Cara
pertama adalah menggunakan pernyataan ‘DIM’ diikuti nama tipe datanya. Contoh
pendeklarasian menggunakan DIM sebagai berikut:
Dim nama as byte
Dim tombol1 as integer
Dim tombol2 as word
Dim tombol3 as word
Dim tombol4 as word
3. Alias
Dengan menggunakan alias, variabel yang sama dapat diberikan nama yang
lain. Tujuannya adalah mempermudah proses pemrograman. Umumnya, alias
digunakan untuk mengganti nama variabel yang telah baku, seperti port mikrokontroler.
LEDBAR alias P1
Tombol1 alias P0.1
Tombol2 alias P0.2
Dengan deklarasi seperti diatas, perubahan pada tombol akan mengubah kondisi
P0.1. Selain mengganti nama port, kita dapat pula menggunakan alias untuk mengakses
bit tertentu dari sebuah variabel yang telah dideklarasikan.
Dim LedBar as byte
Led1 as LedBar.0
Led2 as LedBar.1
Led3 as LedBar.2
4. Konstanta
Dalam BASCOM, selain variabel kita mengenal pula konstanta. Konstanta
merupakan variabel pula. Perbedaannya dengan variabel biasa adalah nilai yang
dibaca dan dapat mencegah kesalahan penulisan pada program kita. Misalnya, kita akan
lebih mudah menulis phi daripada menulis 3,14159867. Sama seperti variabel, agar
konstanta bias dikenali oleh program, maka harus dideklarasikan terlebih dahulu.
Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah konstanta.
Dim A As Const 5
Dim B1 As Const &B1001
Cara lain yang paling Mudah:
Const Cbyte = &HF
Const Cint = -1000
Const Csingle = 1.1
Const Cstring = “test”
5. Array
Dengan array, kita bisa menggunakan sekumpulan variabel dengan nama dan
tipe yang sama. Untuk mengakses variabel tertentu dalam array, kita harus
menggunakan indeks. Indeks harus berupa angka dengan tipe data byte, integer, atau
Proses pendeklarasian sebuah array hampir sama dengan variabel, namun
perbedaannya kita pun mengikutkan jumlah elemennya. Berikut adalah contoh
pemakaian array;
Dim kelas(10) as byte
Dim c as Integer
For C = 1 To 10
a(c) = c
p1 = a(c)
Next
Program diatas membuat sebuah array dengan nama ‘kelas’ yang berisi 10
elemen (1-10) dan kemudian seluruh elemennya diisikan dengan nilai c yang berurutan.
Untuk membacanya, kita menggunakan indeks dimana elemen disimpan. Pada program
diatas, elemen-elemen arraynya dikeluarkan ke Port 1 dari mikrokontroler.
2.5.2 Software Downloader
Untuk mengeksekusi program-program yang telah dimasukkan kedalam IC
mikrokontroller dibutuhkan sebuah software yang berfungsi untuk mengkompile
program-program yang telah dimasukkan. Software yang digunakan untuk
Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti
gambar di bawah ini
Gambar 3.0 ISP- Flash Programmer 3.a
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil
file dan kemudian dengan menekan write untuk mengisikan program kedalam IC
BAB 3
PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok merupakan gambaran dasar untuk merancang dan akhirnya
membuat suatu system/alat yang akan dibuat.adapun alat yang akan dibuat disini adalah
suatu system penghitungan waktu secara otomatis. Secara garis besar perancangan
system penghitungan waktu secara otomatis ini menggunakan beberapa rangkaian
utama lainnya, yakni : rangkaian mikrokntroller AT89S51, rangkaian power supply,
rangkaian dipswitch/saklar, rangkaian display led, dan rangkaian buzzer/alarm.
Diagram blok dari system penghitungan waktu secara otomatis yang akan dibuat adalah
:
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Dari gambar 3.1 diatas dapat dituliskan fungsi dari beberapa rangkaian utama
tersebut, antara lain :
1. Rangkaian power supply berfungsi sebagai rangkaian yang memberikan
tegangan DC sebesar 5 volt ke semua rangkaian pendukung yang membentuk
alat ini.
2. Rangkaian dipswitch/saklar berfungsi sebagai input yang memberi data
masukan ke bagian mikrokontroller untuk diolah sesuai dengan program yang
telah diisikan, dimana data yang diberikan berupa kondisi logika high ( saklar
dalam keadaan on ) dan kondisi logika low ( saklar dalam keadaan off ).
