TUGAS AKI{IR
Diajukan rmtuk Memeriuhi Salah Satu Syarat Mernperoleh Gelm Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elekbo
Disusun oleh:
ANDRY PRIHATIN SONGKO N I M : 0 3 5 1 1 4 0 0 2
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
T]NIVERSITAS SANATA DIIARMA
YOGYAKARTA
PERSONAL COMPUTER
FINAL ASSIGI\IMEI\IT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirernents To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
By:
ANDRY PRIHATIN SONGKd
N I M : 0 3 5 1 1 4 0 0 2
ELECTRTCAL ENGIITEERING STT}I}Y PROGRAM
SCIENCE A}ID TECHNOLOGY FACT]LTY
SANATA DHARIT{A {'NIYSRSITY
TUGAS AKIIIR
MONITORING SISTEM TELEMETRI BERSASIS PC
Disusun
oleh:
Andry hihatin songko
Tangeal4
Marct2010
+e&s,{"yd
3&{
p
Frq
*fl#
\
'(v
q-s"
#.t
JT
h r o
u*
il;^***'g#
TYI
u q gH
"'T:'''-'-',.
'qbryu*rot
ui;ffi;;;F:
Fembimbing
II
WRp
\Y
Martanto,
ST,MT)
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI
TUGAS AKITIR
MONITOruFTG
SISTEM TILNMETru BERBASIS
PC
Disunm ohh:
A}IDRY PRIHA'TTN
SOhIGKO
NIM:085114002
Tcldr 0lpEnatnntran
dihtrr psnitia penguji
pada tanggnl 1.5
l,hrlet ?010
Namatnrg*ap
Anggda
Ywakrrtn,
,4 Marg{ 5zot o
Sainsdan Teknologi
Universitas
$anda Dharma
$ains dm T€liltologi
4U,,/l
"Saya menyatakan dengart sesungguhnya bahwatugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah."
Yogyakarta" 17 Maret 2010
*DO^rT Kh{OW Wh{-frT y gu EOrTILL rr S qOT{E"
(Cideretta)
"{A3(T IrAR" fE-nlT If
("&tfrnq Stones)
UASK,
AT,I'D l{wlt-t
tsT EIvXS{rO yOU; STTK, A}{D
you^wuL frND; J<^{ocK.,
A^,{D rrwILC. tsE O"T^rcD
ro vou"
(N"attfrew Z:z-8)
Kupersemfuhkon
TcEos
Akhir ini wtuk:
? Allah Bapa di Surga afos lasih dan korunia-hlya.
I Pap, fiMwt dan adikku tercinfa.
s Almamaterku Telaik Elektro USD.
PUBLIKASI KARYA ILMIAIT UNTT]K KEPENTINGAIY
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya nratrasiswa Universitas Sanata Dhama : Nama : Andry Prihatin Songko
NomorMalnsiswa :035114002
Demi pengembangan ilmu pengstahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma kafya ilmiah $!ya yang berjudul :
MOMTORING SISTEM TELEMETRT
BERBASIS PC
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya rnemberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lairq rnengelolanya dalam benfuk pandolan data, mendistribusikan s€cara terbdas, dan mempublikasikannya di Intemet atau media lain untuk kepentingan akqdemis tanpa perlu me.minta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Dengan demikian pemyataan ini yang mya buat dengan sebenamya. Yogyakarta, t7 Maret 2010
(Andry Prihatin songko)
MoNrroRrNc slstErvt rbr,nnaETRr
BERBAsTs
pc
Andry Prifatin Songko
035114002
wrlsnnr
Setiap bhun, perkembangan yang disebabkan oleh kemajuan alat komunikasi sangat pesat. Dampak yang ftuncul bagi perkembangan ilmu pengetahuan sangatlah besar dalam kebtrtuhan informasi. Informasi yang disampaikan dapat berupa data hasil pengukuran maupun pengamatan. Untuk mengurangi kesalahan dalam pengamatan maka dibuat suatu alatlaplikasi penampil hasil pengukur jarak jauh (telemetri) dengan menggunakan PC (Personal Computer) sehingga aplikasi ini diharapkan bisa mernbantu kegiatan
Nilai masukkan berasal dari tiga buah data keluaran sensor berupa frekuensi yaitu s€nsor suhq tekanan dan kelembaban Ketiga data tersebut dicacah menggunakan mikrokontroler AT89S52, kemudian dikirimkan menggunakan port serial ke PC (Personal C omput er) dan ditampilkan.
Aplikasi ini dibuat secara simulasi dikarenakan fungsi mikrokontroler sebagai frekuensi counter tidak berhasil.
Kata kunci : telemetri
PERSONAL COMPUTER
Andry Prihatin Songke 035114002
ABSTRACT
Every yem, development cause by the progress of comnrunication tools is very fast. The impact for the science progress is very important for the information. It can be sent be the measurement of results or the measur€ment of monitoring. The application for monitoring telernefiy is made for reduce the mistake in monitoring and -ii use by pC (Personal computer) so, this application is expecting can help the monitoring.
The input is came from the ouQut s€nsor dara and it can be the frequency. The input are temperature sensor, pressur€ sensor, and humidity sensor. The throe of data is count by AT89S52 microcanffoler, then it sent toPC (Personal Computer) by using serial port and it shown.
The application made according to simulation because the microcontroller as a frequency counter didn't work well.
Keyword : telemetry
Puji dan syukur p€nulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehirtgga penulis dapat rnenyelesaikan tugas akhir berjudul Monitoring Sistem Telernetri berbasis K. Tugas akhir ini menrpakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Smjana pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanafa Dhaflra.
Penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terirnakasih kepada :
l. Yesus Kristus di Surga sumber kekuatanku.
2. Papaku Pilson Daniel Songko dan mamaku Frida Hamid tercinta yang telah rnemberikan cinta kasih sayang do4 dukungan dan segala hal yang tak ternilai.
3. Adikku Indra Setiawan Songko atas dm, dukungan, dan pengertiannya.
4. Bapak Agustinus Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen pernbimbing I atas kesabarannya dan meluangkan wakhr untuk memberi bimbingan, pengetatruan, kritik dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.
5. Bapk Martanto, S.T., M.T. selaku dosen pernbimbing.Il atas kesabarannya dan meluangkan waktu untuk memberi bimbingan, pengetahuan, kritik dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.
6. Bapak Pefus Setyo Prabowo, ST selaku dosen penguji saat kolokium yang telah menambahkan ide dan revisi untuk tugas aklrir penulis.
7. Bapak Piuz Yozy Merucahyon S.T., M.T. dan ibu Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selalu dosen pengtdi saat pendadaran yang telah memberikan revisi untuk tugas akhir penulis.
8. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.
9. Semua rekan-rekan Teknik Elektro yang sudah mendukung membantu dan menghibur, khususnya : Marselinus Rony, Ricky Nelson, Venantius Andika, Heru Wahyudi, Nendar Wibarast4 Yanuarius B*y, Raditya W'isnu Wanrdhana dan Mariano Maximus (TE'03).
10. Anak- anakasrama Morowali atas dukungan dan hiburannya.
telah membanfu dan mendukrmg prulis.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang rnembangun akari penulis terirna dengan senang hati.
Akhir kata" sernoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi perulis maupun pernbaca Tuhan bese*a kita.
Yogyakarta, Maret 2010 Penulis
Andryhihatin Songko
HahilarN
.IUDUL
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
LEMBAR PERI-IYATAAN
PERSETUruAN
PUBLIKASI KARYA
ILMIAH I.JNTT]K KEPENTINGAN AKADEMIS . . ... .. . .. . .. . .. . ..
TNTISARI
ABSTRACT
KATA PENGAhITAR
DAFTAR ISIDAFTAR GAIV{BAR
DAFTAR TABEL
BAB I PENDATULUAhI
1.1. Latar Belakang ldasalah l
12. Tujuarr dan lv{anfaat P€fldlitiad 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Metodologi Penelitian ...,. 2
BAB II bASAR TEORI
2.1. tvlik*okonnoterATE9S52."...
...4
22.1. FasilitasyangditnillkiATS9S52
...
