LCD penampil data sensor untuk sistem telemetri multi tone - USD Repository

(1)

i

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh :

Henricus Rani Bayu Saputra NIM : 045114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

LCD DISPLAY FOR MULTI TONE

TELEMETRY SYSTEM

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the SARJANA TEKNIK Degree

in Electrical Engineering

by:

Henricus Rani Bayu Saputra Student number : 045114002

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

(6)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

“Life is a Journey, not a Guided Tour”

(Unknown)

“We can try to avoid making choices by doing nothing, but even that is a

decision”

(Gary Collins)

“

Karena siapa yang mempunyai, kepadanya akan diberi, tetapi siapa

yang tidak mempunyai,apapun juga yang ada padanya akan diambil dari

padanya

”

(Markus 4 : 25)

Kupersembahkan karya tulis ini kepada :

Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria

atas anugerah dan bimbingan-Nya...

Bapak Robertus Sagiran dan

Ibu Lusia Iriani, kalian orang tua

yang terhebat, yang slalu menjagaku

s’tiap waktu...

Kak Rita dan Suwar, Rini dan Maria

terima kasih atas semangat,

(7)

x

rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “LCD Penampil Data Sensor untuk Sistem Telemetri Multi Tone”

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan memperkaya wawasan berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika khususnya dan sains teknologi pada umumnya.

Pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bernadeta Wuri Harini, S.T., M,T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan perhatiannya selama kuliah di Universitas Sanata Dharma. 2. A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya selama penyusunan tugas akhir ini.

3. Martanto, S.T., M.T selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya selama penyusunan tugas akhir ini.

4. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. 5. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

6. Robertus Sagiran dan Lusia Iriani, yang selalu memberi kasih sayang, kesabaran dan semangat dalam menyelesaikan kuliah dan pengerjaan tugas akhir ini.

7. Saudaraku Agnes Rita Purwaningsih, Bernadeta Tri Listyarini dan Antonius Suwardi, terima kasih atas dorongan dan semangatnya.

(8)

xi

9. Teman-teman TE angkatan 2004 terima kasih atas dukungan dan kekompakannya.

10.Teman-teman seperjuangan, I Putu Eka Putra Wiantara, Supriyadi terima kasih atas semangat dan kerjasamanya.

11.Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Penulis dengan penuh kesadaran memahami dalam pembuatan tugas akhir ni masih banyak terdapat kekurangannya. Oleh karenanya sumbang saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan.Akhirnya penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya dan dunia elektronika umumnya.

Yogyakarta, 26 Februari 2009 Penulis

(9)

(10)

viii

Intisari

LCD penampil data sensor untuk sistem telemetri multi tone adalah sistem pendukung dari sistem telemetri termodulasi frekuensi dengan metode multitone yang merupakan alat ukur suhu udara, tekanan udara dan kelembaban udara.

LCD penampil data sensor ini akan menampilkan data sensor-sensor, sensor suhu dengan frekuensi 2kHz sampai 7kHz untuk suhu 150C sampai 950C, sensor tekanan udara dengan frekuensi 8kHz sampai 13kHz untuk tekanan udara 30kPa sampai 90kPa dan sensor kelembaban udara dengan frekuensi 14kHz sampai 19kHz untuk kelembaban udara 20% sampai 80%. LCD penampil data sensor ini terdiri dari 2 bagian yaitu pencacah frekuensi dan penampilan. Pada bagian pencacah frekuensi, ketiga data sensor dalam bentuk frekuensi itu akan dicacah dan dikonversi oleh mikrokontroler AT89S52 dan kemudian dikirim ke bagian penampilan (LCD). LCD yang dipakai adalah LCD grafik tipe ABG128064A dengan AT89S52 sebagai pengontrolnya. Data yang ditampilkan pada LCD grafik ini dalam bentuk grafik bar untuk tiap detiknya.

Dari hasil percobaan, didapat alat ini telah bekerja sesuai dengan perancangan. Hal ini dapat dibuktikan, dari hasil pengujian dengan data simulasi dari AFG untuk pengukuran suhu udara mampu menampilkan data suhu udara dari 00C sampai 1270C dengan frekuensi masukan dari 1100 Hz sampai 8150 Hz, untuk pengukuran tekanan udara mampu menampilkan data tekanan udara dari 0 kPa sampai 127 kPa dengan frekuensi masukan dari 5600 Hz sampai 15400 Hz dan untuk pengukuran kelembaban udara dari 20% sampai 80% dengan frekuensi masukan dari 14000 Hz sampai 19000 Hz.

Kata kunci : sistem telemetri, multi tone, LCD grafik.

(11)

ix

telemetry system. That is measure instrument of atmospheric temperature, atmospheric pressure and atmospheric humidity.

LCD display will present sensors data, atmospheric temperature sensor with frequency 2kHz until 7kHz for atmospheric temperature 150C until 950C, atmospheric pressure sensor with frequency 8kHz until 13kHz for atmospheric pressure 30kPa until 90kPa and atmospheric humidity sensor with frequency 14kHz until 19kHz for atmospheric humidity of 20% until 80%. LCD display consist of 2 part that is frequency counter and appearance. At part of frequency counter, third sensor data in the form of the frequency will be count and converted by mikrokontroler AT89S52 and then will be sent to part of appearance ( LCD). Used Graphic LCD type ABG128064A with AT89S52 as the controller. Data presented at this graphic LCD in the form of bar graphic for every second.

From result of experiments, this equipment has worked as according to scheme. This is provable from result of examination with simulation data from AFG for atmospheric temperature measurement can present atmospheric temperature data from 00C until 1270C with input frequency of 1100 Hz to 8150 Hz, for examination of atmospheric pressure measurement can present atmospheric pressure data from 0 kPa until 127 kPa with input frequency of 5600 Hz to 15400 Hz and for examination of atmospheric humidity from 20% until 80% with input frequency out of 14000 Hz to 19000 Hz.

(12)

xii DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii

INTISARI... viii

ABSTRAK... ix

KATA PENGANTAR... x

DAFTAR ISI... xii

DAFTAR GAMBAR... xv

DAFTAR TABEL... xviii

DAFTAR GRAFIK... xix

DAFTAR LAMPIRAN... xx

BAB I: PENDAHULUAN... 1

1.1. Judul ... 1

1.2. Latar Belakang Masalah... 1

1.3. Tujuan... 2

(13)

xiii

1.7. Metode Penelitian dan Pengambilan Data ... 4

1.8. Sistematika Penulisan... 5

BAB II: DASAR TEORI... 7

2.1. Saklar... 7

2.2.1. Push Button... 7

2.2.2. Rotary Switch... 8

2.2. Mikrokontroler AT89S52... 8

2.2.1. Fasilitas yang dimiliki AT89S52 ... 9

2.2.2. Diskripsi fungsi pin dari AT89S52... 10

2.2.3. Sistem Interupsi AT89S52... 12

2.2.4. Sistem Timer AT89S52 ... 14

2.2.5. On-chip Oscillator... 18

2.2.6. Reset ... 18

2.3. LCD (Liquid Crystal Display) ... 19

BAB III: PERANCANGAN... 24

3.1. Diagram Blok ... 25

3.1.1. Input unit... 26

3.1.2. Control unit... 27

3.1.3. Display unit... 27

3.2. Rancangan Perangkat Keras... 28

(14)

xiv

3.2.2. Rangkaian Osilator ... 30

3.2.3. Saklar Pemilih... 30

3.2.4. Data Masukan (data sensor) ... 31

3.2.5. Komunikasi antar Mikrokontroler ... 32

3.2.6. Komunikasi Mikrokontroler dengan LCD... 34

3.3. Bagan Alir Program ... 38

3.3.1. Suhu ... 42

3.3.2. Tekanan... 44

3.3.3. Kelembaban ... 45

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN... 55

4.1. Pembahasan Control Unit 1 ... 55

4.1.1 Proses Pencacahan Frekuensi masukan (frequency counter)... 55

4.1.2 Proses Perhitungan (konversi) ... 57

4.2. Pengujian Sistem Penampilan ... 62

4.2.1 Pembahasan Suhu ... 62

4.2.2 Pembahasan Tekanan Udara... 66

4.2.3 Pembahasan Kelembaban Udara ... 69

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN... 78

5.1. Kesimpulan ... 78

5.2. Saran... 79

DAFTAR PUSTAKA... 80

(15)

