Monitoring jumlah kapasitas orang dalam

(1)

MONITORING JUMLAH KAPASITAS ORANG DALAM RUANGAN

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Dody Hidayat, ST1

Magister Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara Jl. Dr.Mansur No.09 Padang Bulan Medan 20155 Sumatera Utara

E-mail:hidayatdody91@gmail.com

ABSTRAK

Mikrokontroler adalah sebuah chip komputer yang mampu diprogram untuk menjalankan fungsi sebagai sistem pengendali ataupun pengontrol. Salah satu pemanfaatan dari mikrokontroler tersebut adalah sebagai sistem monitoring untuk mendeteksi kapasitas jumlah orang yang ada dalam suatu ruangan. Tujuan penelitian ini adalah memgimplementasikan sebuah sistem cerdas yang akan mampu memberikan kemudahan bagi operator untuk menghitung berapa banyak kapasitas orang yang ada di dalam suatu ruangan. Sistem monitoring kapasitas jumlah orang dalam suatu ruangan ini adalah suatu alat yang efektif dan efisien dengan sebuah sistem cerdas yang di kendalikan secara otomatis dengan menggunakan sebuah perangkat pengendali mikrokontroler AT89S52. Dalam penelitian ini, penggunaan sensor infra merah dan photodioda sangatlah berperan aktif yang mana sensor ini mampu untuk mengetahui berapa banyak jumlah orang yang masuk kedalam ruangan serta orang yang keluar ruangan. Sensor infra merah dan photodioda di pasang di pintu masuk serta di pintu keluar ruangan. Sebagai output tampilan menggunakan display seven segment dan perangkat ini diprogram dengan bahasa assembly.

Kata Kunci: Mikrokontroler, sistem cerdas, sensor infra merah

1. PENDAHULUAN

Perkembangan zaman yang diiringi dengan pesatnya kemajuan teknologi dalam kurun waktu belakangan ini dianggap sebagai mempercepatnya proses globalisasi diberbagai aspek kehidupan.. Teknologi yang sangat maju menggunakan sistem cerdas dengan fasilitas otomatisasi sangatlah membantu manusia bekerja dengan mudah, efektif dan efesien. Untuk menghitung jumlah orang dalam suatu ruangan tidaklah mudah, sangat membutuhkan ketelitian dan kekuratan data yang bisa mempermudah bagi seorang operator untuk melakukan pekerjaannya.

Perancangan alat dengan sistem cerdas yang dibuat adalah sebuah sistem otomatisasi dimana alat ini mampu memberikan hasil yang membantu manusia dalam mengerjakan pekerjaannya. Semakin banyaknya orang yang masuk kedalam ruangan dimana salah satu contoh kasus pada saat live concert atau saat dilangsungkannya acara di dalam gedung maka banyak kita lihat orang yang masuk tetapi melebihi kapasitas atau tempat lokasi tidak dapat menampung jumlah orang yang masuk. Hal ini karena sistem yang dibuat masih secara manual belum dapat memonitoring apakah dalam ruangan tersebut jumlah orang yang masuk sudah penuh atau belum. Kejadian seperti ini masih banyak kita jumpai di aktivitas sehari-hari. Pembuatan sistem monitoring ini sangat berguna bagi suatu gedung yang sering dipadati oleh orang yang beraktivitas atau melakukan acara di dalam gedung tersebut. Sistem ini dibuat bertujuan untuk mengurangi terjadinya kepadatan didalam ruangan /gedung dan agar mudah mengontrol jumlah kapasitas orang

dalam ruangan tersebut. Perancanagan alat monitoring jumlah kapasitas orang dalam ruangan ini menggunakan mikrokontroler AT89S52 dengan alat pendukung seperti sensor, buzzer dan seven segment yang digunakan sebagai output tampilan hasil monitoring.