3. Rangkaian mikrokontroller AT89S51 berfungsi sebagai rangkaian utama/otak
dari semua rangkaian yang mengendalikan semua system yang digunakan
didalam pembuatan alat ini.
4. Rangkaian buzzer/alarm berfungsi sebagai rangkaian output yang memberikan
ouput berupa suara pada saat waktu yang telah dihitung oleh mikrokontroller
selesai dihitung.
5. Rangkaian display led berfungsi sebagai penampil data keluaran yang
dihasilkan oleh alat ini.
3.2 Perancangan Power Supply ( PSA )
Rangkaian power supply (PSA) yang dibuat terdiri dari tiga keluaran, yaitu
positif 5 volt DC, negative 5 volt DC dan positif 12 volt DC. Keluaran positif 5 volt DC
digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian, keluaran positif 12 volt DC
digunakan untuk menghidupkan buzzer/alarm. Rangkaian tampak seperti gambar di
Vreg
Gambar 3.2. Rangkaian Power Supply (PSA)
Didalam pembuatan rangkaian power supply ini digunakan banyak komponen
yang membentuk rangkaian power supply ini. Diantaranya adalah Trafo CT stepdown,
diode, kapasitor, regulator 7805, regulator 7912, resistor dan led. Berikut ini
diterangkan proses kerja dari power supply yang digunakan. Trafo CT yang dipakai
adalah trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC
menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan
empat buah diode yang terangkai menggunakan prinsip jembatan wheatstone,
selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 F. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun
terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila
PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupply arus apabila
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 sebagai tambahan.
3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Rangkaian mikrokontroller AT89S51 pada perangkat ini berfungsi sebagai
pusat kendali dari seluruh sistem. Rangkaian mikrokontroler AT89S51 ini akan
menunggu kondisi pada saklar manual, apabila kondisi saklar dalam keadaan high (on)
maka mikrokontroller mulai menghitung dan akan mengeksekusi system secara
otomatis.Sebaliknya apabila keadaan saklar dalam kodisi low (off), maka
mikrokontroller akan berhenti menghitung waktu.. Adapun perintah otomatis yang akan
dikerjakan dengan system kode biner karena mikrokontroller hanya mengenal system
bilangan biner yaitu 0 dan 1, yang mana 0 berarti kondisi low (tegangan 0 volt) dan 1 (
tegangan 5 volt) yang berarti kondisi high. Selanjutnya mikrokontroller akan
membandingkan dengan data biner yang benar yang terprogram pada mikrokontroller .
ketika data yang diterima sesuai dengan kondisi yang benar dengan kata lain sesuai
dengan
keadaan yang telah terprogram, maka mikrokontroller akan mulai menghitung
dan mengeksekusi perintah yang sesuai dengan kondisi yang telah terperogram dan
dilanjutkan dengan mengaktifkan buzzer/alarm dan display led. Adapun konstruksi dari
5V
Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler AT89S51
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51.
Kapasitor 10 µF dan resistor 10K ohm bekerja sebagai “ power on reset” bagi
mikrokontroler AT89S51 dan kristal 12 MHZ bekerja sebagai penentu nilai
clock/frekwensi yang menentukan kecepatan data dalam mengolah data, sementara
kapasitor 30 µF bekerja sebagai rangkaian pendukung dari rangkaian clock/frekwensi
tersebut. Resistor 330 ohm digunakan sebagai penahan arus agar tegangan yang masuk
ke led tetap stabil, transistor 2SA733 sebagai saklar otomatis terhadap LED, resistor
Untuk menguji rangkaian mikrokontroller ini berjalan dengan baik maka pada
pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor 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 terhubung ke Pin 17 sudah bekerja
sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap
digunakan. Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, LED yang terhubung ke pin 17
ini tidak digunakan lagi. Pada P0 atau pada PIN 1 s/d 8 dihubungkan resistor 4,7K ohm,
yang mana resistor ini akan menjaga kondisi dari P0 tersebut agar tegangan yang
masuk tetap stabil.
