MIKROKONTROLER AT89S51
SKRIPSI
Oleh :
INDRA FIRMANSYAH MARISI
0734010257
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
MIKROKONTROLER AT89S51
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Per syar atan Dalam Memperoleh Gelar Sar jana Komputer
J ur usan Teknik Infor matika
Oleh :
INDRA FIRMANSYAH MARISI
0734010257
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
Secara umum robot dapat didefinisikan sebagai sebuah piranti mekanik
yang mampu melakukan pekerjaan manusia atau berperilaku seperti manusia. Salah
satu pekerjaan manusia yang dapat dilakukan oleh robot adalah kegiatan sterilisasi
ruangan. Robot sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya dirancang untuk melakukan
sterilisasi ruangan rumah sakit agar terbebas dari bakteri yang membahayakan pasien.
Untuk itu robot dilengkapi dengan sensor cahaya photodioda dan infrared, uv lamp,
Motor DC dan mikrokontroler AT89S51. Sensor cahaya photodioda dan infrared
berguna untuk membedakan warna hitam dan putih saat robot berjalan. Uv lamp
berguna untuk mensterilkan ruangan dengan sinarnya dan membunuh bakteri yang
berbahaya. Motor DC untuk menggerakkan roda robot agar robot mampu bergerak.
Dan mikrokontroler sebagai otak robot yang mengatur semua komponen-komponen
robot agar berjalan sesuai yang diharapkan. Pada saat robot dinyalakan, robot akan
berjalan pada jalur hitam yang telah dibuat, robot akan bergerak mengelilingi ruangan
guna mensterilkan ruangan dengan sensor cahaya. Robot akan berhenti bergerak
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “ROBOT PENDETEKSI RUANG BERCAHAYA ULTRAVIOLET” yang merupakan persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Komputer di Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jatim.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penulisan tugas akhir ini, terutama kepada:
1. Orang Tua tercinta, Bapak Josan Marisi dan Ibu Sri Wahyuni, Kakak Ival dan Mbak Riris, Adik Rifki, Kekasih tercinta Ariesta gige setia cahyani dimanapun berada. Terima kasih atas kasih sayang, dukungan dan doanya.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP, selaku Rektor UPN “Veteran” Jatim. 3. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku DEKAN FTI UPN “VETERAN” Jatim.
4. Ibu Dr.Ir.Ni Ketut Sari, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Informatika, FTI UPN “VETERAN” Jatim.
5. Bapak Basuki Rahmat, S.Si. dan Ir.Kartini, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan selama proses pelaksanaan Tugas Akhir penulis.
6. Bapak Firza Prima Aditiawan S.Kom, selaku PIA TA yang telah mendukung proses pelaksanaan Tugas Akhir penulis.
7. Special thanks to : Chrisye El rizal yang membantu saya dalam pembuatan tugas
8. Dosen- dosen Teknik Informatika dan Sistem Informasi, staff akademika UPN “VETERAN” Jatim.
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan ... 3
1.5 Manfaat... ... 4
1.6 Metodologi Perancangan ... 4
1.7 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Mikrokontroler AT89S51... 7
2.1.1 Spesifikasi AT89S51 ... 10
2.1.2 Pin-pin Mikrokontroler AT89S51 ... 10
2.1.3 Struktur Perangkat Keras AT89S51 ... 12
2.1.4 Struktur Memori ... 13
2.1.5 Register Mikrokontroler AT89S51 ... 16
2.1.7 Sistem Interupsi ... 25
2.2 Motor DC ... 26
2.3 UV Lamp ... 29
2.4 IC AT89S51 ... 32
2.5 Transistor ... 35
2.6 IC OP-AMP 324 ... 36
2.7 Kapasitor ... 37
2.8 Bahasa Assembly ... 38
BAB III PERANCANGAN ROBOT ... 40
3.1 Perancangan Robot ... 40
3.2 Flowchart ... 40
3.3 Blok Diagram... ... 42
3.4 Kebutuhan Perancangan Hardware Robot ... 42
3.5 Cara Merancang Robot ... 43
3.6 Analisis Perancangan Motor DC ... 44
3.7 Rancangan dan Analisis Robot ... 45
3.7.1 Rancangan Motor Saat Maju ke Depan ... 46
3.7.2 Rancangan Motor Saat Belok ke Kanan ... 46
3.7.3 Rancangan Motor Saat Belok ke Kiri ... 47
3.8 Rancangan Pada Robot ... 47
3.9 Rancangan Pada Arena Robot ... 48
BAB IV IMPLEMENTASI PERANCANGAN ... 50
4.1Kebutuhan Sistem ... 50
4.2 Prosedur Pemasangan ... 51
4.3 Sistematika Penulisan ... 55
4.4 Implementasi Robot ... 56
BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA ROBOT... 59
5.1 Pengujian... 59
5.1.1 Pengujian Driver Motor ... 60
5.1.2 Pengujian Sensor Cahaya ... 60
5.1.2.1 Pengujian Sensor Cahaya Manual ... 60
5.1.2.2 Pengujian Sensor Cahaya Pada Robot Menggunakan Arena ... 61
5.2 Analisis ... 62
5.1.1 Analisa Robot Sterilisasi Ruangan Dengan Sensor Cahaya 62 5.1.2 Analisa Pengujian ... 64
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 66
6.1 Kesimpulan ... 66
6.2 Saran ... 66
DAF TAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin AT89S51 ... 11
Tabel 2.2 TCON/Timer Control Special Function Register ... 21
Tabel 2.3 TMOD/Timer Mode Special Function Register ... 22
Tabel 2.4 Penyinaran UV Pada Bakteri ... 30
DAF TAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51 ... 10
Gambar 2.2 Blok Diagram AT89S51 ... 12
Gambar 2.3 Denah Memori Data... 14
Gambar 2.4 Penyinaran UV Pada Bakteri ... 17
Gambar 2.5Timer/Counter Logic ... 20
Gambar 2.6 TCON/Timer Control Special Function Register ... 20
Gambar 2.7 TMOD/Timer Mode Special Function Register ... 22
Gambar 2.8 16-Bit Up Counter ... 23
Gambar 2.9 Mode Operasi Timer ... 24
Gambar 2.10 Analogi Sistem Interupsi ... 26
Gambar 2.11 Fase 1 dari Motor DC ... 27
Gambar 2.12 Fase 2 dari Motor DC ... 28
Gambar 2.13 Putaran Motor DC... 28
Gambar 2.14 IC AT89S51 ... 32
Gambar 2.15 Transistor NPN dan PNP ... 36
Gambar 2.16 Konfigurasi Pin IC LM 324 ... 37
Gambar 2.17 Proses Assembly ... 39
Gambar 3.1 Flowchart Robot Sterilisasi Ruangan Keseluruhan ... 41
Gambar 3.2 Diagram Hardware Robot ... 42
Gambar 3.3 Flowchart Cara Merancang Robot ... 44
Gambar 3.4 Robot Saat Maju ... 46
Gambar 3.6 Robot Saat Berputar ke Kiri ... 47
Gambar 3.7 Skematis Rangkaian ... 48
Gambar 3.8 Rancangan Arena Robot ... 49
Gambar 4.1 Tampilan Awal Membuat File Baru ... 51
Gambar 4.2 File Assembly Pada Jendela Editor ... 52
Gambar 4.3 Compile File ... 52
Gambar 4.4 Hasil Compile ... 53
Gambar 4.5 Hasil Download Program ke Dalam Mikrokontroler ... 53
Gambar 4.6 Pesan Error Dalam Proses Download Program ... 54
Gambar 4.7 Rangkaian PCB Mikro ... 57
Gambar 4.8 Rangkaian PCB Driver ... 57
Gambar 4.9 Robot Sterilisasi Ruangan Tampak Dari Samping ... 58
Gambar 5.1 Pengujian Motor Driver ... 59
Gambar 5.2 Pengujian Sensor Cahaya Manual Dengan Kertas Hitam ... 60
Gambar 5.3 Pengujian Sensor Cahaya Manual Dengan Kertas Putih ... 61
1.1 Latar Belakang Masalah
Menyambut perkembangan teknologi yang semakin pesat dalam segala aspek kehidupan, mulai dari bidang pendidikan hingga bidang kesehatan dan banyak lagi yang lainnya. Untuk itu dituntut pula terciptanya peralatan medis yang dapat membantu dalam melaksanakan segala akifitas dan pekerjaan operator secara mudah dan efisien, serta menjaga keamanan bagi operator yang menggunakan alat kesehatan tersebut.