2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Cerdas

Sistem cerdas adalah suatu sistem pengukuran yang dapat terjadi dimana sensor dan pemrosesan sinyal seperti penguatan dan konversi analog-kedigital dijalankan dengan komponen-komponen yang terpisah (Bolton, 2006). Namun, komponen-komponen ini sering kali tergabung dalam suatu kemasan rangkaian terintegrasi tunggal. Tetapi keluaran dari sistem-sistem seperti ini sering memerlukan pemrosesan data lebih lanjut dan menghasilkan kombinasi sensor, pemrosesan sinyal dan mikroprosessor yang membentuk suatu pemrosesan ‘cerdas’ terhadap masukan-masukan sensor yang disebut sebagai sensor cerdas . sensor yang dilengkapi dengan mikroprosessor dapat memiliki bebrbagai fungsi seperti kompensasi error acak, kalkulasi otomatis akurasi pengukuran, kalibrasi mandiriotomatis, pengaturan/penyesuaian non-lineritas untuk menghasilkan keluaran linier dan diagnisis mandiri.

(2)

yang harus diumpamakan kembali ke suatu panel kendali.

2.2 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil (“special purpose computers”) di dalam satu IC yang berisi CPU , memori , timer, saluran komunikasi serial dan parelel, port input/output, ADC. Mikrokontroler digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suatu program (Andrianto, 2013).

Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada bebabagai peralatan, misalnya Peralatan yang terdapat di rumah, seperti telepon digital, microwave oven, telivisi, mesin cuci, sistem keamanan rumah, PDA, dll. Mikrokontroler dapat kita gunakan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk penegndalian, otomatisasi industri, akuisi data, telekomunikasi dan lain-lain. Keuntungan menggunakan mikrokontroler yaitu harganya murah, dapat diprogram berulang kali, dan dapat kita program sesuai dengan keinginan kita.

2.2.1 Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit yang memiliki 8 KB Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi memori non-volatile (tidak kehilangan data bila kehilangan daya listrik). Set instruksi dan kaki keluaran AT89S52 sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52( http://www.atmel.com).

Atmel AT89S52 adalah mikrokontroler yang sangat bagus dan fleksibel dengan harga yang relatif murah untuk banyak aplikasi sistem kendali berkerapatan tinggi dari Atmel ini sangat kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya mikrokontroler AT80S52 yang terkenal dan banyak digunakan dan telah menjadi standar industri baik dalam jumlah pin IC maupun set instruksinya.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki fasilitas-fasilitas pendukung yang membuatnya menjadi mikrokontroler yang sangat banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Fasilitas-fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S52 adalah :

a. Sesuai dengan produk-produk MCS-51. b. Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam

sistem. Dapat ditulis ulang hingga 1000 kali. c. Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz. d. Tiga tingkat kunci memori program. e. Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.

f. Terdapat 32 jalur masukan/keluaran terprogram.

g. Tiga pewaktu/pencacah 6-bit (untuk AT89S52) & dua pewaktu/pencacah 16-bit (untuk AT89S51)

h. Memiliki 8 sumber interupsi(untuk AT89S52) & 6 sumber instruksi untuk AT89S51

i. Kanal serial terprogram.

j. Mode daya rendah dan mode daya mati.

2.2.2 Karakteristik mikrokontroler AT89S52

AT89S52 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal dan Special Function Register. RAM internal pada mikrokontroler AT89S52 memiliki ukuran 256 byte dan beralamatkan 00H-7FH serta dapat di akses menggunakan RAM address register. RAM internal terdiri dari delapan buah register (R0-R7) yang membentuk register banks. Special Function Register yang berjumlah 21 buah berada di alamat 80H-FFH. RAM ini berbeda pada lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H-7FFH. IC AT89S52 mempunyai pin sebanyak 40 buah yang sesuai dengan mikrokontroler 8031 dan memiliki susunan pin seperti gambar 1 :

Gambar 1. Mikrokontroler AT89S52

2.2.3 Fungsi Pin–pin Pada Mikrokontroler AT89S52

Pin 1 sampai pin 8

Pin 1 – 8 adalah port 1 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti mengendalikan empat input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat pemrograman dan verifikasi.