xv

Halaman

Gambar 2.1 Rotary switch... 8

Gambar 2.2 Konfigurasi kaki-kaki rotary switch... 8

Gambar 2.3 Konfigurasi pin AT89S52 ... 9

Gambar 2.4 Register Interrupt Enable... 12

Gambar 2.5 Register TCON ... 14

Gambar 2.6 Register TMOD... 15

Gambar 2.7 Register T2CON... 17

Gambar 2.8 Rangkaian Osilator... 18

Gambar 2.9 Konfigurasi tombol reset... 19

Gambar 2.10 LCD grafik ABG128064A ... 20

Gambar 2.11 Pemetaan LCD grafik ABG128064A ... 20

Gambar 2.12 Blok diagram LCD ABG128064A... 21

Gambar 2.13 Power supply LCD ABG128064A... 21

Gambar 3.1 Sistem telemetri... 24

Gambar 3.2 Diagram blok penerima... 25

Gambar 3.3 Diagram blok penampil data sensor ... 26

Gambar 3.4 Diagram blok input unit ... 27

Gambar 3.5 Bentuk tampilan pada LCD... 28

Gambar 3.6 Rangkaian reset ... 29

(16)

xvi

Gambar 3.8 Konfigurasi rangkaian saklar pemilih ... 31

Gambar 3.9 Konfigurasi rangkaian masukan data sensor... 32

Gambar 3.10 Rangkaian interface 2 mikrokontroler... 33

Gambar 3.11 Komunikasi AT89S52 dengan LCD grafik (A) ... 34

Gambar 3.12 Komunikasi AT89S52 dengan LCD grafik (B) ... 34

Gambar 3.13 Diagram alir utama... 38

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin cek pilihan... 39

Gambar 3.15 Diagram alir subrutin cacah 1 ... 40

Gambar 3.16 Diagram alir subrutin cacah 2. ... 41

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin hitung suhu... 43

Gambar 3.18 Diagram alir subrutin hitung tekanan... 45

Gambar 3.19 Peta LCD grafik ABG128064A ... 47

Gambar 3.20 Ukuran bentuk tampilan. ... 48

Gambar 3.21 Data bus LCD untuk grafik bar lebar 6 byte... 48

Gambar 3.22 Contoh pembentuk karakter huruf A... 49

Gambar 3.23 Diagram alir pengaktifan display ... 50

Gambar 3.24 Diagram alir penggambaran display ... 51

Gambar 3.25 Diagram alir utama proses penampilan... 51

Gambar 3.26 Diagram alir proses cek kode tampilan ... 52

Gambar 3.27 Diagram alir subrutin tampilkan data(A). ... 53

Gambar 3.28 Diagram alir subrutin tampilkan data (B). ... 54

Gambar 4.1 Rangkaian pengujian proses pencacahan ... 56

(17)

xvii

Gambar 4.5 Tampilan led hasil perhitungan data tekanan... 59

Gambar 4.6 Tampilan led hasil perhitungan data kelembaban(suhu 250C).. 60

Gambar 4.9 Tampilan pengukuran data suhu ... 62

Gambar 4.10 Tampilan pengukuran data suhu saat error... 66

Gambar 4.11 Tampilan pengukuran data tekanan... 66

Gambar 4.12 Tampilan pengukuran data tekanan saat error... 69

Gambar 4.13 Tampilan pengukuran data kelembaban (suhu 25o C)... 70

Gambar 4.16 Tampilan pengukuran data kelembaban udara dengan frekuensi masukan di bawah rentang frekuensi data kelembaban udara... 76

(18)

xviii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi tambahan pada port ... 10

Tabel 2.2 Fungsi kendali khusus pada port 3... 11

Tabel 2.3 Register IE (Interrupt Enable Register) ... 13

Tabel 2.4 Mode Kerja timer/counter... 15

Tabel 2.5 Mode-mode operasi Timer 2... 17

Tabel 2.6 Diskripsi pin pada LCD ABG128064A ... 21

Tabel 3.1 Mode operasi tombol pemilih ... 31

Tabel 3.2 Penggunaan port-port mikrokontroler 1... 33

Tabel 3.3 Penggunaan port-port mikrokontroler 2... 33

Tabel 3.4 Penggunaan port untuk LCD grafikal ... 37

Tabel 3.5 Konversi ke dalam bentuk data biner (suhu) ... 43

Tabel 3.6 Konversi ke dalam bentuk data biner (tekanan)... 45

Tabel 3.7 Konversi ke dalam bentuk data biner untuk suhu 25oC ... 46

Tabel 3.8 Konversi ke dalam bentuk data biner untuk suhu 35oC ... 46

(19)

xix

Halaman Grafik 4.1 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap suhu(1)... 63 Grafik 4.2 Grafik perbandingan frekuensi masukan dengan galat suhu

terukur pada LCD dan alat ukur suhu. ... 64 Grafik 4.3 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap suhu(2)... 65 Grafik 4.4 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap tekanan

udara(1) ... 67 Grafik 4.5 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap tekanan

udara(2) ... 68 Grafik 4.6 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap kelembaban

udara pada suhu 250C ... 71 Grafik 4.7 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap kelembaban

udara pada suhu 350C ... 73 Grafik 4.8 Grafik perbandingan frekuensi masukan terhadap kelembaban

(20)

xx

DAFTAR LAMPIRAN

(21)

1

1.1

Judul

LCD Penampil Data Sensor untuk Sistem Telemetri Multi tone.

1.2

Latar Belakang Masalah

Setiap tahun, perkembangan yang disebabkan oleh kemajuan alat komunikasi sangat pesat. Dampak yang muncul bagi perkembangan ilmu pengetahuan sangatlah besar dan penting selain untuk kebutuhan informasi, sistem komunikasi dapat juga digunakan dalam pengendalian jarak jauh dalam pentransmisian data.

Suatu informasi baik berupa data pengukuran atau hasil pengamatan dikirim dan diterima, kemudian diproses sangat membutuhkan sarana transmisi data yang cepat, akurat dan bisa dipindah – pindah. Sehingga untuk mengirim data dari tempat yang sulit dijangkau dapat dengan mudah diatasi. Pengiriman data dapat menggunakan berbagai media, yang salah satunya adalah dengan gelombang radio. Gelombang radio digunakan sebagai media transmisi karena bersifat fleksibel dan mempunyai rentang frekuensi yang cukup lebar. Selain itu juga mudah dipindahkan karena tidak terkait dengan jaringan kabel.

(22)

2

pengukuran sensor. Sisi pemancar membangkitkan frekuensi tone berdasar perubahan data keluaran sensor, frekuensi-frekuensi tersebut kemudian dijumlahkan untuk kemudian diumpankan pada modulator frekuensi [1]. Sisi penerima mengembalikan frekuensi diterima kemudian memisahkan kedua frekuensi dengan tapis pelewat jalur bawah (LPF) , tapis pelewat jalur atas (HPF), dan tapis pelewat bidang (BPF) [2]. Keluaran dari bagian penapis ini berupa frekuensi dengan jangkauan tertentu tiap sensornya. Di sinilah fungsi mikrokontroler sebagai pengkonversi sehingga data yang didapat berupa data biner. Selanjutnya data-data ini akan dikirim ke bagian penampil.

Bagian penampil akan menampilkan data pengukuran dalam bentuk grafik

bar dengan menggunakan sebuah LCD grafikal. Sehingga, data-data yang akan dikirim harus dikonversikan terlebih dahulu menjadi format data gambar[11]. Dengan adanya LCD sebagai penampil, diharapkan dapat diketahui hasil pengukuran dengan praktis dan mudah.

1.3

Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan alat ini adalah

1. Membuat hardware yang dapat menampilkan data-data dari tiga buah sensor ke LCD dalam bentuk grafik..

(23)

1.4

Perumusan Masalah

Dengan melihat tujuan dan latar belakang yang ada, maka permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara mengkonversikan/mengubah sinyal masukan berupa frekuensi menjadi sinyal keluaran berupa data biner?