Bahkan untuk alat kedokteran yang beresiko terhadap kesterilan ruangan pada ruang , dapat berakibat fatal terhadap pasien yang akan dioperasi karena kurang memenuhi standard kesterilan ruangan. Sebagai contoh UV steril ruangan ini sekiranya masih belum mencapai hasil yang diinginkan.
Untuk itu diusahakan beberapa cara salah satunya dengan membuat Robot UV steril ruangan yang berjalan sehingga diharapkan adanya pemerataan penyinaran. Alat ini menggunakan jalur hitam pada lantai untuk mengitari seluruh ruangan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat atau merangkai sebuah robot yang dapat mensterilkan ruangan dengan sensor ultraviolet dan dapat berjalan pada jalur hitam.
2. Bagaimana mengontrol kecepatan putar motor DC.
3. Bagaimana menggabungkan program secara keseluruhan sehingga robot dapat melakukan tugasnya dengan benar.
1.3 Batasan Masalah
Agar perancangan yang dibahas dalam tugas akhir ini tidak terlalu luas dan menyimpang dari topik yang telah ditentukan, maka penulis perlu membatasi permasalahan sebagai berikut :
1. Pembahasan tentang mikrokontroler AT 89S51 hanya sebatas yang berkaitan dengan perancangan ini.
2. Pembahasan mengenai komponen pendukung yang meliputi: uv lamp, Motor dc, motor driver, dan komponen-komponen lainya hanya sebatas teori umum dan yang berkaitan dengan perancangan robot strelisasi ruangan.
3. Robot hanya bisa berjalan pada jalur hitam.
5. Robot ini hanya sebagai Prototype dalam mempermudah dalam strelisasi ruangan rumah sakit.
6. Robot hanya berjalan searah jarum jam.
7. Dalam perancangan program menggunakan bahasa Assembly.
1.4 Tujuan
1. Untuk merancang robot Sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya berbasis mikrokontroler AT 89S51 yang dapat melakukan penyinaran dan strelisasi ruangan dengan sinar ultraviolet.
2. Robot mampu berjalan sesuai harapan yang diinginkan dan berhasil melakukan penyinaran dan strelisasi ruangan.
3. Memodifikasi alat UV Mobile Sterilisator dengan sistem line tracer berbasis mikrokontroler AT89s51.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Diharapkan dengan menggunakan robot ini dapat meratakan penyinaran
Ultraviolet ke seluruh ruangan sehingga lebih optimal.
2. Untuk menambah ilmu pengetahuan di bidang teknik elektromadik khususnya tentang sterilisasi ruangan menggunakan sinar UV.
1.6 Metodologi Per ancangan
Metode perangcangan yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur dan diskusi.
Pada tahap pertama perangcangan ini penulis akan mempelajari literatur yang berhubungan dengan perancangan robot Sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya, mikrokontroler AT 89S51 dan komponen pendukung yang digunakan. Penulis juga berdiskusi dengan dosen dan teman untuk memperkaya wawasan penulis mengenai perancangan robot Sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya
2. Perancangan perangkat keras.
Rangkaian yang akan dirancang meliputi rangkaian minimum mikrokontroler, rangkaian pengendali sensor dan rangkaian pengendali motor.
3. Perancangan perangkat lunak
Setelah semua perangkat keras dan perangkat lunak selesai dirakit maka akan dilakukan perangcangan perangkat lunak yang terdiri dari diagram alir dan listing program.
4. Pengujian robot
Setelah perangkat keras dan perangkat lunak selesai dibuat, maka tahap berikutnya adalah pengujian robot. Jika hasil pengujian tidak sesuai dengan yang diharapkan, akan dilakukan perbaikan hingga tujuan tercapai.
1.7 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini diuraikan secara ringkas pembahasan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi perancangan, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini akan membahas dasar-dasar teori dari mikrokontroler AT 89S51 dan komponen-komponen pendukung lainnya.
BAB III PERANCANGAN ROBOT
Pada bab ini membahas tentang perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak prototype robot Sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya.
BAB IV IMPLEMENTASI PERANCANGAN
Pada bab ini membahas mengenai implementasi perancangan perangkat keras maupun perangkat lunak yang telah dirancang.
BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA ROBOT
Bab ini membahas tentang pengujian driver motor, sensor
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
2.1
MIKROKONTROLER AT 89S51
Mikrokontroler sebagai teknologi baru yaitu teknologi semi konduktor
kehadirannya sangat membantu dunia elektronika. Dengan arsitektur yang praktis
tetapi memuat banyak kandungan transistor yang terintegrasi, sehingga mendukung
dibuatnya rangkaian elektronika. Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip tunggal
yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi – aplikasi control bukan untuk
aplikasi-aplikasi serbaguna. Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu
seperti pada sebuah penggerak motor. Pengguna mikrokontroler sangat luas, tidak
hanya untuk akuisi dan melainkan juga untuk pengendalian di pabrik-pabrik,
kebutuhan peralatan kantor, peralatan rumah tangga, aoutomobile dan sebagainya.
Hal ini disebabkan mikrokontroler merupakan system mikroprosesor (yang
didalamnya terdapat CPU, ROM, RAM dan I/O) yang telah terpadu dalam suatu chip,
selain itu komponennya (AT89S51) mudah dan murah didapatkan di pasaran.
Mikrokontroler,
sebagai
suatu
terobosan
teknologi
mikroprosesor
dan
mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor
yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat
diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih
untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan
alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya),
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu
program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan
RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar,
artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,
sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang
kecil. Sedangkan pada Mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang
besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash
PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai
tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada
mikrokontroler yang bersangkutan.
Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :
a.
Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly
dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem
menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa
assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly
aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa
menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti
huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.
b.
Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O
terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler
dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif
sesuai dengan kebutuhan sistem.
c.
Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer
sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah
instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan
mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak
perintah.
d.
Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori
dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
e.
Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
f.
Mikrokontroller AT89S51 adalah standart International. Arsitektur perangkat
keras 89S51 mempunyai 40 kaki, 31 kaki digunakan untuk keperluan 4 buah
port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk
interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat
juga digunakan secara sendiri setiap bitnya untuk interfacing single bit
2.1.1
Spesifikasi AT89S51 :
a.
Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51 sebelumnya.
b.
8 kbytes In system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan
1000 kali baca/tulis.
c.
tegangan kerja 4-5.0V.
d.
Bekerja dengan rentang 0 – 33MHz.
e.
256x8 bit RAM internal.
f.
32 jalur I/0 dapat deprogram.
g.
3 buah 16 bit Timer/Counter.
h.
8 sumber interrupt.
i.
saluran full dupleks serial UART.
j.
watchdog timer.
k.
dua data pointer.
l.
Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Model).
2.1.2
Pin – Pin Mikrokontroler AT89S51
Yang membedakan mikrokontroler AT89S51 dengan C51(seri sebelumnya)
adalah cara pengisian program (flash programming). Pada mikrokontroler AT89S51
terdapat fasilitas ISP (In System Programming). Artinya mikrokontroler ini mampu
diprogram meskipun dalam kondiasi bekerja. Letak perbedaan pada hardware adalah
adanya MOSI, MOSI, dan SCK, pin ini berguna saat flash programming. Adapun
fungsi dari pin pin yang lain, fungsinya sama seperti pada seri sebelumnya. Diwah ini
disajikan fungsi pin untuk mikrokontroler AT89S51. [3].
Tabel 2.1 konfigurasi pin AT89S51 [3]
Nomor
pin
Nama pin
Alternatif
Keterangan
20
GND
Sebagai Kaki Suplay GND
40
VCC
Sebagai Kaki Suplay VCC
32..39
P0.7.. P0.0
D7..D0 &
A7..A0
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/0 biasa,
juga bisa sebagai alamat rendah dan bus
data untuk memori eksternal
1..8
P1.0.. P1.7
Sebagai port I/0 biasa, mempunyai
internal pull up dan berfungsi sebagai
input dengan memberikan logika 1
Terdapat pin MISO, MOSI, SCK
21..28
P2.0.. P2.7
A8.. A15
Port 0 sebagai I/0 biasa, atau sebagai
high order address, pada saat
mengakakses memori eksternal.
10..17
Port 3
Sebagai I/O biasa, namun juga
mempunyai fungsi khusus
10
P3.0
RXD
Port serial input
11
P3.1
TXD
Port serial output
12
P3.2
INT0
External Interupt 0
13
P3.3
INT1
External Interupt 1
14
P3.4
T0
External timer 0 input
15
P3.5
T1
External timer 1 input
16
P3.6
WR
External data memory write strobe
17
P3.7
RD
External data memory read strobe
9
RST
Reset aktiv dengan logika 1 minimal 2
siklus
30
ALE
Prog
Pin ini dapat berfungsi sebagai Address
byte address pada saat mengakses
memori eksternal Sedangkan pada saat
Flash Programming (PROG) berfungsi
sebagai pulse input untuk Pada operasi
normal ALE akan mengeluarkan sinyal
clock sebesar 1/16 frekwensi oscillator
kecuali pada saat mengakses memori
eksternal Sinyal clock pada pin ini dapat
pula didisable dengan men-set bit 0 dari
Special Function Register di alamat
8EH ALE hanya akan aktif pada saat
mengakses memori ekster- nal (MOVX
& MOVC)
29
PSEN
Pin ini berfungsi pada saat
mengeksekusi program yang ter- letak
pada memori eksternal. PSEN akan aktif
dua kali setiap cycle
31
EA
Pada kondisi low maka pin ini akan
berfungsi sebagai EA yaitu
mikrokontroler akan menjalankan
program yang ada pada memori
eksternal setelah sistem direset Apabila
berkondisi high maka pin ini akan
berfungsi untuk menjalankan program
yang ada pada memori internal
18
XTAL1
Input Oscillator
19
XTAL2
Output Oscillator
2.1.3
Struktur Perangkat Keras AT89S51
Struktur mikrokontroler AT89S51 diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung
melalui satu jalur bus dengan memori prnyimpanan berupa RAM dan ROM serta
jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial. Selain itu terdapat fasilitas timer/counter
internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal.[3]
Gambar 2.2 Blok Diagram AT89S51 [3]
2.1.4 Struktur Memori
Dalam pengertian MCS51, Random Access Memory dalam chip AT89x51
adalah memori data, yaitu memori yang dipakai untuk menyimpan data, sedangkan
Flash PEROM merupakan memori penampung program pengendali AT89x51,
dikenal sebagai memori-program. Karena kedua memori itu memang dibedakan
dengan tegas, maka kedua memori itu mempunyai penomoran yang terpisah.
Memori-program dinomori sendiri, pada AT89S51 mulai dari nomor $0000 sampai
$0FFF. Sedangkan memori-data yang hanya 256 byte dinomori dari nomor $00
sampai $FF. Gambar 5 Denah Memori-data Seperti terlihat dalam denah memori-data
Gambar 5, memori-data dibagi menjadi dua bagian, memori nomor $00 sampai $7F
kegunaan khusus, sedangkan memori nomor $80 sampai $FF dipakai sangat khusus
yang dinamakan sebagai Special Function Register Pelatihan Mikrokontroler. [6]
Gambar 2.3 Denah Memori Data [6]
Seperti terlihat dalam denah memori-data Gambar 5, memori-data dibagi menjadi dua
bagian, memori nomor $00 sampai $7F merupakan memori seperti RAM selayaknya
meskipun beberapa bagian mempunyai kegunaan khusus, sedangkan memori nomor
$80 sampai $FF dipakai sangat khusus yang dinamakan sebagai Special Function
Register.
Memori-data nomor $00 sampai $7F bisa dipakai sebagai memori penyimpan
data biasa, dibagi menjadi 3 bagian:
•
Memori nomor $00 sampai $18 selain sebagai memori-data biasa, bisa
pula dipakai sebagai Register Serba Guna (General Purpose Register).
•
Memori nomor $20 sampai $2F selain sebagai memori-data biasa, bisa
•
Memori nomor $30 sampai $7F (sebanyak 80 byte) merupakan
memori-data biasa, bisa dipakai untuk menyimpan data maupun
dipakai sebagai Stack.
a.
Register Serba Guna
Register Serba Guna (General Purpose Register) menempati memori-data
nomor $00 sampai $18, memori sebanyak 32 byte ini dikelompokkan menjadi
4 Kelompok Register (Register Bank), 8 byte memori dari masing-masing
Kelompok itu dikenali sebagai Register 0, Register 1 .. Register 7 (R0, R1,
R2, R3, R4, R5, R6 dan R7). Dalam penulisan program memori-memori ini
bisa langsung disebut sebagai R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6 dan R7, tidak lagi
dengan nomor memori. Dengan cara ini instruksi yang terbentuk bisa lebih
sederhana dan bekerja lebih cepat.
b.
