commit to user
DETEKTOR SUHU RUANGAN DENGAN TOMBOL
PENGATUR MANUAL BERBASIS MIKROKONTROLER
AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer
Diajukan oleh :
SINGGIH ADHI NUGROHO NIM. M3306056
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Dewasa ini perkembangan teknologi di dunia ini berkembang sangat cepat dan salah satu teknologi yang mengalami perkembangan pesat adalah elektronika. Dari tahun ke tahun akan selalu ditemukan alat untuk memudahkan atau mempercepat pekerjaan manusia. Kalau kita sering pergi ke toko elektronik maka disitu barang-barangnya selalu baru dan mempunyai keunggulan masing-masing, disitulah kita dapat mengasumsikan bahwa perkembangan dunia elektronika di dunia ini tidak akan pernah berhenti. Kita tidak bisa membayangkan bagaimana seandainya perkembangan elektronika di dunia ini berhenti, mungkin manusia akan jenuh dengan kebutuhan suatu alat yang itu-itu saja tanpa adanya perkembangan.
Dalam kehidupan sehari-hari suhu memiliki pengaruh yang besar terhadap makhluk hidup dan benda disekitar. Kondisi suhu yang tidak stabil menyebabkan melemahnya daya tahan tubuh dan cepat rusaknya alat-alat elektronik. Mungkin kita dapat menjaga suhu ruangan, yang masih menggunakan alat yang manual seperti ac atau kipas angin. Semakin berkembangnya teknologi, maka adanya pendeteksi suhu secara otomatis yang sangat bermanfaat untuk mempertahankan dan menjaga suhu.
Disini penulis mencoba merancang dan membuat suatu alat Detektor suhu ruangan dengan tombol pengatur manual yang berbasis mikrokontroler AT89S51.
commit to user 1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat diambil perumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang atau mendesain alat Detektor suhu ruangandengan tombol pengatur manual yang berbasis mikrokontroler AT89S51.
2. Bagaimana memberikan program kepada mikrokontroler agar dapat mendeteksi suhu yang titik panasnya dapat diatur dengan tombol pengatur manual bukan mengubah pada mikrokontrolernya.
1.3. Batasan Masalah
Karena luasnya materi, maka dilakukan beberapa pembatasan masalah, antara lain :
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S51. 2. Menggunakan bahasa pemrograman ASM (assembler). 3. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35.
4. Menggunakan LCD dan speaker sebagai pemberi informasi.
5. Tujuan dibuatnya batasan masalah adalah agar pokok-pokok permasalahan yang dibahas tidak melenceng dari topik yang telah diangkat.
1.4. Tujuan dan Manfaat
1.4.1. Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk merancang sebuah Detektor suhu ruangan dengan tombol pengatur manual berbasis mikrokontroler AT89S51. 1.4.2. Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari pembuatan Tugas Akhir Detektor suhu ruangan dengan tombol pengatur manual berbasis mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai alat bantu untuk mendeteksi suhu pada ruangan.
commit to user 1.5. Metodologi Penelitian
Dalam pembuatan dan penyusunan Tugas Akhir ini, dilakukan beberapa metode, yaitu:
1. Metode Observasi
Metode yang digunakan untuk memperoleh data dengan melihat secara langsung laporan yang disempurnakan dan juga melakukan pencatatan secara sistematika terhadap sesuatu hal yang perlu disempurnakan.
2. Metode Studi Pustaka
Dalam metode ini dilakukan dengan cara membaca sekaligus mempelajari studi kepustakaan untuk mendapatkan data dari buku referensi yang ada. 1.6. Sistematika Laporan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini dapat dijelaskan seperti dibawah berikut ini :
1. BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian dan sistematika penulisan laporan.
2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori penunjang yang menguraikan tentang teori–teori yang mendukung dari bagian-bagian perangkat atau alat yang dibuat.