2. Bagaimana pembacaan sinyal masukan ke input mikrokontroler? 3. Bagaimana membuat frekuensi counter ?

4. Bagaimana pengiriman data dari mikrokontroler ke LCD Grafikal?

1.5

Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1. Data masukan yang diterima mikrokontroler dari 3 buah sensor berupa frekuensi dengan rentang dari 2KHz sampai 19KHz.

2. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor suhu adalah 2KHz – 7KHz yang mewakili besarnya nilai suhu antara 150C – 950 C.

3. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor tekanan udara adalah 8KHz – 13KHz yang mewakili besarnya nilai tekanan antara 30 KPa – 90 KPa.

(24)

4

5. Digunakan 2 buah mikrokontroler, untuk pengkonversi data masukan yang berupa frekuensi dengan sistem pencacahan dan untuk proses penampilan..

6. Hasil pengkonversian akan ditampilkan ke LCD grafikal.

7. Ada 3 pilihan spesifikasi tampilan yaitu untuk suhu, tekanan atau kelembaban.

1.6

Manfaat

Adapun manfaat dari pembuatan alat ini adalah :

1. Sebagai salah satu bagian dari keseluruhan sistem telemetri termodulasi frekuensi dengan metode multitone.

2. Dapat digunakan untuk menampilkan data sensor ke LCD sehingga pembacaan data lebih mudah.

3. Sistem pengukuran yang dilakukan menjadi lebih praktis.

4. Sebagai dasar pengembangan untuk aplikasi lainnya yang lebih bervariasi.

1.7

Metode Penelitian dan Pengambilan Data

Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :

(25)

2. Melakukan dialog secara langsung dengan pembimbing tugas akhir. 3. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk

perancangan hardware.

4. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan agar dapat diketahui hasil secara realistis.

5. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori yang ada.

6. Mengambil kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang telah dilakukan.

1.8

Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini terbagi menjadi 5 bab yang disusun sebagai berikut :

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI

(26)

6

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini berisi tentang rancangan sistem pengkonversi data dengan mikrokontroler dan penampil data ke LCD grafikal, yang meliputi diagram blok, flow chart, penjelasan cara kerja secara singkat dan pemilihan komponen.

BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah dilakukan.

BAB V. PENUTUP

(27)

7

Penampil data sensor ini dibuat untuk menampilkan data hasil pengukuran beberapa parameter di suatu tempat yang dilakukan dengan sistem telemetri yaitu dengan menempatkan beberapa sensor di suatu tempat yang diinginkan (jarak jauh). Kemudian data hasil pengukuran ini dikirim dengan gelombang radio. Data tersebut akan diterima kemudian diolah dan ditampilkan di sebuah LCD grafikal. Tampilan di LCD ini adalah grafik bar. Untuk membangun sistem penampil data ini diperlukan saklar sebagai pemilih tampilan, mikrokontroler dan sebuah LCD grafikal. Mikrokontroler di sini berfungsi sebagai frequency counter karena akan mencacah data masukan yang berupa frekuensi. Hal-hal pendukung untuk membangun sistem tersebut akan dijelaskan sebagai berikut :

1.1

Saklar

Ada beberapa saklar yang digunakan, antara lain : 2.1.1 Push Button

Saklar ini dipakai untuk tombol reset mikrokontroler. Saklar push button

(28)

8

2.1.2 Rotary Switch

Saklar ini dipergunakan untuk operasi switching yang lebih kompleks, seperti yang terdapat pada osciloskop dan multimeter. Saklar ini juga sering disebut sebagai

wafer switch[3].

Gambar 2.1 Rotary switch.

SW1

SW ROTARY 2P-6W

13

2 3

6 4 5 8

9

1

10 11 12

7

14

Gambar 2.2 Konfigurasi kaki-kaki rotary switch.

1.2

Mikrokontroler AT89S52

(29)

berhubungan. Komponen – komponen tersebut adalah RAM, ROM, timer, komponen I/O paralel dan serial, dan interrupt kontroler[5].

Dalam perancangan ini, mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S52 buatan Atmel.

2.2.1 Fasilitas yang dimiliki AT89S52

Pada mikrokontroler AT89S52 mempunyai beberapa fitur standar yaitu memiliki 8K bytes flash memory, 256 bytes RAM, 32 jalur I/O, watchdog timer, dua

data pointer register, tiga timer/counter 16-bit, 6 sumber interupsi (dua buah interupsi eksternal, tiga buah interupsi internal dan satu buah interupsi port serial), port serial full-duplex, on-chip oscillator, dan untai clock. AT89S52 juga terdapat fasilitas ISP (In System Programming), yang artinya mikrokontroler ini mampu diprogram meskipun dalam kondisi bekerja. Mikrokontroler AT89S52 memakai pin MOSI, MISO, dan SCK untuk flash programming (mengisi program). Gambar 2.3 memperlihatkan konfigurasi 40 kaki IC AT89S52.

(30)

10

2.2.2 Deskripsi fungsi pin dari AT89S52 : a. Port 0 (pin 32-39).

Merupakan port I/O bertipe open drain bidirectional. Port 0 dapat dikonfigurasikan sebagai bus alamat/data bagian rendah saat proses pengaksesan memori data dan program eksternal.

b. Port 1 (pin 1-8).

Merupakan port I/O dwi-arah yang dilengkapi dengan pullup internal. Port 1 juga menerima alamat bagian rendah (low byte) selama proses pemrograman dan verifikasi flash. Beberapa pin port 1 ini memiliki fungsi tambahan, yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1 Fungsi tambahan pada port 1.[6]

Port pin Fungsi

P1.0 T2 (masukan cacahan eksternal untuk Timer/Counter 2)

P1.1 T2EX (masukan picu untuk Timer/Counter 2)

c. Port 2 (pin 21-28).

Merupakan port I/O dwi arah di mana akan memberikan byte alamat bagian tinggi (high byte) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan selama pengaksesan memori data eksternal.

d. Port 3 (pin 10-17).

(31)

Tabel 2.2 Fungsi kendali khusus pada port 3.[6][7] Port pin Fungsi

P3.0 RXD (port masukan serial) P3.1 TXD (port keluaran serial) P3.2 _INT₀_{(interupsi eksternal 0)} P3.3 _INT₁_{(interupsi eksternal 1)}

P3.4 T0 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 0) P3.5 T1 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 1) P3.6 _WR_{(sinyal tanda baca memori data eksternal)} P3.7 _RD_{(sinyal tanda tulis memori data eksternal)}

e. PSEN (Program Store Enable, pin 29).

PSEN merupakan sinyal tanda baca untuk memori program eksternal.

f. ALE/PROG (Address Latch Enable, pin 30). Sinyal keluaran ALE menghasilkan pulsa-pulsa untuk mengunci byte rendah (low byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa program(PROG) selama pemrograman.

g. EA/VPP (External Access Enable, pin 31). Saat mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksternal lokasi 0000h hingga FFFFh maka kaki ini harus dihubungkan ke ground. Sedangkan jika untuk mengakses program secara internal maka harus dihubungkan ke VCC.

h. RST (Reset, pin 9).

(32)

12

i. VCC (pin 40).

Berfungsi sebagai pin masukan suplai tegangan mikrokontroler. j. GND (kaki 20).

Digunakan sebagai pin masukan ground mikrokontroler. k. XTAL (kaki 18 dan 19).

Sebagai masukan dari rangkaian osilator.

2.2.3 Sistem Interupsi AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 menyediakan enam sumber interupsi. Dua interupsi eksternal (External Interrupt) yang berasal dari kaki INT0 dan INT1, tiga interupsi Pewaktu (Timer Interrupt) yang berasal dari Timer 0, Timer 1 dan Timer 2 dan sebuah interupsi Port Serial (Serial Port Interrupt) yang berasal dari bagian penerima dan bagian pengirim port Serial.

Semua sumber permintaan interupsi yang dibahas di atas, masing-masing bisa diaktifkan atau di-non-aktifkan secara tersendiri lewat bit-bit register IE (Interrupt Enable Register) dalam SFR. Jika isinya ’1’ artinya bit aktif(enable interrupt) sedangkan ’0’ artinya bit pasif (disable interrupt). Gambar 2.4 menunjukkan register IE pada mikrokontroler AT89S52.

(33)

Fungsi-fungsi register IE dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut ini : Tabel 2.3 Register IE (Interrupt Enable Register)[6]

Simbol Posisi Fungsi

EA IE.7 Untuk mematikan dan menghidupkan seluruh interupsi secara serentak.

