BAB 2
LANDASAN TEORI PEMBUKA/PENUTUP PINTU JARAK JAUH
2.1 Prinsip kerja pembuka/penutup pintu
Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu di perhatikan yaitu bagaimana cara merancang alat yang akan di buat sesuai dasar teori. Sebelum merancang suatu sistem atau rangkaian terlebih dahulu membuat blok diagramnya.
pintu Motor stepper Driver stepper motor
A T 8 9 S 5 1 Penerima Infra Merah
Sinar infra merah
Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem pembuka/penutup pintu jarak jauh
Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir kesalahan dari suatu sistem.
Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen lainya.
2.2 Sinar Infra Merah
Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang.
Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antara 700nm dan 1 mm berada pada spectrum berwarna merah. Inframerah berarti “bawah merah”, berasal dari bahasa latin infra yang berarti bawah. Memiliki panjang gelombang lebih dari cahaya nampak dan kurang dari mikrogelombang, yaitu diantara 0,75 mikrometer dan 1000 mikrometer. Gelombang inframerah dan milimeter dapat digunakan dengan meluas sebagai saluran komunikasi jarak dekat seperti penggunaan alat kawalan jarak jauh (remote control) bagi televisi, radio dan sebagainya. Infrared merupakan sebuah cahaya pada panjang gelombang yang titik puncaknya berada di luar respon mata manusia adalah merupakan cahaya yang mempunyai banyak
Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spectrum dari berbagai panjang gelombang. Sinar infra merah mempunyai panjang gelombang antara (0,75-1000) µm
Spektrum sinar matahari terdiri dari sinar tampak dan sinar tidak tampak. Dimana sinar tampak meliputi: merah, orange, kuning, hijau, biru, dan ungu. Sinar yang tidak tampak antara lain: sinar ultraviolet, sinar – X, sinar gamma, sinar kosmik, microwave, gelombang listrik dan sinar inframerah. Gelombang elektromagnetik diantara sinar tampak dan sinar microwave dinamakan sinar inframerah, dengan karakteristik adalah tidak kasat mata atau tidak terlihat, bersifat linier atau menyebar, refraktif atau dapat dipantulkan dan dapat diserap oleh beberapa obyek. Dibawah ini terdapat gambar berdasarkan pembagian panjang gelombang, yaitu:
Gambar 2.2 Spektrum Elektromagnetik
Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 μm – 50 μm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm.
Gelombang elektromagnetik diantara sinar tampak dan sinar microwave dinamakan sinar inframerah, dengan karakteristik adalah tidak kasat mata atau tidak terlihat, bersifat linier atau menyebar, refraktif atau dapat dipantulkan dan dapat diserap oleh beberapa obyek.
Pada dasarnya, data yang dikirimkan oleh suatu remote disertai dengan carriernya hal ini dimaksudkan supaya data dapat ditransmisikan untuk mencapai jarak yang lebih jauh, pada 38 KHz. Sinyal high yang dikirimkan oleh remote control ditumpangkan pada Carrier sebesar 38 KHz sehingga sebetulnya di dalam pulsa high tersebut terdapat pulsa-pulsa kecil dengan frekuensi yang lebih tinggi.
Dalam hal ini digunakan IC TSOP 1738 sebagai penerima infra merah dari remote control. Akan tetapi tentu saja memerlukan piranti lain supaya data yang dikirimkan dapat diterima oleh mikrokontroller sebagai suatu data digital Untuk itu, sebelum data tersebut diterima oleh mikrokontroller maka carriernya harus dihilangkan, supaya data dapat diolah dengan baik, selain itu tentunya sinyal juga harus dikuatkan dengan baik. Untuk menghilangkan sinyal carrier 38 KHz mula-mula sinyal yang
diterima oleh TSOP 1738 kemudian dilewatkan ke sebuah High Pass Filter (HPF) yang dibentuk di mana frekuensi yang dilewatkan oleh HPF. Hal ini memenuhi rumus :
RC
π 2
1 Fo =
Lalu sinyal yang cukup kuat tersebut difilter oleh sebuah Low Pass Filter (LPF) yang dibentuk oleh resistor dan capasitor di mana frekuensi yang dilewatkan oleh LPF (dengan rumus yang sama) ini sekitar 38 KHz kebawah.