Memori Level Bit
Memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi
dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa dipakai menampung 8
bit informasi yang masing-masing dinomori tersendiri, dengan demikian dari
16 byte memori yang ada bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit)
yang dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. Informasi dalam level bit
tersebut masing-masing bisa di-‘1’-kan, di - ‘0’-kan dengan instruksi.
c.
Special Function Register (SFR)
Register Khusus (SFR - Special Function Register) adalah satu daerah RAM
dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port
paralel P1 atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak umum dipakai
untuk menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian,
dalam hal penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-
data.
2.1.5 Register Mikrokontroler AT89S51
Untuk keperluan penulisan program, setiap mikroprosesor/mikrokontroler
selalu dilengkapi dengan Register Dasar. Ada beberapa macam register merupakan
register baku yang bisa dijumpai disemua jenis mikroprosesor/ mikrokontroler, ada
register yang spesifik pada masing-masing prosesor. Yang termasuk Register Baku
antara lain Program Counter, Akumulator, Stack Pointer Register, Program Status
Register. MCS51 mempunyai semua register baku ini.
Sebagai register yang khas MCS51, antara lain adalah Register B, Data
Pointer High Byte dan Data Pointer Low Byte. Semua ini digambarkan dalam
Gambar 4. Di samping itu MCS51 masih mempunyai Register Serba Guna R0..R7
yang sudah disebut dibagian atas. Dalam mikroprosesor/mikrokontroler yang lain,
register-register dasar biasanya ditempatkan ditempat tersendiri dalam inti prosesor,
tapi dalam MCS51 register-register itu ditempatkan secara terpisah.
a.
Program Counter ditempatkan ditempat tersendiri di dalam inti
b.
Register Serba Guna R0..R7 ditempatkan di salah satu bagian dari
memori-data
c.
Register lainnya ditempatkan dalam Special Function Register
(SFR).
Gambar 2.4 Susunan Register Dasar MCS51 [6]
Kegunaan dan pemakaian register-register dasar tersebut antara lain sebagai berikut:
a.
Pr ogram Counter
Program Counter (PC) dalam AT89S51 merupakan register dengan kapasitas
16 bit. Di dalam PC dicatat nomor memori-program yang menyimpan
instruksi berikutnya yang akan diambil (fetch) sebagai instruksi untuk
dikerjakan (execute). Saat setelah reset PC bernilai 0000h, berarti MCS51
akan segera mengambil isi memori-program nomor 0 sebagai instruksi. Nilai
PC otomatis bertambah 1 setelah prosesor mengambil instruksi 1 byte. Ada
instruksi yang hanya 1 byte, ada instruksi yang sampai 4 byte, dengan
demikian pertambahan nilai PC setelah menjalankan instruksi, tergantung
b.
Akumulator
Sesuai dengan namanya, Akumulator adalah sebuah register yang berfungsi
untuk menampung (accumulate) hasil hasil pengolahan data dari banyak
instruksi MCS51. Akumulator bisa menampung data 8 bit (1 byte) dan
merupakan register yang paling banyak kegunaannya, lebih dari setengah
instruksi-instruksi MCS51 melibatkan Akumulator.
c.
Stack Pointer Register
Salah satu bagian dari memori-data dipakai sebagai Stack, yaitu tempat yang
dipakai untuk menyimpan sementara nilai PC sebelum prosesor menjalankan
sub-rutin, nilai tersebut akan diambil kembali dari Stack dan dikembalikan ke
PC saat prosesor selesai menjalankan sub-rutin. Stack Pointer Register adalah
register yang berfungsi untuk mengatur kerja stack, dalam Stack Pointer
Register disimpan nomor memori-data yang dipakai untuk operasi Stack
berikutnya.
d.
Pr ogram Status Wor d
Program Status Word (PSW) berfungsi mencatat kondisi prosesor setelah
melaksanakan instruksi. Pembahasan tentang PSW secara rinci akan
dilakukan dibagian lain.
e.
Register B
Merupakan register dengan kapasitas 8 bit, merupakan register pembantu
f.
DPH dan DPL
Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL)
masing-masing merupakan register dengan kapasitas 8 bit, tapi dalam pemakaiannya
kedua register ini digabungkan menjadi satu register 16 bit yang dinamakan
sebagai Data Pointer Register (DPTR). Sesuai dengan namanya, Register ini
dipakai untuk mengalamati data dalam jangkauan yang luas.
2.1.6 Pewaktu/Pencacah (Timer/Counter)
Timer sangat diperlukan untuk membuat delay/tundaan waktu. AT89S51
menyediakan fasilitas timer 16 bit
sebanyak 2 buah yaitu Timer 0 dan Timer 2. Timer ini juga bisa di fungsikan sebagai
counter/pencacah.
a.
Timer bekerja dengan cara menghitung pulsa clock internal mikrokontroler
yang dihasilkan dari rangkaian osilator. Jumlah pulsa clock akan
dibandingkan dengan sebuah nilai yang terdapat dalam register timer (TH dan
TL). Jika jumlah pulsa clock sama dengan nilai timer, maka sebuah interrupt
akan terjadi (ditandai oleh flag TF).
Interrupt ini dapat dipantau oleh program sebagai tanda bahwa timer telah
overflow.
b.
Counter bekerja dengan cara menghitung pulsa eksternal pada P3.4 (T0) dan
Gambar 2.5 Timer/Counter Logic [6]
•
Timer akan menghitung pulsa clock dari osilator yang sebelumnya
telah dibagi 12.
Agar berfungsi sebagai timer maka :
Bit C/T dalam TMOD harus 0 (timer operation)
Bit TRx dalam TCON harus 1 (timer run)
Bit Gate dalam TMOD harus 0 atau pin INTx harus 1.
•
Counter menghitung pulsa dari pin input T0 dan T1. Agar berfungsi
sebagai counter maka :
Bit C/T dalam TMOD harus 1 (counter operation).
Bit TRx dalam TCON harus 1 (timer run)
Bit Gate dalam TMOD harus 0 atau pin INTx harus 1.
[image:31.612.180.513.93.218.2]a.
Register TCON
Keterangan :
Tabel 2.2 TCON / Timer Control Special Function Register [8]
Bit
Symbol
Fuction
7
TF1
Timer 1 overflow flag. Set saat timer berubah dari satu ke nol.
Clear saat prosesor mengeksekusi interrupt service routine pada
address 001Bh
6
TR1
Timer 1 run control bit. Set 1 oleh program agar timer mulai
menghitung. Clear oleh program untuk menghentikan timer,
bukan me-reset timer.
5
TF0
Timer 0 overflow flag. Set saat timer berubah dari satu ke nol.
Clear saat prosesor mengeksekusi interrupt service routine pada
address 000Bh.
4
TR0
Timer 0 run control bit. Set 1 oleh program agar timer mulai
Menghitung. Clear oleh program untuk menghentikan timer,
bukan me-reset timer.
3
IE1
External interrupt 1 edge flag. Set 1 pada saat transisi sinyal high
ke low diterima oleh port3 pin 3.3 (INT1). Clear saat prosesor
mengeksekusi interrupt service routine pada address 0013h.Tidak
terkait dengan operasi timer.
