PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL.

(1)

MAKSIMAL

SKRIPSI

Disusun oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

(2)

MAKSIMAL

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan

Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Program Studi Teknik Informatika

Disusun oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

(3)

MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL Nama Mahasiswa : DEVIN ARIE WIJAYANTO

NPM : 0634015087

Program Studi : TEKNIK INFORMATIKA Jurusan : TEKNIK INFORMATIKA

Menyetujui,

PEMBIMBING UTAMA PEMBIMBING PENDAMPING

Basuki Rachmat, S.si, MT

Ir Kartini, MT

NPT. 36907 060 209

NIP. 030 212 016

KETUA PROGDI DEKAN

TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

(4)

PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI

SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI

MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

0634015087

Telah disetujui untuk mengikuti Ujian Negara Lisan Gelombang V Tahun Akademik 2010/2011

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT NPT. 36907 060 209 NIP. 030 212 016

Mengetahui,

Ketua Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

UPN ”Veteran” Jawa Timur

(5)

SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI

MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

Telah dipertahankan di hadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Pada Tanggal 10 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. 1.

2. 2.

Ir Kartini, MT Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIP. 030 212 016 NIDN. 0712 127 701

3.

Abdullah Fadil, S.Kom NPT. 386 081 002 951 Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur

(6)

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

KETERANGAN REVISI

Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa mahasiswa berikut:

Nama : Devin Arie Wijayanto NPM : 0634015087

Jurusan : Teknik Informatika

Telah mengerjakan revisi/ tidak ada revisi*) pra rencana (design)/ skripsi ujian lisan gelombang I, TA 2009/2010 dengan judul:

“ PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL”

Surabaya, Juni 2011 Dosen Penguji yang memerintahkan revisi:

1) Ir Kartini, MT NIP. 030 212 016

2) Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIDN. 0712 127 701

3) Abdullah Fadil, S.Kom NPT. 386 081 002 951

Mengetahui,

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT

{

}

{

}

(7)

PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK

MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

Telah dipertahankan di hadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Pada Tanggal 10 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. 1.

2. 2.

Ir Kartini, MT Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIP. 030 212 016 NIDN. 0712 127 701

3.

(8)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ……….. iii

DAFTAR ISI ……… v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ………... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ………... 6

BAB II DASAR TEORI ………. 8

2.1 Gambaran Umun Mikrokontroller ... 8

2.2 Mikrokontroler AT89S51………. 10

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 ... 11

2.2.2 Memori Internal AT89S52………... 17

(9)

2.2.4 Bahasa Assembly Mikrokontroler AT89S52……… 20

2.2.5 Instruksi Mikrokontroler AT89S52………. 20

2.3 Sel Surya (Solar Cell)……… 25

2.4 Penggerak Solar Cell (Solar Tracker)………..…. 26

2.5 Liquid Crystal Display (LCD)………... 27

2.6 Resistor peka Cahaya / light-dependent resistor (LDR) ……… 30

2.7 Transistor ……… 31

2.8 Relay ……… 31

2.9 Kapasitor (Kondensator) ……….... 32

2.10 IC Regurator 7805 ………. . 35

2.11 Dioda ………. . 36

2.12 Resistor ……… 36

BAB III PERANCANGAN SISTEM ………. 38

3.1 Perancangan Alat ……… 38

3.2 Blok Diagram ………. 39

3.3 Spesifikasi Hardware Dan Software ………. 40

3.3.1 Spesifikasi Hardware ……… 40

3.3.2 Spesifikasi Software ………. 41

3.4 Cara Perancangan Alat ……….. 42

3.5 Perancangan Alat ……….. 43

3.5.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya ……… 43

3.5.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 ………. 45

(10)

3.5.4 Pengukur Daya Solar Cell ……… 51

3.5.5 Penggerak Solar Tracker ……….. 52

BAB IV IMPLEMENTASI

………...

………. 54

4.1 Kebutuhan Sistem ……… 54

4.1.1 Perancangan Sistem ……… 54

4.2 Implementasi Alat ……… 55

4.2.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya ……….. 55

4.2.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89S52 ………… 57

4.2.3 Rangkaian Penggerak Solar Tracker ……… 58

4.3 Implementasi Coding ……… 59

4.4 Prosedur Pemasangan Program Pada Mikrokontroller AT89S52.. 67

4.4.1 Download Program Ke dalam Mikrokontroler ………. 67

BAB V UJI COBA DAN EVALUASI……… 74

5.1 Pengujian Alat ………. 74

5.1.1 Pengujian Catu Daya ……….. 74

5.1.2 Pengujian Sistem Penggerak Solar Tracker ……….. 75

5.1.3 Pengujian Rangkaian Solar Cell ……… 77

5.1.4 Pengujian Display Daya ………. 78

BAB VI PENUTUP ……….………. 79

6.1 Kesimpulan ……….. 79

(11)

(12)

PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL

Penyusun : Devin Arie Wijayanto Pembimbing I : Basuki Rahmat,S.Si , MT Pembimbing II : Ir.Kartini ,MT

ABSTRAK

Pada saat ini kebutuhan energi sangat meningkat. Diantaranya adalah kebutuhan energi listrik yang semakin bertambah besar. Oleh karena itu dibutuhkan terobosan baru sebagai pembaruan energi listrik. Berbagai macam cara digunakan untuk menambah pasokan energi listrik dunia, salah satunya dengan menggunakan sel solar, namun sel solar yang biasa digunakan masih dengan cara manual, yaitu dengan cara menghadapkan sel solar pada lintasan yang sering dilalui oleh matahari 9menghadap pada satu arah mata angin). Sehingga dalam proyek akhir ini mencoba untuk membuat sebuah solar tracker dengan menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor), dan dengan sistem kontrol yang menggunakan mikrokontroler AT89S52.

Cara kerja alai ini adalah pada saat power supply dinyalakan mikrokontroler AT89S52 menyala dan memberi pulsa ke sensor LDR (Light DEpendent Resistor) dan sensor LDR mulai mencari datangnya cahaya yang terkuat. Kemudian bila sensor LDR telah menemukan titik koordinat dari suatu sumber cahaya yang terkuat maka sensor memberikan informasi kepada mikrokontroler AT89S52 untuk menyalakan motor agar menggerakkan tiang penyangga untuk sel solar pada titik koordinat yang telah diinformasikan sensor LDR pada mikrokontroler AT89S52. Dengan demikian cahaya yang diterima sel solar dapat lebih optimal dibandingkan jika solar tracker yang hanya menghadap pada satu titik koordinat.

Kata kunci : Mikrokontroler AT89S52, solar tracker, LDR (Light Dependent Resistor)

(13)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya yang telah dilimpahkan kepada penyusun sehingga terbentuklah suatu Tugas Akhir yang berjudul “Pemanfaatan Mikrokontroler Sebagai Pengendali

Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal”, untuk memenuhi salah satu

syarat Ujian Akhir Sarjana di Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim.