3. BAB III PERANCANGAN ALAT
Berisi hal-hal yang berhubungan dengan perancangan dan pembahasan perangkat keras tentang alat yang dibuat. 4. BAB IV PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Memuat hasil pengamatan dan pembahasan dari hasil pengujian alat yang dibuat.
commit to user 5. BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan dan cara tentang penggunaan alat yang telah dirancang sebagai tugas akhir ini.
commit to user BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Dasar Elektronika
2.1.1 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
(http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/resistor.html, 2009)
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Resistor
(http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/resistor.html, 2009)
Resistor yang paling banyak beredar di pasaran umum adalah resistor dengan bahan komposisi karbon, dan metal film. Resistor ini biasanya berbentuk silinder dengan pita pita warna yang melingkar di badan resistor. Pita pita warna ini dikenal sebagai kode resistor. Dengan mengetahui kode resistor kita dapat mengetahui nilai resistansi resistor, toleransi, koefisien temperatur dan reliabilitas resistor tersebut. Berikut ini akan menjelaskan kode kode resistor yang banyak beredar di pasaran.
commit to user
Gambar 2.2 Kode Warna Resistor
(http://alwajiz.wordpress.com/2007/02/19/kode-warna-resistor/, 2009)
2.1.2 Sensor LM 35
LM 35 merupakan sensor temperatur yang menggunakan chip Silikon sebagai elemen pendeteksi. LM35 mempunyai variabel output tegangan. Meskipun rentang kerja terbatas dalam rentang suhu -55 oC sampai 1500C tetapi keunggulannya yaitu menghasilkan output yang linier. Kelebihannya antara lain: perbandingan antara suhu dengan tegangan output yang linier, range output tinggi, harga murah. Kelemahannya antara lain: maksimum temperature sensing
commit to user
1000C, memerlukan supply daya, reaksi yang lambat terhadap perubahan suhu, dan pemanasan sendiri.
Fitur-fitur dari LM 35 adalah sebagai berikut:
1. Dapat dikalibrasikan langsung ke dalam besaran celcius. 2. Faktor skala linier + 10,0 mV/ 0 C
3. Tingkat akurasi 0,5 0 C, saat suhu kamar (25 0 C) 4. Jangkauan suhu antara -550 C sampai 150 0 C 5. Bekerja pada tegangan 4 volt hingga 30 volt 6. Arus kerja kurang dari 60µA.
7. Impedansi keluaran rendah 0,1Ω untuk beban 1 mA.
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah
(http://tutorial-elektronika.blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-karakteristik-sensor.html, 2009)
a b Gambar 2.3 a.Bentuk LM 35 b. Simbol LM35
(National semiconductors, “LM35” datasheet and Typical Applications Circuit.) (http://samuelchristiantjahyadiweb.wordpress.com/2009/02/03/sensor-temperatur-lm35/, 2009)
2.1.3 IC Analog to Digital Converter 0804 (ADC 0804)
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal - sinyal digital. IC ADC
commit to user
0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan. Hal-hal yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.
(http://elka.brawijaya.ac.id/praktikum/tak/tak.php?page=4, 2009)
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ADC 0804
(National semiconductors , “ADC0801/ADC0802/ADC0803/ADC0804/ADC0805 8-Bit µP Compatible A/D Converters” datasheet.)
Beberapa karakteristik penting ADC : 1. Waktu konversi
2. Resolusi 3. Ketidaklinieran 4. Akurasi
Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital yang nilainya proposional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Dalam Gambar 2.3 memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.
commit to user
Gambar 2.5 Diagram Blok ADC
(http://elka.brawijaya.ac.id/praktikum/tak/tak.php?page=4, 2009)
2.1.4 Transistor
Transistor merupakan pengembangan dari Tabung Hampa (Vacuum Tube). Fungsi utama dari sebuah transistor adalah penguat sinyal dan sebagai saklar elektronik. Dibandingkan dengan Tabung Hampa, transistor mempunyai kelebihan antara lain bentuk fisiknya yang lebih kecil dan daya yang digunakan lebih kecil.
(http://taghyr.wordpress.com/feed/, 2009)
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Transistor
(http://taghyr.wordpress.com/feed/, 2009) Secara tipikal transistor mempunyai tiga pin, yaitu:
· Basis
· Emitor
· Kolektor
Basis merupakan pin untuk meng-aktifkan dan meng-non-aktifkan sebuah transistor. Emitor dan kolektor dihubungkan ke sumber tegangan positif atan negatif atau ground (tergantung konfigurasi transistor).
Transistor terbagi menjadi dua tipe yaitu NPN dan PNP. Untuk membedakan transistor tipe NPN atau PNP, lihat di tanda panah pada kaki
commit to user
emitornya. Untuk NPN arah panahnya keluar, sedangkan untuk PNP arah panahnya ke dalam.
(http://taghyr.wordpress.com/feed/, 2009)
a.
b.