2
IT1
External interrupt 1 signal type control bit. Set 1 oleh program
untuk mengaktifkan external interrupt 1 yang dipicu oleh sisi
turun sinyal (falling edge/transisi high ke low). Clear oleh
program untuk mengaktifkan sinyal low pada external interrupt 1
untuk menghasilkan sebuah interrupt.
1
IE0
External interrupt 0 edge flag. Set 1 pada saat transisi sinyal high
ke low diterima oleh port3 pin 3.2 (INT0). Clear saat prosesor
mengeksekusi interrupt service routine pada address 0003h.Tidak
terkait dengan operasi timer.
0
IT0
External interrupt 0 signal type control bit. Set 1 oleh program
untuk mengaktifkan external interrupt 0 yang dipicu oleh sisi
turun sinyal (falling edge/transisi high ke low). Clear oleh
b.
Register TMOD
Gambar 2.7 TMOD / Timer Mode Special Function Register [8]
Keterangan :
Tabel 2.3 TMOD / Timer Mode Special Function Register [8]
Bit
Symbol
Fuction
7/3
Gate
OR gate enable bit. Mengendalikan RUN/STOP timer 1/0. Set oleh
program untuk
mengaktifkan timer (RUN) jika bit TR1/0 pada TCON=1 dan
sinyal pada pin INT0/1
high. Clear oleh program untuk mengaktifkan time(rR UN) jika bit
TR1/0 pada TCON=1.
6/2
C/T
Set oleh program untuk membuat time1r /0 berfungsi sebagai
counter yang akan
menghitung pulsa eksternal pada pin3 .5 (T1) atau 3.4 (T0). Clear
oleh program untuk
membuat timer1 /0 berfungsi sebagai timer yang akan menghitung
pulsa clock intern.al
5/1
M1
Timer/counter operating mode select bit . Set/clear oleh program
untuk memilih mode
4/0
M0
Timer/counter operating mode select bit . Set/clear oleh program
untuk memilih mode
c.
Timer/Counter Inter rupt
Timer/Counter pada AT89S51 adalah sebuah Up Counter, nilai counternya
akan naik (increment) dari nilai awalnya sampai nilai maksimumnya dan
bahwa counter telah selesai menghitung, atau flag tersebut bisa digunakan
untuk meng-interrupt program. Nilai awal timer/counter harus dimasukkan
dulu ke dalam timer register Timer High (TH) dan Timer Low (TL) sebelum
timer/counter dijalankan. [8]
Gambar 2.9 Mode Operasi Timer [8]
Pemilihan mode operasi timer ditentukan pada bit M1 dan M0 dalam register
TMOD. Ada 4 mode operasi yaitu :
a.
Mode 0 : 13-bit Timer/Counter
Dengan mensetting M1&M0 = 00 dalam TMOD menyebabkan
register THx berfungsi sebagai counter 8 bit dan register TLx
berfungsi sebagai counter 5 bit. Ketika overflow, TF1x akan 1.
b.
Timer Mode 1. 16-bit Timer/Counter
Register THx dan TLx masing-masing berfungsi sebagai counter
8 bit. Ketika overflow, TF1x akan 1 .Nilai maksimumnya adalah
65535d atau FFFFh.
c.
Timer Mode 2. 8-bit Autor eload Timer/Counter
Register TLx berfungsi sebagai counter 8 bit. Register THx
berfungsi mengisi ulang / autoreload register TLx ketika terjadi
overflow (TFx=1).
d.
Timer Mode 3. Two 8 bit Timer/Counter
Pada mode 3. Timer berfungsi sebagai counter 8 bit yang
benar-benar terpisah satu sama lain. Timer 0 berfungsi sebagai timer
sekaligus sebagai counter secara terpisah. TL0 digunakan sebagai
counter 8 bit yang menghitung pulsa eksternal, dengan timer flag
TF0. TH0 digunakan sebagai timer 8 bit yang menghitung pulsa
clock internal, dengan timer flag TF1.
2.1.7
Sistem Interupsi
Interrupt adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan
mikrokontroler berhenti sejenak untuk melayani interrupt tersebut. Program yang
dijalankan pada saat melayani interrupt tersebut. Yang harus diperhatikan untuk
layanan interupsa dan yang terpenting rutin layanan interupsi, yaitu subrutin yang
akan dikerjakan bila terjadi interupsi. [6]
Gambar 2.10 Analogi Sistem Interupsi
Pada AT89S51, ada 6 sumber interrupt yaitu
a.
System reset
b.
External 0
c.
Timer 0
d.
External 1
e.
Timer 1
f.
Serial Port.
2.2
Motor DC
Pada sebuah robot, motor ini merupakan bagian penggerak utama di mana
hampir setiap robot pasti selalu menggunakan motor DC. Kecuali beberapa robot
yang menggunakan pneumatic, muscle wire atau motor AC. Motor DC terdiri dari
a.
Arus mengalir dari sisi kiri cincin belah ke sisi kanan. Arus ini akan
dilanjutkan ke kumparan yang terkait pada cincin belah
b.
Arus mengalir dalam kumparan menimbulkan medan magnet dan
membentuk kutub-kutub magnet pada kumparan
c.
Kutub magnet yang sama dengan kutub magnet permanen akan saling
tolak menolak dan kumparan akan bergerak memutar hingga kumparan
berada pada posisi di mana kedua kutubnya berbeda dengan kutub magnet
permanen.
S U
Magnet permanen
Kumparan
Cincin Belah
(1) Arus mengalir kutub kiri ke kutub kanan (2) Arus mengalir pada
kumparan
(3) Gerakan memutar terjadi
[image:38.612.190.486.310.518.2]Sikat
S U
(5) Kumparan terus bergerak memutar
[image:39.612.264.382.515.642.2](4) Polaritas pada kumparan berubah
Gambar 2.12 Fase 2 dari Motor DC [6]
a.
Perputaran kumparan yang terkait pada cincin belah akan mengakibatkan
perubahan polaritas pada kumparan karena sikat-sikat (brush) yang dialiri
listrik terhubung pada sisi cincin belah yang berbeda
b.
Perubahan polaritas kumparan juga mengakibatkan perubahan kutub pada
kumparan sehingga kumparan kembali bergerak memutar.
c.
Proses tersebut terjadi berulang-ulang sehingga kumparan akan berputar
secara kontinyu selama aliran arus terjadi pada kedua kutub sikat.
Arah putaran motor DC dapat diubah dengan mengubah polaritas aliran arus
yang terhubung ke sikat-sikatnya. Sedangkan kecepatan putar motor tergantung dari
berapa besar arus yang mengalir.
2.3 UV Lamp
Ultraviolet merupakan salah satu jenis gelombang cahaya yang mempunyai
panjang gelombang antara 100-390nm.