Penulis menyadari bahwasanya dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan baik dari segi materi maupun dari segi penyusunannya mengingat terbatasnya pengetahuan dan kemampuan penulis. Untuk itu, dengan kerendahan hati penyusun mohon maaf dan penyusun sangat mengharapkan segala saran dan kritikan yang sekiranya dapat membantu penyusun agar dalam penyusunan selanjutnya bisa lebih baik lagi.

Surabaya, 10 Juni 2011

(14)

UCAPAN TERIMA KASIH

Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan berkat kerja sama dari berbagai pihak, baik moril maupun materil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :

1. Alloh SWT, atas semua anugrah dan pertolongan yang tak terkira dalam hidupku, All the things I do is always for Alloh SWT. Serta tidak terlupakan iringan salam dan sholawat bagi junjungan kami Nabi besar Muhamad SAW.

2. Almarhum Abah tercinta (H.M.Erfan), My Mom (Hj.Sri Utaminingsih), Ibuku tersayang (Sri Mulyani) , My Little Angel (Marwah Salsabillah Rahmawati) , My

Sweet heart (Ika Kusumanigayu) dan semua keluarga ku (Mas Budi,Mas Tatang)

yang telah memberikan semua bantuan, dukungan, financial support, semangat, cinta-kasih serta dukungan moril maupun materil selama ini. “Akhirnya

Kurasakan Rasa Sayangmu Kepadaku telah menyatu dalam tiap langkahku”

“Semua sumbangsihmu kan ku kenang selalu sampai akhir hidupku”

3. Ir. Sutiyono, MT. selaku dekan Fakultas Teknologi Indutri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim.

(15)

5. Ir.Kartini, MT selaku pembimbing 2, atas bimbingannya selama penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Dosen – dosen Teknik Informatika UPN “Veteran” Jatim atas bimbingan dan ilmunya.

7. Arek-arek kontrak’an kuabeh (Sinjol, Sinyo, Loreng, Mumun, Jemblunk, Frista), serta teman-teman penulis yang tidak mungkin penulis sebutkan namanya satu per satu terima kasih telah membantu dan memberikan do’anya kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

8. Rekan-rekan di Teknik Informatika UPN “Veteran” Jatim angkatan 2006 terutama kelas sore (Agus, Alif, Andy, Hendra, Rico, Ali, etc), juga teman- teman penyusun dari semua angkatan yang secara tidak langsung telah membantu selama penyusunan tugas akhir ini.

9. Dan semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

(16)

D edicated to :

T hanks to L illahi R obbi, Gusti A lloh

M y Beloved F ather, M other, M om and Dad, who always encourage

and give a” freedom of thinking” , deep understanding, silent

pray, endless love, effort, material support, and guidance in my life,

for their sacrifice, nothing is enough.

M y darest brother, I appreciate your cares and disturbances

M y S weatheart, that give me a spirit for my life with your love,

pure care, lovely for support me in every day, I appreciate your love.

M y headmaster A ll my teacher, tutor, and all stack holder in

UP N “ Veteran” JA T I M

A ll my Best F riend, thanks for your challenger, handshaking, your

kidding, and everythink support

Because, without them I can’ t be the best

(17)

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dewasa ini sangatlah pesat, terlebih lagi ketika ditemukannya teknologi mikrokontroler. Seiring dengan perkembangannya, banyak dibangun perangkat lunak maupun perangkat keras dengan memanfaatkan teknologi tersebut. Dalam penelitian ini, penulis mencoba memanfaatkan teknologi mikrokontroler tersebut sebagai pengendali Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal.

Perancangan ini bertujuan untuk membuat suatu alat penyimpan energi listrik melalui solar cell yang dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari (intensitas cahaya tertinggi). Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari, dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

(18)

Sudut yang paling kuat dari sensor peka cahaya tersebut diasumsikan sebagai sudut fokus arah datangnya sinar matahari, sehingga sudut dengan fokus terkuat tersebutlah yang akan diikuti oleh pergerakan solar tracker ini.

Kepekaan paling kuat tersebut diatas, dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler diharapkan akan mampu diikuti oleh pergerakan solar cell. Dengan kondisi ini maka solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal disepanjang hari. Sehingga, dengan semakin besar energi panas yang didapatkan solar cell nya, maka semakin maksimal pula energi listrik yang dihasilkan

1.2 Perumusan Masalah

Dengan adanya latar belakang di atas, maka didapatkan beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

a) Bagaimana proses untuk membangun sebuah alat pengendali Solar

Tracker dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroller?.

b) Bagaimana nantinya solar cell tersebut dapat digerakkan dengan solar

trackernya, sehingga dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar

matahari?.

c) Bagaimana merangkai solar cell, sehingga nantinya dapat diukur pula

berapa energi yang didapatkan dalam bentuk display daya?.

1.3 Tujuan Penelitian

(19)

dari sinar matahari. Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari (intensitas cahaya tertinggi), dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan merencanakan dan mengimplementasikan sebuah alat pengendali

solar tracker tersebut diatas, nantinya diharapkan dapat mempunyai manfaat

sebagai berikut:

a) Mampu penyimpan energi listrik melalui solar cell yang dapat seoptimal

mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari.

b) Jika solar cell mampu mendapatkan panas dari sinar matahari secara optimal, secara otomatis energi listrik yang dihasilkanpun semakin besar.

1.5 Batasan Masalah

Dalam rumusan masalah yang dihadapai, diperlukan suatu ruang lingkup permasalahan terhadap sistem yang akan dibangun. Hal ini bertujuan agar pembahasan masalah tidak terlalu meluas. Maka ruang lingkup yang akan dibahas adalah sebagai berikut :

a) Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S52.

b) Menggunakan bahasa pemrograman ASM (assembler).

(20)

d) Sedangkan pencuplikan tegangan yang dihasilkan oleh solar cellnya, dilakukan dengan teknologi IC Modular pembaca tegangan memanfaatkan modul Avometer digital. Sehingga pada sisi keluaran solar cell didapatkan sebuah nilai tegangan yang pasti dan konstan.

1.6 Metode penelitian

Metode yang dilaksanakan dalam penelitian ini adalah :

1. Study Literatur

Pada tahap ini dilakukan penelusuran terhadap berbagai macam literatur seperti buku, referensi – referensi baik melalui perpustakaan maupun internet dan lain sebagainya yang terkait dengan judul penelitian ini dan berguna untuk pembelajaran bagi penulis.

2. Analisa Aplikasi

(21)

3. Rancang – Bangun Aplikasi

Pada tahap ini merupakan tahap yang paling banyak memerlukan waktu karena model dan rancangan aplikasi yang telah dibuat diimplementasikan dengan menggunakan ASSEMBLY ASM 51.