3.4 Perancangan Rangkaian Dipswitch/Saklar
Rangkaian dipswitch/saklar didalam perangkat ini digunakan sebagai bagian
yang memberikan input data masukan ke mikrokontroller. Data yang diberikan ke
bagian mikrokontroller tersebut berupa data logika digital yang terdiri dari 2 kondisi,
yakni kondisi logika high ( 1 ) yang mana tegangan keluarannya adalah 5 volt DC, dan
kemudian adalah kondisi logika low ( 0 ) yang mana tegangan keluarannya adalah 0
volt DC. Rangkaian dipswitch/saklar yang digunakan didalam perangkat ini berjumlah
8 buah dipswitch/saklar yang pada masing-masing dipswitch/saklar tersebut terdiri dari
6 buah saklar untuk tiap dipswitch/saklar tersebut. Rangkaian dipswitch/saklar tersebut
sebelum dihubungkan ke bagian mikrokontroller terlebih dahulu dihubungkan dengan
resistor untuk tiap masing-masing saklarnya, yang berarti dibutuhkan 6 buah resistor
tegangan yang keluar dari resistor dan yang masuk ke mikrokontroller. Berikut gambar
rangkaian dari dipswitch/saklar tersebut :
Gambar 3.4. Rangkaian Dipswitch/Saklar
Dari gambar 3.4 diatas dapat dilihat bahwa terdapat 6 buah saklar yang mana
kaki 1 sampai 6 yang dalam keadaan off dihubungkan dengan ground sedangkan kaki 7
sampai 12 dihubungkan dengan 6 buah resistor dengan nilai 4700 kiloohm yang
3.5 Perancangan Rangkaian Buzzer/Alarm
Didalam perangkat ini buzzer/alarm digunakan sebagai bagian output berupa
suara. Buzzer/alarm memberikan output suara jikalau mikrokontroller telah selesai
menghitung waktu yang telah diprogramkan ke ic mikrokontroller tersebut. Untuk
perancangan rangkaian buzzer/alarm didalam perangkat ini tidak dibutuhkan rangkaian
pendukung, dikarenakan buzzer/alarm yang digunakan telah dijual dalam bentuk fisik
yang siap pakai. Buzzer/alarm hanya perlu dihubungkan dengan port 2.1 atau pada kaki
22 untuk kutub negative dan untuk kutub positifnya dihubungkan dengan output power
supply dengan tegangan 12 volt. Dan untuk mengaktifkannya hanya perlu diprogram
dibagian ic mikrokontroller tersebut. Pada halaman Berikutnya ditampilkan gambar 3.5
rangkaian buzzer/alarm yang digunakan didalam pembuatan perangkat ini :
Gambar 3.5 Hubungan Rangkaian Buzzer/alarm
Dari gambar 3.5 diatas dapat dilihat hubungan antara ic mikrokontroller
AT89S51 yang dihubungkan dengan port 2.1 untuk kaki negatifnya dan untuk kutub
positifnya langsung dihubungkan dengan tegangan power supply ( PSA ) dengan besar
3.6 Perancangan rangkaian display LED
Untuk rangkaian ini digunakan sebagai rangkaian penampil dari data ouput
yang ingin ditampilkan. Rangkaian display led ini menampilkan ilustrasi dari komputer
yang aktif dan komputer yang waktunya telah selesai digunakan. Dalam pembuatan alat
digunakan sebanyak 48 buah led yang digunakan sebagai display penampil data
keluaran. Untuk rangkaian display led ini dihubungkan dengan ic mikrokontroller yang
didalam pembuatan alat ini digunakan sebanyak 4 buah ic mikrokontroller dengan
pembagian untuk tiap mikrokontroller terdapat 12 buah led sebagai display led. Berikut
ditampilkan rangkaian display led :
Dari gambar 3.6 diatas digambarkan hubungan rangkaian display led yang
digunakan sebagai penampil data output didalam perangkat ini yang disusun secara
paralel. Rangkaian display led tersebut tersusun atas beberapa komponen-komponen
tambahan yakni : mikrokontroller AT89S51 sebagai otak yang akan memberi perintah
untuk menampilkan data output kebagian display led, yang pada bagian ini digunakan 2
buah port ic mikrokontroller tersebut ( port P0.0 – P0.5 ), sebelum dihubungkan dengan
led terlebih dahulu dihubungkan dengan resistor yang mempunyai tahanan 100 ohm,
dan untuk pembuatan perangkat ini digunakan sebanyak 48 buah led dengan 48 buah
BAB 4
PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply ( PSA )
Pengujian pada rangkaian power supply ini difokuskan dalam pengukuran
tegangan keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian power supply ini. Dikarenakan
power supply ini sangat berpengaruh dalam kinerja dari perangkat ini. Pengujian
rangkaian ini digunakan dengan menggunakan multimeter digital yang arah
indikatornya diputar pada settingan untuk mengukur tegangan. Alasan digunakannya
multimeter digital didalam pengukuran ini dikarenakan multimeter digital memiliki
data yang lebih akurat daripada menggunakan multimeter analog. Dari hasil pengujian
pada rangkaian ini didapatkan tegangan keluaran sebesar + 5,1 volt DC dan + 12 volt
DC. Tegangan sebesar 5,1 volt DC yang dihasilkan oleh rangkaian ini digunakan untuk
mengaktifkan tegangan kesemua rangkaian pendukung didalam pembuatan perangkat
ini seperti : rangkaian mikrokontroller AT89S51, rangkaian dipswitch/saklar, dan
rangkaian display led, kecuali rangkaian buzzer/alarm, dikarenakan rangkaian ini
membutuhkan tegangan sebesar 12 volt DC untuk mengaktifkannya yang dihasilkan
oleh rangkaian ini juga.
