PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains
MARDIAH TANJUNG 060801039
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains
MARDIAH TANJUNG 060801039
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC Kategori : SKRIPSI
Nama : MARDIAH TANJUNG Nomor Induk Mahasiswa : 060801039
Program Studi : SARJANA (S-I) FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Mei 2011
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua
PERNYATAAN
PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya
Medan, 10 Mei 2011
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmad dan karunianya serta shalawat dan salam kepada junjungan Nabi besar Muhammdad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul:
” Pengukuran Konsentrasi Pada Gas LPG Menggunakan Sensor HS133 Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Dan PC”
Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada Dekan dan pembantu dekan FMIPA USU, kepada ketua dan sekretaris Departemen Fisika Dr.Marhaposan Situmorang dan Dra. Yustinon MS, dan bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembingbing dalam menyelesaikan tugas akhir ini.Ucapan terimakasih juga kepada saya ajukan kepada bapak Dr. Bisman P, M.Eng.Sc, Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, Dr. Nasruddin, M.Eng.Sc dan Drs. Aditia warman, M.Si selaku dosen penguji. Ucapan terima kasih juga Kepada ibu Dra. Manis Sembiring M.Si selaku dosen wali selama mengikuti perkuliahan.
Ucapan terimakasih saya sangat istimewa kepada ayahanda tercinta H.Muhammad Syafi’i Tanjung dan Ibunda tercinta Hj. Khairani Lubis yang banyak memberikan motivasi , semangat dan materil, dan kepada kakak saya Ruqowiyah Tanjung Am.K dan adek-adek saya Baginda Rajo Ameh, M. Ali Hanapiah syafi’i , Alwi, Khadijah, Raja, Reyza, Minah, dan semua sanak saudara.Dan tidak lupa kepada teman-temanku stambuk ’06 Nova, Gina, Kiki, Deri, Osma, Handri, Roslina, Elisda, Leo, Imah, Tari dan semua anak Fisika Khususnya stambuk ’06 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu. Dan kawan-kawan saya Tapi, Adenisa, Nasar dan Tabah.
Ucapan terima kasih juga kepada Syahrul E. Rangkuti S.Sos dan Rinaldy Saputra S.E yang selalu memberikan dorangan dan bantuan selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
ABSTRAK
ABSTRACT
Measurment of LPG Concentration using HS133 sensor based on AT89S51 microcontroler and PC
There are many different types of gases and gas needs. One of geses that is widely used in both domestic life and industry is LPG. This gas is a colorless liquid that has sting smells. LPG is formed from amixture of hydrocarbon compounds i.e. butane and propane. The characteristic of LPG is sensitive to fires, flammable, odorless and colorless. The LPG that is marketed in public is a flammable fuel and sensitive to fire. It often causes a fire. Because of this fact, it is necessary to have a device that can detect any gas leaks. The systemof the device introduced in this research works by detecting the gas from the LPG itself. the HS133 sensor which is used in this device is working when there is gas leak in a room, the basic principle is if the gas molecul touchs sensor, it will make the resistance decline according to gas concentration and will affect the output voltage anvice versa. Sensor output will be
processed by signal conditioning and the result will be converted to AD0804 circuit. The ADC output will be read by
DAFTAR ISI
halaman
Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstrack vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
BAB I Latar Belakang
1.1. Pendahuluan 1 1.2. Tujuan Penelitian 2 1.3. Batasan Masalah 2 1.4. Manfaat Penelitian 3 1.5. Sistematika Penulisan 3 BAB II TinjauanPustaka
2.1 Sensor GasLPG HS133 4
2.1.1. Gambaran Umum Sensor HS133 4 2.1.2. Spesifikasi sensor HS133 6
2.2 Mikrokontroler AT89S51 6
2.2.1. Gambaran Umum mikrokontroler AT89S51 7 2.2.2. Fungsi pin-pin Pada Mikrokontroler AT89S51 9 2.2.3. Menggunakan Operasi Port serial AT89S51 10
2.2.4.Baud Rate 12
2.3. ADC 0804 (Analog To Digital Converter) 16
2.3.1 Gambaran Umum 16
2.3.2. Karakteristik ADC 0804 19
2.4. Relay 19
2.5. RS232 21
2.5.1. Komunikasi Data Serial 21 2.5.3. Keuntungan menggunakan Komunikasi Serial 22
2.6. Visual Basic 6.0 24
2.6.1. Mengenal Visual Basic 6.0 24
2.6.2. Pengertian dari Objek 24
2.6.3. Property 25
2.6.4. Event 25
BAB III Perancangan Alat dan Program
3.1. Diagram Blok 26
3.2. Rangkaian Power supply 27
3.3. Rangkain Mikrokontroler AT89S51 27
3.4. Rangkaian Sensor HS133 29
3.5. Rangkaian Buzer 32
3.6. Rangkaian Driver MAX232 33
BAB IV Pengujian Alat dan Program
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 36
4.2. Pengujian Rangkaian Buzer 37
4.3. Pengujian Rangkaian ADC 38
4.4. Prosedur Pengambilan Data 39
4.5. Analisa Data 39
4.5.1. Konsentrasi secara teori 39 4.5.2. Perhitungan ralat pada sensor I 43 4..5.3. Perhitungan ralat pada sensor II 44
4.6. Tampilan Visual Basic 46
BAB V Kesimpulan Dan Saran
5.1. Kesimpulan 47
5.2. saran 47
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
halaman Tabel 1. Kapasitas memory mikrokontroler seri AT89SXX 8
Tabel 2. Mode Serial Vs Baud rate 14
Tabel 3. Penentuan Nilai TH1 Pada Pembangkit Baud rate 14
Tabel 4. Fungsi Pin pada DB9 22
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1.Struktur dan Dimensi HS133 6
Gambar 2.2. Bentuk Fisik Sensor HS133 7
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin (Kaki) pada mikrokontroler AT89S51 11
Gambar 2.4. Diagram Blok Port Serial 11
Gambar 2.5. Komunikasi Asinkron dan Komunikasi asinkron 12
Gambar 2.6. Diagram Blok ADC 0804 16
Gambar 2.7. Konfigurasi Pin IC ADC 0804 18
Gambar 2.8. Konektor DB9 22
Gambar 3.1. Diagram blok Rangkaian 26
Gambar 3.2. Rangkaian skematik Power Supply 27 Gambar 3.3. Rankaian mikrokontroler AT89S51 28
Gambar 3.4. Bentuk fisik sensor HS133 29