- IE.6 Cadangan ATMEL seri berikutnya ET2 IE.5 Bit aktivasi interupsi timer 2

ES IE.4 Bit aktivasi interupsi Port Serial/SPI dan UART. ET1 IE.3 Bit aktivasi interupsi timer 1

EX1 IE.2 Bit aktivasi interupsi external 1 ET0 IE.1 Bit aktivasi interupsi timer 0 EX0 IE.0 Bit aktivasi interupsi external 0

Pin IE7 digunakan sebagai kontrol utama bagi interupsi-interupsi yang lain. Bila bit ini bernilai ’0’, maka apapun kondisi bit lain dalam register ini, semua interupsi tidak akan dilayani. Oleh karena itu untuk mengaktifkan salah satu interupsi, bit ini harus bernilai ’1’. Pin IE5 dipergunakan untuk bit aktivasi interupsi

timer 2, Pin IE4 dipergunakan sebagai bit aktivasi interupsi port serial(SPI dan UART), apabila aktif maka interrupt akan terjadi setiap ada data yang masuk ataupun keluar melalui port serial yang membuat Flag RI (Receive Interrupt Flag) ataupun TI (Transmit Interrupt Flag) bernilai 1. Pin IE3 dan IE1 digunakan untuk

(34)

14

2.2.4 Sistem Timer AT89S52

Pada AT89S52 memiliki 3 buah timer yaitu timer 0, timer 1 dan timer 2 yang merupakan Timer/counter 16-bit.

a. Timer 0 dan Timer 1

Timer 0 dibentuk dengan register TL0 (timer 0 low byte,alamatnya pada RAM internal adalah 6AH) dan register TH0 (timer 0 high byte, alamatnya 6BH). Sedangkan timer 1 dibentuk dengan register TL1 (timer 1 low byte, alamatnya 6CH) dan register TH1 (timer 1 high byte, alamatnya 6DH).

Untuk mengatur kerja timer/counter dipakai 2 register tambahan yang dipakai bersama oleh timer 0 dan timer 1. Register tambahan tersebut adalah register TCON (timer control register, alamatnya 88H dan bisa dialamat secara bit) dan register TMOD (timer mode register, alamatnya adalah 89H).

Gambar 2.5 Register TCON[7]

TF1/TF0 : sebagai bit flag penampung overflow timer 1/timer 0.

TR1/TR0 : sebagai bit pengatur aktif tidaknya timer 1/timer 0.

(35)

Gambar 2.6 Register TMOD[7]

Timer/counter akan bekerja Jika TRx (TR1 atau TR0, dalam TCON) bernilai ’1’ dan gate bernilai ’1’. C/T sebagai bit selektor untuk memilih

timer atau counter dan gate merupakan pengatur saluran sinyal clock. M1/M0 digunakan sebagai bit pemilih mode kerja timer.

Tabel 2.4 Mode Kerja timer/counter[7]

Pada mode 0, mode 1 dan mode 2, timer 0 dan timer 1 masing-masing bekerja sendiri, artinya bisa dibuat timer 0 bekerja pada mode I dan timer 1

bekerja pada mode 2, atau kombinasi mode lainnya sesuai dengan keperluan. Berikut ini mode-mode operasi sistem timer pada AT89S52:

a. Mode 0 (pencacah biner 13-bit)

Timer/Counter bekerja sebagai pencacah 13-bit, yaitu pada TLx(bisa TL0 dan TL1) sebagai pencacah 5-bit dan limpahan dari pencacah biner 5-bit ini dihubungkan ke THx(bisa TH0 dan TH1) sebagai pencacah 13-bit. Limpahan dari pencacah 13-bit ini ditampung di TFx(bisa TF0 dan TF1) yang berada pada register TCON. Saat

M1 M0 Mode kerja

0 0 0 Pencacah biner 13 bit 0 1 1 Pencacah biner 16 bit

1 0 2 8 bit auto reload timer/counter

(36)

16

terjadi limpahan (dari 1FFFh ke 0000h) maka flag interupsi Timer 1 (TF1) akan diset (=’1’). Masukan pencacah (baik dari eksternal (Tx) maupun internal (1/2 F.osc)) diaktifkan jika TRx berlogika tinggi (‘1’) dan gate berlogika rendah (‘0’) atau INTx berlogika tinggi.

b. Mode 1 (pencacah biner 16-bit)

Mode ini sama dengan mode 0, hanya saja register TLx dipakai sepenuhnya sebagai pencacah biner 8-bit, sehingga kapasitas pencacah biner yang terbentuk adalah 16-bit. Seiring dengan sinyal clock, kondisi pencacah biner 16-bit dimulai dari 0000h sampai FFFFh, kemudian kembali menjadi 0000h (pada saat itu terjadi sinyal overflow pada TFx). c. Mode 2 (pencacah biner 8-bit reloaded)

TLx dipakai sebagai pencacah biner 8-bit, sedangkan THx dipakai untuk menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx setiap kali kondisi TLx melimpah (overflow) atau berubah dari FFh menjadi 00h. Dengan cara ini bisa diperoleh sinyal overflow yang frekuensinya bisa ditentukan oleh nilai yang disimpan dalam THx.

d. Mode 3 (Gabungan pencacah 16-bit dan 8-bit)

(37)

dengan TH0 dimana TH0-lah yang mengendalikan interupsi timer 1 (TF1)[6].

b. Timer 2

Timer 2 adalah sebuah Timer/Counter 16-bit. Ini merupakan tambahan kemampuan, selain itu terdapat 5(lima) register fungsi khusus (SFR) tambahan yaitu register-register TL2 dan TH2, register kontrol timer T2CON dan register-register capture RCAP2L dan RCAP2H.

Gambar 2.7 Register T2CON[6]

Jenis mode operasi untuk timer 2 ditentukan oloh bit C/T2 pada SFR T2CON. Timer 2 terdiri dari 2 buah register 8-bit, TH2 dan TL2. Saat berfungsi sebagai timer, register TL2 akan meningkat setiap siklus mesin. Berikut ini adalah mode operasi untuk timer 2[7].

Tabel 2.5 Mode-mode operasi Timer 2 [6][7] RCLK/TCLK CP/RL2 TR2 Mode

0 0 1 Isi-ulang 16 bit

0 1 1 Capture 16 bit

1 X 1 Generator baud-rate

(38)

18

2.2.5 On-chip Oscillator

Mikrokontroler AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan XTAL2. Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk menstabilkan sistem. Gambar 2.8 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan mikrokontroler AT89S52. Jika sumber detak yang digunakan adalah kristal maka besar kapasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada datasheet. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan 2 kapasitor 30 pico-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler[12].

XTAL1 (pin 19)

C1

C2

XTAL2 (pin 18)

XTAL

Gambar 2.8 Rangkaian osilator [6][7]

Nilai baudrate pada komunikasi serial ditentukan oleh kristal yang digunakan, karena berpengaruh pada jumlah limpahan timer. Perhitungan baudrate

sesuai dengan persamaan 2.1.

1 Limpahan Laju

32 2SMOD

timer

baudrate = × ………...………(2.1)

2.2.6 Reset

(39)

VCC

+

C4

SW1 R5

VCC

MIKROKONTROLER

R4

Gambar 2.9 Konfigurasi tombol reset

Bila tombol reset tidak ditekan, maka pin RST akan mendapat masukan logika low, sehingga mikrokontroler akan bekerja normal. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan kapasitor. Waktu pengosongan kapasitor dapat dihitung sebagai berikut:

T = R × C...(2.2)

1.3

LCD (Liquid Crystal Display)

LCD atau Liquid Crystal Display bekerja dengan menggunakan komponen kristal cair yang berada di antara cair dan padat. Dengan memberikan arus listrik akan membuat kristal cair ini saling melepaskan lilitannya ke dalam bermacam sudut, tergantung dari besarnya arus listrik. Ini membuat kristal memberi jalan pada cahaya yang masuk menuju panel atau memblok cahaya itu sendiri.. Proses ini hampir mirip dengan menghidupkan dan mematikan cahaya lampu. Sebuah saluran di belakangan panel yang dapat memproduksi cahaya lebih terang jika diberi sedikit cahaya (fluorescent) menjadi sumber pencahayaan. Baik kristal yang kena maupun tidak kena cahaya menciptakan pixel yang jika diakumulasikan dapat menampilkan

(40)

20

Gambar 2.10 LCD grafik ABG128064A [9]

Gambar 2.11 Pemetaan LCD grafik ABG128064A [11]

Pada perancangan, LCD yang digunakan adalah LCD ukuran 128 × 64 dot seperti terlihat pada gambar 2.10, yang artinya LCD ini memiliki kolom 128 dot dan baris 64 dot (gambar 2.11). LCD ini bertipe grafik, maka untuk menampilkan teks, karakter harus dikonversikan terlebih dahulu menjadi format data gambar. Display ini dibagi menjadi dua kontroler, masing - masing mengendalikan 64x64 pixel. Setiap kontroler dibagi lagi menjadi 8 halaman (page), dan masing-masing halaman terdapat 64 byte[11]. Supply tegangan yang diperlukan untuk LCD grafik ini adalah 5 volt seperti pada gambar 2.13.