4. Uji Coba dan Evaluasi Aplikasi

Pada tahap ini aplikasi yang telah dibuat ini akan dilakukan beberapa skenario uji coba dan dievaluasi untuk kelayakan pemakaian alat.

5. Dokumentasi

Pada tahap ini dilakukan pembuatan rincian laporan terstruktur mulai dari

study literatur sampai dengan implementasi dari ”Pemanfaatan

(22)

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan Tugas akhir yang disusun ini akan dibahas pada bab-bab yang akan diuraikan di bawah ini :

BAB I : PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang permasalahan dengan mencoba merumuskan inti permasalahan, menentukan tujuan serta manfaat dari penelitian dibuat yang kemudian diikuti dengan pembatasan masalah, metodelogi penelitian serta sistematikan penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab kedua berisi teori penunjang yang menguraikan tentang teori–teori yang mendukung dari bagian-bagian perangkat atau alat yang dibuat.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ketiga diuraikan mengenai perancangan sistem yang terdiri atas penjelasan dari analisa permasalahan, perancangan aplikasi, prosedur proses aplikasi, sampai dengan rancangan antarmuka aplikasi.

BAB IV : IMPLEMENTASI

(23)

BAB V : UJI COBA DAN EVALUASI

Membahas tentang pengujian dan hasil dari perancangan system.

BAB VI : PENUTUP

Pada bab keenam berisi kesimpulan dan saran untuk pengembangan aplikasi lebih lanjut dalam upaya memperbaiki kelemahan pada aplikasi guna untuk mendapatkan hasil kinerja aplikasi yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

(24)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Gambaran Umum Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM,

RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat

melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya. Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis, mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut pula sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

(25)

Pada gambar tersebut tampak suatu mikrokontroler standart yang tersusun atas komponen-komponen sebagai berikut :

A. Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada

mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.

B. Read Only Memory (ROM)

ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya

hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalm format biner (‘0’ atau ‘1’). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.

C. Random Acces Memory (RAM)

Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada

(26)

D. Input / Output (I/O)

Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.

E. Komponen lainnya

Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital

Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang

sesuai dengan tugas mikrokontr oler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen-komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.

2.2 Mikrokontroler AT89S52

(27)

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler ini mempunyai empat port I/O, akumulator, register, RAM

internal, stack pointer, Arithmetic Logic Unit (ALU), pengunci, dan rangkaian

osilasi yang membuat mikrokontroler ini dapat beroperasi hanya dengan sekeping IC. Secara fisik, mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin, 32 pin diantaranya adalah pin untuk keperluan port masukan atau keluaran. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, dengan demikian 32 pin tersebut membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal dengan Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3.

Di bawah ini merupakan susunan pin AT89S52 :

(28)

Berikut penjelasan dari masing-masing pin dan port :

1. Port 0

Port 0 merupakan port I/O 8 bit open drain dua arah. Sebagai sebuah port, setiap pin dapat mengendalikan 8 input TTL. Ketika logika “1” dituliskan ke port 0, maka port dapat digunakan sebagai input dengan high impedansi. Port 0 dapat juga dikonfigurasikan untuk multipleksing dengan address/data bus selama mengakses memori program atau data eksternal.

2. Port 1

Port 1 merupakan port I/0 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer

output port 1 dapat mengendalikan empat TTL input. Ketika logika “1”

dituliskan ke port 1, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Port 1 juga menerima alamat byte rendah selama pemrograman dan verifikasi Flash.

Port Pin Fungsi Alternatif :

P1.5 MOSI ( digunakan untuk In System Programming )

P1.6 MISO ( digunakan untuk In System Programming )

P1.7 SCK ( digunakan untuk In System Programming )

3. Port 2

Port 2 merupakan port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer

(29)

ke port 2, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input.

4. Port 3

Port 3 merupakan port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer output port 3 dapat mengendalikan empat TTL input. Ketika logika “1” dituliskan ke port 3, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input.

5. Pin 1 sampai 8

Berfungsi sebagai: P1.0_ P1.7. Pin 1 sampai 8 merupakan saluran I/O 8 bit yang bersifat dua arah, dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti mengendalikan 4 input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat pemrograman dan verifikasi. Pada pin 6,7,8 terdapat port pin yang digunakan pada saat download program.

6. Pin 9

Berfungsi sebagai : RST. Pin 9 Merupakan masukan reset bagi mikrokontroler. Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

7. Pin 10 sampai 17

(30)

ini 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.

Tabel. 2.1 Fungsi Khusus port 3

Pin Fungsi

P3.0 RXD masukan port serial

P3.1 TXD keluaran port serial

P3.2 INT0 masukan interupsi 0

P3.3 INT1 masukan interupsi 1

P3.4 T0 masukan Timer/Counter 0

P3.5 T1 masukan Timer/Counter 1

P3.6 WR pulsa penulisan data memori luar

P3.7 RD pulsa pembacaan data memori luar

8. Pin 18

(31)

9. Pin 19

Berfungsi sebagai : XTAL1. Pin 19 merupakan masukan untuk rangkaian osilasi mikrokontroler.

10. Pin 20

Berfungsi sebagai : GND. Pin 20 merupakan ground dari sumber tegangan.

11. Pin 21 sampai 28

Berfungsi sebagai : P2.0_P2.7. Pin 21 sampai 28 merupakan saluran I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up.Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit. Port 2 berfungsi sebagai saluran alamat tinggi (A8–A15). Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit, Port 2 mengeluarkan isi P2 pada Special Function Register.

12. Pin 29

Berfungsi sebagai : PSEN. Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. Program Strobe Enable (PSEN) akan aktif dua kali setiap cycle.

(32)

Berfungsi sebagai : ALE/PROG. Pin ini dapat berfungsi sebagai Address

Latch Enable (ALE) yang menahan low bytes address pada saat mengakses

memori eksternal. Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai pulsa input selama proses pemrograman.

14. Pin 31

Berfungsi sebagai : EA/VPP. Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai External Access Enable (EA) yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal. Jika berkondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan tegangan selama proses pemrograman.

15. Pin 32 sampai 39

Berfungsi sebagai : D7_ D0 (A7 _A0). Pin 32 sampai 39 ialah Port 0 yang merupakan saluran I/O 8 bit open collector dan dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemrograman dan verifikasi, Port 0 digunakan sebagai saluran data.

16. Pin 40

(33)

2.2.2 Memori Internal AT89S52

Memori internal AT89S52 terdiri dari 3 bagian yaitu ROM, RAM dan SFR.

1. Read Only Memory (ROM)

ROM adalah memori tempat menyimpan program/source code. Sifat ROM

adalah non-volatile yaitu data/program tidak akan hilang walaupun tegangan supply tidak ada. Kapasitas ROM tergantung dari tipe mikrokontroler. Untuk AT89S52 kapasitas ROM adalah 8 KByte. ROM pada AT89S52 menempati address 0000 s/d 0FFF.