Gambar 2.7 a.Konfigurasi Kaki Transistor, b. Lambang Transistor
(http://taghyr.wordpress.com/feed/, 2009)
2.1.5 LM7805
LM7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812
regulator tegangan 12 volt dan seterusnya, sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator dengan tegangan negatif 5 volt dan 12 volt. Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang
tegangannya dapat diatur. Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya LM317 untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variabel negatif. Beda Resistor R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran dapat diatur melalui resistor eksternal tersebut.
commit to user
Gambar 2.8 LM7805
(Fairchild Semiconductor, ” MC78XX/LM78XX/MC78XXA” datasheet)
2.1.6 Rangkaian Terintegrasi (Integrated Circuit – IC)
Kita dapat mendifinisikan rangkaian terintegrasi (integrated circuit – IC) sebagai “komponen atau elemen mandiri di atas permukaan yang kontinu membentuk rangkaian yang terpadu”. Komponen atau elemen tersebut dapat berupa diode, transistor, resistor, kapasitor dan lain – lainnya terdifinisi di atas wafer silicon atau bahan semikonduktor yang lain. Setelah melalui proses pabrikasi yang kompleks akhirnya IC digunakan dalam rangkaian dalam bentuk yang terbungkus rapih dan mudah untuk digunakan.
Rangkaian terintegrasi termasuk kelompok “monolitik” jika semua komponen atau elemen (diode, transistor, resistor, kapasitor dan sseterusnya) terbuat dan terdifinisi dalam satu permukaan keeping semikonduktor yang disebut sebagai “chip”. Pada IC monolitik semua komponen tersebut dibuat dalam waktu yang bersamaan termasuk interkoneksi antar komponen.
Bentuk lain adalah IC hybrid dimana komponen – komponen dibuat di atas substrat keramik, dihubungkan satu dengan lainnya dengan kawat halus membentuk rangkaian.
Piranti elektronika merupakan rangkaian elemen aktif seperti transistor dikombinasikan dengan komponen lain seperti resistor, kapasitor dan inductor. Secara praktis masing masing komponen dapat diproduksi secara terpisah (diskrit) kemudian dirangkaikan dengan menghubungkannya dengan kawat logam. Konsep dasar ini tetap digunakan dalam system elektronika micro seperti telah direalisasi
commit to user
dalam bentuk IC. Perbedaannya adalah bahwa semua komponen dan interkoneksi dibuat dalam satu permukaan substrat.
Termasuk elemen pasif dalam elektronika adalah resistor, kapasitor dan inductor. Masing masing komponen memiliki kemampuan sesuai dengan fungsinya yang masing masing diukur sebagai resistansi, kapasitansi dan induktansi. Berikut tabelnya :
Tabel 2.1 Kemampuan IC
Resistansi Menunjukkan besarnya energi yang terdesipasi oleh electron saat mereka bergerak melalui struktur atom konduktor. Dalam bentuk diskrit resistor terbuat dari karbon atau bahan lain yang bukan penghantar yang baik. Dalam elektronik micro resistor dikelilingi oleh semikonduktor tipe lain
Kapasitansi Merupakan ukuran energi yang tersimpan dalam medan listrik yang mengelilingi muatan konduktor. Kapasitor diskrit terbuat dari dua keeping konduktor yang dipisahkan oleh bahan isolator. Pada elektronika micro kapasitor dibuat pada permukaan kristal semikonduktor dilapisi isolator tipis kemudian di atasnya dibuat lapisan logam.
Induktansi Merupakan ukuran energi yang disimpan dalam medan magnet yang dikontrol oleh arus listrik. Inductor diskrit dibuat dari kumparan kawat dan didalamnya kadang kadang diisi dengan bahan feromagnetik. Belum ada inductor yang baik pada elektronika micro.
commit to user 2.1.7 IC AT89S51
Penggunaan IC AT89S51 memiliki beberapa keuntungan, antara lain, harganya murah dan pemrogramannya tidak terlalu sulit, dan dapat dilakukan berulang ulang kali hingga 100.000 kali.
Gambar 2.9 IC AT89S51
(ATMEL, “AT89S5” 8-bit Microcontroller with 4K Bytes In-System Programmable Flash datasheet.)
Beberapa fungsi kaki pin pada IC mikrokontroler AT89S51 yaitu :
1. Pin 1 sampai dengan pin 8 (P1.0 – P1.7) merupakan port yang berfungsi sebagai port masukan atau keluaran. Port ini juga berfungsi menerima bit – bit alamat bawah (low-order address bit) selama proses pemrograman dan verivikasi EPROM.