Jadi sinyal carrier yang dibawa oleh data tersebut sudah hilang. Sebab, dengan sebuah HPF dan LPF akan terbentuk suatu Band Pass Filter dengan range frekuensi yang dilewatkan adalah 40 Hz – 38 KHz, sehingga untuk frekuensi yang berada di atas dan di bawah renge frekuensi tersebut tidak akan dilewatkan.
2.2.1 Phototransistor (IC TSOP 1738)
Daerah N pada saat dibias maju Selama perubahan energi ini, elektron akan dibangkitkan, sebagian akan diserap oleh bahan semikonduktor dan sebagian lagi akan dipancarkan sebagai energi cahaya. Tingkatan energi dari elektron dalam atom dinyatakan dengan persamaan dibawah ini:
Eg = λhc dimana:
Eg adalah energi dalam elektron volt c adalah kecepatan cahaya
λ adalah panjang gelombang
Teori pita energi dapat menerangkan sifat konduksi listrik suatu bahan. Pita energi terdiri atas dua jenis yaitu:
1. Pita valensi (terisi penuh oleh 2N elektron di mana N adalah jumlah atom suatu bahan)
2. Pita konduksi (terisi sebagian elektron atau kosong)
Di antara pita valensi dan pita konduksi terdapat celah energi yang layak tidak boleh terisi elektron. Hal ini dapat dilihat pada gambar
Pita valensi Pita konduksi
Eg = energi gav celah energi
Gambar 2.4 Inti Elektron Dalam Atom
Phototransistor adalah merupakan sebuah transistor yang akan saturasi pada saat menerima sinar infrared dan cut off pada saat tidak ada sinar infrared. IR Module adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari sebuah phototransistor dan filter yang terbentuk dalam satu modul di mana collector dari phototransistor adalah merupakan output dari modul ini. Pada saat phototransistor cut off maka tidak terjadi aliran arus dari collector menuju ke emitter sehingga collector yang merupakan output dari IR Module akan berkondisi high. Apabila phototransistor saturasi maka arus mengalir dari collector ke emitter dan output dari IR Module akan berkondisi low.
Simbol suatu photo transistor, terlihat bahwa basis dalam keadaan terbuka. Ini merupakan cara yang biasa untuk mengoperasikan suatuphoto transistor. Tingkat
sensitivitas cahayanya dapatdikendalikan melalui tahanan basis yang variabel (basereturn
transistor), tetapi basis biasanya dibiarkan terbukauntuk mendapatkan sensitivitas yang
maksimum untukdiberi cahaya. Makin tinggi sensitivitas dari suatu photo transistor, kecepatannya makin rendah.
Bentuk fisik fototransistor simbol fototransistor Gambar 2.5 bentuk Fisik Fototransistor dan simbol phototransistor
Rangkaian ini berfungsi sebagai sensor penerima cahaya infra merah yang dipancarka oleh rangkaian sumber cahaya infra merah. Rangkaian ini mempunyai komponen utama adalah foto transistor sebagai penerima cahaya dari LED infra merah. Foto transistor ini sudah dilengkapi dengan rangkaian band pass filter yang hanya melewatkan frekuensi antar 30 kHz sampai 50 kHz saja.
2.3 Mikrokontroler AT89S51
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya), Microcontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang
ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Microcontroller yang bersangkutan.
Microcontroller AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Microcontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada prinsipnya program pada Microcontroller dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh microcontroller AT89S51 adalah sebagai berikut :
Sebuah Central Processing Unit 8 bit
Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu
RAM internal 128 byte Flash memori 4 Kbyte
Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal) Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur
I/O
Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.