2. Random Access Memory (RAM)

RAM adalah memori tempat menyimpan data sementara. Sifat RAM adalah

volatile yaitu data akan hilang jika tegangan supply tidak ada. Kapasitas RAM

tergantung pada tipe mikrokontroler.

Pada AT89S52 RAM dibagi menjadi 2 yaitu :

A. LOWER 128 byte yang menempati address 00 s/d 7F.

RAM ini dapat diakses dengan pengalamatan langsung (direct) maupun tak langsung (indirect).

B. UPPER 128 byte yang menempati address 80 s/d FF.

(34)

3. Special Function Register (SFR)

SFR adalah register dengan fungsi tertentu. Misalnya, register TMOD dan TCON adalah timer control register yang berfungsi mengatur fasilitas timer mikrokontroler. SFR pada AT89S51 menempati address 80 s/d FF.

2.2.3 Osilator dan Clock

(35)

(36)

2.2.4 Bahasa Assembly Mikrokontroler AT89S52

Secara fisik, mikrokontroler bekerja dengan membaca instruksi yang tersimpan di dalam memori. Mikrokontroler menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca diinterprestasikan sebagai instruksi. Alamat instruksi disimpan oleh mikrokontroler di register, yang dikenal sebagai program counter. Instruksi ini misalnya program aritmatika yang melibatkan 2 register.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki sekumpulan instruksi yang sangat lengkap. Instruksi MOV untuk byte dan bit dikelompokkan sesuai dengan mode pengalamatan (addressing modes). Mode pengalamatan menjelaskan bagaimana operand dioperasikan. Label mnemonic operand 1 operand 2 komentar (isi memori) (opcode) 4000 7430 MOV A, #35H ;copy 35H ke akumulator A Isi memori ialah bilangan heksadesimal yang dikenal oleh mikrokontroler yang merupakan representasi dari bahasa assembly yang telah dibuat. Mnemonic atau opcode ialah kode yang akan melakukan aksi terhadap operand. Operand ialah data yang diproses oleh opcode. Sebuah opcode bisa membutuhkan 1, 2 atau lebih operand, kadang juga tidak perlu operand. Sedangkan komentar dapat menggunakan tanda titik koma (;).

2.2.5 Instruksi Mikrokontroler AT89S52

(37)

1. ACALL (Absolute Call)

Instruksi ACALL digunakan untuk memanggil sub rutin program

Contoh :

START:

ACALL TUNDA ; Panggil Procedure penundaan waktu ….

TUNDA:

; Label Tunda

MOV R7,#0FFH ; Isikan Register 7 dengan data 0FFH(255)

2. ADD (Add Immediate Data)

Instruksi ini akan menambah 8 bit data langsung ke dalam isi akumulator dan menyimpan hasilnya pada akumulator.

Contoh : Add A, #data

Add A, #@R1 ; Add indirect address

Add A, R6 ; Add register

Add A, 30H ; Add memori

(38)

Instruksi ini akan membandingkan data langsung dengan lokasi memori yang dialamati oleh register R atau akumulator A. Apabila tidak sama maka instruksi akan menuju ke alamat kode.

Format : CJNE R,#data,Alamat kode

Contoh:

CJNE R7,#001H,Command ( )

MOV A,StepControl

AJMP Command1

4. CLR (Clear Accumulator)

Instruksi CLR akan mereset data akumulator menjadi 00H.

Format : CLR A

5. DEC (Decrement Indirect Address)

Instruksi DEC akan mengurangi isi lokasi memori yang ditujukan oleh register R dengan 1 dan hasilnya disimpan pada lokasi tersebut.

Contoh: DEC 40H

DEC R7 ; decrement register

(39)

Instruksi DJNZ akan mengurangi nilai register dengan 1 dan jika hasilnya sudah 0 maka instruksi selanjutnya akan dieksekusi. Jika belum 0 akan menuju ke alamat kode.

Format : DJNZ Rr,Alamat Kode

7. INC (Increment Indirect Address)

Instruksi INC akan menambahkan isi memori dengan 1 dan menyimpannya pada alamat tersebut.

Contoh: INC A

INC R7 ; increment register

8. JMP (Jump to sum of Accumulator and Data Pointer)

Instruksi JMP untuk memerintahkan loncat kesuatu alamat kode tertentu.

Format : JMP alamat kode.

Contoh :

Loop: …

RL A ; Geser data Akumulator ke kiri

ACALL Long_Delay ; Panggil Procedure penundaan waktu

(40)

9. MOV

Instruksi ini untuk memindahkan isi akumulator/register atau data dari nilai luar atau alamat lain.

Contoh :

MOV A,#40H

MOV @RO,A

MOV C, P1.0

MOV DPTR, #20H

MOVC A, @A+DPTR ; pindahkan kode memori offset dari data pointer ke A

MOVX @DPTR, A ; Pindahkan akumulator ke memori eksternal yang dialamati

; oleh data pointer

10. RET (Return from subroutine)

Instruksi untuk kembali dari suatu subrutin program ke alamat terakhir subrutin tersebut di panggil.

11. SETB (Set Bit)

(41)

Format :

SETB A.1 (memberikan logika 1 pada accumulator bit ke 1)

SETB P1.1 (memberikan logika 1 pada Port 1 bit ke 1)

12. CLRB (Clear Bit)

Instruksi CLRB untuk memberikan logika 0 pada sebuat bit data.

Format :

CLRB A.1 ; memberikan logika 0 pada accumulator bit ke 1

CLRB P1.1 ; memberikan logika 0 pada Port 1 bit ke 1

2.3 Sel Surya (Solar Cell)

Sel surya atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah-besar dioda p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya matahari mampu menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan ini disebut efek photovoltaic. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai photovoltaics.

(42)

berhubungan dengan inverter ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net

metering.

Gambar 2.4 Solar Cell

2.4 Penggerak Solar Cell (Solar Tracker)

Dalam penelitian ini Solar Tracker memanfaatkan dinamo sebagai penggeraknya. Dinamo merupakan motor DC yang dapat diatur posisinya dengan akurat pada posisi tertentu dan dapat berputar ke arah yang diinginkan dengan memberi sinyal-sinyal pulsa dengan pola tertentu. Biasanya dinamo digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan torsi kecil dengan akurasi yang tinggi, seperti pada penggerak head pada floppy disk drive atau CD-ROM.

(43)

pada kutub–kutubnya menyebabkan medan magnet berputar yang akan menarik rotor ikut berputar.

Gambar 2.5 Dinamo

2.5 Liquid Crystal Display (LCD)

LCD merupakan salah satu komponen penting dalam pembuatan tugas akhir ini karena LCD dapat menampilkan besarnya energi listrik yang didapatkan dari solar cell. LCD mempunyai kemampuan untuk menampilkan tidak hanya angka, huruf abjad, kata-kata tapi juga simbol-simbol.