2. Pin 9 (RST) digunakan untuk mereset mikrokontroler pada transisi rendah ke tinggi.
3. Pin 10 sampai pin 17 (P3.0 – P3.7) merupakan port 3 yang berfungsi sebagai port masukan atau keluaran. Selama proses pemrograman dan verifikasi EPROM port ini juga menerima sinyal – sinyal control.
commit to user
4. Pin 18 (XTAL 2) berfungsi sebagai keluaran penguat osilator pembalik.
5. Pin 19 (XTAL 1) berfungsi sebagai penguat oscillator ke rangkaian clock internal.
6. Pin 20 (GND) digunakan sebagai grounding atau dihubungkan ke Vss. 7. Pin 20 sampai pin 28 (P2.0 – P2.7) merupakan port 2 yang berfungsi
sebagai port masukan atau port keluaran. Port ini juga berfungsi mengeluarkan bit – bit alamat atas (high order address bit) selama pengambilan dari program memori eksternal dan selama pengaksesan ke data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit. Selama pemrograman dan verifikasi EPROM port ini berfungsi menerima bit – bit alamat sinyal control.
8. Pin 29 (PSEN) merupakan sinyal keluaran yang mengaktifkan program memori eksternal.
9. Pin 30 (ALE/P) berguna untuk menahan bit – bit alamat bawah selama proses pengaksesan memori eksternal.
10. Pin 31 (EA/VP) berfungsi untuk memungkinkan pengaksesan memori eksternal. Pin ini diberi logika 0 untuk memungkinkan pengambilan data dari lokasi program memori eksternal yang dimulai dari alamat 0000h sampai FFFFh. Dan pin 1 diberi logika 1 EA akan terhubung ke reset secara internal. Pin ini juga berfungsi menerima tegangan 12 volt selama pemrograman EPROM menggunakan mode pemrograman 12 volt Vpp.
11. Pin 32 sampai pin 39 (p0.0 – P0.7) merupakan port 0 dapat berfungsi sebagai port masukan atau keluaran. Port ini juga dapat dikonfigurasi menjadi bus alamat / data orde rendah yang dimultiplex.
12. Pin 40 (Vcc) berfungsi menyediakan tenaga untuk menghidupkan mikrokontroller, dihubungkan dengan catu daya +5 volt.
commit to user 2.1.8 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
Arsitektur dasar mikrokontroler AT89S51 tersusun dari komponen sebagai berikut :
1. Central Processing Unit (CPU) 8 bit.
2. Memori data Random Acces Memori (RAM) dalam chip 128 byte, Erasable and Programmable Read Only Memory (EPROM) di dalam chip 4 K byte.
3. Pengendali Interupsi (Interupt Control). 4. Bus Kendali (Bus Control).
5. Serial Port.
6. Rangkaian Osilator didalam Chip.
7. Empat buah port yang masing – masing lebarnya 8 bit, sifatnya dua arah (bidirectional) dan setiap bitnya dapat dialamati. Salah satu portnya yaitu port 3 juga dapat berfungsi sebagai komunikasi data serial, interupsi dan masukan untuk pencacah sinyal baca tulis.
8. Pewaktu (timer), pencacah (counter) 16 bit sebanyak 12 buah. 2.1.9 LCD ( Liquid Crystal Display)
Merupakan salah satu media yang digunakan sebagai penampil pada system berbasis mikrokontroler. Selain LCD ada banyak cara untuk menerjemahkan sebuah data menjadi informasi yang dapat dipahami manusia seperti LED, seven segment, maupun PC.
LCD display memliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan perangkat lain untuk menampilkan sebuah data antara lain yaitu hemat energi, ringan, proses perancangan yang relatif mudah, dan mampu menampilkan karakter berbasis kode ASCII, bahkan LCD display mampu menampilkan karakter sesuai dengan yang diinginkan, tapi dengan setting-setting tertentu.
LCD display dibedakan menjadi dua yaitu berupa grafik dan teks. LCD display grafik mampu menampilkan data dalam bentuk image, sedangkan LCD display teks dapat menampilkan data dalam bentuk karakter.
commit to user
Gambar 2.10 Bentuk Fisik LCD
(www. delta-electronic.com/shop/popup_image.php?pID=1058, 2009)
Tabel 2.2 Fungsi Kaki kaki LCD
Kaki Jumlah I/O Terhubung Fungsi
DB0 – DB3 4 I/O MPU
Jalur dua arah tingkat rendah : Data dibaca dari module ke MPU atau ditulis ke module dari MPU melalui jalur, kaki tidak dapat digunakan untuk data lebih dari 4 bit.