Gambar 3.5. Rangkaian sensor temperature dan ADC 30
Gambar 3.6. Rangkaian Buzer 32
Gambar 3.7. Rangkaian MAX232 33
Gambar 3.8. Diagram alir pada mikrokontroler At89S51 34
Gambar 3.9. Diagram alir pada PC 35
Gambar4.1. Grafik Konsentrasi(PPM) Vs Output Sensor HS133 I 41 Gambar4.2. Grafik Konsentrasi (PPM) Vs Output Sensor HS133 II 43
ABSTRAK
ABSTRACT
Measurment of LPG Concentration using HS133 sensor based on AT89S51 microcontroler and PC
There are many different types of gases and gas needs. One of geses that is widely used in both domestic life and industry is LPG. This gas is a colorless liquid that has sting smells. LPG is formed from amixture of hydrocarbon compounds i.e. butane and propane. The characteristic of LPG is sensitive to fires, flammable, odorless and colorless. The LPG that is marketed in public is a flammable fuel and sensitive to fire. It often causes a fire. Because of this fact, it is necessary to have a device that can detect any gas leaks. The systemof the device introduced in this research works by detecting the gas from the LPG itself. the HS133 sensor which is used in this device is working when there is gas leak in a room, the basic principle is if the gas molecul touchs sensor, it will make the resistance decline according to gas concentration and will affect the output voltage anvice versa. Sensor output will be
processed by signal conditioning and the result will be converted to AD0804 circuit. The ADC output will be read by
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu program pemerintah yaitu konversi minyak tanah kegas LPG (Liquid Petreleoum Gas) dengan tujuan mengalihkan subsidi dan penggunaan minyak tanah oleh masyarakat ke LPG 3 Kg melalui pembagian paket LPG 3 Kg beserta isi, kompor, selang, dan regulator secara gratis kepada masyarakat dengan kriteria tertentu. Namun, masyarakat yang menjadi sasaran konversi minyak tanah ke LPG masih belum mengetahui cara penggunaan yang benar dan aman, sehingga rentan menimbulkan bahaya bagi pengguna. Bahaya yang timbul adalah karena adanya kebocoran gas yang dapat menimbulkan ledakan hingga kebakaran,diketahui gas LPG bersifat mudah terbakar (flameable).
Untuk dapat mengurangi bahaya akibat kebocoran gas masyarakat perlu mengetahui tanda-tanda kebocoran seperti, terciumbau gas menyengat, dan terdapat bunyi mendesis pada saluran gas.Selain itu juga harus mengambil tindakan pencegahan terjadinya ledakan dan kebakaran sedini mungkin. Tindakan tersebut dapat dilakukan dengan segera mungkin melepas regulator dan membawa tabung keluar ruangan dan di tempat terbuka, segera buka pintu dan jendela agar gas dapat keluar dari ruangan dengan cepat. serta tidak menyalakan api selama bau gas masih ada pada ruangan. Namun,kebocoran gas tidak selalu diketahui orang dengan cepat dan segera mengambil tindakan pencegahan ledakan dan kebakaran.Oleh karena itu, diperlukan suatu pendeteksi dan penanda bahaya ada kebocoran gas serta penghentian penyaluran gas dari tabung.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian adalah:
a. Mengukur konsentrasi gas LPG menggunakan sensor HS 133 berbasis mikrokontroler AT89S51.
b. Manffatkan sensor HS 133 sebagai sensor yang sangat peka terhadap gas LPG
c. Untuk mendeteksi ledakan dan kebakaran akibat kebocoran pada gas LPG
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan dari permasalahan yang akan dibahas dalam permasalahan ini adalah:
a. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas LPG di udara adalah sensor LPG HS 133.
b. Metode yang digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas LPG adalah dengan cara mendeteksi banyaknya kadar gas diudara.
c. Alat ini digunakan untuk mendeteksi dimana terjadinya kebocoran pada gas.
1.4 Manfaat Penelitian
a. Untuk pengembangan lebih lanjut, alat pendeteksi kebocoran gas LPG ini dapat digunakan dalam kehidupan rumah tangga, industry dan pertambangan.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan sensor HS 133 berbasis mikrokontroller AT89S51, maka penulis laporan ini dengan sistematika penulis sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, serta sistematika penulis.
BAB II. LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan. Teori pendukung itu antara lain tentang Gas LPG, ccara kerja sensor HS 133, mikrokontroler AT89S51, serta ADC0804 dan RS232.
BAB III. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
Dalam bab ini akan di bahas perancangan alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dan system kerja dari masing-masing rangkkaian, bahasa program yang digunakan dan program yang disikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTENM
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian alat dan analisa system pada penelitian ini.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor Gas LPG HS 133 2.1.1 Gambaran Umum
Sensor HS 133 merupakan sensor umum yang digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran gas. Sensor gas LPG merupakan sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas LPG, melalui keberadaan senyawa propane dan butane yang terdapat dalam gas LPG. Memiliki sensivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat dalam mendeteksi gas LPG.
Sensor HS 133 yang sangat peka terhadap gas LPG dibandingkan dengan gas-gas lainnya seperti CO, alcohol, metana, dan asap rokok.
Sensor HS 133 mempunyai 6 pin, 4 diantaranya digunakan untuk menangkap sinyal, dan 2 yang lain untuk aliran pemanas. Pencium utama untuk rangkaian pendeteksi gas ini adalah sebuah sensor HS 133 yang didalamnya terdapat kawat pemanas (heater) dari bahan nichrome yang berbentuk maniatur dengan nilai resistansi nominal 33 ohm. Sensor terdiri dari tabung keramik mikro berbahan AL2O3, Lapisan sensitive SnO2(Tin Dioxide), elektroda pengukur dan kawat pemanas yang dibungkus dalam besi dan plastic.