2.3.1 Kontruksi AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 micro-fard dan resistor 10 kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini AT89C4051 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja Microcontroller. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada Microcontroller. Microcontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program. Ada berbagai jenis ROM. Untuk Microcontroller dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC Microcontroller dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu Microcontroller menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan Microcontroller diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89C4051 flash PEROM Programmer. Memori data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 kilo byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0 dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.
Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register (SFR).
2.3.2 Pin-Pin pada Microcontroller AT89S51 Deskripsi pin-pin pada Microcontroller AT89S51 :
Gambar 2.6 IC Mikrokontroler AT89S51
VCC (Pin 40) Suplai tegangan
GND (Pin 20 ) Ground
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, por ini akan mempunyai internal pull up.
Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program.
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull
up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini
dapat memberikan output sink keempat buah input TTL. 5. Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut
Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing Pin pada Port 3 Mikrokontroler
Nama Pin Fungsi Alternatif
P3.0 (pin 10) RXD Untuk menerima data port serial P3.1 (pin 11) TXD Untuk mengirim data port serial
P3.2 (pin 12) INT0 Interupsi Eksternal waktu pencacah 0 P3.3 (pin 13) INT1 Interupsi Eksternal waktu pencacah 1 P3.4 (pin 14) T0 Input Eksternal waktu pencacah 0 P3.5 (pin 15) T1 Input Eksternal waktu pencacah 1 P3.6 (pin 16) WR Jalur menulis memori data eksternal P3.7 (pin 17 ) RD Jalur membaca memori data eksternal
6. RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. 7. ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG) selama memprogam Flash.
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal 9. EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.
10. XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal 11. XTAL2 (pin 18)
Output dari osilator
2.4 Driver Motor stepper
Motor stepper yang digunakan pada contoh ini bertipe hibrid unipolar, memiliki empat fasa dan panjang langkah sebesar 1,80 per langkahi. Motor diharapkan dapat berputar dalam dua arah dan memiliki dua kecepatan. Karena itu diperlukan pengendali motor stepper yang memiliki empat keluaran pulsa dengan kemampuan dua arah perputaran dan dua macam frekuensi pulsa guna mengatur kecepatan motor.
Gambar 2.7 (a) bentuk pulsa keluaran dari driver motor stepper (b) penerapan pulsa driver pada motor stepper dan arah putaran yang bersesuaian
Arah putaran motor dapat diatur dengan mengatur kondisi logika masukan pada pena 13 dari IC 74LS86. Jika diterapkan logika 0, maka motor akan berputar berlawanan dengan arah jarum jam (counter clock wise) sedangkan jika diterapkan logika 1, maka motor akan berputar dengan arah sesuai dengan ajah jarum jam (clockwise).
Kecepatan motor ditentukan oleh frekuensi masukan clock yang berbentuk gelombang persegi empat. Pulsa clock ini dibangkitkan oleh rangkaian osilator pembangkit pulsa berbasis IC timer 555.
Gambar 2.8 bentuk gelombang keluaran rangkaian pembangkit pulsa
Pulsa di atas memiliki frekuensi dan periode yang konstan. Periode dari satu gelombang penuh adalah Tt (Time total). Th (Time high) adalah periode sinyal positif atau tinggi sedangkan Tl (Time low) adalah periode sinyal nol atau rendah. Periode gelombang keluaran tersebut ditentukan oleh VR1, VR2, R1, R2 dan C1. Kapasitor C2 hanya berfungsi sebagai penstabil rangkaian. Untuk menghitung Periode keluaran, dapat dilakukan dengan rumus berikut ini:
Th = 0,693 × C1 × (VR1 + R1 + R2) Tl = 0,693 × C1 × R2
Tt = Th + T Jadi periode gelombang (Tt) adalah:
f =
Tt
1
dimana f adalah frekunsi (Hz) Tt adalah time total ( sekon )
Karena motor yang digunakan terdiri atas 4 phase dan memiliki kecepatan sudut 1,80 per langkah, maka:
v = × f
dimana : v adalah kecepatan motor ( rpm ) f adalah frekuensi (Hz )
digunakan transistor bipolar (BJT) tipe TIP31 yang disusun sebagai open collector switch. Transistor TIP31 adalah tergolong transistor daya menengah yang mampu mengalirkan arus puncak hingga 5 A. Transistor-transistor ini harus dilengkapi oleh lempengan pendingin dari aluminium untuk mengurangi panas yang terjadi akibat besarnya arus yang mengalir. L1 - L4 adalah lilitan (wound) dalam motor stepper. Dioda D1 - D4 berfungsi sebagai pelindung rangkaian dari tegangan tinggi (back EMF) yang mungkin timbul dari lilitan motor setepper.