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Untuk melakukan pengujian pada rangkaian mikrokontroller AT89S51 ini dapat
dilakukan dengan memasukkan beberapa program sederhana yang berguna untuk
mengetahui apakah rangkaian ini telah bekerja atau tidak. Bahasa Pemrograman yang
BASCOM. Berikut adalah program yang diberikan untuk mengetahui apakah rangkaian
mikrokontroller AT89S51 ini bekerja :
dO
ResetP0.2
Waitms 50
SetP2.1
Waitms 50
LOOP
Program di atas bertujuan untuk menghidupkan Buzzer yang terhubung ke P2.1 selama
± 50 milidetik kemudian mematikannya selama ± 50 milidetik secara terus menerus.
Perintah Reset P0.2 akan menjadikan P0.2 berlogika low yang menyebabkan led pada
port P0.2 tidak aktif, sehingga Buzzer dalam kondisi aktif. Perintah waitms akan
menyebabkan Buzzer ini akan aktif selama lebih kurang 50 milidetik dan setelah itu
tidak aktif. Perintah loop digunakan agar program terus berulang kebagian program
lainnya.
4.3 Pengujian Rangkaian Dipswitch/Saklar
Didalam perangkat ini, rangkaian dipswitch/saklar dapat dilakukan pengujian
dengan menggunakan sebuah multimeter analog untuk melihat dipswitch/saklar
tegangan keluaran yang dihasilkan oleh 6 buah saklar yang terdapat didalam sebuah
dipswitch pada saat keenam saklar tersebut dalam keadaan on ( aktif ). Cara pengujian
yang dilakukan pada rangkaian ini adalah keenam buah saklar yang terdapat pada
dipswitch/saklar tersebut diatur dalam keadaan off. setelah itu multimeter analog
diatur/diset untuk mengukur tegangan, kemudian kedua buah alat pendeteksi yang
terdapat di multimeter tersebut dihubungkan dengan keenam saklar tersebut dengan
cara mengetes saklar tersebut secara satu per satu tersebut, yang mana kutub positif dari
alat pendeteksi pada multimeter tersebut dihubungkan dengan kaki dipswitch yang on
dan yang kutub negative dihubungkan dengan kaki dipswitch yang off, setelah itu
saklar yang akan diukur tegangannya itu dinaikkan ( saklar dalam kondisi on ), pada
multimeter dilihat perubahan tegangan yang dihasilkan. Apabila tegangan yang
ditampilkan oleh multimeter sebesar 5 volt, maka saklar tersebut dinyatakan baik dan
dapat bekerja. Akan tetapi jika tegangan tidak berubah pada saat saklar dinaikkan
kekeadaan on ( tetap 0 volt ) maka saklar tersebut tidak dapat bekerja. Begitulah cara
untuk pengujian saklar-saklar berikutnya.
4.4 Pengujian Rangkaian Buzzer/Alarm
Untuk melakukan pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan 2 cara,
yakni :
1. Kabel Vcc dari Buzzer ( yang berwarna merah ) dihubungkan dengan
tegangan keluaran power supply sebesar 12 volt dc, kemudian kabel negatifnya ( kabel
yang berwarna hitam ) dihubungkan ke port 2, tepatnya di port 2.1 pada ic
menggunakan bahasa pemrograman BASCOM. Berikut adalah program yang
digunakan untuk menyalakan buzzer/saklarsebagai berikut:
Set P2.1 = 1
Yang artinya isikan logika 1 pada P2.1 maka buzzer/alarm akan menyala.