2.1.2 Spesifikasi Sensor HS 133
Gambar 2.1 Struktur dan Dimensi HS 133
Gambar 2.2. Bentuk fisik sensor HS 133
2.2 Mikrokontroler AT89S51 2.2.1 Gambaran Umum
Mikrokontroler 89S51 merupakan mikrokontroler buatan ATMEL yang kompatibel dengan keluarga MCS51 dari INTEL. Mikrokontroler ini menggunakan perangkat instruksi yang sama dengan mikrokontroler keluarga MCS51.
Mikrokontroler AT89S51 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit yang memiliki 4 KB
Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler berteknologi
memori non-volatile (tidak kehilangan data bila kehilangan daya listrik). Set instruksi dan kaki keluaran AT89S51 sesuai dengan standar industri 80C51 dan 80C52. Atmel AT89S51 adalah mikrokontroler yang sangat bagus dan fleksibel dengan harga yang rendah untuk banyak aplikasi sistem kendali. berkerapatan tinggi dari Atmel ini sangat kompatibel dengan mikrokontroler MCS-51 misalnya mikrokontroler 8031 yang terkenal dan banyak digunakan dan telah menjadi standar industri baik dalam jumlah pin IC maupun set instruksinya.
Tabel 2.1 Kapasitas Memory Mikrokontroller Seri AT89X
Mikrokontroler AT89S51 memiliki fasilitas-fasilitas pendukung yang membuatnya menjadi mikrokontroler yang sangat banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Fasilitas-fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 adalah :
a) Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
b) Terdapat memori flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang hingga 1000 kali.
c) Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24MHz. d) Tiga tingkat kunci memori program.
e) Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
f) Terdapat 32 jalur masukan/keluaran terprogram.
Type RAM Flash Memory EEPROM
AT89C51/
AT89S51 8 X 128 byte 4 Kbyte Tidak AT89C52/
AT89S52 8 X 256 byte 8 Kbyte Tidak AT89C55 8 X 256 byte 20 Kbyte Tidak
g) Tiga pewaktu/pencacah 6-bit (untuk AT89S51) & dua pewaktu/pencacah 16-bit (untuk AT89S51)
h) Memiliki 8 sumber interupsi(untuk AT89S51) & 6 untuk AT89S51 i) Kanal serial terprogram.
j) Mode daya rendah dan mode daya mati.
2.2.2 Fungsi Pin-Pin Pada mikrokontroler AT89S51
AT89S51 memiliki 40 buah kaki (pin) yang terintegrasi dalam 1 chip. Adapun fungsi dari pin-pin tersebut adalah sebagai berikut :
1. Pin 1 sampai pin 8
Pin 1 – 8 adalah port 1 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti mengendalikan empat input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat pemrograman dan verifikasi.
2. Pin 9
Merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini.
3. Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 – pin 17 merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups yang 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.
4. Pin 18 dan pin 19
Pin-pin ini merupakan jalur masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada chip, kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Oleh karena itu, pin 18 dan 19 ini sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL 1 juga dapat digunakan sebagai input untuk inverting osilator amplifier dan input rangkaian internal clock, sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscillator amplifier.
5. Pin 20
Pin 20 merupakan ground sumber tegangan dan diberi simbol gnd. 6. Pin 21 sampai pin 28
Pin-pin ini adalah port 2 yang merupakan saluran atau bus I/O 8 bit dua arah dengan
pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit (MOVX@DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran /bus alamat tinggi (A8-A15). Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit (MOVX@DPTR), port 2 mengeluarkan isi P2 pada special function register.
7. Pin 29
Pin 29 merupakan program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori eksternal agar masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching).
8. Pin 30
Pin 30 sebagai Adress Lacth Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori. Pin ini juga berfungsi sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman.
9. Pin 31
Pin 31 adalah External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. Apabila diset rendah (L) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan jika diset tinggi (H) maka mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program internal ketika isi program counter kurang dari 4096. Port ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman (Vpp=+12V) selama proses pemograman.
10. Pin 32 sampai pin 39
Pin 32-pin 39 adalah port 0 yang merupakan saluran bus I/O 8 bit open collector, dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemograman dan verifikasi, port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. Pull-up eksternal diperlukan selama proses verifikasi.
11. Pin 40
Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol Vcc.
Gambar 2.3 Konfigurasi pin (kaki) pada mikrokontroler AT89S5
2.2.3 Menggunakan Operasi Port Serial
mikrokontroller 89C51 mempunyai On Chip Serial Port yang dapat digunakan untuk komunikasi data serial secara Full Duplex sehingga Port Serial ini masih dapat menerima data pada saat proses pengiriman data terjadi. Untuk menampung data yang diterima atau data yang akan dikirimkan, 89C51 mempunyai sebuah register yaitu SBUF yang terletak pada alamat 99H di mana register ini berfungsi sebagai buffer sehingga pada saat
Gambar 2.4. Diagram blok port serial
menempati alamat yang sama yaitu 99H. Register tersebut adalah Transmit Buffer Register yang bersifat write only (hanya dapat ditulis) dan Receive Buffer Register yang bersifat read only (hanya dapat dibaca). Pada proses penerimaan data dari PortSerial, data yang masuk ke dalam Port Serial akan ditampung pada Receive BufferRegister terlebih dahulu dan diteruskan ke jalur bus internal pada saat pembacaanregister SBUF sedangkan pada proses pengiriman data ke Port Serial, data yangdituliskan dari bus internal akan ditampung pada Transmit Buffer Register terlebihdahulu sebelum dikirim ke Port Serial
Gambar 2.5. Komunikasi Sinkron dan Komunikasi Asinkron
2.2.4. Baud Rate Serial
Baud rate clok berkaitan erat dengan frekuensi kristal yang digunakan dan pada mode 1,2 dan 3 juga di tentukan oleh bit SMOD pada PCON register. Baud rate clok tiap mode ditentukan sebagia berikut
• Mode 0 adalah 1/12 frekuensi kristal
• Mode 2, untuk SMOD = 0 adalah 1/64 frekuensi kristal • Mode 2, untuk SMOD =1 adalah 1/32 frekuensi kristal
• Mode 1 dan 3 untuk SMOD = 0 adalah 1/32 dari timer overflow • Mode 1 dan 3 untuk SMOD = 1 adalah 1/16 dari timer overflow
PCON tidak dapat di akses secara bit, sehingga pengaturan bit SMOD dapat dilakukan dengan perintah dibawah ini, dalam hal ini SMOD di clearkan
MOV A, PCON ; ambil nilai PCON CLR Acc.7 ; clear bit 7
MOV PCON,A ; kembali ke PCON
Baud rate dari Port Serial 89C51 dapat diatur pada Mode 1 dan Mode 3, namun pada Mode 0 dan Mode 2, baud rate tersebut mempunyai kecepatan yang permanen yaitu untuk Mode 0 adalah 1/12 frekwensi osilator dan Mode 2 adalah 1/64 frekwensi osilator.