Tabel 2.4 Penyinaran UV Pada beberapa bakteri [9]
MACAM
UV min/cm³
Lama penyinaran untuk r uangan
untuk
memusnahkan dengan ukur an (m)
2.4 IC AT89s51
Gambar 2.14 IC AT 89S51 [3]
Gambar 2.15 Transistor NPN dan PNP[8]
2.6
IC OP-AMP 324
NPN PNP
Gambar 2.16 konfigurasi pin IC LM 324 [3]
Pada Bab ini membahas mengenai beberapa hal dasar tentang bagaimana dalam pembuatan perancangan robot mulai komponen – komponen apa saja yang dibutuhkan dalam perancangan robot ini, pembuatan Flowchart Robot, Blok Diagram Hardware Robot dan Analisa setelah robot tersebut dibuat.
3.1 Per ancangan Robot
Dalam pembuatan robot ini penulis memperhatikan beberapa aspek yang dibutuhkan, yaitu :
1. Robot ini dirancang untuk dapat berjalan mengikuti jalur yang dibuat.
2. Robot ini dirancang dengan menggunakan sensor photodioda dan infrared sebagai pendeteksi jalur dengan Mikrokontroler AT89S51 sebagai pengendali utama pada robot.
3. Robot ini menggunakan Motor DC 12 volt sebagai roda kanan dan kiri.
3.2 Flowchar t
Berdasarkan Algoritma yang telah di buat pada sub bab sebelumnya maka selanjutnya di buat Flowchart dari robot pendeteksi ruang bercahaya ultraviolet.
Flowchart ini akan menunjukan arah dan tujuan terhadap program yang dibuat
dari program yang akan di buat. Flowchart robot pendeteksi jalur dilengkapi ultraviolet sistem pada mikrokontroller adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1 Flowchart Robot Sterilisasi Ruangan Keseluruhan
Flowchart di atas merupakan rancangan sistem robot pendeteksi ruang
3.3 Blok diagr am
Gambar 3.2 Diagram Hardware Robot
Pada gambar 3.2 menjelaskan tentang perencanaan perangkat keras pada proyek akhir ini menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai sistem kontrol utama pada robot pendeteksi ruang bercahaya ultraviolet. Dimana mikrokontroler AT89S51 yang berfungsi sebagai sistem kontrol utama maka akan memerintahkan sensor sinar Ultraviolet untuk mensterilisasi ruangan dan memerintahkan sensor photodioda dan infrared sebagai pendeteksi jalur, Mikrokontroller AT89S51 Juga akan memerintah driver motor dan LCD untuk berjalan mengikuti jalur yang sudah di buat dan memberi sebuah warning ke LCD apabila ruangan sudah seteril.
3.4 Kebutuhan Per ancangan Har dwar e Robot
Dalam pembuatan robot ini komponen-komponen yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :
Microcontroller AT 89s51 Sensor Lampu UV kompa rator Driver UV ENTER UP
Sensor kompa
rator
LCD
driver
Motor kiri Motor kanan
1. Sensor cahaya 2. Dinamo DC 3. Transistor 4. Resistor
5. PCB (Printed Circuit Board) 6. Aki 12 volt
7. Sochet IC 8. ATMega 9. Dioda in 4004 10.Elco
11.LED 12.Trimpot 13.Cristal
14.Push Button dan LCD 2X16
3.5 Car a mer ancang Robot
Merancang robot bukanlah suatu hal yang mudah dan tidak dapat dilakukan oleh banyak kalangan. Dalam menjalani Tugas Akhir ini penulis ingin memaparkan bagaimana cara merancang robot ini.
Pertama, membeli semua komponen-komponen yang diperlukan dalam
pembuatan robot ini. Setelah membeli semua komponennya, kemudian merancang robotnya sesuai dengan keperluan dan kebutuhan user.
Kedua, setelah merancang robot, kemudian merakit komponen-komponen
rangkaian komponen dan motor diperlukan sebuah mika sebagai rangka dari robot serta beberapa sensor photodioda, Infrared dan Sinar ultraviolet.
Ketiga, dalam menggerakan robot pendeteksi ruang bercahaya ultraviolet ini
menggunakan sebuah aki 12 volt 1,3 A digunakan untuk menjalankan motor Dc dan komponen – komponen yang terdapat di PCB.
Keempat, untuk mengupload program ke robot maka di gunakan downloader
[image:55.612.229.442.261.557.2]untuk mengirim program dari CPU ke mikrokontroler. [Hal. 53]
Gambar 3.3 Flowchart Cara Merancang Robot.
3.6 Analisis Per ancangan Motor DC
robot tersebut maju ke depan maka kedua motor kanan dan kiri berputar bersama ke arah depan dan jika robot tersebut belok kanan maka motor bagian kanan berputar ke belakang dan motor bagian kiri berputar ke depan. Begitu pula sebaliknya jika robot belok kiri maka motor bagian kiri berputar ke belakang dan motor bagian kanan berputar ke depan. Serta jika robot itu mundur ke belakang, maka motor kanan dan kiri berputar ke belakang.
Tabel 3.1 Rancangan Rangkaian Driver Motor
Motor Kanan Motor Kiri
KETERANGAN
M1 M2
1 1 Maju
0 1 Kiri
1 0 Kanan
0 0 Stop
3.7 Rancangan dan Analisis Robot
3.7.1 Rancangan Motor Saat Maju k e Depan
[image:57.612.229.410.187.329.2]Posisi robot pada saat maju, dinamo kiri beputar ke arah kanan atau searah jarum jam sedangkan untuk dinamo kanan berputar ke kiri atau berlawanan searah jarum jam.
Gambar 3.4 Robot Saat Maju
3.7.2 Rancangan Motor Saat Belok ke Kanan
Posisi pada saat belok kanan, dinamo kiri dan dinamo kanan berputar ke arah kanan atau searah jarum jam.
[image:57.612.228.410.447.609.2]3.7.3 Rancangan Motor Saat Belok ke Kir i
[image:58.612.223.413.162.337.2]Posisi pada belok kiri, dinamo kiri berputar ke arah kanan atau searah jarum jam sedangkan untuk dinamo kanan berputar ke kiri.
Gambar 3.6 Robot Saat Berputar Ke Kiri
3.8 Rancangan pada Robot
Gambar 3.7 Skematis rangkaian
Pada gambar 3.7 di atas menjelaskan tentang arus rancangan dan komponen yang ada di PCB driver. Dimana PCB driver ini digunakan sebagai jalur penggerak robot dan motor DC sebagai komponen utama sebagai penggerak mengikuti jalur.