Pin 9

Merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini.

Pin 10 sampai pin 17

Pin 10 – pin 17 merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai maka dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol saat proses pemrograman dan verifikasi.

Pin 18 dan pin 19

(3)

dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL 1 juga dapat digunakan sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan input rangkaian internal clock, sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscillator amplifier.

Pin 20

Pin 20 merupakan ground sumber tegangan dan diberi simbol “gnd”.

Pin-pin ini adalah port 2 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit (MOVX@DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran /bus alamat tinggi (A8-A15). Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit (MOVX@DPTR), port 2 mengeluarkan isi P2 pada special function register.

Pin 29

Pin 29 merupakan program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori eksternal agar masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).

Pin 30

Pin 30 sebagai Adress Lacth Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori. Pin ini juga berfungsi sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman.

Pin 31

Pin 31 adalah External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika diset tinggi (H) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Port ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman (Vpp=+12V) selama proses pemograman.

Pin 32-pin 39 adalah port 0 yang merupakan saluran bus I/O 8 bit open collector, dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemograman dan verifikasi, port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. Pull-up

eksternal diperlukan selama proses verifikasi.

Pin 40

Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol Vcc.

2.3 Sensor Infra Merah

Prinsip utama dari rangkaian sensor ini seperti layaknya sebuah saklar yang memberikan perubahan tegangan apabila terdapat penghalang diantara transceiver dan receiver (Simanullang, 2009).

Sensor ini memiliki dua buah piranti yaitu rangkaian pembagkit/pengirim (Led Infra Merah) dan rangkaian penerima (Photodioda), Rangkaian pembangkit/pengirim, memancarkan sinar infra merah kemudian pancarannya diterima oleh penerima (Photodioda) sehingga bersifat menghantar akibatnya tegangan akan jatuh sama dengan tegangan ground (0). Dan sebaliknya apabila tidak mendapat pancaran sinar merah maka akan menghasilkan tegangan

Led infra merah adalah suatu jenis dioda yang apabila diberi tegangan maju maka arus majunya akan membangkitkan cahaya pada pertemuan Pn-nya. Disini cahaya yang dibangkitkan adalah infra merah yang tidak dapat dilihat dengan mata. Dioda-dioda yang digunakan terbuat dari bahan gallium (ga), Arsen (As), dan fosfor (P) atau disingkat (GaAsp). Tegangan maju anatara anoda dan katoda berkisar antara 1,5V - 2V.

2.4 Photodioda

Photodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik (Yohannes, 2011).

Photodioda bekerja berdasarkan intensitas cahaya. Jika photodioda terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

2.5 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara (Sulistyowaty, 2012).

Gambar 2. Buzzer

(4)

Mulai

Baca Sensor

Apakah ada yang melintasi Pintu

Selesai Seven Segment

Buzzer

udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Buzzer ini digunakan sebagai indikator (alarm).

2.6Seven Segment

Seven segment tersusun dari tujuh LED yang membentuk angka 8 dimana setiap segment diberi nama a sampai g, dan ditambah sebuah LED sebagai titik decimal (Beny, 2010).

Dengan mengatur nyala LED, peraga tujuh segment dapat menampilkan angka 0 sampai angka 9. Ada dua jenis peraga tujuh segment, yang pertama disebut common anoda, yaitu penggabungan anoda dari masing-masing LED, dan dihubungkan ke catu positif, sedangkan katodanya digunakan untuk mengatur penyalaanya LED setiap segment. Dan kedua adalah jenis common katoda, yaitu katodanya digabung dan dihubungkan ke ground, sedangkan pengaturan penyalaan dilakukan melalui anodanya.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam merancang alat dan sistem yang dibangun terlebih dahulu dibutuhkannya analisis alat yang diperlukan agar menghasilkan suatu rancangan alat yang optimal dan sesuai dengan yang diharapkan. Monitoring jumlah kapasitas orang dalam rauangan ini bertujuan untuk mempermudah bagi seorang operator untuk memonitor jumlah orang yang masuk kedalam rungan sehingga tidak terjadi kepadatan dalam ruangan. Adapun kebutuhan alat ini terdiri atas : perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras terdiri atas sensor infra merah, photodioda, buzzer, dan seven segment. Semua perangkat keras akan dihubungkan ke mikrokontroler AT89S52. Sedangkan perangkat lunak menggunakan software 8051 IDE sebagai media untuk membuat program assembly.