64 bit 64 bit

Page 0

Controller 1 Controller 2

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 64 bit Page 1

Page 2

Page 3

Page 4 Page 5

Page 6

(41)

Gambar 2.12 Blok diagram LCD ABG128064A [10]

Gambar 2.13 Power Supply LCD ABG128064A [10]

Tabel 2.6 Diskripsi pin pada LCD ABG128064A[10]

Pin–pin pada LCD ABG128064A adalah sebagai berikut:

(42)

22

b. Pin 2 (VDD) :tegangan +5Volt untuk catu LCD.

c. Pin 3 (V0) :tegangan pengatur kontras LCD. Tegangan maksimum sebesar 0 volt.

d. Pin 4 (RS) :Register Select, pin pemilih register yang akan diakses.

e. Pin 5 (R/W) :Read/Write, mode baca atau tulis LCD. f. Pin 6 (E) :Enable, pin untuk mengaktifkan clock LCD. g. Pin 7-14 (DB0-DB7) :jalur bus data.

h. Pin 15 (/CS1) :merupakan sinyal pemilihan untuk bagian kiri dari panel.

i. Pin 16 (/CS2) :merupakan sinyal pemilihan untuk bagian kanan dari panel.

j. Pin 17 (/RST) :Reset, pin untuk me-reset LCD. k. Pin 18 (VEE) :tegangan output negatif.

l. Pin 19 (LEDA) :tegangan positif backlight modul LCD. m. Pin 20 (LEDK) :tegangan negatif backlight modul LCD.

LCD yang digunakan pada perancangan ini adalah LCD Module

ABG128064A. Pada LCD ini terdiri dari 8 jalur data, 6 jalur kendali dan fasilitas pengaturan kontras serta backlight. LCD ini dapat dikendalikan dengan mikrokontroler atau mikroprosesor. Deskripsi pin pada LCD Module ABG128064A:

(43)

b. RS (register select), merupakan pin yang dipakai untuk membedakan jenis register yang digunakan pada LCD. Jika RS berlogika ‘0’, maka register yang dipakai adalah register perintah (instruction register). Jika RS berlogika ‘1’, maka register yang dipakai adalah register data (data register).

c. R/W (read/write), merupakan pin yang digunakan untuk mengaktifkan pengiriman dan pengambilan data ke dan dari LCD. Jika R/W berlogika ‘0’, maka akan diadakan pengiriman atau penulisan data ke LCD. Jika R/W berlogika ‘1’, maka akan diadakan pengambilan atau pembacaan data dari LCD.

d. E (enable), merupakan sinyal sinkronisasi. Saat E berubah dari logika ‘1’ ke ‘0’, maka data di DB0 s/d DB7 akan diterima atau diambil dari port mikrokontroler.

e. /CS1 (Chip Select), merupakan sinyal pemilihan untuk panel bagian kiri. Jika /CS1 berlogika ’0’ maka panel bagian kiri yang aktif.

f. /CS2 (Chip Select), merupakan sinyal pemilihan untuk panel bagian kanan. Jika /CS1 berlogika ’0’ maka panel bagian kanan yang aktif.

g. /RST (Reset), merupakan sinyal untuk me-reset LCD. Jika /RST berlogika ’0’ maka LCD akan reset.

(44)

24

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Sistem telemetri ini sebagai suatu sistem pengukuran suatu parameter dari

jarak jauh. Seperti pada gambar 3.1, sistem ini terdiri dari dua bagian besar yaitu

bagian pemancar dan penerima. Pada perancangan dibutuhkan beberapa bagian

sebagai berikut, di bagian pemancar terdiri dari tiga buah sensor, pengondisi sinyal,

VCO, pengubah dari gelombang kotak ke gelombang sinusoidal, rangkaian summing

dan sebuah pemancar FM. Bagian penerima terdiri dari bagian rangkaian penerima

FM, rangkaian filter, pengubah dari gelombang sinusoidal ke gelombang kotak,

clamper, buffer, rangkaian mikrokontroler sebagai pengkonversi, LCD dan

PC(Personal Computer) seperti pada gambar 3.2.

Dalam pembuatan dasar kerja alat “LCD Penampil Data Sensor” ini

diperlukan perancangan perangkat keras maupun perangkat lunak. Perancangan

peralatan yang dibuat meliputi penyusunan diagram blok, rancangan perangkat keras

dan bagan alir program (flow chart).

Gambar 3.1 Sistem telemetri.

(45)

Gambar 3.2 Diagram Blok Penerima

3.1

Diagram Blok

Diagram blok “ LCD Penampil Data Sensor ” dapat ditunjukkan pada gambar

3.3.

PENERIMA

MIKROKONTROLER

PC

LCD

HUB

PC

(46)

26

Gambar 3.3 Diagram blok penampil data sensor.

Berdasarkan gambar 3.3, diagram blok LCD penampil data sensor ini terdiri dari :

3.1.1 Input unit

Input unit di sini berupa data masukan dari sensor dan tombol pilihan. Data

masukan dari sensor ini berupa frekuensi. Tombol pilihan ada 3 buah meliputi untuk

suhu, kelembaban dan tekanan.

Control unit 2 suhu

tekanan

kelembaban

Display unit

saklar pemilih Input unit

µC 1 (pencacah)

Control unit 1

µC 2 (penampil)

11

14

1

(47)

Gambar 3.4 Diagram blok bagian masukan.

3.1.2 Control unit

Control unit terletak pada mikrokontroler yang digunakan, untuk pencacahan

dan pengkonversian data masukan serta untuk pengontrol LCD dalam menampilkan

data pengukuran dalam bentuk grafik bar.

3.1.3 Display unit

Display unit terdiri dari sebuah LCD. Menampilkan hasil akhir dari

pengukuran 3 buah parameter. LCD ini akan menampilkan data sensor sesuai dengan

tombol pilihan yang ditekan. Data yang ditampilkan berupa grafik bar. Perubahan

data sensor tiap detiknya akan ditampilkan di LCD.

µc 1

Data kelembaban Data suhu

Data tekanan

P 3.4

Tombol 1

Tombol 2

Tombol 3

(48)

28

Gambar 3.5 Bentuk tampilan pada LCD.

3.2

Rancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras untuk bagian “Penampil data sensor ke LCD”

ini terbagi 5 bagian, yaitu :

3.2.1 Rangkaian Reset AT89S52

Reset digunakan untuk mengembalikan keseluruhan sistem ke keadaan awal.