Dengan mengubah bit SMOD yang terletak pada Register PCON menjadi set (kondisi awal pada saat sistem reset adalah clear) maka baud rate pada Mode 1, 2 dan 3 akan berubah menjadi dua kali lipat.
Lama pengiriman setiap bit data = Timer 1 Overflow X 32 ...
Baud rate (jumlah bit data yang terkirim tiap detik) =
Apabila diinginkan baud rate 9600 bps maka timer 1 harus diatur agar overflow setiap
Timer 1 overflow setiap kali TH1 mencapai nilai limpahan (overflow) dengan frekwensi sebesar fosc/12 atau periode 12/fosc. Dari sini akan ditemukan formula
sebagai berikut:
Dengan frekwensi osilator sebesar 11,0592 MHz maka TH1 adalah 253 atau 0FDH. Selain variabel-variabel di atas, masih terdapat sebuah variabel lagi yang menjadi pengatur baud rate serial yaitu Bit SMOD pada Register PCON. Apabila bit ini set maka faktor pengali 32 pada formula 3.1 akan berubah menjadi 16. Oleh karena itu dapat disimpulkan formula untuk baud rate serial untuk Mode 1 dan Mode 3 adalah:
Table 2.2. Mode Serial vs baud rate
Mode Baud rate
0 1/12 fosc
1 SMOD = 0 SMOD = 1
2 1/32 fosc 1/32 fosc
3
hanya di perbolehkan hingga kecepatan 4800 bps saja. Penggunaan kecepatan 4800 untuk komunikasi dengan computer, baik suntuk programming atau untuk emulator.
Table.2.3. penentuan nilai TH1 pada pembangkit Baud rate:
BPS
Kristal SMOD TH1 reload REAL BPS ERROR
4800 12 1 -13(F3h) 4807 0.16%
2400 12 0 -13(F3h) 2404 0.16%
2400 12 1 -26(E6h) 2404 0.16%
1200 12 1 -26(E6h) 1202 0.16%
1200 12 1 -56(CCh) 1202 0.16%
19200 11.059 1 -3(FDh) 19200 0%
9600 11.059 0 -3(FDh) 9600 0% BPS Kristal SMOD TH1 reload REAL BPS ERROR 9600 11.059 1 -6(Fah) 9600 0% 4800 11.059 0 -6(Fah) 4800 0% 4800 11.059 1 -12(F4h) 4800 0% 2400 11.059 0 -12(F4h) 2400 0% 2400 11.059 1 -24(E8h) 2400 0% 1200 11.059 0 -24(E8h) 1200 0%
1200 11.059 1 -48(D0h) 1200 0%
2.2.5 Cara Kerja Mikrokontroller
Prinsip kerja mikrokontroler adalah sebagai berikut:Berdasarkan nilai yang berada pada register program counter, mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan addres sebagai nilai yang tertera pada program counter. Selanjutnya program counter ditambah nilainya dengan 1 (increment) secara otomatis. Data yang diambil tersebut adalah urutan instruksi program pengendali
1. Instruksi tersebut diolah dan dijalankan. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi bisa memebaca, mengubah nilai-nilai pada register, Ram, isi port, atau melakukan pembacaan dan dilanjutkan dengan pegubahan data.
yang dilakukan mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah I. Demekian seterusnya hinnga power dimatikan.
Dari pengertian dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya cara kerja mikrokontroler bergantung pada urutan instruksi yang dijalankannya, yaitu program yang ditulis di ROM.
Dengan membuat program yang bermacam-macam, maka tentunya mikrokontroler dapat mengerjakan proses yang bermacam-macam pula. Fasilitas-fasilitas yang ada misalnya timer/counter, port I/O, serial port, Analog to Digital Converter (ADC) dapat dimanfaatkan oleh program untuk menghasilkan proses yang diinginkan. Penulisan mikrokontroler pada umumnya adalah menggunakan bahasa asembly untuk mikrokontroler yang bersangkutan (setiap mikrokontroler memiliki instruksi bahasa asembly yang berlainan). Kemudian dengan sebuah bantuan komputer, bahasa asembly tersebut diubah menjadi bahasa mesin mikrokontroler, dan disalin kedalam ROM mikrokontroler.
2.3 ADC 0804 (Analog To Digital Converter) 2.3.1 Gambaran Umum
Untuk mengubah data dari analog ke digital, maka dibutuhkan suatu peraltan tambahan yang disebut Analog To Digital Converter (ADC) yang terkemas dalam bentuk chip IC. ADC berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Umumnya digunakan ADC 0804 8 bit untuk mengubah rentang sinyal analog 0-5V menjadi level digital 0-255.
Gambar 2.6. Diagram Blok ADC 0804
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah
dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.