2. Kabel Vcc langsung dihubungkan dengan tegangan keluaran sebesar 12 volt
dc dari power supply, dan kemudian kabel negatif dari buzzer/alarm langsung
dihubungkan dengan tegangan negative dari tegangan keluaran dari power supply,
maka buzzer/alarm akan langsung menyala.
4.5 Pengujian Rangkaian Display LED
Untuk melakukan pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan
memasukkan langsung program menghitung pada ic mikrokontroller AT89S51 atau
dengan mencek satu per satu LED tersebut dengan menggunakan multimeter analog.
Pegujian rangkaian display led dengan cara memasukkan program dapat dilakukan
dengan langsung mengisikan program ke ic mikrokontroller AT89S51. Berikut
program yang diisikan :
If P1.2 = 0 then
Set P0.4
Incr detik3
Reset P0.4
Set P2.1
Detik3 = 0
End if
Keterangan dari program ini adalah if P1.2 =0 then artinya jikalau pada bagian port 1.2
saklar dalam keadaan low ( tidak aktif ) maka set P0.4 yang berarti aktifkan led pada
port p0.4, incr detik3 berarti tambahkan waktu ( dalam arti program menunggu sampai
ada perintah pada P1.2 dalam keadaan high baru waktu akan ditambahkan ). Else
menyatakan lain, yang berarti jikalau ada kondisi selain dari perintah yang dimasukkan,
maka reset P0.4 yang berarti non aktifkan led diport P0.4, dan selanjutnya aktifkan
alarm diport P2.1, detik3 = 0 artinya waktu mulai menghitung dari 0 sampai 3600 detik
dikarenakan ada perintah else yang berarti ada kemungkinan lain dari perintah yang
dituliskan sebelumnya.
4.6 Kelemahan Alat
Didalam pembuatan perangkat ini terdapat 2 kelemahan yang paling fatal seperti
diantaranya display led yang nyalanya kurang sempurna, dan buzzer terkadang sering
menyala dengan sendirinya. Hal yang menyebabkan terjadinya kelemahan ini adalah :
1. Solderan pada papan PCB ( printed circuit board ) yang kurang sempurna, yang
menyebabkan timah solderan tidak menempel seutuhnya sehingga kaki
komponen tidak menempel dengan sempurna papan PCB dan terkadang tidak
2. Adanya jalur rangkaian pada papan PCB (printed circuit board ) yang putus
sehingga ada beberapa komponen yang tidak bekerja.
3. Adanya jalur yang short ( terhubung ) yang diakibatkan terlampau rapatnya
jalur rangkaian, penggunaan jumper yang terlampau banyak dan ponyelderan
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pembuatan perangkat ini hingga pengujian dan pembahasan
perangkat ini, maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain :
1. Mikrokontroller AT89S51 digunakan sebagai komponen yang berfungsi untuk
menghitung waktu yang merupakan tujuan akhir dari pembuatan perangkat ini.
2. System penghitungan waktu dengan menggunakan IC Mikrokontroller
AT89S51 sebagai otak dari perangkat ini dan dengan memanfaatkan
komponen-komponen pendukung lainnya dapat memudahkan system penghitungan waktu
yang datanya diberikan secara acak ( random ).
3. Tampilan display led dan isyarat berupa suara dapat memudahkan untuk
mengetahui keadaan berakhir atau tidaknya perhitungan waktu.
5.2 Saran
Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan
saran untuk dapat melakukan perancangan lebih lanjut, yaitu :
1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan perangkat ini sehingga makin cerdas
dengan mengkombinasikan dengan komponen-komponen lain sehingga
perangkat ini dapat bekerja lebih baik lagi.
2. Agar perangkat atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya
perangkat ini diletakkan ditempat yang aman dan terlindungi sehingga
penggunaannya lebih efektif.
3. Untuk dimasa yang akan datang, agar perangkat ini dapat lebih ditingkatkan lagi
DAFTAR PUSTAKA
Malvino, Albert Paul, 2003. PRINSIP – PRINSIP ELEKTRONIKA, jilid 1, Edisi Pertama, Jakarta :
Salemba Teknik.
Owen, Bishop, 2002, DASAR – DASAR ELEKTRONIKA, Jakarta: Erlangga.
Samuel, C Lee, 1994, RANGKAIAN DIGITAL DAN RANCANGAN LOGIKA, Edisi ketiga, Jakarta :
Erlangga.