Rangkaian reset mikrokontroler AT89S52 dikonfigurasi seperti gambar 3.6. Pin reset

dihubungkan dengan saklar tekan, sebuah hambatan dan kapasitor. Reset ini akan

aktif bila pin RST diberi logika high selama 2 µs. Bila tombol reset tidak ditekan

maka pin RST akan mendapat masukan logika low, sehingga sistem akan bekerja

normal. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan P

I L I H A N

(49)

kapasitor, sehingga waktu reset minimal 2 µs dapat dipenuhi, rumusan waktu

pengosongan kapasitor adalah:

C4 R4

T= × ………(3.1)

Pada perancangan dipilih waktu pengosongan sebesar 100 ms dengan asumsi

waktu reset telah memenuhi, bila nilai R4 dipilih 10 kΩ, maka nilai C4 adalah

4 000 . 10 1 ,

0 = ×C

C4 = 10 µF

Saat tombol pushbutton ditekan, reset akan bekerja manual dan menyebabkan

pin reset berlogika high. Namun saat tombol dilepaskan, pin reset akan berlogika

low. Jika dimisalkan, logika high untuk mengaktifkan pin reset sebesar 4,9 volt dan

R4 bernilai 10KΩ, maka besarnya R5 dapat dicari dengan persamaan berikut ini

VCC R

R R

VRESET ×

+ = 5 4 4 ...(3.2)

(

)

(

)

(

)

Ω ≈ Ω = − × = − × = × = × + 200 204 5 9 , 4 9 , 4 5 10 5 4 5 4 5 4 R K R V V VCC R R VCC R V R R RESET RESET RESET VCC + C4 SW1 R5 VCC MIKROKONTROLER R4

(50)

30

3.2.2 Rangkaian Osilator

Osilator on-chip digunakan sebagai sumber detak (clock) untuk

mikrokontroler. Penentuan Osilator yang digunakan dapat berpengaruh dalam

penggunaan baud rate untuk kecepatan pengiriman data dalam komunikasi serial.

Rangkaian osilator ini terdiri dari dua kapasitor dan sebuah kristal. Dalam

perancangan ini resonator kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz yang dapat

memberikan instruksi cycle time (waktu 1 siklus) sebesar 1 µs. Satu siklus mesin

mikrokontroler ini dikerjakan dalam 12 periode osilator. Sesuai dengan yang ada di

data sheet, jika dipakai kristal maka kapasitor yang digunakan sebesar 30 pF.

3.2.3 Saklar Pemilih

Sebuah saklar rotary switch digunakan untuk memilih data mana yang ingin

ditampilkan. Saklar jenis ini mempunyai 2 buah keluaran yang tiap masing-masing

keluaran mempunyai 6 buah masukan.

SW1

SW ROTARY 2P-6W

13

2 3

6 4 5 8

9

1

10 11 12

7

14

Gambar 3.7 Konfigurasi kaki-kaki rotary switch.

Dipakai 3 buah masukan, masing-masing untuk suhu, tekanan dan

kelembaban. Untuk keluarannya dihubungkan dengan pin masukan timer 0. Seperti

penjelasan pada bab II, jika reset ditekan akan menuliskan logika ‘1’ ke semua port keluaran B

keluaran A

(51)

sehingga port 0, 1, 2 dan 3 secara otomatis terkonfigurasi sebagai masukan yang

berimpedansi tinggi. Jika tidak dihubungkan kemana-mana (floating) program akan

membaca kaki port sebagai logika ‘1’ karena adanya pullup internal. Dengan

demikian masukan saklar pemilih disambung ke ground. Rangkaian antarmuka

saklar pemilih dengan mikrokontrolernya ditunjukkan pada gambar 3.8.

SW1

SW ROTARY 2P-6W

13

2 3

6 4 5 8

9

1 10

11 12

7

14

data suhu data tekanan P 1.6

P 1.5

R1

P 1.7

data kelembaban

Gambar 3.8 Konfigurasi rangkaian saklar pemilih.

Tabel 3.1 Mode operasi tombol pemilih.

Port1.5 Port1.6 Port1.7 Mode

0 1 1 Suhu

1 0 1 Tekanan

1 1 0 Kelembaban

3.2.4 Data Masukan(data sensor)

Data masukan dihubungkan dengan port P3.4 dan port P3.5 yang merupakan

masukan untuk timer 0 dan timer 1. Data masukan berupa frekuensi. Di sinilah

fungsi mikrokontroler bekerja sebagai pengkonversi data masukan dengan sistem

pencacahan. Untuk pengukuran kelembaban, suhu lingkungan juga berpengaruh

terhadap besarnya kelembaban, sehingga saat pengukuran kelembaban ada 2 data

(52)

32

Tiap frekuensi yang masuk akan mewakili besarnya parameter yang diukur.

Pada mikrokontroler inilah dimana dengan data masukan berupa frekuensi akan

dikonversi menjadi data biner. Data inilah yang akan dikirim ke bagian penampilan

(mikrokontroler 2).

P 1.6

R1 SW1

SW ROTARY 2P-6W

13 2 3 6 4 5 8 9 1 10 11 12 7 14 P 1.7 P 1.5 data suhu U1 AT89S52 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 GN D PSEN ALE/PROG EA/ VPP VC C P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 data tekanan data kelembaban

Gambar 3.9 Konfigurasi rangkaian masukan data sensor.

3.2.5 Komunikasi antar mikrokontroler.

Komunikasi yang dipakai di sini adalah komunikasi paralel. Data yang

dikirim 11 bit, 8 bit untuk data hasil konversi memakai port P2 dan 3 bit untuk kode

tampilan memakai port P0.0 – P0.2. Mikrokontroler pertama mengirim hasil cacahan

dan kode tampilan dan mikrokontroler kedua menampilkannya ke LCD grafik dalam

(53)

5V R4 +C5 saklar pemilih U1 AT89S52 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 GN D PSEN ALE/PROG EA/ V PP VC C P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 5V Y 1 U1 AT89S52 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 GN D PSEN ALE/PROG EA/ V PP VC C P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 indikasi + C3 5V R3 5V R2 data sensor C2 C2 SW2 SW1 5V

Y 1 C1

C1

5V

R5

Gambar 3.10 Rangkaian interface 2 mikrokontroler.

Tabel 3.2 Penggunaan port-port mikrokontroler 1 AT89S52.

Port Fungsi Keterangan

P 3.4 & P 3.5 Masukan data suhu, tekanan, kelembaban

Input

P 1.5 – P 1.7 Saklar pemilih Input

P 0.0 – P 0.7 Pengiriman data Output

P 2.0 – P 2.2 Kode tampilan Output

P 2.3 – P 2.5 Indikasi suhu pada kelembaban Output

Tabel 3.3 Penggunaan port-port mikrokontroler 2 AT89S52.

Port Fungsi Keterangan

P 1.0 – P 1.7 Data tampilan Input

P 0.0 – P 0.2 Kode tampilan Input

P 3.0 – P 3.5 Kontrol LCD Output

(54)

34

3.2.6 Komunikasi mikrokontroler dengan LCD

Port-port yang digunakan adalah port P2 dan port P3. Port P2 merupakan

jalur pengiriman data, untuk data register maupun instruction register. Port

P3.0-P3.5 merupakan jalur untuk control bus yang berfungsi untuk untuk

mengatur/mengendalikan kerja LCD.

R5 C2 5V + C3 Y 1 5V 5V R3 1 3 2 R2 C1 R1 1 3 2 U1 AT89S52 9 18 19 20 29 30 31 40 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 GN D PSEN ALE/PROG EA /VP P VC C P1.0/T2 P1.1/T2-EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 SW1 J1 CON20 VSS VDD VO RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS1 CS2 RST VEE LED. A LED. B 5V R4 5V

Gambar 3.11 Komunikasi AT89S52 dan LCD grafikal(A).

J2 CON20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 CS1 CS2 RST VEE LED.A LED.K

(55)

Inisialisasi yang dilakukan pada LCD yaitu:

a. display on/off = mengatur display ON atau OFF.

DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

L L H H H H H L/H

L = display off

H = display on

b. set address = mengatur alamat Y (koordinat arah horizontal)

DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L H Y adrresss ( 0-63 )

c. set page = mengatur alamat X (alamat page)

DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 H L H H H Page ( 0-7 )

d. display start line = mengindikasikan RAM data display.

H H Display start line ( 0-63 )

e. write data = menulis data (DB0 – DB7) ke dalam RAM data display.

Setelah menulis instruksi alamat Y naik satu.

RS R/W H L

f. read data = membaca data (DB0 – DB7) dari RAM data display ke dalam

data bus.

(56)

36

Pemakaian resistor pada LCD terdiri dari :

¾ Untuk pengaman led backlight LCD

volt V mA typ I BL BL 5 150 ) ( = = BL BL BL I V

R = ………(3.3)

Ω = = 3 , 33 150 5 BL BL R mA volt R

Dipakai potensiometer sebesar 1kΩ.