Spesifikasi
• Mudah di-interface-kan dengan mikroprosesor
• Input berupa tegangan analog diferensial
• Input dan output mempunyai level TTl
• Tegangan referensi 2.5 Volt
• Generator clock on chip
• Tegangan input 0-5 volt dengan catudaya tubggal
• Tidak memerlukan Zero adjust
• Resolusi 8 bit
• Error +/-1 LSB
• Waktu konversi 100 Us
Fungsi kaki pada ADC0804:
• Vin (-) : masukan analog negatif
• Vin(+) : masukan analog positif
• A-GND : anaog ground
• Vref/2 :setengah tegangan referesi untuk sala penuh
• CLK-R dan CLK-IN : untuk mengatur besarnya eksternal clock
• WR : sinyal kontrol untuk melalui awal konversi
• RD : Sinyal kontrol untuk mengambil data
• CS : Sinyal untuk mengaktifkan komponen
• INTR : status untuk mengetahui bahwa konversi sudah selesai
• VCC : tegangan catu daya
Gambar 2.7. Konfigurasi pin IC ADC0804
Prinsip kerja dari converter A/D adalah semua bit-bit diset kemudian diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah di tentukan. Dengan rangkaian yang paling cepat, konversi diselesaikan sesudah 8 clock, dan keluaran D/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai register SAR.
Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengrim sinyal selesai konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekivalen kedalam register buffer. Dengan demikian, output digital akan tetap tersimpan sekalipun aka dimulai siklus konversi yang baru.
2.3.2 Karakteristik ADC0804
Adapun karakteristik ADC0804 adalah sebagai berikut:
a. Mempunyai 2 masukan analog, Vin(+)dan Vin(-), sehinnga dapat menerima input
diferensial. Input analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan-tegangan yang dihubungkan kedua pin input yaitu Vin(+)-Vin(−). kalau input analog
berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin(+) sedangkan
Vin(−) di groundkan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc= 5 Volt
b. Mengubah tegangan analog menjadi keluaran digital 8 bit sehingga resolusinya adalah 5V/255 = 19,6mV
c. Memiliki pembangkit detak (clock) internal yang menghasilkan frekuensi F= 1/(1.1 RC), dengan R dan C komponen eksternal
d. Memiliki koneksi ground yang berbeda antara tegangan anlog dan digital. Kaki 8 adalah ground analog dan kaki 10 ground digital.
2.4 Relay
Relay adalah sebuah magnet, dimana berfungsi untuk memutuskan atau mengubah satu atau lebih kontak. Relay berisi kumparan elektromagnet dengan inti magnet besi lunak. Jika diberi arus akan menghasilkan medan magnet.
Besarnya gaya magnet yang ditetapkan oleh medan yang ada pada celah udara dan inti magnet, dan banyak lilitan kumparan, kuat arus yang mengalir atau yang disebut dengan imperial lilitan
Relay memiliki tiga jenis kutub yaitu: a. COMMON : Kutub acuan
b. NC (Normally close) : kutub yang dalam keadaan awal terhubung dengan COMMON
c. NO (Normally Open) : Kutub yang pada awalnya terbuka dan terhubung dengan COMMON saat kumparan relay diberi arus listrik.
Berdasarkan jumlah kutub pada relay, maka relay dibedakan menjadi 4 jenis : • SPST : Single pole single throw
• SPDT : single pole double throw
• DPST : double pole single throw
• DPDT : double pole double throw
Prinsip kerja relay yaitu alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara makanis mengontrol hubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak system control yang bermanfaat untuk mengontrol jarak jauh dan pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal control tegangan dan arus searah.
Keunggulan relay dibandingkan dengan saklar mekanik biasa adalah:
• Relay yang bekerja dengan arus dan tegangan kecil dapat digunakan untuk menghidupkan mesin yang memerlukan arus besar
• Relay juga dapat menggerakkan peralatan yang berbahaya dari jauh
Sifat-sifat relay :
a) Impedensi kumparan, biasanya ditentukan oleh tebal kawat oleh tebal kawat yang di gunakan gunakan serta banyaknya lilitan.
b) Kuat arus yang di gunakan untuk menggerakkan relay, biasanya arus ini di berikan oleh pabrik. Relay dengan perlawanan kecil memerlukan arus besar, sedangkan relay dengan perlawanan besar memerlukan arus yang kecil.
c) Tegangan yang di perlukan untuk menggerakkan relay.
d) Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan di kalikan arus.
Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus, tergantung dari pada kontak dan jenis ralaynya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang di izinkan antara kontak tersebut.
2.5 RS232
2.5.1. Komunikasi Data Serial
Metode transmisi serial dapat berupa sinkron dan asinkron. Pada transmisi asinkron, data dikirim dalam blok dengan kecepatan tetap, dimana awal dan akhir dari blok diberi tanda berupa byte atau bit tertentu. Sedangkan pada transmisi asinkron setiap satu byte data terdiri 1 bit yang mengidentifikasikan awal byte data dan 1 atau 2 bit sebagai akhir byte data. Oleh karena setiap byte data diidentifikasikan sendiri-sendiri maka data dapat dikirim pada setiap saat (asinkron).
Baud rate adalah kecepatan transfer dari data serial yang didefenisikan sebagi 1/(waktu 1 bit). Jika waktu 1 bit 3,33 ms, maka baud ratenya 1/3,33 ms atau sebesar 300 baud. Baud rate yang sering digunakan adalah 110, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, dan 19200 baud.
Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus tanpa mengalami kerusakan. Standart RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang dipakai mengatur pertukaran informasi DTE dan DCE, semuanya terdapat 24 jenis sinyal tapi yang umum dipakai hanya 9 jenis sinyal. Konektor yang dipakai pun ditentukan dalam standard RS232, untuk sinyal lengkap yang dipakai konektor DB25, sedangkan konektor DB9 hanya bisa dipakai untuk sinyal 9 yang umum dipakai.
Tabel 2.2 pin – pin pada DB9 dan DB25 (sambungan)
2.5.2 Keuntungan Menggunakan Komunikasi Serial
Antar muka komunikasi serial beberapa kelebihan dibandingkan dengan komunikasi parallel, daintaranya:
a. Kabel untuk komunikasi serial bias lebih panjang dibandingkan dengan parallel.