4
2.2.2. Deskripsi
fungsi
pili ddri AT89S52
... 5
2.2.3. SisternlnterupsiATSgss2
... 7
2.2.4. Sistern
Tinier AT89S52
... I
2 . 2 . 5 .
O n - C h i p o s c i l a t o r
. . .
l l
22.6- Komunikasi
Serlal
...,...l2
2.2.7. Konfigurasi
Port
Serial
...
... 13
22. Yisual
Basic
6.0 Enterprises
..."."... 15
2.2.3.FormWindowlayout ... lF 2.2.4. Kornunikasi Serial Dengan Visual Basic 5. 0 Enterprises ... 15
BAB IN PERANCANGAI\I
...19
3.1. Diagram Blok ...
3.2. Peranoangan 19
3.2.1. Bagian Masulran 19
3.2.2. Bagian Pengolah 19,.
3.2.3. Bagian Keluaran ...,... 22
3.2.3.1. Fonn Awal 23
3.2.3.2. Fonn Utama... 24
BAB IV ITASIL DAIY PEMBAHASAII
3I
4.1. BagianMasukan 31
4.2. Bagian Pengolatr 33
4.2.1. Frequency Coanter 33
4.2.2. Pengiriman Data Menggunakan Kornunikasi Serial ... 33
4.3. Bagian Keluaran ...'... 33
4.3.1. Penghitungan Frekuensi 33
4.3.2. Konversi Besaran 36
4.3.3. PenyimpartanData .... 40
BAB V KESIMPT}LAI\T DAN SARAN
42
5.1. Kesimpulan 42
5.2- Saran 42
DAFTAR PUSTAKA
43
LAMPIRAN LIST PROGRAM MIKROKONTROLER
LAMPIRAN LIST PROGRAM VISUAL BASIC
LAMPIRAN RANGKAIAN MIKROKONTROTE R
f{alaman
Gambar
2.1.
Gambar
22.
Gambar
2.3.
Gambtr 2,4.
Gambar
2.5.
Garnbar
2.6.
Ctambar2.7.
Gambar
2.8"
Gambar
2.9.
Gambar
3.1.
Gambar
3.2.
Garnbar
3.3.
Sambar
3.4.
Cambar
l.S.
Gambar
3.6.
barnlar:.?.
Gambar
3,8,
Gambar
3.9.
Konfigurasi Pin ATE9S52 ...,.... Register Intemtpt Enobled
Register TCON RegisterTMOI) RegisterT2CON Rangkaian Oscilator
Susunan bit dalam reglst€r SCON Konektor DB - 9
Konfigurasi Port Serial .."... Sistern Telennebi
Diagram Blok Monitoring Slstem Telemetri berbasls PC ... DiaSrdtil Bagian Masukan ...i...
blagrdfil Alir Utama Program Frekuensi Counter
Gelontbang Masukafl ...:... Diagrdtn Alir Pengukuran Nllai Perioda
Diagrarrt Alh Pengirirnan Nlldi P€rioda Bnt UUgram Bagian Keluaran
Forrrr Awal
5
7
I
9
1 0
l l
l 3
1 3
1 6
l 8
l 9
t 9
20
2A
2 l
2 l
22
22
23
Gambar
3.10. biagr#rl AlirForm Awal
bambar
3.1t. Form
f,atat
...
Gambar3.l2.
DiagrdillAlirFonteBatdl
...
,...
23
Gambar:.|*. borm MuntrUtama
74
Gambar
3.14. Diagram
Alir Form Utama
secara
Garls
Besar
25
Gambar
3.15. Diagrarn
Alir Penerimaan
ha ...
25
Gambar
3.16. Diagrafii
Alir Persarnaan
Korlversi
keNilai Data ...
29
Gambm
3.17. Tampilan
Grafik Suhu yartg [llptesar
Gatnbar3.18.
TampilanGrafik
Suhu
yaag
Dtpetbesat
... 30
Gambar3-l9.
TampilanGrafikSuhuyangDiperbesar
... 30
Gambar4.l. PengujianMultiplek
3l
Halaman Tabel 2.1. Tabel2.2. Tabel2.3, Tabel2.4. Tabel2.5. Tabel2.6. Tabel2.7. Tabel 3.1. Tabel 3.1. Tabel3.2. Tabel3.2. Tabel3.3. Tabel 4.1. Tabel4.2. Tabel4.3. Tabel4.4. Tabel4.5. Tabel4.6. Tabel4.4.
Fungsi Tambahan padaPort I ...---....---Fungsi Kendali Khusus pada Poa 3 ...
Register B (Interrupt Enabled Register) ... Mode Kefia timer/counter ...
Mod€ - mode Operasi Timer 2 ... Konfigurasi kaki -kaki DB - 9 ... Alamat dan Lokasi BitRegister UART Konversi Frekuensi ke Suhu
panjutan) Konversi Frekuensi ke Suhu Konversi Frekuensi ke Tekanan
(Lanjutan) Konversi Frekuensi ke Tekanan Konversi Frekuensi ke Kelembaban Hasil Penguj ian Multiplek
HasilPengujianKomunikasi Serial ... Range Frekuensi yang Terpakai ...
Data perbandingan secara teoritis dengan data yang ditampilan (fnekuensi ke suhu) ...
Data p€rbandingan socara teoritis dengan data yang ditampilan (frekuensi ke tekanan)
Data perbardingan secara teoritis dengan datayang ditampilan (frekuensi ke kelembaban)
(Lanjutan) Data perbandingan secara teoritis dengan data yang ditampilan (frekuensi ke kelernbaban)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
.
Setiap tahun, perkembangan yang disebabkan oleh kemajuan alat komunikasi
sangat pesat. Dampak yang muncul bagi perkembangan ilmu pengetahuan sangatlah besar
dan penting selain untuk kebutuhan informasi, sistem komunikasi dapat juga digunakan
dalam pengendalian jarak jauh dalam pentransmisian data.
Suatu informasi baik berupa data pengukuran atau hasil pengamatan dikirim dan
diterima, kemudian diproses sangat dibutuhkan sarana transmisi data yang cepat, akurat
dan bisa dipindah-pindah sehingga untuk mengirim data yang sulit untuk dijangkau, hal ini
dapat dengan mudah untuk diatasi. Pentransmisian data dapat menggunakan berbagai
media, salah satunya adalah dengan gelombang radio. Gelombang radio digunakan sebagai
media transmisi karena bersifat fleksibel dan mempunyai rentang frekuensi yang cukup
lebar. Selain itu mudah dipindahkan karena tidak terkait dengan jaringan kabel.
Sistim Telemetri dengan Metode Multi Tone menggunakan prinsip sinyal informasi
menggunakan frekuensi tone yang mewakili perubahan data hasil pengukuran sensor. Sisi
pemancar membangkitkan frekuensi tone berdasar perubahan data keluaran sensor,
frekuensi-frekuensi tersebut kemudian dijumlahkan untuk kemudian diumpankan pada
modulator frekuensi [1]. Sisi penerima mengembalikan frekuensi diterima kemudian
memisahkan kedua frekuensi dengan tapis pelewat jalur bawah (LPF) , tapis pelewat jalur
atas (HPF), dan tapis pelewat bidang (BPF) [2]. Keluaran dari bagian penapis ini berupa
frekuensi dengan range tertentu dan melalui mikrokontroler akan dikonversi sehingga data
keluarannya bukan lagi frekuensi melainkan data biner. Data biner inilah yang akan dikirim
ke penampil.
Untuk mendapatkan hasil tampilan yang memuaskan bagi pengguna (friendly user)
maka penulis membuat suatu alat/aplikasi penampil hasil pengukur jarak jauh ( telemetri)
dengan menggunakan PC (Personal Computer) sehingga aplikasi ini diharapkan bisa
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan alat ini adalah
1. Membuat software yang dapat menampilkan data-data dari tiga buah sensor
yaitu sensor suhu, sensor kelembaban dan sensor tekanan.
2. Mengaplikasikan mikrokontroler sebagai frekuensi counter.
Sedangkan manfaat dari pembuatan alat ini adalah :
1. Sebagai salah satu bagian dari keseluruhan sistem telemetri termodulasi
frekuensi dengan metode multitone.