¾ Untuk pengaman LCD

volt V mA I LCD LCD 5 3 2 = − = LCD LCD LCD I V

R = ...(3.4)

Jika diambil ILCD=2,5mA maka

Ω = = K R mA volt R LCD LCD 2 5 , 2 5

Dipakai resistor RLCD sebesar 2KΩ.

¾ Untuk pengaturan kontras LCD

Dari data sheet, untuk pengaturan kontras ini dipakai Variable Resistor

(57)

Tabel 3.4 Penggunaan port untuk LCD grafikal.

No Pin Port

1 RS(register select) Port 3.0

2 R/W(read/write) Port 3.1

3 E(enable) Port 3.2

4 CS1(chip select 1) Port 3.3

5 CS2(chip select 2) Port 3.4

6 RST(reset) Port 3.5

7 DB0(data bus 0) Port 2.0

Jika dibedakan secara fungsi tiap jalurnya menjadi 2 jenis, yaitu

a. Control bus

Control bus berfungsi untuk untuk mengatur/mengendalikan kerja LCD. Terdiri

dari 6 buah jalur yaitu RS(register select), R/W(read/write), E(enable), CS1(chip

select 1), CS2(chip select 2) dan RST(reset).

b. Data bus

Data bus adalah bus/jalur yang digunakan untuk pengiriman data yang ingin di

tampilkan di LCD. Seperti pada penjelsan pada bab 2, karena LCD ini bertipe grafik

maka untuk mengirimkan data ke LCD harus diubah dulu ke format data gambar.

(58)

38

3.3

Bagan Alir Program

Secara garis besar, sistem ini dapat digambarkan seperti pada gambar 3.13.

Sistem ini memakai 2 buah mikrokontroler.

mula i

ce k piliha n

hitung

konve rsi ke form at data ga m ba r

ta mpilka n

s e le s a i

ca ca h da ta m a suka n

kirim da ta

Gambar 3.13 Diagram alir utama.

µC 1

(59)

Proses yang pertama kali dilakukan adalah cek pilihan, apakah ingin

menampilkan data suhu, tekanan atau kelembaban. Port yang dipakai adalah port

P 1.5 – P 1.7. Kemudian dikirimkan kode tampilan untuk masing-masing pilihan.

mulai

Y Y Y

T T T

P 2.0 = "0" P 2.1 = "0" P 2.2 = "0"

inisia lisa si

D

P 1.5 = 0? P 1.6 = 0? P 1.7 = 0?

cacah_1 cacah_1 ca ca h_2

A B C

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin cek pilihan.

Setelah cek pilihan, kemudian dilanjutkan proses pencacahan. Data masukan

cacahan adalah gelombang kotak dengan amplitudo masukan ± 5 volt. Pada proses

pencacahan ini dipakai 3 buah timer yaitu timer 0, timer1 dan timer 2. Timer 0 dan

timer 1 sebagai counter yang dioperasikan dalam mode 16-bit. Dan timer 2 sebagai

timer 1 detiknya. Counter (timer 0 dan timer 1) akan aktif selama 1 detik, ini

(60)

40

data TH0 dan TL0 akan disimpan pada variabel H dan variabel L sedangkan untuk

subrutin cacah 2, data TH0 dan TL0 akan disimpan pada variabel H dan variabel L,

dan untuk TH1 dan TL1 pada variabel T dan variabel R. Gambar 3.15 dan gambar

3.16 adalah diagram alir subrutin cacah 1 dan cacah 2.

a ktif T0 a ktif T2

s uda h 1 de tik?

TH0 => H TL0 => L TH0 = 00h, TL0 = 00h TH2 = 3Ch, TL2 = B0h

TMOD = 0Dh

selesai

da ta TH0 dis impa n di va ria be l H da ta TL0 dis im pan di va ria be l L mula i

timer 0 = counter 16-bit

T2CON=01h timer 2 = timer 16-bit

non a ktif T0 non a ktif T2

(61)

a ktif T0 a ktif T1 a ktif T2

s uda h 1 de tik?

TH0 => H TL0 => L TH0 = 00h, TL0 = 00h TH1 = 00h, TL1 = 00h TH2 = 3Ch, TL2 = B0h

TMOD = DDh

selesai

da ta TH0 disimpa n di va ria be l H da ta TL0 dis im pa n di va ria be l L mula i

timer 0 = counter 16-bit timer 1 = counter 16-bit

T2CON = 01h timer 2 = timer 16-bit timer 1 detik

da ta TH1 dis impa n di va ria be l T da ta TL1 dis impa n di va ria be l R non a ktif T0

non a ktif T1 non a ktif T2

TH1 => T TL1 => R

(62)

42

Setelah proses pencacahan, data di masing-masing variabel akan dihitung

(dikonversi) agar memudahkan dalam proses penampilan. Dengan menggunakan

rumus regresi linier akan didapatkan hasil seperti di bawah ini.

3.3.1 Suhu

Proses pengkonversian untuk data suhu menggunakan rumus regresi linier.

Berdasarkan tabel data pengukuran sensor suhu LM335 (lampiran 4 tabel L-10),

frekuensi untuk suhu 150C sampai 950C adalah 2020 Hz sampai 6317 Hz. Dari tabel

L-1 dan dengan rumus regresi linier, akan didapatkan persamaan sebagai berikut :

( )

(

)

(

)

(

)

(

)

x x a a y x a y a x x n y x y x n a y x x x n y x y x diketahui i i i i i i i i i i i i . 01824031 , 0 488077 , 20 . 488077 , 20 53086 , 4138 01824031 , 0 55 01824031 , 0 11 12373 , 1 1520363959 . 81 4455 . 335221 20863873 . 81 . . . ; 55 81 4455 ; 53086 , 4138 81 335221 11 12373 , 1 ; 1520363959 ; 81 ; 20863873 ; 4455 ; 335221 : 1 0 1 0 2 2 1 2 2 + − = + = − = − = − = = + Ε − − = − − = = = = = + Ε = = = = = =

∑

, karena pada software yang dipakai, nilai dibawah 1 tidak bisa terdeteksi

maka dikalikan 10000 sehingga didapatkan persamaan :

(63)

Keterangan :

y = suhu (dalam Celcius)

x = frekuensi (dalam Hertz)

Tabel 3.5 Konversi ke dalam bentuk data biner (suhu). Frekuensi (Hz)

( x )

Suhu (0C) ( y )

Data yang dikirim ( y dalam biner )

2020 15 0000 1111

2557 25 0001 1001

3094 35 0010 0011

3631 45 0010 1101

4168 55 0011 0111

4706 65 0100 0001

5243 75 0100 1011

5780 85 0101 0101

6317 95 0101 1111

A

D W = H * 256

X = W + L

Y = X * 182

Z = Y - 204881

Hasil = Z / 10000

Acc = Ha sil

Mov P 0,Acc

(64)

44

3.3.2 Tekanan udara

Proses pengkonversian untuk data suhu menggunakan rumus regresi linier.

Berdasarkan tabel data pembahasan sensor tekanan MPX4100 (lampiran 5 tabel

L-11), frekuensi untuk tekanan udara antara 30 kPa sampai 90 kPa adalah 7964 Hz

sampai 12599 Hz. Dari tabel L-4 dan dengan rumus regresi linier, akan didapatkan

persamaan sebagai berikut :

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

x x a a y x a y a x x n y x y x n a y x x x n y x y x diketahui i i i i i i i i i i i i . 012926 , 0 072458 , 73 . 072458 , 73 984 , 10294 012926 , 0 60 012926 , 0 11 94376 , 3 6577968260 . 61 3660 . 627994 39137433 . 61 . . . ; 60 61 3660 ; 984 , 10294 61 627994 11 94376 , 3 ; 6577968260 ; 61 ; 39137433 ; 3660 ; 627994 : 1 0 1 0 2 2 1 2 2 + − = + = − = − = − = = + Ε − − = − − = = = = = + Ε = = = = = =

∑

, karena pada software yang dipakai, nilai dibawah 1 tidak bisa terdeteksi

maka dikalikan 1000 didapat persamaan :

73072 . 13 . 1000 1000 072458 , 73 . 012926 , 0 − = × → − = x y x y ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = 1000 73072 13x y ………...(3.6) Keterangan :

y = tekanan (dalam kPa)

(65)

Tabel 3.6 Konversi ke dalam bentuk data biner (tekanan). Frekuensi (Hz)

( x )

Tekanan (kPa) ( y )

Data yang dikirim ( y dalam biner )

7964 30 0001 1110

8736 40 0001 1000

9509 50 0011 0010

10281 60 0011 1100

11054 70 0100 0110

11826 80 0101 0000

12599 90 0101 1010

B

D W = H * 256

X = W + L

Z = Y - 73072

Acc = Ha sil

Mov P 0,Acc Y = X * 13

Hasil = Z / 1000

Gambar 3.18 Diagram alir subrutin hitung tekanan.