DB4 – DB7 4 I/O MPU
Jalur dua arah tingkat tinggi : Data dibaca dari module ke MPU atau ditulis ke module dari MPU melalui jalur, DB7 dapat digunakan untuk aliran data yang besar.
E 1 Input MPU
Kaki start : kaki ini mengaktifkan program untuk menulis atau membaca.
R/W 1 Input MPU
Kaki Read and Write 0 : Write
1 : Read
RS 1 Input MPU
Kaki pemilih Registry 0 : Memerintahkan register (write)
commit to user 2.1.10 Speaker
Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penterjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi getaran untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang dihasilkan oleh mikrofon yang direkam dan dikodekan pada tape, CD, LP, dan lain-lain.
(http://duhyta.ngeblogs.com/2009/10/18/artikel-tentang-speaker/, 2009)
Gambar 2.11 Speaker
2.1.11 Adaptor
Pengubah tegangan (adaptor) adalah suatu rangkaian yang mengubah jenis atau nilai tegangan. Rangkaian ini menggunakan komponen utama yaitu transformator. Salah satu sifat transformator adalah mengubah nilai suatu tegangan. Pengubah tegangan yang banyak terdapat di pasaran adalah pengubah tegangan AC ke DC. Sedangkan untuk jenis yang lain jarang dijumpai dalam di pasaran. Seperti pengubah DC ke DC, dalam penggunaannya untuk mengubah
1 : Data register (read and write)
VLC 1 -
Power Supplay
Kaki untuk menyeting pencahayaan pada LCD. VDD 1 - Power Supplay +5V VSS 1 - Power Supplay Ground : 0 V
commit to user
tegangan DC ke DC dengan nilai tegangan yang berbeda. Misalnya, Jika mempunyai rangkaian dengan tegangan sumber +5V, dapat dikembangkan dengan menggunakan pengubah DC ke DC untuk menghasilkan tegangan sumber + 15 V. Sehingga mempunyai tegangan sumber untuk sistem tersebut +5 V dan +15 V.
(http://www.elektroindonesia.com/elektro/i-elektron6.html, 2009)
commit to user BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Sistem Detektor Suhu Ruangan
3.1.1 Blok Diagram Alat
Dibawah ini akan dijelaskan perencanaan perangkat keras untuk sistem ini, Pada system ini menggunakan catu daya, sebuah sensor LM35, sebuah ADC 0804, sebuah mikrokontroler IC AT89S51, sebuah rangkaian tombol manual berisi 3 buah push button, sebuah LCD panel, dan sebuah speaker.
Cara kerja dari alat tersebut yaitu pertama kali sensor akan menerima suhu panas, semakin kuat suhu panas yang diterima maka sinyal analog yang dikirimkan semakin kuat. Dari hasil output sensor LM35 yaitu berupa sinyal analog lalu masuk kedalam mikrokontroler. Didalam mikrokontroler sinyal berupa analog tersebut akan diubah menjadi sinyal digital oleh sebuah IC Analog to Digital Converter 0804 ( ADC 0804 ). Setelah sinyal analog tersebut menjadi sinyal digital,maka sinyal tersebut akan diolah lg dalam IC AT89S51, setelah itu data yang diterima akan ditampilkan pada sebuah LCD panel.
Alat ini juga mempunyai sebuah speaker yang berfungsi jika panas yang kita inginkan telah terpenuhi. Misalnya standard suhu panas pada alat tersebut 32 ͦ C, lalu kita menginginkan batasan suhu maksimal adalah 40 ͦ C, maka ketika mencapai pada suhu 40 ͦ C dari suhu normal 32 ͦ C, speaker tersebut akan mengeluarkan bunyi beep. Untuk mensetting batasan suhu yg diinginkan dapat menggunakan 3 buah tombol push button yang mempunyai fungsi masing-masing.
commit to user
Gambar 3.1 Block Sistem Detektor suhu ruangan
Keterangan Blok sistem Detektor suhu ruangan:
1. Catu Daya
Daya yang dibutuhkan adalah 6V. Disini menggunakan adaptor sebagai catu daya. Adaptor digunakan untuk merubah tegangan AC ke tegangan DC yang sesuai dengan kebutuhan kita. Adaptor yang kita beli di pasaran sudah terdapat pengatur keluaran tegangan 3-12 Volt.