Mikrokontroler AT89S52 sebagai otak pengendali, tidak begitu saja dapat bekerja secara otomatis mengendalikan komponen-komponen dalam rangkaian yang telah tersusun. Diperlukan perangkat lunak atau program yang berisi instruksi-instruksi dalam bahasa assembly yang nantinya ditanamkan pada chip mikrokontroler sebagai pengendali komponen-komponen agar dapat bekerja sebagaimana mestinya.

Perancangan alat monitoring jumlah kapasitas orang dalam ruangan berbasis mikrokontroler AT89S52 memiliki beberapa spesifikasi agar alat ini berjalan dengan baik dan sempurna sehingga hasil yang diharapkan optimal. Adapun spesifikasi dari perancangan alat ini yaitu:

a. Mikrokontroler AT89S52 sebagai otak kendali dari sistem.

b. Sensor infra merah digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi keberadan orang dalam ruangan , sensor ini diletakkan di pintu masuk dan pintu keluar.

c. Photodioda digunakan sebagai receiver dari sensor infra merah

d. Buzzer digunakan sebagai tanda bahwa sensor telah mendeteksi adanya orang yang masuk kedalam ruangan.

e. Seven segment digunakan untuk menampilkan output hasil monitoring.

Untuk mempermudah perancangan sistem terlebih dahulu dibuat diagram alir (flowchart) yang harus dikerjakan oleh mikrokontroler seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Flowchart Sistem

(5)

A T 8 9 S 5 2

Seven Segment

Buzzer IR Photodioda

IR Photodioda 3.1 Blok Diagram

Diagram blok monitoring jumlah kapasitas orang dalam ruangan berbasis mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Blok Diagram Rangkaian

Gambar 4 dapat dilihat prinsip kerja secara keseluruhan dari rangkaian elektronika yang dibuat. Sehingga keseluruhan blok dari alat dapat membentuk suatu sistem otomatis yang bekerja dengan baik. Pada sistem monitoring ini terdapat 2 buah sensor infra merah dan 2 buah photodioda, Sensor infra merah dan photodioda akan dipasang di pintu masuk dan pintu keluar. Sensor inilah yang dijadikan sebagai input dari sebuah proses. Dimana sensor ini mampu mendeteksi orang yang lewat pintu sehingga mikrokontroler AT89S52 dapat memproses sinyal yang diberikan oleh sensor infra merah terhadap photodioda untuk di teruskan sebagai output proses yaitu tampilan seven segment dan buzzer. Seven segment dari perancangan alat ini digunakan sebagai monitoring jumlah orang yang ada didalam ruangan. Sehingga seorang operator mengetahui jumlah orang yang ada didalam ruangan dan dapat mengontrol jumlah kepadatan didalam ruangan tersebut.

3.2 Kebutuhan Sistem

Terdapat 4 modul yang dibuat dan dirangkai menjadi sebuah sistem otomatis yaitu : main modul, modul sensor, modul buzzer dan modul seven segment.

Adapun komponen dari main modul dapat dilihat pada tabel 1.

No Komponen Jumlah

1 R 1/4W 2

2 C 10 uF/16V 1

3 C 100 nF 1

4 C 130 pF 2

5 Push Button 1

6 Con 2P Putih 1

7 Mini Tact SW 1

8 X-Tall 11,0592 MHz 1

9 LED 1

10 Socket 40P 2

11 PCB 1

12 Spacer+baut 4

13 Header 1

Tabel 1. Komponen Main Modul

Adapun komponen dari modul sensor dapat dilihat pada tabel 2.