2. Sistem pembacaan pengukuran yang dilakukan menjadi lebih mudah.
3. Sebagai dasar pengembangan untuk aplikasi lainnya yang lebih bervariasi.
1.3.
Batasan Masalah
Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya
batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:
1. Data masukan yang diterima mikrokontroler dari 3 buah sensor berupa frekuensi
dengan rentang 2KHz sampai 20 KHz.
2. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor suhu adalah 2 KHz – 7 KHz.
3. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor tekanan adalah 8 KHz – 13
KHz.
4. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor ketinggian adalah 14 KHz – 20
KHz.
5. Mikrokontroler sebagai frekuensi counter.
6. Port serial berfungsi sebagai pengirim data dari mikrokontroler ke PC.
7. PC berfungsi untuk mengkonversi data keluaran mikrokontroler dan penampil.
8. Visual Basic merupakan software yang dipakai untuk mengkonversi dan
menampilkan hasil akhir pengukuran.
9. Hasil tampilan dapat disimpan berupa database.
1.4.
Metode Penelitian
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metodologi
1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai
informasi, baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang
berkaitan dengan sistem telemetri secara umum dan penampil telemetri
secara khususnya sehingga informasi yang diperoleh dapat digunakan
sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.
2. Melakukan dialog secara langsung dengan pembimbing tugas akhir.
3. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk perancangan
software maupun hardware.
4. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan agar dapat diketahui hasil
secara realistis.
5. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori yang ada.
6. Mengambil kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang telah
BAB II
DASAR TEORI
Monitoring sistem telemetri berbasis PC dibuat untuk mengetahui keadaan
(suhu,tekanan udara dan ketinggian) pada suatu tempat. Untuk membangun aplikasi
tersebut secar garis besar dibutuhkan mikrontroler, serial port, dan PC. Dimana
mikrokontroler berfungsi sebagai frekuensi counter karena akan mencacah data masukan
berupa frekuensi, serial port berfugsi sebagi media pengirim data keluaran dari
mikrokontroler ke PC, dan PC sebagai media penampil. Hal-hal pendukung di atas akan
dijelaskan sebagi berikut.
2.1.
Mikrokontroler AT89S52
Meskipun perkembangan mikrokontroler didahului dengan munculnya
mikroprosesor yang berdampak pada pesatnya pengembangan teknologi komputer,
mikrokontroler sangat dibutuhkan untuk menjadi pengontrol utama sistem elektronika
digital berukuran kecil dan menengah. Pada mikrokontroler sudah terdapat komponen –
komponen mikroprosesor dengan bus – bus internal yang saling berhubungan. Komponen
– komponen tersebut adalah RAM, ROM, timer, komponen I/O paralel dan serial, dan
interrupt kontroler.
Dalam perancangan ini, mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler
AT89S52 buatan Atmel.
2.2.1 Fasilitas yang dimiliki AT89S52
Pada mikrokontroler AT89S52 mempunyai beberapa fitur standar yaitu memiliki
8K bytes flash memory, 256 bytes RAM, 32 jalur I/O, watchdog timer, dua data pointer
register, tiga timer/counter 16-bit, 6 sumber interupsi (dua buah interupsi eksternal, tiga
buah interupsi internal dan satu buah interupsi port serial), port serial full-duplex, on-chip
oscillator, dan untai clock. AT89S52 juga terdapat fasilitas ISP (In System Programming),
yang artinya mikrokontroler ini mampu diprogram meskipun dalam kondisi bekerja.
Mikrokontroler AT89S52 memakai pin MOSI, MISO, dan SCK untuk flash programming
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin AT89S52.
2.2.2
Deskripsi fungsi pin dari AT89S52 :
a. Port 0 (pin 32-39).
Merupakan port I/O bertipe open drain bidirectional. Port 0 dapat dikonfigurasikan
sebagai bus alamat/data bagian rendah saat proses pengaksesan memori data dan
program eksternal.
b. Port 1 (pin 1-8).
Merupakan port I/O dwi-arah yang dilengkapi dengan pullup internal. Port 1 juga
menerima alamat bagian rendah (low byte) selama proses pemrograman dan
verifikasi flash. Beberapa pin port 1 ini memiliki fungsi tambahan, yaitu sebagai
berikut :
Tabel 2.1Fungsi tambahan pada port 1
Port pin Fungsi
P1.0 T2 (masukan cacahan eksternal untuk
Timer/Counter 2)
P1.1 T2EX (masukan picu untuk Timer/Counter 2)
c. Port 2 (pin 21-28).
Merupakanport I/O dwi arah di mana akan memberikan byte alamat bagian tinggi
(high byte) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan
selama pengaksesan memori data eksternal.
Merupakan port I/O dwi arah dan mempunyai fungsi kendali khusus. Fungsi
kendali khusus port 3 ditunjukkan pada tabel berikut :
Tabel 2.2Fungsi kendali khusus pada port 3
Port pin Fungsi
P3.0 RXD (port masukan serial)
P3.1 TXD (port keluaran serial)
P3.2 INT0 (interupsi eksternal 0)
P3.3 INT1 (interupsi eksternal 1)
P3.4 T0 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 0)
P3.5 T1 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 1)
P3.6 WR (sinyal tanda baca memori data eksternal)
P3.7 RD (sinyal tanda tulis memori data eksternal)
e. PSEN (Program Store Enable, pin 29).
PSEN merupakan sinyal tanda baca untuk memori program eksternal.
f. ALE/PROG (Address Latch Enable, pin 30). Sinyal keluaran ALE
menghasilkan pulsa-pulsa untuk mengunci byte rendah (low byte) alamat selama
mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa
program(PROG) selama pemrograman.
g. EA/VPP (External Access Enable, pin 31). Saat mikrokontroler akan
mengeksekusi program dari memori eksternal lokasi 0000h hingga FFFFh maka
kaki ini harus dihubungkan ke ground. Sedangkan jika untuk mengakses program
secara internal maka harus dihubungkan ke VCC.
h. RST (Reset, pin 9).
Jika diberikan logika tinggi selama paling sedikit 2 siklus mesin, akan mereset
mikrokontroler.
i. VCC (pin 40).
Berfungsi sebagai pin masukan suplai tegangan mikrokontroler.
j. GND (kaki 20).
k. XTAL (kaki 18 dan 19).
Sebagai masukan dari rangkaian osilator.
2.2.3 Sistem Interupsi AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 menyediakan enam sumber interupsi. Dua interupsi
eksternal (External Interrupt) yang berasal dari kaki INT0 dan INT1, tiga interupsi
Pewaktu (Timer Interrupt) yang berasal dari Timer 0, Timer 1 dan Timer 2 dan sebuah
interupsi Port Serial (Serial Port Interrupt) yang berasal dari bagian penerima dan bagian
pengirim port Serial.
Semua sumber permintaan interupsi yang dibahas di atas, masing-masing bisa
diaktifkan atau di-non-aktifkan secara tersendiri lewat bit-bit register IE (Interrupt Enable
Register) dalam SFR. Jika isinya ’1’ artinya bit aktif(enable interrupt) sedangkan ’0’
artinya bit pasif (disable interrupt). Gambar 2.4 menunjukkan register IE pada
mikrokontroler AT89S52. [3]
Gambar 2.2Register Interrupt Enable
Fungsi-fungsi register IE dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut ini :
Tabel 2.3 Register IE (Interrupt Enable Register)
Simbol Posisi Fungsi
EA IE.7 Untuk mematikan dan menghidupkan seluruh
interupsi secara serentak.
- IE.6 Cadangan ATMEL seri berikutnya
ET2 IE.5 Bit aktivasi interupsi timer 2
ES IE.4 Bit aktivasi interupsi Port Serial/SPI dan UART.
ET1 IE.3 Bit aktivasi interupsi timer 1
EX1 IE.2 Bit aktivasi interupsi external 1
ET0 IE.1 Bit aktivasi interupsi timer 0
Pin IE7 digunakan sebagai kontrol utama bagi interupsi-interupsi yang lain. Bila bit
ini bernilai ’0’, maka apapun kondisi bit lain dalam register ini, semua interupsi tidak akan
dilayani. Oleh karena itu untuk mengaktifkan salah satu interupsi, bit ini harus bernilai ’1’.