2. Sensor LM35
LM 35 merupakan sensor temperatur yang menggunakan chip Silikon sebagai elemen pendeteksi. LM35 mempunyai variabel output tegangan. Meskipun rentang kerja terbatas dalam rentang suhu -55 oC sampai 1500C tetapi keunggulannya yaitu menghasilkan output yang linier.
3. ADC 0804
ADC0804 merupakan pengubah Analog ke Digital (A/D) berfungsi untuk mengkonversikan besaran analog menjadi besaran digital. Tegangan analog yang tak diketahui dimasukkan ke dalam pengubah A/D, dan akan muncul keluaran biner yang bersangkutan. Perlu diketahui bahwa mikrokontroler hanya dapat memproses bilangan biner. Sedangkan hasil dari sensor suhu berupa analog, sehingga kita memerlukan ADC0804 untuk merubahnya ke besaran digital.
commit to user 4. Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 sebagai pusat pengontrol dari alat. Salah satu kelebihan mikrokontroler AT89S51 adalah 4 Kbyte memori program yang dapat ditulis hingga 1000 kali.
5. Tombol Manual
Didalam blok tombol manual terdapat 3 push button yang mempunyai fungsi masing-masing. Diantaranya yaitu ada tombol setting,tombol down dan tombol up.
6. LCD (Liquid Crystal Display)
Merupakan salah satu media yang digunakan sebagai penampil pada system berbasis mikrokontroler. LCD display memliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan perangkat lain untuk menampilkan sebuah data antara lain yaitu hemat energi, ringan, proses perancangan yang relatif mudah, dan mampu menampilkan karakter berbasis kode ASCII, bahkan LCD display mampu menampilkan karakter sesuai dengan yang diinginkan, tapi dengan setting-setting tertentu.
7. Speaker
Speaker adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput. 3.2 Analisis Kebutuhan
Dalam pembuatan Detektor suhu ruangan ini membutuhkan beberapa perangkat hardware, perangkat software, dan alat-alat pendukung lainnya seperti disebutkan dibawah ini :
3.2.1 Hardware
a. Blok Catu Daya
Merupakan blok sebagai penyuplai sumber tegangan supaya alat dapat bekerja. Sumber tegangan dapat memakai sebuah adaptor yang dapat dibeli dipasaran yang sudah terdapat pengatur keluaran tegangan 3-12 volt.
commit to user b. Blok Sensor
Sensor yang digunakan adalah LM35. Selain harganya yang relative terjangkau, sensor ini jg mempunyai range output yang tinggi. Rentang kerja sensor ini adalah -55 0C sampai 150 0C.
c. Blok ADC
Rangakaian elektronik ini terdiri dari ADC 0804. ADC 0804 berfungsi sebagai merubah data analog ke digital, yang akan diproses ke dalam mikrokontroler.
d. Blok Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian ini bisa disebut sebagai CPU Board yang berfungsi sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem atau dapat disebut juga sebagai otak. Mikrokontroler ini berfungsi untuk mengatur rangakaian dengan cara mengatur input output yang diberikan ke rangkaian mikrokontroler. Mikrokontroler juga berfungsi merubah data biner yang diberikan oleh ADC ke mikrokontroler lalu diubah ke desimal yang kemudian akan ditampilkan oleh mikrokontroler melalui rangkaian display LCD.
e. Blok Tombol Manual
Merupakan blok yang terdapat 3 buah tombol push button yang mempunyai fungsi masing-masing. Terdapat tombol Set, Down, dan Up.
f. Blok LCD
Merupakan salah satu media yang digunakan sebagai penampil pada system berbasis mikrokontroler. Karakter yang dihasilkan adalah karakter berbasis kode ASCII.
g. Blok Speaker
Rangkaian Blok speaker merupakan output terakhir sebelum LCD. Speaker akan mengeluarkan bunyi beep jika suhu telah memenuhi data yang diinginkan.
commit to user 3.2.2 Software
a. Protel dan Visio
Protel dan visio merupakan program yang digunakan untuk menggambar elektronik.
b. Aec_isp
Aec_Isp digunakan untuk mengambil file dengan ekstensi HEX dan memprogram ke dalam mikrokontroler AT89S51.
c. Asm_51
Asm_51 digunakan untuk mengubah file dengan ekstensi ASM menjadi file dengan exstensi HEX.