(44)

Gambar 2.6 Bentuk fisik LCD 2x16 karakter

Tabel 2.2 Fungsi pin LCD

No(1) Nama Pin(2) Fungsi(3)

1 VSS GDN

2 VDD Suplai tegangan +5V 3 VLC Tegangan kontras LCD

4 RS L = input instruksi, H = input data

5 R/W L = tulis data dari MPU ke LCM, H = baca data dari LCM ke MPU

6 E Enable Clock

7 DB0 Data Bus Line

(45)

(1) (2) (3)

15 Anoda Tegangan positif Backlight

16 Katoda Tegangan negatif Backlight

Fungsi dari masing– masing pin pada LCD adalah pin pertama dan kedua merupakan pin untuk tegangan suplai sebesar 5 volt, untuk pin ketiga harus ditambahkan resistor variabel 4K7 atau 5K ke pin ini sebagai pengatur kontras tampilan yang diinginkan.

Pin keempat berfungsi untuk memasukkan input command atau input data, jika ingin memasukkan input command maka pin 4 diberikan logic low (0), dan jika ingin memasukkan input data maka pin 4 diberikan logic high (1).

Fungsi pin kelima untuk read atau write, jika diinginkan untuk membaca karakter data atau status informasi dari register (read) maka harus diberi masukan high (1), begitu pula sebaliknya untuk menuliskan karakter data (write) maka harus diberi masukan low (0). Pada pin ini dapat dihubungkan ke ground bila tidak diinginkan pembacaan dari LCD dan hanya dapat digunakan untuk mentransfer data ke LCD.

(46)

ditransfer waktu terjadi perubahan dari high ke low, untuk membaca dari LCD dapat dilakukan ketika terjadi transisi perubahan dari low ke high.

Pin-pin dari nomor 7 sampai 14 merupakan data 8 bit yang dapat ditransfer dalam 2 bentuk yaitu 1 kali 8 bit atau 2 kali 4 bit, pin-pin ini akan langsung terhubung ke pin-pin mikrokontroler sebagai input/output. Untuk pin nomor 15-16 berfungsi sebagai backlight.

2.6 Resistor peka Cahaya / light-dependent resistor (LDR)

Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light-dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor.

Gambar 2.7 Resistor foto

(47)

memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.

2.7 Transistor

Transistor adalah piranti elektronik yang menggantikan fungsi tabung elektron-trioda, dimana transistor ini mempunyai tiga elektroda , yaitu Emitter,

Collector dan Base. Fungsi utama atau tujuan utama pembuatan transistor adalah

sebagai penguat (amplifier), namun dikarenakan sifatnya, transistor ini dapat digunakan dalam keperluan lain misalnya sebagai suatu saklar elektronis, sebagai penguat, switching (saklar), modulasi signal, stabilitas tegangan dll.

Transistor memiliki tiga kaki yang memiliki fungsi dan nama berbeda, yaitu Basis (B), Emitor (E), dan Colector (C). Susunan fisik transistor adalah merupakan gandengan dari bahan semikonduktor tipe P dan N seperti digambarkan dibawah ini.

(48)

2.8 Relay

Relay adalah sebuah piranti elektromekanik yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol, bermanfaat untuk control jarak jauh dan untuk pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Ketika arus mengalir melalui elektromagnet pada relay kontrol elektromekanis, medan magnet yang menarik lengan besi dari jangkar pada inti terbentuk. Akibatnya, kontak pada jangkar dan kerangka relay terhubung. Relay dapat mempunyai kontak NO (Normally Open) atau kontak NC (Normally Close) atau kombinasi dari keduanya.

Gambar 2.9 Bentuk fisik Relay

Relay berfungsi untuk memutuskan atau mengalirkan arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus pada induktornya. Ada dua jenis relay berdasarkan tegangan untuk menggerakan induktornya yaitu relay AC dan relay DC.

2.9 Kapasitor (Kondensator)

(49)

energi/muatan listrik di dalam medan magnet listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

a) Kondensator elektrolit

Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (sering

(50)

Gambar 2.10 Bentuk fisik dari kondensator elektrolit

a) Kondensator Keramik (Ceramic Capacitor)

Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna

merah, hijau, coklat dan lain-lain. Dalam pemasangan di papan

rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena tidak mempunyai kaki

positif dan negatif. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko

Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF). Dengan tegangan

kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai

ribuan volt.

(51)

2.10 IC Regurator 7805

Adalah sebuah keluarga sirkuit terpadu regulator tegangan linier monolitik bernilai tetap. Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi karena mudah digunakan dan harganya relatif murah. Untuk spesifikasi IC individual, xx digantikan dengan angka dua digit yang mengindikasikan tegangan keluaran yang didesain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt dan 7812 memberikan 12 volt. Keluarga 78xx adalah regulator tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama. Keluarga 79xx adalah peranti komplementer yang didesain untuk catu negatif. IC 78xx dan 79xx dapat digunakan bersamaan untuk memberikan regulasi tegangan terhadap pencatu daya split.

IC 78xx mempunyai tiga terminal dan sering ditemui dengan kemasan TO220, walaupun begitu, kemasan pasang-permukaan D2PAK dan kemasan logam TO3 juga tersedia. Peranti ini biasanya mendukung tegangan masukan dari 3 volt diatas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mempu pemberi arus listrik hingga 1.5 Ampere (kemasan yang lebih kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih besar).

(52)

2.11 Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda memiliki fungsi hanya mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N.

Dengan struktur demikian arus hanya akan mengalir dari sisi P menuju sisi N. Dibawah ini gambar simbol dan struktur dioda serta bentuk karakteristik dioda.

Gambar 2.13 Simbol dan struktur Dioda

2.12 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.

(53)

(54)

Pada bab ini dibahas mengenai beberapa hal dasar tentang bagaiman proses alat di rancang, komponen – komponen apa saja yang dibutuhkan dalam perancangan alat ini, bagaimana cara merancang alat, blok diagram, hardware alat dan analisa setelah alat tersebut disusun.

3.1 Perancangan Alat

Sesuai dengan tujuan dari perancangan ini, yakni untuk membuat suatu alat penggerak solar cell (solar tracker) yang dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari. Maka penulis memperhatikan beberapa aspek yang dibutuhkan, yaitu :

1. Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari, dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

(55)

3. Sebagai sensor peka cahaya digunakan 5 buah sensor peka cahaya (LDR), empat buah diantaranya diletakkan pada kondisi keempat penjuru mata-angin dan sebuah lagi ditempatkan ditengah-tengahnya sebagai pembanding dari masing - masing fokus yang diterima oleh LDR terkuat tersebut.