Pin IE5 dipergunakan untuk bit aktivasi interupsi timer 2, Pin IE4 dipergunakan sebagai
bit aktivasi interupsi port serial(SPI dan UART), apabila aktif maka interrupt akan terjadi
setiap ada data yang masuk ataupun keluar melalui port serial yang membuat Flag RI
(Receive Interrupt Flag) ataupun TI (Transmit Interrupt Flag) bernilai 1. Pin IE3 dan IE1
digunakan untuk timer 0 dan timer 1. Bila terjadi limpahan pada masing-masing timer,
interupsi ini akan bernilai tinggi atau 1. Pin IE2 dan IE0 dipergunakan sebagai input
interupsi yang berasal dari luar, interrupt akan terjadi pada saat terjadi pulsa low pada
INT1 dan INT0. [3]
2.2.4
Sistem
Timer
AT89S52
Pada AT89S52 memiliki 3 buah timer yaitu timer 0, timer 1 dan timer 2 yang
merupakan Timer/counter 16-bit.
a. Timer 0 dan Timer 1
Timer 0 dibentuk dengan register TL0 (timer 0 low byte,alamatnya pada RAM
internal adalah 6AH) dan register TH0 (timer 0 high byte, alamatnya 6BH).
Sedangkan timer 1 dibentuk dengan register TL1 (timer 1 low byte, alamatnya
6CH) dan register TH1 (timer 1 high byte, alamatnya 6DH).
Untuk mengatur kerja timer/counter dipakai 2 register tambahan yang dipakai
bersama oleh timer 0 dan timer 1. Register tambahan tersebut adalah register
TCON (timer control register, alamatnya 88H dan bisa dialamat secara bit) dan
register TMOD (timer mode register, alamatnya adalah 89H).
Gambar 2.3Register TCON
TF1/TF0 : sebagai bit flag penampung overflow timer 1/timer 0.
TR1/TR0 : sebagai bit pengatur aktif tidaknya timer 1/timer 0.
IE1/IE0 : sebagai bit flag adanya interupsi eksternal I/O.
Gambar 2.4Register TMOD
Timer/counter akan bekerja Jika TRx (TR1 atau TR0, dalam TCON) bernilai
’1’ dan gate bernilai ’1’. C/T sebagai bit selektor untuk memilih timer atau counter
dan gate merupakan pengatur saluran sinyal clock. M1/M0 digunakan sebagai bit
pemilih mode kerja timer. [3]
Tabel 2.4Mode Kerja timer/counter
Pada mode 0, mode 1 dan mode 2, timer 0 dan timer 1 masing-masing bekerja
sendiri, artinya bisa dibuat timer 0 bekerja pada mode I dan timer 1 bekerja pada
mode 2, atau kombinasi mode lainnya sesuai dengan keperluan. Berikut ini
mode-mode operasi sistem timer pada AT89S52:
a. Mode 0 (pencacah biner 13-bit)
Timer/Counter bekerja sebagai pencacah 13-bit, yaitu pada TLx(bisa TL0
dan TL1) sebagai pencacah 5-bit dan limpahan dari pencacah biner 5-bit ini
dihubungkan ke THx(bisa TH0 dan TH1) sebagai pencacah 13-bit.
Limpahan dari pencacah 13-bit ini ditampung di TFx(bisa TF0 dan TF1)
yang berada pada register TCON. Saat terjadi limpahan (dari 1FFFh ke
0000h) maka flag interupsi Timer 1 (TF1) akan diset (=’1’). Masukan
pencacah (baik dari eksternal (Tx) maupun internal (1/2 F.osc)) diaktifkan
jika TRx berlogika tinggi (‘1’) dan gate berlogika rendah (‘0’) atau INTx
berlogika tinggi. [3]
M1 M0 Mode kerja
0 0 0 Pencacah biner 13 bit
0 1 1 Pencacah biner 16 bit
1 0 2 8 bit auto reload timer/counter
b. Mode 1 (pencacah biner 16-bit)
Mode ini sama dengan mode 0, hanya saja register TLx dipakai
sepenuhnya sebagai pencacah biner 8-bit, sehingga kapasitas pencacah biner
yang terbentuk adalah 16-bit. Seiring dengan sinyal clock, kondisi pencacah
biner 16-bit dimulai dari 0000h sampai FFFFh, kemudian kembali menjadi
0000h (pada saat itu terjadi sinyal overflow pada TFx). [3]
c. Mode 2 (pencacah biner 8-bit reloaded)
TLx dipakai sebagai pencacah biner 8-bit, sedangkan THx dipakai untuk
menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx setiap kali kondisi TLx
melimpah (overflow) atau berubah dari FFh menjadi 00h. Dengan cara ini
bisa diperoleh sinyal overflow yang frekuensinya bisa ditentukan oleh nilai
yang disimpan dalam THx. [3]
d. Mode 3 (Gabungan pencacah 16-bit dan 8-bit)
Pada mode 3 ini TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai untuk membentuk 3
rangkaian pencacah. Yang pertama pencacah biner 16-bit tanpa fasilitas
pemantau sinyal overflow dibentuk dengan TL1 dan TH1. Yang kedua
pencacah biner 8-bit dengan TF0 sebagai sarana pemantau overflow dibentuk
dengan TL0. Dan yang ketiga pencacah biner 8-bit dengan TF1 sebagai
sarana pemantau overflow dibentuk dengan TH0 dimana TH0-lah yang
mengendalikan interupsi timer 1 (TF1). [3]
b. Timer 2
Timer 2 adalah sebuah Timer/Counter 16-bit. Ini merupakan tambahan
kemampuan, selain itu terdapat 5(lima) register fungsi khusus (SFR) tambahan
yaitu register-register TL2 dan TH2, register kontrol timer T2CON dan
register-register capture RCAP2L dan RCAP2H.
Jenis mode operasi untuk timer 2 ditentukan oloh bit C/T2 pada SFR T2CON.
Timer 2 terdiri dari 2 buah register 8-bit, TH2 dan TL2. Saat berfungsi sebagai
timer, register TL2 akan meningkat setiap siklus mesin. Berikut ini adalah mode
operasi untuk timer 2. [3]
Tabel 2.5 Mode-mode operasi Timer 2
RCLK/TCLK CP/RL2 TR2 Mode
0 0 1 Isi-ulang 16 bit
0 1 1 Capture 16 bit
1 X 1 Generator baud-rate
X X 0 OFF
2.2.5
On-chip Oscillator
Mikrokontroler AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja
dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan XTAL2.
Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk menstabilkan sistem.
Gambar 2.8 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan
mikrokontroler AT89S52. Jika sumber detak yang digunakan adalah kristal maka besar
kapasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada
datasheet. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan 2 kapasitor 30 pico-Farad
dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan
kerja mikrokontroler. [3]
XTAL1 (pin 19) C1
C2
XTAL2 (pin 18) XTAL
2.2.6
Komunikasi Serial
Ada dua macam cara pengiriman (transmisi) secara serial yaitu komunikasi sinkron
dan komunikasi asinkron. Pada komunikasi sinkron sinyal detak dikirim bersama-sama
dengan data serial. Selanjutnya dalam transmisi data serial secara asinkron, detak tidak
dikirim bersama data serial.
Port serial pada AT89S53 bersifat duplex penuh atau full-duplex, artinya port
serial bisa menerima dan mengirim data pada waktu bersamaan. Port serial memiliki
penyangga penerima yaitu serial buffer (SBUF). Port serial dapat menerima byte yang
kedua sebelum byte yang pertama dibaca oleh register penerima, melalui register SBUF.
SBUF selalu berhubungan dengan akumulator dalam mengisi dan menerima data.
Portserial pada AT89S53 bisa digunakan dalam empat mode kerja. Dari ke-empat
mode tersebut, 1 mode diantaranya bekerja secara sinkron dan tiga mode lainnya bekerja
secara asinkron. Semua mode dapat diatur melalui register kontrol serial (SCON).
Keempat mode kerja tersebut adalah :
Mode 0 Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD), sedangkan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk menyalurkan detak
pendorong data serial yang dibangkitkan AT89S53. Data dikirim/diterima 8 bit sekaligus,
dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil atau LSB (bit 0), diakhiri dengan bit yang
bobotnya paling besar atau MSB (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah
1/12 frekuensi kristal yang digunakan.