3.2.3 Alat Pendukung
a. Solder
Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan timah patri yang digunakan untuk menyambung komponen-komponen elektronika. b. Multimeter
Multimeter adalah alat untuk mengukur Ampere, Voltage, dan OHM (Resistance).
c. Obeng
Terdiri dari obeng plus dan minus, yang digunakan untuk merapatkan mur sebagai pengunci antar komponen dan casis.
d. Bor
Alat yang digunakan untuk melubangi PCB maupun pada casis. 3.2.4 Mencetak PCB
Pola dan gambar jalur yang telah dibuat melalui protel kemudian dicetak ke dalam board melalui tahapan sebagai berikut :
a. Mencetak gambar layout PCB yang telah dibuat pada kertas transparansi.
b. Proses berikutnya adalah penyablonan secara langsung diatas lembaran PCB dengan menggunakan sekrin. Sekrin yang
commit to user
digunakan harus sudah terbentuk gambar layout PCB pada permukaan sekrin tersebut.
c. Memasukkan yang telah tersablon ke dalam air hangat yang telah dilarutkan bubuk Ferri Clorite. Wadah yang digunakan harus selain logam.
d. Rendam PCB ke dalam larutan Ferri Clorite selama 5-10 menit dengan perbandingan 10 gram bubuk Ferri Clorite untuk 100cc air panas. Goyang-goyang wadah atau tempat perendam PCB agar seluruh lapisan tembaga yang tidak tertutup polar jalur PCB dari sablon dapat terkikis habis lebih cepat.
e. PCB dibersihkan dengan menggunakan kapas untuk menghilangkan sisa-sisa larutan Ferri Clorite dari papan PCB. Untuk menghilangkan bekas jalur sablon menggunakan tiner / bensin.
f. Proses pelubangan PCB menggunakan bor PCB.
3.3 Rancang Gambar Alat
Dibawah ini adalah rancang gambar dari Detektor suhu ruangan:
commit to user 3.3.1 Rangkaian Alat Lengkap
commit to user 3.4 Perancangan Software
3.4.1 Flowchart
Sebelum membuat program Detektor suhu ruanganada baiknya terlebih dahulu membuat flowchart dari program yang diinginkan. Dengan flowchart dapat mengerti kemana arah tujuan program yang akan dibuat.
commit to user
3.5 Tahap Penyelesaian
Setelah selesai melakukan pembuatan alat-alat, langkah selanjutnya adalah perakitan. Tahap perakitan dimulai dengan urutan sebagai berikut :
1. Memasang chasing dan menggabungkan dengan alat elektronik.
Sebelum dimasukkan di dalam chasing, alat-alat elektronika harus sudah tersusun dengan baik, lalu dimasukkan ke dalam chasing yang sudah terpasang dudukan untuk rangkaian alat-alat elektronika tersebut.
2. Pemrograman
Pemrograman dilakukan setelah alat-alat elektronika dan casing terpasang dengan benar. Pemrograman dilakukan dengan menggunakan bahasa assembler dengan software compiler Aec_Isp. Download file dilakukan dengan isp (In System
Programing).
3. Uji Coba
Setelah terpasang menjadi sebuah pendeteksi suhu ruangan dengan baik maka dilakukan uji coba. Uji coba dilakukan dengan menggunakan alat pemanas seperti solder,setrika, dll.
commit to user BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Skema Rangkain dan Pengujian Tiap Blok Bagian
4.1.1 Rangkaian Catu Daya/ Adaptor
Berikut adalah rangkaian catu daya yang berfungsi sebagai penyuplai arus listrik. Adaptor disambungkan pada rangkaian dengan jeck DC. Keluaran tegangan dari adaptor yang digunakan adalah dari 1.5V, 3V, 4.5V, 6V, 7.5V, 9V dan 12V , karena rangkaian membutuhkan tegangan 5V maka harus memakai tegangan dari 6V−12V.
Gambar 3.2 Rangkaian Catu daya
4.1.2 Rangkaian Sensor LM35
Sensor LM35 langsung dihubungkan dengan pin ADC. LM35 mempunyai 3 kaki, masing-masing dihubungkan dengan Vcc, Ground, dan pin Vin ADC.
commit to user
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor LM35
4.1.3 Rangkaian ADC 0804
Konfigurasi pin ADC mempunyai fungsi masing-masing. Pin ADC yang dihubungkan ke mikrokontroler adalah pin ke 11-18, dimana pin tersebut berfungsi sebagai output ADC.
commit to user 4.1.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 mempunyai fungsi masing-masing. Pin RST berfungsi sebagai input untuk melakukan reset terhadap mikro. Pin XTAL1 dan XTAL 2 merupakan pin inputan untuk kristal osilator. Sedangkan GND merupakan ground untuk pentanahan.