4. Kepekaan paling kuat dari LDR tersebut akan diikuti oleh pergerakan solar cell hingga terdapat nilai kepekaan yang sama antara salah satu LDR yang diikuti tersebut dengan LDR yang ditengah sebagai pembandingnya. Dengan kondisi ini maka solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal disepanjang hari.

5. Selain itu pada alat nantinya terdapat LCD display sebagai unit penampil data daya yang dihasilkan oleh penerimaan energi pada solar cel.

6. Sedangkan sebagai penggerak / tracker solar cell ini menggunakan motor DC terkopel gearbox yang masing-masing track-nya digerakkan melalui sistem pemrograman pada mikrokontroler AT 89S52.

3.2 Blok Diagram

(56)

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Kerja Solar Ttracker

3.3 Spesifikasi Hardware Dan Software

Dalam pembuatan alat perlu adanya penjelasan mengenai spesifikasi hardware maupun software pendukung dan susunan alat yang akan digunakan nantinya. Berikut Komponen – kompoen yang dibutuhkan :

3.3.1 Spesifikasi Hardware

(57)

1. Mikrokontroller AT89S52 7. Elco 13. Sel Surya 2. Sensor peka cahaya (LDR) 8. IC Regulator 7805

3. PCB (Printed Circuit Board) 9. Transistor 4. Dinamo 10. Resistor 5. LCD Display 11. Switch (Push-Button) 6. Dioda 12. Kabel

3.3.2 Spesifikasi Software

Berikut akan dijelaskan mengenai kebutuhan software yang dibutuhkan : 1) Proteus 7 Profesional

Proteus sebagai program yang digunakan untuk merancang rangkaian elektronik.

(58)

3.4 Cara perancangan Alat

Untuk dapat merealisasikan kebutuhan dari sistem sebagaimana tersebut diatas, Maka perlu adanya tahapan maupun cara perancanagan alat. Sehingga nantinya dalam proses penyusunanya dapat terstruktur dengan baik.

Merancang alat bukanlah hal yang mudah dan tidak dapat dilakukan oleh banyak kalangan. Dalam menjalani tugas akhir ini penulis ingin memaparkan bagaimana cara merancang alat ini. Berikut akan dijelaskan tahapan penyusunan alat :

Gambar 3.2 Tahapan penyusunan alat

Pertama, membeli semua komponen – komponen yang dibutuhkan dalam

pembuatan alat ini. Setelah membeli semua komponenya, kemudian mendesain alat sesuai dengan kebutuhan.

start

selesai Membeli semua

komponen yg dibutuhkan

Mendesain Alat & Merakit komponen ke

PCB

mengupload program ke mikrokontroler

(59)

Kedua, Setelah mendesain alat, kemudian merakit komponen- komponen

yang sudah ada ke PCB (Printed circuit Board).

Ketiga, Untuk mengupload program ke mikrokontroler maka digunakan

downloader untuk mengirim program ke CPU ke mikrokontroler.

3.5 Perancangan Alat

Berikut akan dijelaskan mengenai perancangan komponen-komponen apa saja yang akan dibuat :

3.5.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya

(60)

Gambar 3.3 Skematik Posisi dan Sistem Rangkaian Sensor

(61)

komparator berlogika rendah sehingga melalui pemrograman pada mikrokontroller putaran dinamo akan dihentikan.

3.5.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler MCS-51 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Dalam perancangan Tugas Akhir ini, sistem minimum mikrokontroler AT89S52 terdiri dari:

1. Chip IC mikrokontroler AT89S52 keluarga MCS-51 2. Kapasitor

3. Resistor

Gambar 3.4 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

(62)

(63)

Gambar 3.5 Flowchart Mikrokontroller sebagai Penggerak Solar Tracker

Berdasar diagram alir yang disusun diatas maka dapat pula dirancang suatu diagram alir berdasarkan metode pemrograman berbahasa assembler sebagai proses pengalamatan data komparator.

LDR 1,2,3,4 ?

t

y

t

start

LDR 1 LDR 2 LDR 3 LDR 4

Motor berputar sesuai nomer

Motor berhenti

Proses lagi?

(64)

(65)

3.5.3 Perancangan Rangkaian Driver

Rangkaian driver dirancang untuk mengaktifkan motor DC sebagai penggerak solar tracker. Kombinasi rangkaian driver ini dirancang supaya motor DC dapat berputar forward-reverse, menyesuaikan input program yang bekerja berdasar pembacaan sinyal dari LDR. Rangkaian driver ini diperlukan untuk memberikan pemisahan tegangan kontrol sebesar 5 volt yang dihasilkan dari keluaran mikrokontroller menjadi tegangan sesuai yang dibutuhkan oleh motor DC tersebut. Untuk merealisasi ide ini dilakukan dengan menggunakan transistor yang memanfaatkan tegangan kecil dari mikrokontroller sebagai pemicu diode masukannya dan memberikan tegangan yang relatif lebih besar pada transistor keluarannya. Metode reverse-foreward pada cara kerja motor DC dilakukan dengan membalik arah arus yang melalui motor, hal ini direalisasikan dengan menempatkan empat buah relay sebagai pembentuk arah arus dimana relay digerakkan dari sebuah driver BD 139 yang memicu transistor D 313.

(66)

(67)

dioda led pada pin 1, dioda tersebut akan memancarkan sinar yang diterima oleh fototransistor sehingga transistor pada sisi keluaran BD 139 menutup, hal ini menyebabkan arus pada sumber (VCC) mengalir dari Kolektor menuju Emitor dan memicu transistor pada rangkaian daya.

3.5.4 Pengukur Daya Solar Cell

Dengan memberikan sinar yang jatuh pada permukaan solar cell maka board solar cell tersebut akan menghasilkan besaran listrik pada sisi keluarannya. Untuk menunjang hal tersebut maka perlu diketahui pula besarnya daya listrik yang dihasilkan oleh sollar cell tersebut.

Untuk itu pada sistem ini juga dibuat suatu display daya listrik solar cell yang akan memantau secara realtime besarnya daya yang dihasilkan oleh solar cell. Untuk keperluan ini pada keluaran solar cell dipasang sensor arus dan sensor tegangan untuk mencuplik daya dari solar cell tersebut. Untuk mencuplik arus digunakan sensor arus yang terpasang seri terhadap solar cell.

(68)

sistem rangkaian penghubung antara solar cell dan modul Avometer sehingga didapatkan daya dari solar cell tersebut.

3.5.5 Penggerak Solar Tracker

(69)

Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply

(70)

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 Perancangan Sistem

Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai kebutuhan perangkat keras dan

perangkat lunak yang digunakan pada implementasi sistem ini. Perangkat keras

(hardware) yang digunakan adalah sebagai berikut:

1) Personal Computer (PC) untuk desain skema rangkaian, pembuatan software,

dan proses programming ke PEROM AT89S51.