Mode 1 Pada mode ini, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima
melalui kaki P3.0 (RxD) secara sinkron (begitu juga mode 2 dan 3). Pada mode ini, data
dikirim/diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit start, disusul 8 bit data yang
dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada
AT89S53 yang berfungsi sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register Serial
Control (SCON). Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai dengan
keperluan. Mode inilah (mode 2 dan juga mode 3) yang umum dikenal sebagai UART atau
Universal Asynchronous Receiver/Trasmitter.
Mode 2 Data dikirim 11 bit, diawali dengan 1 bit start, kemudian 8 bit data.
Bit ke-9 yang dapat diatur lebih lanjut dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S53 yang
berfungsi sebagai pengirim bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON. Pada
SCON, sedangkan bit stop diabaikan dan tidak ditampung. Kecepatan pengiriman data
(baudrate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi kristal yang digunakan.
Mode 3 Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman
data (baudrate) bisa diatur sesuai keperluan, seperti halnya pada mode asinkron (mode 1,
mode 2, mode 3).
Register kontrol dan status untuk port serial berada dalam SCON seperti
diperlihatkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Susunan bit dalam register SCON
Nilai baudrate pada komunikasi serial ditentukan oleh kristal yang digunakan,
karena berpengaruh pada jumlah limpahan timer. Perhitungan baudrate sesuai dengan
persamaan 2.1.
1 Limpahan Laju
32 2SMOD
timer
baudrate ………(2.1) [3]
2.2.
Konfigurasi Port Serial
Gambar 2.9 merupakan gambar konektor port serial DB-9 pada bagian belakang
CPU. Pada komputer IBM PC kompatibel terdapat konektor serial DB-9 yang dinamai
COM1 dan atau COM2. Standar RS232 menyangkut komunikasi data antara komputer
(Data Terminal Equipment/DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data
Circuit-Terminating Equipment/DCE).
Tabel 2.9 menunjukkan konfigurasi kaki-kaki dan nama sinyal konektor serial
DB-9. Keterangan mengenai fungsi saluran RS 232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut
:
Received Line Signal Detect. Dengan saluran ini DCE memberitahukan ke
DTE bahwa pada terminal input ada data masuk.
Received Data, digunakan DTE menerima data dari DCE.
Transmit Data, digunakan DTE mengirim data ke DCE.
Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan terminal siap.
Signal Ground, saluran ground.
Ring Indikator. Pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa
sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.
Clear To Send. Dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE
memulai mengirim data.
Request To Send. Dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh
DTE.
DCE Ready. Sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah
siap.
Tabel 2.6 Konfigurasi kaki-kaki DB-9
Nomor Nama Sinyal Direction Keterangan
1 DCD In Data carrier detect/Received
2 RxD In Received Data
3 TxD Out Transmit Data
4 DTR Out Data TerminalReady
5 GND - Ground
6 DSR In Data Set Ready
7 RST Out Request to Send
8 CTS In Clear to Send
9 RI In Ring Indikator
Untuk dapat menggunakan portserial perlu diketahui alamatnya. Tersedia dua port
COM2 adalah 760 (2F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasa digunakan. Tepatnya
pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000 0400H untuk
baseaddress COM1 dan memori 0000 0402H untuk baseaddress COM2 [4].
2.2 VISUAL BASIC 6.0 ENTERPRISES
2.2.1 Window Property
Window ini digunakan untuk menampilkan pengaturan property control atau form
yang dipilih. Sebuah property merupakan karakteristik obyek seperti size, caption, atau
color [5].
2.2.2 Form Designer
Form designer merupakan sebuah window yang digunakan untuk mengatur
aplikasi. Dalam Form ini dapat ditambahkan kontrol, grafik, dan gambar ke dalam form
sesuai posisi yang diinginkan [5].
2.2.3 Form Window Layout
Form Window layout ini digunakan untuk mengontrol posisi form pada aplikasi
dengan menggunakan sistem grafik dalam sebuah layar [5].
2.2.4 Komunikasi Serial Dengan Visual Basic 6.0 Enterprises
Dikenal dua cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data secara
sinkron dan asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirim bersama-sama
dengan data serial, sedangkan komunikasi data secara asinkron, clock tidak dikirim
bersama data serial, tetapi dibangkitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmiter)
maupun penerima (receiver). Komunikasi data secara serial ini dikerjakan oleh UART
(Universal Asinchronous Receiver/Transmiter).
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi
transmiter dan receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara transmiter
dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘start’ dan bit ‘stop’. Ketika saluran transmisi
dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan logika ‘1’. Ketika transmiter
ingin mengirimkan data, output UART akan diset lebih dahulu ke logika ‘0’ untuk waktu 1
bit. Sinyal pada receiver akan dikenali sebagai sinyal ‘start’ yang digunakan untuk
akan dikirim secara serial dari bit paling rendah (bit0) sampai bit tertinggi. Selanjutnya
akan dikirim sinyal ‘stop’ sebagai akhir pengiriman data serial [4].
A. Konfigurasi Port Serial
Gambar 2.19 menunjukkan gambar konektor port serial DB-9. Pada komputer IBM
PC kompatibel biasanya kita dapat menemukan dua konektor yang dinamai COM1 dan
COM2 [4]
Gambar 2.9 Konfigurasi Port Serial
B. Pengaksesan Port Serial
Untuk mengakses port serial terdapat dua cara yaitu :
1. Pengaksesan secara langsung melalui register UART
Saluran yang digunakan UART untuk komunikasi baik untuk pengiriman maupun
penerimaan data adalah saluran RxD dan TxD serta saluran-saluran kontrol seperti DCD,
DSR, RTS, CTS, DTR, dan RI. Saluran-saluran ini ada yang sebagai output dan ada yang
sebagai input. Kecuali saluran RxD, saluran-saluran ini dapat diakses secara langsung
melalui register UART. Tabel 2.4 berisi alamat dan lokasi bit saluran tersebut pada
Tabel 2.7. Alamat dan lokasi bit register UART
Nama Pin Nomor Pin
Pada DB-9
COM1 COM2 Bit Arah
TxD 3 2FBh 2FBh 6 Output
DTR 4 2FCh 2FCh 0 Output
RTS 7 2FCh 2FCh 1 Output
CTS 8 2FEh 2FEh 4 Input
DSR 6 2FEh 2FEh 5 Input
RI 9 2FEh 2FEh 6 Input
DCD 1 2FEh 2FEh 7 Input
Untuk dapat mengaksesnya kita dapat menggunakan fungsi Port_Out dan Port_In
yang terdapat pada Port_IO.DLL dan untuk men-set atau meng-clear-kan bit-bit tertentu
kita dapat menggunakan prosedur Set_Bit atau Clear_Bit.
2. Pengaksesan dengan menggunakan MSComm
Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang
kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data melalui port serial.
Beberapa property yang sering dipakai adalah sebagai berikut :
i. CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan
dipakai
ii. Setting : Digunakan untuk mengatur nilai baud rate, parity, jumlah bit
data, dan jumlah stopbit.
iii. PortOpen : Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang
dihubungkan dengan MSComm ini.
iv. Input : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer
penerima.
v. Output : Digunakan untuk menulis data string pada buffer pengirim.
BAB III
PERANCANGAN
Sistem telemetri ini sebagai suatu sistem pengukuran suatu parameter dari jarak
jauh. Terdiri dari dua bagian besar yaitu bagian pemancar dan penerima. Pada perancangan
dibutuhkan beberapa bagian sebagai berikut, di bagian pemancar terdiri dari buah sensor,
pengkondisi sinyal, VCO, pengubah dari gelombang kotak ke gelombang sinusoidal,
rangkaian summing dan sebuah pemancar FM. Sedangkan pada bagian penerima terdiri
dari bagian rangkaian penerima FM, rangkaian filter, pengubah dari gelombang sinusoidal
ke gelombang kotak, clamper, buffer, rangkaian mikrokontroler sebagai pengkonversi,
LCD dan PC(Personal Computer).