Data-data dalam komunikasi serial dikirim untuk logika ‘1’ sebagai tegangan -3 s/d -25 Volt dan untuk logika ‘0’ sebagai tegangan +3 s/d +25 Volt, denagn demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan tegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi paralelnya hanya 5 Volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah diatasi disbanding dengan paralalel.
b. Jumlah kabel serial lebih dikit.
Dua perangkat computer yang berjauhan dengan hanya tiga kabel untuk konfigurasi null modem, yakni TxD (saluran kirim), RxD(saluran terima) dan Ground, akan tetapi jika menggunakan komunikasi parallel akan terdapat dua puluh hingga dua puluh lima kabel.
Pada komunikasi serial hanya satu bit yang ditransmisikan pada suatu waktu sehingga apabila dtransmisi menggunakan media udara bebas (free space) maka dibagian penerima tidak akan muncul kesulitan untuk menyusun kembali bit-bit yang ditransmisikan.
d. Komunikasi serial dapat diterapkan untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler. Hanya dibutuhkan dua pin utama Txd dan Rxd (diluar acuan ground).
2.6 Visual Basic 6.0
2.6.1 Mengenal Microsoft Visual Basic 6.0
Microsoft visual basic adalah sebuah aplikasi yang digunakan untuk pengembangan dengan memanfaatkan keistimewaan konsep-konsep anatar muka grafis dalam Microsoft windows. Aplikasi yang dihasilkan visual basic berkaitan erat dengan windows itu sendiri.
Dalam pemrograman visual banyak istilah dan konsep untuk menyebut sesuatu yang membentuk sebuah aplikasi. Istilah-istilah tersebut memiliki arti yang sama dalam lingkungan pemrograman visual lainnya, seperti objek, property dan event.
2.6.2 Pengertian dari objek
Defenisi dari sebuah objek adalah sesuatu yang dapat melakukan hal-hal tertentu. Didalam visualbasic contoh dari objek misalnya, commond, Button,label, List, check box, dan lain-lain. Objek adalah komponen-komponen yang membuat aplikasi.
Pemrograman visual basic merupakan dimensi baru dalam pembuatan aplikasi karena dapat langsung menggambarkan objek-objek kelayar sebelum di eksekusi. Dalam pengembangan visual, sekarang objek yang dibuat dapat langsung ditampilkan pada layar objek yang dibuat tersebut akan sama hasilnya pada program dijalankan, dengan demikian tidak perlu lg mengubah kode program secara manual. Setelah objek diletakkan pada form, maka semua atribut objek tersebut akan disimpan sebagai suatu kode program yang dapat langsung dijalankan.
2.6.3 Property
Property langsung berkaitan dengan objek dan digunakan oleh proses-proses yang ada dalam objek.
2.6.4 Event
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.
1 Diagram BlokAdapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini:
:
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Pada penelitian ini digunakan sensor gas HS133. terdapat 2 buah sensor gas HS133 yang masing-masing dihubungkan dengan ADC0804. sensor gas HS133 memiliki keluaran analog sesuai dengan kadar gas elpigi yang terdeteksi akan menghasilkan tegangan keluaran yang berbeda. Agar dapat dikenali oleh miktokontroller output sensor gas HS133 dihubungkan ke ADC0804 untuk mengubah keluarannya menjadi digital, agar dapat dibaca oleh mikrokontroller AT89S51.
Hasil pembacaan ADC0804 akan diproses oleh mikrokontroller selanjutnya dikirim ke computer untuk ditampilkan nilainya melalui driver serial MAX232.
Pembacaan ADC0804 juga akan dibandingkan dengan nilai tertentu, jika pembacaannya mencapai nilai tertentu, yang berarti kadar gas cukup membahayakan, maka mikrokontroller akan mengaktifkan buzzer.
Mikroontroller AT89S51 Sensor Gas
HS133
Sensor Gas HS133
ADC 0804
ADC 0804
Buzzer
Driver MAX232
3.2 Ran an skematik
Rangkaian po n yang ada. uaran 5 volt dangkan kel rangkaian A
nya stabil. Trafo stepdow
AC. Kemudi nya 12 volt 5CT) digun an pada te an. Transist gan arus pad angkaian but jembatan di
gkaian Mik an ini berf
n ini adalah a rangkaian ntroler ditunj
wer Supply power suppl
Gambar 3. ower supply Rangkaian p t digunakan luaran 12 vo ADC meme
wn yang berf ian 12 volt A
DC akan di nakan agar egangan ma tor PNP TIP
a rangkaian, tuh arus yan ioda.
krokontrole fungsi untuk h IC mikrok n dapat be njukkan pada
ly dapat dilih
.2 Rangkaia y berfungsi u power supply n untuk men
lt digunakan erlukan teg
fungsi untuk AC akan dis iratakan oleh
keluaran y asukannya.
P 42 disini , sehingga re ng cukup bes
er AT89S51 k mengend ontroler AT erjalan sesu a gambar ber
hat pada gam
an Skematik untuk mensu y ini terdiri nghidupkan n untuk men gangan inpu
k menurunka searahkan de h kapasitor ang dihasilk
LED hany berfungsi s egulator tega
k Power Sup upplay arus dari dua kelu seluruh rang supplay tega ut sebesar
an tegangan engan meng 3300 µF. R kan tetap 5 ya sebagai sebagai peng uaran, yaitu gkaian kecu angan ke ran 12 volt ag
dari 220 vol gunakan du Regulator teg
5 volt wala indikator guat arus a 805CT) tida DC langsung
. Kompoen semua prog kehendaki.