2) Peralatan (downloader, kabel serial AT89_USB_ISP)

3) Komponen elektronik, antara lain :

 Mikrokontroller AT89S52

 Sensor peka cahaya (LDR)

 PCB (Printed Circuit Board)

 Dinamo

(71)

 Dioda

 Elco

 IC Regulator 7805

 Transistor

 Resistor

 Switch (Push-Button)

 Kabel

 Sel Surya

Sedangkan perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan aplikasi

ini adalah sebagai berikut :

1) Proteus 7 Profesional

2) AT89_USB_ISP_Software

3) MIDE-51

4.2 Implementasi Alat

Pada tahapan ini akan dibahas mengenai implementasi sistem dari

perancangan alat yang telah dibahas sebelumnya. Secara detail Implementasi

tersebut akan dijelaskan dan dapat dilihat pada sub bab sebagai berikut :

4.2.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya

Pada sistem rangkaian peka cahaya ini dibuat menggunakan empat buah

sensor peka cahaya (LDR) yang dipasang sebagai pelacak arah fokus datangnya

(72)

layang-layang sama sisi dan di tengahnya terdapat sebuah LDR lagi yang

berfungsi sebagai pembanding kuat cahaya yang diterima oleh masing-masing

sensor pada kondisi terfokusnya. Berikut dibawah ini akan dijelaskan detail alat

dengan gambar.

Gambar 4.1 Rangkaian LDR (light-dependent resistor)

Keterangan Gambar :

a) Kabel serat

b) PCB non lubang

c) LDR (light-dependent resistor)

Setelah rangkaian komponen untuk sensor cahayanya. Maka, berlanjut

untuk membuat rangkain berikutnya. Yaitu rangkaian minimum

Mikrokontollernya.

a

b

(73)

4.2.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89S52

Implementasi minimum AT89S51 dibuat untuk proses utama untuk

menjalankan suatu sistem kerja yang kita inginkan. Mikrokontroler AT89S52

sebuah media penyimpanan program yang kita dibuat. Berikut adalah gambar

komponen pada rangkaian minimum mikrokontrollernya.

Gambar 4.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT86S52

Keterangan Gambar :

a) Mikrokontroller AT86S52

a

b

c

d

e

f

g

(74)

b) Relay

c) ELCO

d) PCB

e) Transistor

f) Resistor

g) ELCO

h) IC Regulator 7805

4.2.3 Rangkaian Penggerak Solar Tracker

Untuk sistem rangkaian penggerak solar tracker, penyusun memanfaatkan

dinamo sebagai penggeraknya. Untuk rangkaian penggerak ini didesain

sedemikian rupa agar mampu bergerak seefektif mungkin. Tersusun menjadi dua

tingkatan, pada tiap tingkatan terdapat dinamo serta memanfaatkan PCB non

lubang sebagai media rangka. Sehingga nantinya solar sell mampu menerima

(75)

Gambar 4.3 Rangkaian penggerak solar tracker

Keterangan Gambar :

a) PCB non lubang

b) Dinamo

c) Dinamo

4.3 Implementasi Coding

Tahapan ini merupakan tahapan penyusunan program. Secara sederhana

implementasi coding akan dijelaskan pada blok-blok program dibawah ini :

;--- ;penempatan port

;---

c b a

ldr1 equ p3.0 ldr2 equ P3.1 ldr3 equ p3.2

;sensor motor atas putar kanan

;sensor motor bawah putar kiri

(76)

ldr1 equ p3.0

;--- ;program utama

;---

;jika ldr2=0 maka lompat ke lanjut1,jika ldr2=1,maka teruskan (motor bawah berputar kekkiri)

;motor atas putar kanan

;motor bawah putar kanan

;motor atas putar kiri

;motor bawah putar kiri

org 00h cek_sensor:

jnb ldr1,lanjut

acall putar_motatas_kanan lanjut:

jnb ldr2,lanjut1

acall putar_motbawah_kiri

lanjut1:

jnb ldr3,lanjut2

acall putar_motatas_kiri

lanjut2:

jnb ldr4,lanjut3

acall putar_motbawah_kanan

(77)

;lompat untuk kembali ke cek_sensor putar_motatas_kanan: jnb sw_makn,lanjut clr relay1 acall delay3 setb relay1 acall delayms clr relay3 acall delayms

Fungsi : putar_motatas_kanan ;jika sw_makn=1 maka

lanjutkan untuk memutar motor atas ke arah kanan,jika

sw_makn=0 maka lompat ke lanjut dan putaran berhenti ;clear relay1=0 (untuk memutar motor atas ke arah kanan)

;panggill fungsi delay 3 (memberi perlambatan untuk mengatur kecepatan putaran motor)

;set bit relay1=1 untuk menghentikan putaran motor ;panggill fungsi delayms (memberikan sedikit waktu untuk proses penghentian) ;relay3=0 untuk membalik putaran dalam proses pengereman

(78)

putar_motbawah_kiri:

jnb sw_mbkr,lanjut1

clr relay2

acall delay2

setb relay2

acall delayms

clr relay4

acall delayms

setb relay4

acall delay1

jb ldr2,putar_motbawah_kiri

setb relay4

setb relay2

ret

Fungsi :

(79)

putar_motatas_kiri:

jnb sw_makr,lanjut2

clr relay3

acall delay3

setb relay3

acall delayms

clr relay1

acall delayms

setb relay1

acall delay1

jb ldr3,putar_motatas_kiri

setb relay1

setb relay3

ret

putar_motbawah_kanan:

jnb sw_mbkn,lanjut3

Fungsi :

putar_motatas_kiri

Fungsi :

(80)

putar_motatas_kiri1: jb

sw_makn,putar_motatas_kanan1 loop_pmakr:

jnb sw_makr,stop

clr relay3

acall delay3

setb relay3

acall delayms

clr relay1

acall delayms

setb relay1

acall delay1

jb ldr5,loop_pmakr

setb relay1

setb relay3

Fungsi :

(81)

putar_motatas_kanan1:

jb sw_makr,loop_pmakr

loop_pmakn:

jnb sw_makn,terus

clr relay1

acall delay3

setb relay1

acall delayms

clr relay3

acall delayms

setb relay3

acall delay1

jb ldr5,loop_pmakn

setb relay3

setb relay1

Fungsi :

(82)

delayms:

mov var1,#10

d:

nop nop

djnz var1,d

djnz delay,delayms

ret delay1:

mov var2,#230

d1:

nop nop

djnz var2,d1

djnz delay,delay1

ret

(83)

4.4 Prosedur Pemasangan Program Pada Mikrokontroller AT89S52

Agar listing program yang sudah kita buat sebelumnya dapat dibaca

Mikrokontroller, maka listing program yang awalnya berekstensi .ASM harus

diconvert menjadi file.(dot) hex. Untuk memasang program pada Chip AT89S52

pertama-tama program yang sudah dibuat sebelumnya harus dicompile terlebih

dahulu, untuk memastikan tidak ada error, karena jika ada yang error maka

program tidak akan bisa dibuat.