Gambar 3.1 Sistem telemetri
Dalam pembuatan “Monitoring Sistem Telemetri berbasis” ini diperlukan
perancangan perangkat lunak. Perancangan peralatan yang dibuat meliputi penyusunan
diagram blok, bagan alir program (flow chart).
3.1
Diagram Blok
Secara garis besar diagram blok “Monitoring sistem Telemetri berbasis PC” dapat
ditunjukkan seperti pada gambar 3.2.
Blok A
Bagian Pemancar
Gambar 3.2 Diagram blok monitoring sistem telemetri berbasis PC
3.2
Perancangan
3.2.1 Bagian Masukan
Bagian masukan pada sistem monitoring ini berupa tiga buah data masukan dimana
data-datanya berupa frekuensi. Ketiga data masukkan tersebut meliputi suhu, tekanan dan
kelembaban.
Gambar 3.3 Diagram bagian masukkan
3.2.1
Bagian Pengolah
Bagian kontrol terletak pada mikrokontroler. Fungsi pada bagian ini digunakan
untuk mencacah(counter) data dari bagian masukkan dan mengatur pengiriman data ke PC
dengan menggunakan port serial. Diagaram alir utama dapat dilihat pada gambar 3.4.
Karena data masukkan sudah berupa data gelombang kotak maka untuk kondisi
awal (iddle) diberi nilai high(logika 1) .
Mula-mula program akan melakukan inisialisasi timer dan dilanjutkan dengan
inisialisasi port serial.
suhu
tekanan
PC (Personal Computer)
MIKROKONTROLER
AT 89S52 Port Serial
Gambar 3.4 Diagram Alir Utama Program Frekuensi Counter
Program frekuensi counter ini bekerja dengan mengecek nilai tiap-tiap 1 periode
gelombang dimana nilai satu periode yang akan disimpan terlebih dahulu kemudian
dikirimkan ke PC. Perioda diukur dengan cara mengaktifkan dan menonaktifkan timer
setiap kali terjadi perubahan (LOW) pada gelombang. Bentuk data masukan yang akan
diterima dapat dilihat pada gambar 3.5 dan diagram alir dari program ini dapat dilihat pada
gambar 3.6
1 perioda
Gambar 3.5 Gelombang Masukan
Proses pengiriman data oleh mikrokontroler (lihat gambar 3.7) dilakukan dengan
memberi pelabelan karakter pada ketiga jenis data untuk membedakan data yang akan
dikirimkan ke PC yaitu :
1. Karakter “s” sebagai suhu
2. Karakter “t” sebagai tekanan
Gambar 3.6. Diagram alir pengukuran nilai perioda
Selain karakter-karakter di atas, terdapat juga 2 karakter yang digunakan, antara
lain :
1. Karakter nilai, merupakan data nilai hasil cacahan.
2. Karakter “OK” berfungsi untuk memastikan bahwa data berhasil terkirim.
3.2.2
Bagian Keluaran
Bagian keluaran terdiri dari PC sebagai bagian penampil hasil akhir dari
pengukuran tiga buah parameter. PC akan mengkonversi data yang dikirim dari
mikrokontroler dan menampilkan data sensor secara bersamaan dari ketiga data sensor
terrsebut. Data yang ditampilkan berupa grafik dengan menggunakan bantuan software
Visual Basic.
Perubahan data akan yang ditampilkan di PC merupakan perubahan data yg terjadi
selama setiap menit. Agar terjadi komunikasi antara port serial DB9 dengan komputer
terlebih dahulu dilakukan pengubahan level tegangan dari level tegangan TTL yang hanya
mempunyai kondisi tegangan positif hingga nol ke level tegangan RS232 yang mampu
menghasilkan tegangan keluaran positif, negatif, dan nol. Level tegangan RS232 ini
diperlukan karena komputer tidak dapat membaca data yang dikirimkan jika hanya
mempunyai tegangan positif dan nol. Pengubahan level tegangan ini dapat dilakukan
dengan menambahkan IC MAX232 antara port serial DB9 dan serial port pada komputer.
Gambar 3.8 Blok Diagram Bagian Keluaran
3.2.3.1 Form Awal
Pada rancangan, program dibuat untuk dapat bekerja saat komputer mulai
dihidupkan ataupun secara manual dengan mengeksekusi program. Pada awal program
dieksekusi tampilan berupa form awal yang akan memastian user akan masuk ke utama
(Lihat gambar 3.9).
Gambar 3.9 Form Awal
Mulai
Tampilkan Form Utama
Selesai
Gambar 3.10 Diagram Alir Form Awal
Tombol enter berfungsi untuk masuk ke menu utama sedangkan tombol out
berfungsi untuk keluar dari aplikasi. Saat tombol keluar ditekan akan ada pilihan apakah
user yakin untuk menutup aplikasi, jika yes kembali ke form awal jika no aplikasi ditutup
(Lihat gambar 3.11).
Gambar 3.11 Form Batal
Mulai
Selesai
Batal
Y
T
3.2.3.2 Form Utama
Pada form utama berfungsi menampilkan ketiga data hasil telemetri secara
bersamaan berupa grafik bar (Lihat gambar 3.13) dan menu pilihan untuk melihat hasil
pengamatan dari ketiga serta tombol untuk keluar dari program serta menu-menu tambahan
lainnya yang dapat membantu dalam mempermudah melakukan pengamatan. Tampilan
grafik pada form utama akan terus berubah sesuai dengan data yang dikirimkan melalui
port serial.3
Mulai
Port serial=open Penerimaan data
Selesai
Konversi data ke frekuensi Konversi data ke ukur
Tampilan grafik
Gambar 3.14 Diagram Alir Form Utama Secara Garis Besar
Program pada form utama sistem kerjanya mula-mula dimulai dengan melakukan
inisialisasi port yang akan digunakan, inisialisasi baud rate, jumlah bit data, jumlah bit
stop, serta paritas. Hal ini berguna agar komunikasi antar program visual basic yang akan
digunakan dan perangkat serial port dapat terjadi. Saat terjadi kesalahan dalam proses
penginisialisasian maka program penampil ini akan mengeluarkan pesan kesalahan berupa
message box sedangkan apabila proses penginisialisasian berjalan lancar dan tidak ada
pesan kesalahan yang terjadi, maka program dapat dilanjutkan dengan proses penerimaan
data. Untuk proses penerimaan data dapat dilihat pada gambar 3.15
Data yang diterima sebanyak tiga buah data utama dan data-data dari ketiga data
utama tersebut diterima oleh komputer berupa karakter.
Untuk pengkonversian data dari perioda ke frekuensi menggunakan persamaan 3.1
dan persamaan 3.2 :
……….……….… (3.1)
dimana : F = frekuensi (kHz)
T = perioda (detik)
Sedangkan untuk pengkonversian dari ketiga data, menggunakan persamaan
sebagai berikut :
y = mx + c ………..… (3.2)
dimana : y = hasil dari konversi (suhu (°C), kelembaban (kPa) dan tekanan (%))
m =
x = nilai konversi tertinggi – nilai konversi terendah
c = nilai konversi terendah
Sehingga secara perancangan, diharapkan data tersebut adalah sebagi berikut :
Tabel 3.1 Konversi frekuensi ke suhu
Suhu (°C) frekuensi (kHz)
secara teoritis
15 2
16 2.0625
17 2.125
18 2.1875
19 2.25
20 2.3125
25 2.625
30 2.9375
Tabel 3.1 (Lanjutan)Konversi frekuensi ke suhu
Suhu (°C) frekuensi (kHz)
secara teoritis
50 4.1875
55 4.5
60 4.8125
65 5.125
70 5.4375
75 5.75
80 6.0625
85 6.375
90 6.875
95 7
Tabel 3.2 Konversi frekuensi ke tekanan
Tekanan
(kPa)
frekuensi (kHz)
secara teoritis
30 8
31 8.0833
32 8.1666
33 8.2499
34 8.3332
35 8.4165
40 8.833
45 9.2495
50 10.666
55 10.0825
60 10.499
65 10.9155
70 11.332
75 11.7485
Tabel 3.2 (Lanjutan) Konversi frekuensi ke tekanan
Tekanan
(kPa)
frekuensi (kHz)
secara teoritis
85 12.5815
90 12.998
Tabel 3.3 Konversi frekuensi ke kelembaban
Kelembaban
(%)
frekuensi (kHz)
secara teoritis
20 14
21 14.1
22 14.2
23 14.3
24 14.4
25 14.5
30 15
35 15.5
40 16
45 16.5
50 17
55 17.5
60 18
65 18.5
70 19
75 19.5
80 20
Data-data frekuensi diubah lagi ke bentuk-bentuk yang akan ditampilkan antara lain
suhu, kelembaban dan tekanan. Secara perancangan dalamalam pengkonversian tersebut
Gambar 3.16 Diagram Alir Persamaan Konversi Frekuensi ke nilai data
Sesudah data-data tersebut dikonversi selanjutnya program akan melakukan
manipulasi data tersebut menjadi bentuk grafik. Program ini dilengkapi dengan fasilitas
penyimpanan (save) yang dilakukan secara secara auto saving setiap selang waktu 1 menit.