3.9 Rancangan Pada Ar ena Robot.
Sesudah membuat rancangan robot maka selanjutnya adalah membuat perancangan arena robot. Pada gambar 3.8 terdapat jalur hitam yang terbuat dari
P0.2 VCC VCC R4 POT 1 3 2 P0.4 J4 DARI MIKRO 1 2 C2 30p Q1 NPN BCE VCC J5 M 2 1 2 K2 RELAY DPDT 3 4 5 6 8 7 1 2 R2 RESISTOR ISO1 OPTO ISOLATOR-A 1 2 4 3 P0.0 C3 10u VCC P0.1 R3 1K SW4 RESET 1 2 J3 FLOROUCENT 1 2 P0.6 D1 DIODE VCC P0.1 R1 1K R1 POT 1 3 2 R5 1K J2 KE KOMPARATOR 1 J3 KE P2 1 2 Q1 NPN BCE R1 RESISTOR R2 POT 1 3 2 R3 1K J9 COMPARATOR 1 2 U1 AT89s51 9 18 19 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 PSEN ALE/PROG EA/VPP VCC 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 D1 LED R1 1 3 2 VCC + -U1A LM324 3 2 1 4 1 1 D1 LED VCC P0.4 R2 220 R2 220 J3 VCC MOTOR 1 2 J2 CON6 1 2 3 4 5 6 VCC VCC P0.7 Q2 NPN BCE J2 SENSOR 1 2 VCC P0.3 + -U1B LM324 5 6 7 4 1 1 D2 PHOTODIODE VCC R4 1K VCC P0.6 K1 RELAY DPDT 3 4 5 6 8 7 1 2 SW3 ENTER VCC Y1 12 Hz SW1 UP Q2 NPN BCE R2 1K P0.7 VCC SW2 DOWN P0.3 J2 KE KOMPARATOR 1 VCC P0.5 D2 PHOTODIODE VCC P0.0 103K J8 DRIVER MOTOR 1 2 P0.2 C1 30p R1 POT 1 3 2 VCC J1
LCD 2 X16
12345678910111213141516
VCC P0.5 R6 1K VCC VCC J2 M 1 1 2 D2 DIODE C R7
RESISTOR SIP 9
lakban, dimana panjang dan lebarnya adalah 2 m x 2 m.
4.1 Kebutuhan Sistem
Ada beberapa hal dalam pengembangan sistem yang harus diperhatikan sebelum akhirnya sampai pada langkah menjalankan program, antara lain perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software) serta bagaimana akhirnya sistem dapat berjalan sesuai dengan program yang telah dibuat.
4.1.1 Per a ngkat Sistem
Perangkat yang dibutuhkan dalam robot strelisasi ruangan dengan menggunakan sensor cahaya ini termasuk dalam pembuatan laporan adalah perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).
Adapun perangkat keras yang digunakan dalam pengembangan sistem ini adalah :
a) Komputer intel(R) core(TM)2 duo CPU b) RAM 2Gb
c) Hard disk 200 Gb d) Downloader e) CD-ROM
Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah : a) Progisp168
4.2 Pr osedur pemasangan
Ada beberapa cara yang harus dilakukan sebelum program dibuat dan dimasukkan kedalam chips robot yaitu:
1. Instal terlebih dahulu aplikasi Mide pada komputer.
[image:62.612.263.398.239.470.2]2. Langkah selanjutnya adalah membuat file yaitu sebagai berikut: File New
Gambar 4.1 Tampilan Awal Membuat File Baru
4. Maka setelah membuat file baru maka akan muncul nama project beserta file
assamble-nya.
Gambar 4.2 File assembly Pada Jendela Editor
6. Setelah menambahkan program maka click compile program dengan cara memilih menu yang terdapat pada aplikasi mide Compiler, yaitu click build
current file. Maka hasil compile akan seperti gambar 4.3.
[image:63.612.134.511.416.642.2]Gambar 4.4 Hasil Compile
10.Jika dalam tahap compiling tidak terjadi masalah maka tahap selanjutya adalah proses download program yang telah kita buat ke dalam mikrokotroller menggunakan software PROGISP168.
[image:64.612.135.508.301.667.2]Pada gambar 4.6 adalah proses download progam jika tidak ada kesalahan dalam setting maupun perangkat mikrokontroler ataupun downloader.
Gambar 4.6 Pesan Error Dalam Proses Download Program
4.3 Implementasi coding
Pada tahapan ini akan dibahas mengenai implementasi program yang telah dibuat untuk robot, dari perancangan robot yang telah dibahas sebelumnya. Langkah pertama yang harus di lakukan dalam pembuatan program adalah mendeklarasikan semua fungsi, dan semua port pada mikrokontroler yang digunakan sebagai input dan output dari program yang akan disusun. Berikut adalah potongan program yang merupakan penentuan port pada mikrokontroler.
Setelah membuat program untuk sensor cahaya dan motor maka selanjutnya atau tahap selanjutnya ada membuat program untuk jalannya robot saat berjalan pada line dan di bawah ini adalah potongan code untuk robot saat berjalan.
4.4 Implementasi Robot
Pada tahapan ini akan dibahas mengenai implementasi sistem dari perancangan robot yang telah dibahas sebelumnya.
Gambar 4.7 Rangkaian PCB Mikro
Gambar 4.8 Rangkaian PCB Driver
tambahan yang dibutuhkan antara lain aki, mika, motor DC, kabel dan roda. Berikut ini adalah gambar robot pendeteksi ruang bercahaya ultraviolet yang telah dirangkai dengan komponen-komponen yang sudah dipersiapkan.
[image:69.612.188.452.286.485.2]Bahan pembuatan kerangka robot ini menggunakan papan mika karena bahan ringan dan fungsi papan mika ini berguna sebagai tempat komponen-komponen elektronika. Kami mendesain robot tersebut sedemikian rupa agar penempatan komponen elektronika dan sensor mudah dijangkau bila terjadi kerusakan di kemudian hari.
Pada Bab Pengujian penulis akan menguji robot mulai pengujian driver motor, pengujian sensor cahaya dan terakhir pengujian robot strelisasi ruangan . Serta analisa dari perangkat keras, perangkat lunak dan analisa dari pengujian.
5.1 Pengujian
Pada bagian pengujian akan dilakukan pengujian dari pengujian driver motor, pengujian sensor cahaya.
5.1.1 Pengujian Dr iver Motor
[image:70.612.190.450.493.658.2]Untuk Pengujian driver motor yang berfungsi untuk menggerakkan robot. Dan untuk melakukan pengujian terhadap motor driver ini penulis menyiapkan sebuah aki yang mempunyai tegangan 12 volt jika kurang dari 12 volt maka motor dc tidak akan bergerak karena supply tegangan yang kurang.
5.1.2 Pengujian Sensor Cahaya
Pada bahasan ini akan menguji sensor cahaya dengan 2 cara yaitu manual dan menguji sensor ultrasonik pada robot dengan menggunakan arena.
5.1.2.1Pengujian Sensor Cahaya Manual
[image:71.612.166.474.312.506.2]Dalam pengujian sensor cahaya manual ini akan menguji sensor tanpa robot yang berjalan dan hanya menguji sensor cahaya dengan motor dc dengan kertas hitam dan kertas putih.
Gambar 5.3 Pengujian Sensor Cahaya Manual Dengan Kertas Putih
Pada gambar diatas sensor cahaya diuji dengan cara manual dengan menggunakan kertas hitam dan kertas putih. Pada pengujian diatas sensor cahaya jalur berwarna hitam dan putih.
5.1.2.2Pengujian Sensor Cahaya Pada Robot Menggunakan Ar ena
Gambar 5.4 Pengujian Sensor Cahaya Pada Robot Menggunakan Arena
Pada gambar diatas menjelaskan bahwa sensor cahaya yang ada pada robot sterilisasi ruangan dengan cahaya diuji menggunakan arena dan hasilnya robot berhasil berjalan pada jalur hitam yang telah di buat.