Keluaran dari rangkain pengendali motor stepper (phase1 - phase4) dihubungkan ke masukan dari empat transistor tersebut melalui R1 - R2. Jika masukan bernilai sinyal rendah, maka transistor akan berada pada keadaan cut-off sehingga arus dalam lilitan motor stepper tidak mengalir. Jika masukan bernilai tinggi (diatas tegangan ambang transistor), maka transistor akan on sehingga tegangan antara kolektor dengan emitor
(VCE
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur
Stepper motor adalah salah satu tipe motor yang sangat populer digunakan sebagai peralatan penggerak/pemutar (movement unit/actuator) dalam sistem kontrol otomatis di industri, instrumentasi, bahan printer yang sering kita pakai sehari-hari
) turun dan arus dapat mengalir ke tanah (ground). Dengan begitu motor stepper berputar. Jika sinyal keluaran dari pengendali motor stepper berbentuk seperti L4 akan dialiri arus secara berurutan. Dengan begitu rotor dari motor stepper akan berputar sesuai dengan arah urutan.
2.5 Motor Stepper
Pada dasarnya, prinsip kerja stepper motor ini sama DC Motor, yaitu pembangkitan medan magnit untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya lawan dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitan/kumparannya. Perbedaanya terletak pada gaya yang digunakan. Bila DC Motor menggunakan gaya lawan untuk ”melawan” atau mendorong ”fisik kutub magnet” yang dihasilkan maka stepper motor justru menggunakan gaya tarik untuk menarik ”fisik kutub magnet yang berlawanan” sedekat mungkin ke posisi kutub magnet dihasilkan oleh kumparan.Oleh karena itu, pada DC Motor, putaranya relatif tidak terkendal, jarak tolakannya sangat relatif, tergantung pada besar medan magnet yang dihasilkan. Sebaliknya pada stepper motor, gerakan motor
terkendali karena begitu kutub yang berlawanan tadi sudah tarik-menarik dalam posisi yang paling dekat, gerakan akan berhenti dan direm.
Bila kumparan mendapat tegangan dengan analogi mendapat logika 1, maka akan dibangkitkan kutub magnet yang berlawanan dengan kutub magnet tetap pada rotor. Dengan demikian, posisi kutub magnet rotor akan ditarik mendekati lilitan yang menghasilkan kutub magnet tetap pada rotor itu akan berpinda posisi menuju kutub magnet lilitan yang dihasilkan sekarang. Berarti, telah terjadi gerakan 1 step. Bila langkah ini diulang terus-menerus, dengan memberikan tegangan secara bergantian ke lilitan-lilitan yang bersebelahan, rotor akan berputar.
Logika perputaran rotor tersebut dapat dianalogikan secara langsung dengan data 0 atau 1 yang diberikan secara serentak terhadap semua lilitan stator moto. Hal ini sangat memudahkan bagi sistem designer dalammencibtakan putaran-putaran stepper motor secara bebas dengan hanya mempermainkan bit-bit pada data yang dikirimkan ke rangkaian interface stepper motor tersebut.
Untuk stepper motor 4 fase, pada prinsipnya ada dua macam cara kerja, yaitu full stef dan Half stef . Penjabatan formasi logika dalam tabel ini adalah untuk mewakili putaran 360° relatif terhadap fase dari motor.