Selama tidak ada perintah untuk mengakhiri program maka data-data yang masuk akan
diterima terus dan diubah ke dalam bentuk grafik.
Pada form tampilan berguna untuk menampilkan grafik dari ketiga data satu persatu
sesuai dengan keinginan user yang pilihannya terdapat pada form utama sehingga
diharapakan membantu dalam proses pengamatan. Bentuk form tampilan dapat dilihat
pada gambar 3.16, 3.17 dan 3.18.
Gambar 3.18 Tampilan Grafik Tekanan Yang diperjelas
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aplikasi ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras
meliputi bagian yang akan menerima, mengolah dan mengirim data masukkan termasuk
PC, sedangkan perangkat lunak meliputi program pembuatan frekuensi counter dan
pembuatan penampil. Alat terdiri atas bagian-bagian yang bekerja membentuk rangkaian
yang terpadu, apabila satu bagian tidak bekerja, maka alat tidak akan bekerja sesuai
perancangan. Bagian itu antara lain :
1. Bagian masukkan.
2. Bagian pengolah .
3. Bagian keluaran.
Untuk keperluan tersebut alat perlu diuji dalam bagian-bagian yang terpisah dan
pengujian pada keseluruhan bagian untuk suatu proses. Pengujian perbagian dilakukan
pada bagian multiplek rangkaian pengolah, pengujian keseluruhan dengan melakukan
proses pengukuran periode dan dan konversinya yang ditampilkan pada layar monitor.
4.1
Bagian Masukan
Pada bagian ini ketiga data masukan masuk pada multiplex sebelum diteruskan ke
mikrokontroler untuk diolah.
Pengujian dilakukan dengan memberikan logika kendali pada jalur kendali A dan
B, logika masukan diberikan pada masukan multiplek X0, X1 dan X2. Hasil pengujian
diamati melalui logika keluaran X. Gambar 4.1 menunjukkan pengujian multiplek.
masukan logika 4051 EN 6 A 11 B 10 C 9 VDD 16 VEE 7 X 3 X0 13 X1 14 X2 15 X3 12 X4 1 X5 5 X6 2 X7 4 5V masukan logika masukan logika keluaran logika masukan logika masukan logika
Gambar 4.1. Pengujian multiplek
Tabel 4.1. Hasil pengujian multiplek
Pilhan
kanal
Masukan
logika
Keluaran
logika
B A X0 X1 X2
0 0 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
Hasil pengujian menunjukkan logika keluaran X sesuai dengan logika masukan
yang diberikan pada msing-masing kanal X0, X1 dan X2, keluaran yang sesuai ini dapat
terjadi karena fungsi seleksi kanal dapat berjalan.
4.2
Bagian Pengolah
Pada bagian ini, mikrokontroler AT89S52 berfungsi sebagai pengolah data yaitu
untuk mencacah data masukkan keluaran dari multiplex dan mengirimkan hasil cacahan
pada PC menggunakan komunikasi serial.
4.2.1
Frequency Counter
Program ini dibuat dengan cara mengukur nilai satu perioda dan program ini dapat
dilihat pada lampiran. Pada proses pengujian, bagian frequency counter ini tidak berhasil
sehingga dibuat program simulasi dengan masukan langsung pada mikrokontroler.
4.2.2
Pengiriman Data Menggunakan Komunikasi Serial
Pengujan dilakukan dengan membuat program komunikasi serial antara pengolah
dengan komputer. Komputer mengirimkan 1 byte data kemudian pengolah mengirimkan
kembali data yang diterima. Hasil pengujian ditunjukan pada tabel 4.2.
Hasil pengujian komunikasi menunjukkan bahwa keseluruhan pengiriman dan
peneriamaan data baik dari dan ke komputer dapat diterima dengan benar oleh pengolah
kemudian dikembalikan. Dapat dikatakan sistem komunikasi serial yang digunakan dapat
Tabel 4.2. Hasil pengujian komunikasi serial
No.
Kirim
data
Terima
data
1 0 0
2 0Fh 0Fh
3 F0h F0h
4 3Ch 3Ch
5 FFh FFh
4.3
Bagian Keluaran
PC dengan menggunakan software Visual Basic sebagai bagian akhir dari aplikasi
ini. Pengujian meliputi penghitungan frekuensi, konversi besaran dan proses penyimpanan
data.
4.3.1 Penghitungan Frekuensi
Dikarenakan proses frequency counter tidak berhasil maka penulis membuat
program simulasi cacahan pada mikrokontroler sehingga seolah - olah ada nilai periode
sesuai dengan range frekuensi yang sudah ditetapkan untuk masing-masing besaran ukur.
Didalam range frekuensi tersebut nilai periode dinaikkan sampai maksimal kemudian
diturunkan sampai minimal. Range frekuensi tersebut ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Range Frekuensi yang terpakai
Besaran ukur Range frekeunsi
(kHz)
Range periode
(µS)
suhu 2 sampai 7 500 sampai 142
tekanan 8 sampai 13 125 sampai 76
kelembaban 14 sampai 20 71 sampai 50
Proses pengiriman dilakukan dalam format string, nilai periode terlebih dahulu
dibuat dalam bentuk BCD 5 digit. Nilai BCD kemudian dirubah menjadi karakter. Pada
perancangan masing-masing besaran ukur mempunyai pengenal yaitu “s” untuk suhu, “k”
untuk kelembaban dan “t” untuk tekanan. Pengenal ini mengawali karakter nilai periode,
Pada pembuatannya proses pengiriman dibuat dengan cara ketiga nilai dari besaran
ukur digabungkan menjadi satu untuk dikirimkan ke PC dan untuk membedakan ketiga
nilai besaran ukur, dibedakan dengan jarak spasi pada tiap nilai besaran ukur. Pengenal
diawali dengan karakter “S” bahwa data telah dikirim lalu diikuti oleh data besaran ukur,
dan diakhiri dengan karakter “OK” bahwa data telah terkirim. Potongan program untuk
proses menaikkan dan menurunkan nilai periode adalah sebagai berikut:
switch(mode_suhu)
{
case 1:
if (suhu==500)
{mode_suhu=0;}
else
{suhu=suhu+1;}
break;
case 0:
if (suhu==142)
{mode_suhu=1;}
else
{suhu=suhu-1;}
break; }
Potongan program untuk proses BCD adalah sebagai berikut:
code unsigned char numeric[10] ={"0123456789"};
void make_string(unsigned int temp)
{
digit[4]=temp/10000;
digit[3]=(temp-(digit[4]*10000))/1000;
digit[2]=(temp-((digit[4]*10000)+(digit[3]*1000)))/100;
digit[1]=(temp-((digit[4]*10000)+(digit[3]*1000)+(digit[2]*100)))/10;
digit[0]=temp-((digit[4]*10000)+(digit[3]*1000)+(digit[2]*100)+(digit[1]*10));
digit[4]=numeric[digit[4]];
digit[3]=numeric[digit[3]];
digit[2]=numeric[digit[2]];
digit[1]=numeric[digit[1]];
digit[0]=numeric[digit[0]];
Potongan program untuk pengiriman nilai periode ukur adalah sebagai berikut:
code unsigned char OK[2] ={"OK"};
make_string(suhu); j=4;
uart_to_c('s');
for (i=0;i<5;i++)
{uart_to_c(digit[j]); j=j-1;}
for (i=0;i<2;i++)
{uart_to_c(OK[i]);}
Pada komputer penerima data dibuat program untuk menerima data dan mendeteksi
akhir satu format data, potongan program untuk proses tersebut adalah sebagai berikut:
Private Sub MSComm_OnComm()
Select Case MSComm.CommEvent
Case comEvReceive
buffer_rx = buffer_rx & MSComm.Input
For i = 1 To Len(buffer_rx)
check = Mid(buffer_rx, i, 2)
If check = "OK" Then
…
End if
Next
End select
End sub
Selanjutnya program mencari pengenal data untuk diarahkan pada masing-masing
peruntukannya. Potongan program untuk proses tersebut adalah sebagai berikut:
For j = 1 To Len(buffer_rx)
check = Mid(buffer_rx, j, 1)
If check = "s" Or check = "k" Or check = "t" Then
char_c = 0
For k = j To 10
check_OK_2 = Mid(buffer_rx, k, 2)
If check_OK_2 = "OK" Then
Value = Mid(buffer_rx, j + 1, char_c - 1)
Value = Val(Value)
Select Case check
Case "s"
freq_suhu = Value
…
Case "t"
…
End Select
make_chart
GoTo clear_buffer_rx
End If
char_c = char_c + 1
Next
End If
Next
Hasil pengujian ditunjukkan pada tampilan potongan program dibawah ini.
Gambar 4.2. Tampilan program pengukuran frekuensi
Kolom paling kiri merupakan tampilan pengukuran frekuensi suhu, kolom tengah
merupakan frekuensi tekanan dan kolom kanan adalah frekuensi kelembaban. Dapat dilihat
bahwa nilai masing-masing frekuensi terdapat dalam range frekuensi yang tealah
ditetapkan, dengan demikian proses pengiriman dan pengambilan nilai dapat dilakukan
dengan baik.
4.3.2
Konversi Besaran
Konversi besaran merupakan proses untuk mendapatan kembali nilai besaran
terukur dari nilai frekuensi yang telah didapatkan. Proses ini dilakukan dengan melakukan
perkalian silang. Proses mendapatkan nilai suhu diwujudkan dalam potongan program
berikut:
For j = 1 To Len(buffer_rx)
freq_suhu = Value
suhu = (((freq_suhu - 2000) * 80) / 5000) + 15
lbl_suhu.Caption = suhu
Proses mendapatkan nilai kelambaban diwujudkan dalam potongan program berikut:
freq_kelembaban = Value
freq_kelembaban = 1 / (Value * duty_cycle)
kelembaban = (((freq_kelembaban - 14000) * 60) / 6000) + 20
lbl_kelembaban.Caption = kelembaban
Proses mendapatkan nilai tekanan diwujudkan dalam potongan program berikut:
freq_tekanan = Value
freq_tekanan = 1 / (Value * duty_cycle)
tekanan = (((freq_tekanan - 8000) * 60) / 5000) + 30
lbl_tekanan.Caption = tekanan
Tampilan program seluruhnya ditunjukan pada Gambar
Gambar 4.3. Tampilan program keseluruhan
Nilai tertampil saat konversi teraktual untuk nilai suhu 24, tekanan 36 dan
kelembaban 76, kolom dibawah masing-masing nilai tersebut merupakan nilai pergeseran
frekuensi. Grafik yang tertampil berwarna merah merupakan nilai suhu, grafik warna biru
adalah tekanan dan grafik warna hijau adalah kelembaban.
Tombol grafik suhu berfungsi untuk menampilkan grafik suhu dalam ukuran yang
start untuk memulai konversi, reset untuk mengeset kembali nilai tampilan pada keadaan
awal dan stop untuk menghentikan dan tombol keluar untuk keluar program.
Secara manual dengan menggunakan persamaan 3.2 yang telah dibahas pada bab
sebelumnya. Maka dapat diperoleh:
Tabel 4.4 Data perbandingan secara teoritis dengan data yang ditampilan (frekuensi ke
suhu)
Suhu (°C) frekuensi (kHz) frekuensi (kHz) Galat
secara teoritis dalam tampilan (%)
15 2 2.003 0.15
16 2.0625 2.062 0.02
17 2.125 2.128 0.14
18 2.1875 2.185 0.09
19 2.25 2.25 0
20 2.3125 2.313 0.04
25 2.625 2.619 0.22
30 2.9375 2.928 0.31
35 3.25 3.26 0.31
40 3.5625 3.571 0.25
45 3.875 3.868 0.18
50 4.1875 4.179 0.19
55 4.5 4.502 0.04
60 4.8125 4.808 0.08
65 5.125 5.128 0.05
70 5.4375 5.44 0.05
75 5.75 5.77 0.34
80 6.0625 6.065 0.04
85 6.375 6.382 0.11
90 6.875 6.871 0.06
Tabel 4.5 Data perbandingan secara teoritis dengan data yang ditampilan (frekuensi ke
tekanan)
Tekanan
(kPa)
frekuensi (kHz) frekuensi (kHz) Galat
secara teoritis dalam tampilan (%)
30 8 8 0
31 8.0833 8.091 0.09
32 8.1666 8.158 0.1
33 8.2499 8.252 0.02
34 8.3332 8.338 0.05
35 8.4165 8.417 0.006
40 8.833 8.828 0.05
45 9.2495 9.244 0.06
50 10.666 10.669 0.03
55 10.0825 10.083 0.005
60 10.499 10.501 0.02
65 10.9155 10.915 0.004
70 11.332 11.333 0.009
75 11.7485 11.747 0.013
80 12.165 12.158 0.06
85 12.5815 12.578 0.03
90 12.998 13 0.015
Tabel 4.6. Data perbandingan perhitungan manual konversi dengan data yang ditampilan
(frekuensi ke kelembaban)
Kelembaban
(%)
frekuensi (kHz) frekuensi (kHz) Galat error
secara teoritis dalam tampilan (%)
20 14 14 0
21 14.1 14.115 0.1
22 14.2 14.233 0.2
Tabel 4.6. (Lanjutan) Data perbandingan perhitungan manual konversi dengan data yang
ditampilan (frekuensi ke kelembaban)
Kelembaban
(%)
frekuensi (kHz) frekuensi (kHz) Galat
secara teoritis dalam tampilan (%)
24 14.4 14.421 0.14
25 14.5 14.551 0.3
30 15 15.02 0.13
35 15.5 15.524 0.15
40 16 16.001 0.06
45 16.5 16.511 0.07
50 17 17.05 0.3
55 17.5 17.532 0.18
60 18 18.021 0.11
65 18.5 18.522 0.11
70 19 19.008 0.04
75 19.5 19.501 0.05
80 20 20 0
Dengan membandingkan antara data hasil pengamatan dan data perhitungan
manual dapat dikatakan alat / program berjalan dengan baik walaupun nilai frekuensi pada
pengamatan dan nilai frekuensi pada perhitungan manual tidak sama, hal ini dikarenakan
adanya proses pembulatan angka pada saat konversi
4.3.3
Penyimpanan Data
Aplikasi yang dibuat penulis dengan menggunakan Visual Basic menyediakan fitur
untuk menyimpan data dalam database. Fitur tersebut dapat dilihat pada gambar 4.3
dimana apabila tombol simpan ditekan maka tulisan di atas tombol akan berubah menjadi
simpan dan proses penyimpanan data dimulai sedangkan tombol delete berfungi untuk
menghapus data hasil penyimpanan apabila data sudah tidak diperlukan. Namun pada saat
pengujian proses penyimpanan tidak berhasil, hal ini dikarenakan kesalahan pada
pembuatan program. Bentuk tampilan hasil penyimpanan data pengamatan dapat dilihat
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan perancangan dan pengujian monitoring telemetri berbasis PC dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Mikrokontroler AT89S52 sebagai frekuency counter tidak berhasil
2. Secara simulasi proses pengiriman dan penerimaan data berhasil dengan baik.
3. Nilai frekuensi perancangan dengan yang diamati masih terdapat galat,yaitu :
- Suhu, rata-rata sebesar 0.,118 %.
- Kelembaban, rata-rata sebesar 0,121 %.
- Tekanan, rata-rata sebesar 0,033%.
Hal