1 IR 5mm 2

2 Photo(164-011) 2

3 TR547 2

4 R 1/4W 6

5 PCB 2

Tabel 2. Komponen Modul Sensor

Adapun komponen dari modul buzzer dapat dilihat pada tabel 3.

1 Buzzer 5V 1

2 TR BC 547 1

3 R 1/4W 1

4 PCB 1

5 Header 1/8 1

6 Spacer+baut 4

Tabel 3. Komponen Modul Buzzer

Adapun komponen dari modul Seven segment dapat dilihat pada tabel 4.

1 7447 3

2 7Segment super 3

3 Socket 3

4 PCB 1

5 Spacer+baut 4

6 Header 1/8 1

Tabel 4. Komponen Modul Seven Segment

(6)

Gambar 5. Skematik Rangkaian Keseluruhan Alat

Pada gambar 5 keseluruhan alat yang dibuat dihubungkan ke mikrokontroler AT89S52, mikrokontroler AT89S52 yang akan memproses seluruh input dan output sistem. Dimana didalam chip mikorontroler sudah ditanamkan program yang dibuat sesuai dengan kebutuhan sistem. Keseluruhan rangkaian yang dibuat akan dihubungkan dengan menggunkan sumber tegangan dengan catu daya 5 votl.

Rangkaian keseluruhan alat dengan sistem otomatis yang dibuat dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Rangkaian Keseluran Alat

Pada gambar 6 dapat dilihat rangkaian keseluruhan alat dan sistem yang dibuat secara sederhana tetapi memiliki fungsi yang dapat memudahkan pekerjaan manusia, karena sistem yang dibuat dengan menggunakan teknologi otomatis serta mudah dalam penggunaannya. Secara ringkas pendeteksian orang yang masuk serta keluar menggunakan sensor infra merah yang mana seluruh

set instruksi di hubungkan ke rangkaian pengendali yaitu mikrokontroler.

4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang dilakukan perancangan alat monitoring jumlah kapasitas orang dalam ruangan berbasis mikrokontroler AT89S52 dapat disimpulkan :

a. Perancangan alat menggunakan mikrokontroler AT89S52.

b. Sensor yang digunakan menggunakan jenis sensor infra merah.

c. Setelah melakukan pengujian alat ini mampu menampilkan jumlah kapasitas orang dengan menghitung jumlah orang yang masuk dan keluar ruangan dan di tampilkan pada seven segment.

4.2 Saran

Agar sitem dalam perancangan alat ini lebih akuarat dalam memonitor jumlah orang yang masuk dan keluar ruangan, maka sensor infra red yang digunakan dalam sistem otomastisasi ini dapat digantikan dengan menggunkan sensor PIR (Passive Infra Red) atau menggantikan sensor dengan metode face recognition.

5. REFERENSI

Bolton,W.(2006). Sistem Instrumentasi dan Sistem control. Erlangga. Jakarta

Andrianto, Heri. (2013). Pemrograman Mikrokontroler AVR ATmega 16 Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR). Informatika. Bandung

Atmel Inc. “Data Sheet AT89S52”.

diakses pada 20 September 2014 dari http://www.atmel.com. USE

Simanulang, Renova. (2009). “Perancangan palang Kereta Api Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Menggunakan sensor Infra MerahSebagai sensor Halangan”.Skripsi.USU: Medan

Yohanes, Christoforus.(2011).Sistem Perhitungan barang Otomatatis Dengan Sensor Ultrasonik.Universitas Hasanuddin : Makassar Sulistyowati,Rini.,Febriantoro,D.D.

(2012).Perancangan Prototype Sistem Kendali dan Monitoring Pembatas Daya Listrik Berbasis Mikrokontroler.Institut adhi Tama.Surabaya Beny.soelaiman,N.F.(2010).Rancang Bangun