4.4.1 Download Program Ke dalam Mikrokontroler

Untuk proses donwload program ke dalam IC mikrokontroler software

yang digunakan adalah AT89_USB_ISP_Software. Pada proses pembuatan

program, program diketik dalam bahasa assembler. Kemudian di compile dalam

(84)

dalam bentuk hex. Untuk menulis program dalam bahasa asembler kita bisa

memanfaatkan teks editor, seperti notepad, editor dos, dsb. Setelah kita menulis

program dalam teks editor, kita perlu simpan file kita dengan ekstensi .asm,

kemudian kita simpan pada folder dengan lokasi yang sama dengan lokasi copiler

ASM51.

Berikut dibawah ini akan dijelaskan tahapan dalam mengcompile file

program menjadi file berekstensi .hex :

(85)

Tuliskan program dalam page M-IDE studio MCS-51 dalam bahasa

Assembly (ASM52 assembler), kemudian simpan program misal di D:\DEVIN

DOCUMENT\Skripsi Ku\LAPORAN TA\Program, kemudian lanjut lakukan

proses Build current file seperti tampak pada Gambar 4.5. Apabila tidak terjadi

error maka pada tampilan bawah akan muncul pesan seperti yang ditunjukan

dalam Gambar 4.6

Gambar 4.5 Proses Build current file

Gambar 4.6 Proses tidak terjadi error

Setelah proses build sukses selanjutnya buka software

(86)

tidak memerlukan proses instalasi (portable) sehingga akan lebih mudah dan

praktis digunakan.

Gambar 4.7 Tampilan starter software AT89_USB_ISP

Kemudian Dialog Device Selection akan muncul saat perangkat lunak

DT-HiQ AT89 USB ISP baru dijalankan atau bila menu Options → Device Select

dipilih. Jendela dialog ini berfungsi untuk menentukan tipe IC target dan nilai

(87)

Gambar 4.8 Pemilihan tipe IC dan Kristal

Pilihlah tipe IC target melalui combobox yang disediakan serta nilai

Kristal terdekat, lalu tekan tombol “OK”. DT-HiQ AT89 USB ISP akan

melakukan verifikasi tipe target IC apakah sesuai dengan pilihan (jika target IC

mendukung instruksi pembacaan Signature Byte).

Jika verifikasi berhasil, maka tampilan utama perangkat lunak akan aktif

kembali serta pilihan instruksi yang disediakan akan disesuaikan dengan tipe IC

target. Jika proses verifikasi gagal tetapi pengguna yakin bahwa pilihan tipe IC

target sudah benar (mungkin hanya signature byte IC yang rusak), maka pengguna

dapat menekan tombol “Cancel” pada jendela dialog ini. Kemudian memilih tipe

target melalui combobox di pojok kanan atas tampilan utama. Dengan memilih

melalui combobox di tampilan utama, walaupun proses verifikasi gagal, pilihan

(88)

Kemudian kita load file.hex yang kita buat sebelumnya lewat menu Load

File. Kemudian kita cari file berekstensi hex yang sebelumnya telah berhasil kita

compile pada tahapan sebelumnya.

Gambar 4.9 Open file.hex

Setelah berhasil melakukan load file, maka program sudah siap untuk dilakukan

Write/penulisan ke mikrokontrolernya.

Sebagai Catatan, DT-HiQ AT89 USB ISP mencakup semua fitur

pemrograman pada semua IC yang didukung. Karena masing-masing IC memiliki

fitur yang berbeda, maka pilihan fitur pemrograman bergantung pada jenis IC

yang dipilih. Seperti tampak pada jendela software AT89_USB_ISP terdapat

beberapa tombol serta fungsi – fungsi antara lain akan dijelaskan pada tabel

dibawah ini :

Tabel 4.1 Tabel fungsi Menu File

Menu Fungsi

Load File Membuka file Intel HEX atau file biner dan memasukkannya ke

(89)

Save File Menyimpan isi Read Buffer ke dalam file Intel HEX atau file biner

Recent File Menampilkan daftar 10 file yang terakhir dibuka

Exit Keluar dari perangkat lunak

Tabel 4.2 Tabel fungsi Menu Intructions

Menu(1) Fungsi(2) Blank Check Memeriksa apakah IC target kosong

Erase Menghapus IC target

Read FLASH Membaca memori program IC target dan memasukkannya ke

dalam Read Buffer

Write FLASH

Menulis kode yang tersimpan dalam File Buffer ke dalam memori program IC target

(1) (2)

Verify FLASH

Membandingkan isi File Buffer dan memori program IC target

Read EEPROM

Membaca memori data EEPROM IC target dan memasukkannya ke dalam Read Buffer

Write EEPROM

Menulis kode yang tersimpan dalam File Buffer ke dalam memori data EEPROM IC target

Verify EEPROM

Membandingkan isi File Buffer dan memori data EEPROM IC target

Lockbit Settings

Memunculkan jendela dialog untuk pengaturan Lockbit

Fusebit Settings

Memunculkan jendela dialog untuk pengaturan Fusebit

Auto

Programming

(90)

(91)

Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui apakah fungsi – fungsi yang telah direncanakan bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian alat juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dari fungsi tersebut. Setelah dilakukan pengujian, maka hendaknya melakukan ujian ukuran / analisa dan terhadap apa yang diuji untuk mengetahui keberhasilan dari alat yang di buat.

5.1 Pengujian Alat

Pengujian terhadap sistem yang telah dibuat, secara garis besar terdapat dua hal yang diujikan yaitu pengujian terhadap bagian pengendali (Solar Tracker) dan bagian yang dikendalikan, yakni rangkaian solar selnya. Dari kedua pengujian tersebut dapat diketahui kelemahan dan kekurangan yang masih terdapat pada alat, sehingga hasil perancangan perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software) dapat lebih disempurnakan untuk tujuan dan pemanfaatan secara nyata.

5.1.1 Pengujian Catu Daya

(92)

digunakan IC 7805. Dari masing-masing regulator telah diukur untuk mengetahui optimalisasi pemakaian tegangan catu, yaitu IC 7805 seharusnya menghasilkan tegangan 9 Volt secara konstan.

5.1.2 Pengujian Sistem Penggerak Solar Tracker

Skenario pengujian rangkaian penggerak dilakukan dengan memanfaatkan sinar dari cahaya senter. Sudut cahaya yang datang dari cahaya senter diasumsikan sebagai sudut datang cahaya matahari dengan intensitas tertinggi. Rangkaian penggerak ini akan bergerak mengikuti arah datangnya sinar yang mengenai LDR.

Gambar 5.1 Rangkaian LDR

(93)

Tabel 5.1 Hasil Pengujian Pergerakan Motor

LDR