3.3.3 Kelembaban udara

Data kelembaban yang diperoleh saat pengukuran sensor tekanan adalah data

yang tidak linier (lampiran 6), maka proses konversi ke data biner dilakukan secara

(66)

46

Tabel 3.7 Konversi ke dalam bentuk data biner untuk suhu 250C.

Frekuensi (dalam Hz) Kelembaban (%) Data (dalam biner)

14020 20 0001 0100

14075 30 0001 1110

14314 40 0010 1000

14927 50 0011 0010

15779 60 0011 1100

16659 70 0100 0110

17179 80 0101 0000

.

14028 20 0001 0100

14145 30 0001 1110

14707 40 0010 1000

15676 50 0011 0010

16681 60 0011 1100

17197 70 0100 0110

17305 72 0100 1000

14076 20 0001 0100

14368 30 0001 1110

15451 40 0010 1000

16386 50 0011 0010

17089 60 0011 1100

17304 64 0100 0000

Mikrokontroler ke-2 menerima data dari mikrokontroler 1 melalui port P1.

Data yang diterima berupa data biner 8-bit. Data inilah yang akan diubah ke

masing-masing satuan parameter dan akan dikonversi ke format data gambar yang

(67)

LCD yang dipakai adalah LCD grafikal. Satu unit display dikendalikan oleh

dua controller, masing-masing mengatur 64x64 pixel. Alokasi memori

masing-masing controller dibagi menjadi 8 page dari page 0 sampai page 7. Masing-masing

page memuat 64 byte (64 x 8 bit). Ada dua macam ukuran karakter yang digunakan,

yaitu ukuran 8x8 pixel dan 8x5 pixel, pada perancangan dipakai ukuran 8x8 pixel.

Setiap karakter dibentuk dengan memberi angka biner 8 bit pada jalan masuk D0 -

D7 dan di kunci dengan memberi pulsa sesaat pada pin Enable.

Gambar 3.19 PetaLCD grafik ABG128064A.

Data suhu dari 150 C sampai 950 C atau ada 80 level, sedangkan data

kelembaban dari 20% sampai 80% atau ada 60 level dan untuk data tekanan dari

30kPa sampai 90kPa atau ada 60 level juga. Pada penampilan dimulai dari angka nol

(0). Satuan data terbesarnya adalah 95 (data suhu 95 0 C). Jika 1 nilai satuan datanya

diwakili 1 pixel maka diperlukan 95 byte. Dipakai 128 byte (2 page) untuk

penampilan data - datanya. Jadi untuk panjang grafik bar 128 byte (pixel).

Sedangkan untuk lebar grafik bar 6 byte dengan jarak antar grafik bar-nya 2 byte.

64 bit Page 0

Controller 1 Controller 2

Page 7 Page 6 Page 5 Page 4 Page 3 Page 2 Page 1

(68)

48

Gambar 3.20 Ukuran bentuk tampilan.

Untuk membentuk grafik bar dengan lebar 6 byte, maka data yang diisikan

adalah 3Fh. Berikut ini adalah cara memperoleh nilai 3Fh:

0 0 1 1 1 1 1 1

Gambar 3.21 Data bus LCD untuk grafik bar lebar 6 byte.

6 byte 2 byte

(69)

Jika LCD diinginkan untuk menuliskan sebuah karakter dengan ukuran 8x8

pixel seperti pada gambar di bawah ini, maka data yang dikirimkan berbeda-beda.

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

00H FCH 22H 22H 22H FCH 00H 00H

Gambar 3.22 Contoh pembentuk karakter huruf A.

Gambar di atas adalah cara pembentukan karakter (huruf A). Ukuran pixel

yang digunakan adalah 8x8 pixel. Bila ingin menampilkan huruf A seperti pada

gambar diatas, maka setelah display diaktifkan data yang dikirim melalui D0-D7

adalah 00H, FCH, 22H, 22H, 22H, FCH, 00H dan 00H. Sehingga terbentuk huruf

“A” seperti pada gambar di atas.

Agar LCD dapat digunakan, perlu dilakukan langkah-langkah sebagai

berikut :

a. Pengaktifan display.

(70)

50

Proses pengaktifan display ini dilakukan untuk :

¾ Membuat display dalam kondisi ON.

¾ Mengatur bagian(kontroler) mana yang akan diaktifkan. Apakah kontroler 1 atau 2.

¾ Mengatur koordinat arah horizontal (alamat Y).

¾ Mengatur alamat page (alamat X) mana(page 0 – page 7).

Setelah display diaktifkan maka LCD dapat digunakan untuk menampilkan

gambar atau tulisan yang diinginkan. Gambar 3.23 adalah bagan alir untuk

pengaktifan display.

aktifkan pin Reset

aktifkan pin Chip Select

non aktifkan pin RS

tunda waktu 1ms

pulsa Clock 1ms

pulsa Clock 1ms data=3Fh

data=40h

data=B8h pin Reset='1'

pin CS1='1' atau pin CS2='1'

pin RS='1'

Akan memasukkan perintah atau instruksi

sub routine 1ms

sub routine pulsa Clock 1ms

D0 - D7=01000000 => koordinat arah horizontal kembali ke 0

sub routine pulsa Clock 1ms

D0 - D7=10111000 => mengeset Page 0

sub routine pulsa Clock 1ms mulai

D0 - D7=00111111 => display ON

(71)

aktifkan pin RS

aktifkan pin CS

pulsa Clock

masukkan data lagi? masukkan data

selesai mulai

RS = '0'

=> akan memasukkan data.

CS1 = '1' atau CS2 = '1'

nilai data(DB0 - DB7) diisi sesuai dengan gambar yang akan ditampilkan.

sub routine pulsa Clock

apakah ingin memasukkan data lagi? jika ya kembali ke proses masukkan data, jika tidak selesai.

Gambar 3.24 Diagram alir penggambaran display[11].

Proses penampilan pada LCD grafik (konversi ke format data gambar), dapat

digambarkan seperti gambar 3.25 berikut.

mula i

ce k kode ta mpila n

se le sa i ta m pilka n da ta

(72)

52

s ta rt

inis ialisa s i ke dua controlle r

P 0 = 0FEh?

P 0 = 0FDh?

P 0 = 0FBh?

tampilkan " SUHU "

tampilkan " TEKANAN "

tampilkan " KELEMBABAN " D

A Y

T

Y

Y T

T

ta mpilka n ska la suhu

ta mpilka n ska la te ka na n

ta mpilka n s ka la ke le mba ba n

Gambar 3.26 Diagram alir proses cek kode tampilan.

Inisialisasi LCD perlu dilakukan terlebih dahulu sebelum dilakukan proses

cek kode tampilan seperti pada gambar 3.26. Kemudian pada LCD akan

menampilkan pesan pilihan, suhu, tekanan atau kelembaban. Setelah itu LCD akan

menampilkan data dalam bentuk grafik bar untuk tiap-tiap detiknya.

Gambar 3.27 dan gambar 3.28 adalah diagram alir untuk proses penampilan

(73)

A

se t CS 1

kolom = 00h

inc pa ge

kolom = da ta ma suka n?

kirim da ta (#03Fh)

inc kolom

kolom = 40h? a mbil da ta ma suka n(P ort 1)

Y

T

kirim data (#00h)

inc kolom

kolom = 40h?

s e t CS 2

kirim data (#00h)

inc kolom

kolom = 80h?

tunda 1 de tik Y

Y

Y pa ge = 0BFh? T

T

T B

C

pa ge = 0B9h

(74)

54

B

D

C

s e t CS 2

kolom = 40h

kirim da ta (#03Fh)

inc kolom

kirim da ta (#00h)

inc kolom

kolom = 80h? kolom = data m a sukan?

kolom = 80h?

tunda 1 detik Y

T

Y

Y T

T