5.2 Analisis
Pada bagian analisa penulis mencoba menganalisa robot sterilisasi ruangan dengan sensor cahaya secara menyeluruh dari analisa pengujian hingga analisa dari arena yang telah dibuat. Karena masih terdapat beberapa kekurangan pada robot yang telah dibuat oleh penulis maka dari itu penulis menganalisa robot yang telah dibuat.
Kerangka robot dibuat seringan mungkin dan sekecil mungkin ini memberi efektifitas pada gerak dari robot sehingga dalam penjelajahan di arena robot dapat bergerak dengan cepat dan lincah, karena pada kerangka robot Sterilisasi Ruangan Dengan Sensor Cahaya papan mika yang dibuat kerangka terlalu tipis dan membuat mudah patah.
2. Pemasangan Roda
Karena pada robot yang dibuat oleh penulis pada pemasangan roda kurang tepat maka penulis dapat menganalisa pemasangan roda sebagai berikut. Pilih roda yang bagus dan kuat ini mengurangi slip atau lepas saat roda bergerak. Pada pemasangan roda pada kerangka robot posisi roda harus tepat sehingga robot dapat berdiri dengan pas tanpa berat sebelah, ini mempengaruhi dalam pergerakan robot.
3. Mikrokontroller AT89S51
Pada analisa Mikrokontroller AT89S51 terdapat beberapa analisa sebagai berikut. Dengan menggunakan sebuah mikrokontroller AT89S51 pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan.
4. Motor DC
5. Sensor Cahaya Photodioda dan Infrared
Sensor Cahaya Photodioda dan Infrared berfungsi untuk membedakan warna hitam dan putih pada saat robot berjalan pada jalur.
Sensor cahaya ini dapat berfungsi bila sensor tesebut telah di pasang pada driver , apabila pemasangannya baik dan benar. Katoda mendapatkan tegangan positif dengan kaki lebih panjang sedangkan kaki anoda mendapat tegangan negatif dengan kaki lebih pendek. Bila pemasangan terbalik maka sensor akan rusak dan tidak dapat bekerja.
6. Uv Lamp
Uv Lamp berfungsi untuk mensterilkan ruangan rumah sakit dan
membunuh bakteri yang membahayakan pasien.
5.2.2 Analisis Pengujian 1. Pengujian driver motor
Untuk pengujian motor driver penulis hanya mencoba dengan menggunakan aki 12 volt untuk mengetahui apakah motor driver berjalan dengan benar dan tidak ada yang salah saat robot berjalan dan mensterilkan ruangan.
2. Pengujian Sensor Cahaya Photodioda dan Infrared
untuk menginisialisasi jalur dengan menggunakan patokan warna hitam dan putih, dimana apabila menemukan warna hitam maka motor akan berhenti, apabila menemukan warna putih dia akan bergerak. Dengan Logika hitam = I dan putih = 0.
3. Pengujian Uv Lamp
Pada pengujian ini uv lamp yang terletak pada robot berhasil membunuh bakteri Black spore (Every) pada ruangan yang berukuran 2x2 cm dengan lama penyinaran selama 36,40 menit dan menggunakan cahaya uv yang berukuran 660 nm (Tabel 2.4).
[image:76.612.118.520.414.602.2]Adapun pengujian Uv Lamp lainnya pada robot, yang mana hasil pengujian tersebut tertera pada tabel dibawah ini :
Tabel 5.1 Pengujian Uv Lamp
MACAM UV min/cm³ Lama penyinar an untuk r uangan
untuk
memusnahkan dengan ukuran (m)
BAKTERI bakter i 2x2 3,5x3,5 5x5
Yellow Green Spore 3000 16.40 mnt 36.9 mnt 1.15 jam
Bacillus subtilis 360 2 mnt 3.1 mnt 9 mnt
Genus escherichia 90 30 dtk 66 dtk 2.15 mnt
4. Pengujian Robot Sterilisasi Ruangan Dengan Cahaya
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pengujian robot sterilisasi ruangan dengan sensor ultraviolet dapat ditarik beberapa kesimpulan diantaranya :
1. Robot ini dibuat supaya diharapkan adanya pemerataan dalam sterilisasi ruangan.
2. Robot ini dibuat supaya diharapkan mempertahankan kesterilan ruangan pasien agar terjaga kesterilannya.
3. Robot hanya berjalan searah jarum jam.
4. Robot dapat berjalan pada garis hitam sebagai jalurnya.
6.2 Sar an
Dalam pembuatan robot sterilisasi ruangan dengan sensor ultraviolet masih ada kekurangan yang perlu diperbaiki. Untuk menyempurnakan alat sehingga pengguna memanfaatkan alat dengan baik.
Ada beberapa bagian dari sistem yang perlu dilakukan penyempurnaan yaitu:
2. Pengaturan posisi rangkaian sangat berpengaruh terhadap kelancaran gerakan robot, posisi rangkaian harus rapi sehingga gerakan tidak terganggu oleh rangkaian dan kabel.
[1]. J.F. Gabriel, Fisika Kedokteran, Penerbit Buku Kedokteran ECG, Jakarta, 1996
[2]. Malvino, Paul Albert. Prinsip-Prinsip Elektromedik, edisi ketiga. Jilid I. Erlangga. Jakarta, 1996
[3]. Setiawardhana, “Aplikasi Sensor Pada Robot” , Politeknik Negeri Surabaya, Surabaya, 2007
[4]. Triwiyanto, Tutorial Mikrokontroller Atmel AT89S51, labcomp Tekmed,Surabaya 2005
[5]. www.atmel.com, Atmel, “ Datasheet product“, diakses (online) pada tanggal 11 April 2011
[6]. http://id.wikipedia.org/, Komponen, Elektronika, diakses (online) pada tanggal 25 agustus 2011
[7]. www.mikron123.com, Hamamatsu, UV-tron, diakses (online) pada tanggal 19 Maret 2011
[8]. www.mytutorialcafe.com, Petunjuk, Mikrokontroler AT89S51diakses
(online) pada tanggal 11 juli 2011
[9]. http://omayib.com/2011/02/03/membuat-program-mikorkontroler
menggunakan-codevisionavr/, Mikrokontroler diakses (online) pada tanggal
![Gambar 2.6 TCON / Timer Control Special Function Register [8]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/31.612.180.513.93.218/gambar-tcon-timer-control-special-function-register.webp)
![Gambar 2.9 Mode Operasi Timer [8]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/35.612.154.533.88.399/gambar-mode-operasi-timer.webp)
![Gambar 2.11 Fase 1 dari Motor DC [6]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/38.612.190.486.310.518/gambar-fase-dari-motor-dc.webp)
![Gambar 2.12 Fase 2 dari Motor DC [6]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/39.612.264.382.515.642/gambar-fase-dari-motor-dc.webp)
![Tabel 2.4 Penyinaran UV Pada beberapa bakteri [9]�](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/41.612.109.533.390.701/tabel-penyinaran-uv-pada-beberapa-bakteri.webp)
![Gambar 2.15 Transistor NPN dan PNP[8]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/47.612.250.389.84.259/gambar-transistor-npn-dan-pnp.webp)
![Gambar 2.16 konfigurasi pin IC LM 324 [3]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/804256.198208/48.612.243.432.91.244/gambar-konfigurasi-pin-ic-lm.webp)