Stepper Motor yang dijumpai di pasaran sebagian besar melipatgandakan jumlah kutub magnit kumparannya dengan memperbanyak kumparan stator sejenis melingkar berurutan dalam konfigurasi penuh 360° rill terhadap poros rotor ( dengan jumlah fase tetap). Hal ini dilakukan untuk memperoleh efek rill ” putaran 1 stef” yang lebih presisi, misalnya 3,6°/stef atau 1,8°/stef.
Untuk memperoleh efek ” cekraman ” yang lebih kuat, modus data yang diberikan pada mode full wave dapa dimanipulasi dengan memberikan double aktive bits pada setiap formasi. Dengan cara ini, torsi yang dihasilkan akan lebih besar. Namun demikian, penggunaan arus akan berlipat dua karena pada saat yang bersamaan dua lilitan mendapatkan arus kemudi. Dalam aplikasinya, sumber daya yang tersedia perlu diperhatikan.
Tabel 2.2 Formasi tegangan/logika pada Stepper Motor
Stef ke full stef Half stef
1 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 1 0 0 1 1 0 0 3 0 0 1 0 0 1 0 0 4 0 0 0 1 0 1 1 0 5 Berulang ke stef 1 0 0 1 0 6 0 0 1 1 7 0 0 0 1 8 1 0 0 1 Berulang ke stef 1
Tabel 2.3 Formasi double active bit untuk mode putaran full step
Stef ke Full step
1 1 1 0 0
2 0 1 1 0
3 0 0 1 1
4 1 0 0 1
Pada full step, suatu titik pada sebuah kutub magnet dirotor akan kembali mendapat tarikan medan magnet stator pada lilitan yang sama setelah step 4. Berikutnya, dapat diberikan lagi mulai dari stef satu 1. Untuk Half step semua kutub magnet pada
rotor akan kembali mendapatkan tarikan dari medan magnet lilitan yang sama setelah step 8. Berikutnya mulai step 1.
Melihat bahwa pergerakan stepper motor adalah berdasarkan perubahan logika pada input lilitan-lilitanya maka menjadi mudah bagi programer untuk mengubah arah gerakan dan kedudukan rotor pada posisi yang akurat. Ini adalah salah satu keuntungan dari penggunaan stepper motor. Untuk membuat gerakan yang lebih presisi, biasanya jumah batang magnet di rotor di perbanyak dan lilitan dibuat berpasangan sesuai posisi kutub magnet rotor. Cara lain adalah menggunakan sistem gear pada poros rotor tanpa mengubah karakteristik stepper motornya.
2.6 Perangkat lunak
2.6.1 Bahasa Assembly MCS-51
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89C4051 adalah bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa ini hanya ada 51 instruksi, antara lain yaitu :
1. Instruksi MOV
Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.
Contoh pengisian nilai secara langsung
MOV R0,#20h
Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0). Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai. Contoh pengisian nilai secara tidak langsung
... ... MOV R0,20h
Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah alamat.
2. Instruksi DJNZ
Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil pengurangannya belum nol. Contoh , MOV R0,#80h Loop: ... ... DJNZ R0,Loop ...
R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.
3. Instruksi ACALL
Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :
... ACALL TUNDA ... TUNDA: ... 4. Instruksi RET
Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,
ACALL TUNDA ... TUNDA: ... RET 5. Instruksi JMP (Jump)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,
Loop:
... ... JMP Loop
6. Instruksi JB (Jump if bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika high (1). Contoh,
Loop:
JB P1.0,Loop ...
7. Instruksi JNB (Jump if Not bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika Low (0). Contoh,
Loop:
JNB P1.0,Loop ...
8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)
Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan suatu nilai tertentu. Contoh,
Loop:
...
CJNE R0,#20h,Loop ...
Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan instruksi selanjutnya.
9. Instruksi DEC (Decreament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h R0 = 20h ...
DEC R0 R0 = R0 – 1 ...
10. Instruksi INC (Increament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h R0 = 20h ...
INC R0 R0 = R0 + 1 ...
2.6.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator
Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator. Tampilannya seperti di bawah ini.
Gambar 2.9 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator
Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.
Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroller.
2.6.3 Software Downloader
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini
Gambar 2.10 ISP- Flash Programmer
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroller