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
4.1.5 Rangkaian Tombol Manual
Rangkaian ini berisi 3 buah tombol yang mempunyai fungsi masing-masing. Yaitu sebagai tombol set, tombol down dan tombol up.
commit to user 4.1.6 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Rangkaian ini berfungsi sebagai penampil semua input data yang diterima dari mikrokontroler. LCD yang dipakai adalah jenis LCD display teks. Untuk menguji baik tidaknya LCD kita dapat membuat program sederhana untuk menyalakan LCD, jika LCD dapat menyala maka kondisi LCD tersebut dalam kondisi baik.
Gambar 3.7 Rangkaian LCD
4.1.7 Rangkaian Speaker
Rangkaian ini berfungsi untuk mengeluarkan output berupa suara beep. Speaker merupakan transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput.
commit to user
commit to user 4.2 Tabel Pengujian
4.1. Pengujian Sensor LM35
Sensor suhu yang digunakan adalah LM35, sensor ini dikonfigurasikan untuk dapat mendeteksi suhu antara -55º C sampai 150º C. Sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap kenaikan 10 mV mewakili kenaikan suhu 1ºC. Hasil pengukuran tegangan LM35 dan pengukuran suhu dengan termometer terlihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Pengujian LM35
Suhu Termometer (°C) Tegangan Keluaran LM 35 Konversi Tegangan ke Suhu dari LM 35 (°C) 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.012 0.058 0.113 0.160 0.199 0.241 0.294 0.346 0.393 0.441 0.488 1.2 5.8 11.3 16.0 19.9 24.1 29.4 34.6 39.3 44.1 48.8
Sukiswo, Perancangan Telemetri Suhu dengan Modulasi Digital FSK-FM, Jurusan Tehnik Elektro, Fakultas Tehnik Undip, 2005.
Disini pengujian akan dilakukan dengan alat bantu solder ataupun setrika yang dapat mengeluarkan panas yang continue atau terus menerus. Setting awal dari alat Detektor suhu ruangan yaitu 31oC – 32oC. Berikut adalah tabel pengujian Detektor suhu ruangan.
Tabel 4.2 Pengujian Detektor suhu ruangan
No Setting Suhu Panas yang diterima Sensor Speaker
1. 35oC 35oC 40oC 45oC 50oC Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 2. 40oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 3. 450C 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 4. 50oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 5. 55oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 6. 60oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 7. 65oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 85oC 90oC 95oC 100oC Hidup Hidup Hidup Hidup 8. 70oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 9. 75oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 95oC 100oC Hidup Hidup 10. 80oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup 11. 85oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup Hidup
commit to user 12. 90oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup Hidup 13. 95oC 35oC 40oC 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup Hidup 14. 100oC 35oC 40oC Mati Mati
commit to user 45oC 50oC 55oC 60oC 65oC 70oC 75oC 80oC 85oC 90oC 95oC 100oC Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Mati Hidup
commit to user BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Seperti yang diuraikan terlebih dahulu pada bagian pendahuluan pembuatan alat penyusun tugas akhir ini bertujuan untuk mengaplikasikan kemampuan mikrokontroler AT89S51 yang dapat bekerja sebagai “Detektor Suhu Ruangan”. Dari pembuatan tugas akhir ini disimpulkan bahwa :
1. Alat ini mempunyai tampilan suhu dalam celcius, dengan tampilan menggunakan Liquid Crystal Display ( LCD ).
2. Alat ini berguna sebagai pendeteksi suhu, yang dapat diatur dengan tombol manual untuk membatasi panas yang diinginkan. Ketika suhu ruangan melebihi batas panas maksimum maka speaker akan berbunyi. 5.2 Saran
Berikut saran-saran penulis untuk mengembangkan alat Pengontrol Suhu Ruangan ini :
1. Penggunaan kipas /AC, sehingga dapat langsung diterapkan penggunaanya sebagai pengontrol suhu ruangn, jika panas sudah melebihi batas maksimum maka kipas / AC dapat berfungsi untuk mendinginkan lagi. 2. Alat ini dapat diaplikasikan tidak hanya pengontrol suhu ruangan, tetapi
juga dalam bidang industri dengan mengganti sensor yang sesuai dengan standard industri.