an ke seluru 5 volt dan 1 uali rangkaia ngkaian ADC
gar teganga
lt AC menjad a buah diod gangan 5 vo aupun terjad
apabila PS apabila terjad
ak akan pana g diambil da
32 sampa er tegangan ggunakan ko
garuhi kecep ada pin 9 di uah resistor
gram pada m ntara aktipny n antara kapa
ili detik sete
Rangkaian ensor ini be unakan adal lainya seper ebagai beriku
bar 3.3 Ran oler ini mem
Port 0 yang adalah port 5 volt. Dan ya power pa asitor dan re
t=R x C
lah power ak
sensor HS erfungsi unt ah HS133. H rti CO, alko
ut:
ngkaian mik miliki 32 po g merupakan 2. Dan Pin n pin 20 dih stal 12 MHz kontroler dal dengan sebu ang dihubun oler dijalank ada IC mikr sistor terseb
10
C= KΩ x
ktip pada IC
133
tuk mendete HS 133 yang ohol, methan
krokontroll ort I/O, yaitu n saluran/bus 10 sampai 1 hubungkan k
z sebagai su lam mengek uah kapasito ngkan ke gro kan beberapa okontroler d ut. Jika dihit 10µF =1m C kemudian p
eksi keberad g sangat peka na, dan asap
er AT89S51 u port 0, port s I/O 8 bit. P 17 adalah po ke ground. R umber clockn ksekusi suatu or 10 uF yan
ound. Kedua a saat setela dan aktipnya tung maka la
det
m ik
program akti
daan gas elp a terhadap L p rokok. Be 1
t 1, port 2 da Pin 1 sampai ort 3 Pin 40 Rangkaian m nya. Nilai kr u perintah ter ng dihubungk a komponen ah power ak
a program a ama waktun
if.
pigi disekita LPG dibandin entuk fisik s
an port 3. Pi 8 adalah po dihubungka mikrokontrole
ristal ini aka rtentu. kan ke positi
ini berfung ktip. Lamany adalah sebesa nya adalah :
Gambar 3.4 bentuk fisik sensor HS133
HS 133 mempunyai 6 pin, 4 diantaranya digunakan untuk menangkap sinyal, dan 2 yang lain untuk pemanas. Pencium utama pada rangkaian pendeteksi gas ini adalah sebuah sensor gas HS 133 yang di dalamnya terdapat kawat pemanas (heater) dari bahannichrome yang berbentuk miniatur dengan nilai resistansi nominal 33 ohm, permukaan sensor dilapisi dengan dioxide (SnO2) yang tahan terhadap panas. HS 133 ini sangat peka terhadap lpg dan cara kerjanya sederhana.
Jika molekul gas menyentuh permukaan sensor maka satuan resistanssinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas. Sebaliknya, jika konsentrasi gas menurun akan diikuti dengan semakin tingginya resistansi maka tegangan keluarannya akan menurun. Dengan demikian perubahan konsentrasi gas dapat mengubah nilai resistansi sensor dan juga akan mempengaruhi tegangan keluarannya juga, perbedaan inilah yang dijadikan acuan bagi pendeteksi gas berebahaya ini.
S
ensor gas H si akan men
ntroller outp nya menjadi
Ga Agar output nar stabil, ka
Oleh sebab m IC regulat
HS133 mem nghasilkan t
put sensor i digital, rang
ambar 3.5 R yang dihasil arena peruba itu pada ran or tegangan
miliki keluara egangan kel
gas HS133 gkaiannya se
Rangkaian lkan oleh A ahan teganga ngkaian AD n 9 volt ( 78
an analog s luaran yang dihubungk eperti dibaw
Sensor Tem ADC bagus,
an refrensi p DC di atas te 809) agar ke
sesuai denga g berbeda. A kan ke ADC wah ini:
mperatur da maka tegan pada ADC ak egangan mas eluarannya m
an kadar ga Agar dapat C0804 untu
an ADC gan refrensi kan merubah sukan 12 vol menjadi 9 vo
s elpigi yan dikenali ole uk menguba
keluaran 9 volt ini dimasukkan kedalam regulator tegangan 5 volt (7805), sehingga keluarannya menjadi 5 volt. Tegangan 5 volt inilah yang menjadi tegangan refrensi ADC. Dengan demikian walaupun tegangan masukan turun setengahnya, yaitu dari 12 volt menjadi 6 volt, tegangan refrensi ADC tetap 5 volt.
Output dari sensor gas HS133 diinputkan ke pin 6 ADC yang merupakan pin input, ini berarti setiap perubahan tegangan yang terjadi pada input ini maka akan terjadi perubahan pada output ADC.
Keluaran dari rangkaian sensor gas HS133 dihubungkan ke rangkaian ADC untuk diubah datanya menjadi data biner agar dapat dikenali oleh kompuer.
Untuk mendapatkan Vref/2 digunakan dioda zener 5,1 volt, kemudian outputnya dihubungkan ke rangkaian pembagi tegangan.
3.6 Rang an, maka buz
ada alat ini, itipnya dihu gkan ke grou Output dari re gkan ke buz n ini pada n atau sinya ka pada por is. Dengan a arus yang me
tertutup, seh kan berbuny ay tidak dia egangan 12
zer
terdeteksi s zzer akan be
Ga alarm yang ubungkan k und.
elay yang sa zzer. Hubun
dasarnya m l pemicu dar rt 3.4 adalah adanya tegan engalir ke k hingga hubun yi. Begitu jug liri arus. Ha volt dengan
sensor gas H erbunyi. Ran
ambar 3.6 R g digunakan ke summber
atu dihubung ngan yang d memanfaatka ri transistor h tinggi (hig ngan bias ini r tegangan
gkan ke sumb digunakan a
an fungsi t berasal dari gh), maka tra maka transi lay. Hal ini r tegangan 1 ya pada saat menyebabkan
n terputus da
wati batasan zzer tampak
Buzzer istor akan ak akan menye 12 volt ke bu logika pada n saklar pada an buzzer tid
n nilai terten seperti gam
Buzzer ini a n negatipny
n 12 volt dan mally open. ebagai sakla oler Port 3.4 ndapat tegan ktip (saturati ebabkan sak uzzer akan t
P3.4 adalah a relay terpu dak berbunyi
ntu yang tela mbar di bawa
akan berbuny ya negatipny
n yang lainny Prinsip kerj ar elektronik 4 (P3.4). Pad ngan bias da ion), sehingg kar pada rela erhubung da h rendah (low
3.7 Rangkaian Driverr MAX232
Untuk menghubungkan mikrokontroller dengan computer diperlukan driver, driver ini berfungsi untuk mesinkronisasi tegangan antara mikrokontroller dengan computer. Rangkaian driver MAX232 ini ditunjukkan pada gambar 3.8 berikut:
Gambar 3.7 rangkaian MAX232
3.8 Diagram Alir
3.8.1 Diagram alir program pada mikro ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Tidak
Ya
Tidak
Gambar 3.8 Diagram alir (Flowchart) pada mikrokontroler AT89S51 Buzer
Hidup
Buzer Hidup
Buzer mati Kirim nilai ADC 1
dan ADC 2 ke PC Konversi nilai ke ASCII Simpan nilai hasil konversi
Konversi ke ASCII
End Baca ADC
2 Baca ADC
1
ADC2= 255? ADC1=2
55? star
3.8.2 Diagram Alir program pada PC ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.9 Diagram alir pada PC Start
Baca nilai input dari mikro
Tampilkan ke PC Tampilkan hasilkalibrasi Kalibrasi nilai sensor kanan
dan kiri Pisahkan 3 digit kanan dengan 3
digit kiri
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller
Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian.Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller. Programnya adalah sebagai berikut:
Loop:
Setb P3.7 Acall tunda Clr P3.7 Acall tunda Sjmp Loop Tunda:
Mov r7,#255 Tnd: Mov r6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,tnd Ret
Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 selama ± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik secara terus menerus. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika high yang menyebabkan LED mati. Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Clr P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika low yang menyebabkan LED akan nyala. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini nyala selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut tampak berkedip.
Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :
Osilator Kristal yang digunakan adalah kristal 11.0592 MHz, sehingga 1 siklus mesin
membutuhkan waktu =
MHz 0592 , 11
12
Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi MOV Rn,#data 2 2 x 1,085 µd = 2,17 µd DJNZ 2 2 x 1,085 µd = 2,17 µd RET 1 1 x 1,085 µd = 1,085 µd
Tunda:
mov r7,#255 2,17 Tnd: mov r6,#255 2,17
djnz r6,$ 255 x 2,17 = 553,35 x 255 = 142.210,95 = 142.214,205
djnz r7,tnd 2,17 ret 1,085
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 142.214,205 µdetik atau 0,142.214205 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,14 detik.
Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller telah bekerja dengan baik.
4.2 Pengujian Rangkaian Buzzer
Sama seperti pada rangkaian relay lampu, pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktipnya transistor akan mengaktipkan relay. Pada rangkaian ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan buzzer dengan sumber tegangan 12 volt, dimana hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay aktip maka hubungan buzzer ke sumber tegangan akan terhubung, sebaliknya jika relay tidak aktip, maka hubungan buzzer ke sumber tegangan akan terputus.
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor, jika relay aktip dan buzzer berbunyi, maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.
Setb P3.4
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika high pada P3.4, sehingga P3.4 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktipkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi aktip dan buzzer berbunyi. Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktipkan relay. Programnya sebagai berikut:
Clr P3.4
. . .
Perintah di atas akan memberikan logika low pada P3.4, sehingga P3.4 akan mendapatkan tegangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktipkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktip dan buzzer tidak berbunyi.
4.3 Pengujian Rangkaian ADC
Pengujian pada bagian rangkaian ADC ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ADC ini dengan rangkaian mikrokontroler. Selanjutnya rangkaian mikrokontroler dihubungkan dengan komputer. Mikrokontroler diisi dengan program untuk membaca nilai yang ada pada rangkaian ADC, kemudian hasil pembacaannya dikirimkan ke computer dengan menggunakan komunikasi serial.
4.4. Prosedur Pengambilan Data
1. Dipersiapkan alat yang dirancang untuk dipercobakan.
2. Dimasukkan sensor HS133 kedalam kotak yang sudah disediakan. 3. Ditimbang gas LPG dengan menggunakan neraca digital.
5. Dilitat berapa konsentrasi gas LPG dan tegangan yang telah ditampilkan pada PC.
4.5. Analisa Data
Konsentrasi secara teori dan praktek. 4.5.1.Secara teori
Menghitung konsentrasi
ρ = V
m
Untuk menghitung secara teori dimulai dari 0,5gr sampai 1,8 gr dan dihitung volume kotak yang digunakan adalah sebagai berikut:
ρ ppm
Tabel 4.1 Data hasil percobaan pada sensor I Konsentrasi
teori (PPM)
Konsentrasi Praktek (PPM)
4.2.Grafik konsentrasi(PPM) Vs Output sensor HS133 Pada sensor I
Program yang menunjukkan kalibrasi konsentrasi pada PC pada sensor I adalah sebagai berikut:
0utput sensor HS133 (mV)
konsentrasi Vs Output sensor HS133
4.2 Data Hasil Percobaan pada Sensor II Konsentrasi
teori (PPM)
Konsentrasi Praktek (PPM)
Output sensor HS133 (mV)
4.3 Grafik konsentrasi (PPM) Vs Output sensor HS133 Pada sensor II
0
Output sensor HS133 (mV)
Konsentrasi Vs Output sensor HS133
Slope =
Program yang menunjukkan kalibrasi konsentrasi pada PC pada sensor II adalah sebagai berikut:
Label6=(Val(label4.Caption)-50)*1.0878 + 86 End sub
4.5.2.Perhitung ralat pada pada sensor I adalah sebagai berikut:
%ralat 100% 0,003%
%ralat13= 100% 0,79% 47
, 292
15 . 290 47 , 292
=
− x
%ralat14= 100% 0,22% 67
, 309
98 , 308 67 , 309
=
− x
4.6. Tampilan program visual basic
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari pengujian yang diperoleh dan analisa data yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Alat yang dirancang ini mampu memenuhi konsentrasi dalam satuan PPM yang dibutuhkan
dengan pendekatan nilai teori dan praktek
2. Alat yang dirancang ini di setting (diatur) didalam program Visual Basic apabila
konsentrasinya melampaui batas yang telah ditetapkan yaitu 308,99 dan output sensornya
255 maka alarmnya berbunyi pertanda konsentrasi sudah melampaui bts yg telah
ditetapkan.
3. Alat yang dirancang mampu mendeteksi kebocoran gas LPG pada ruangan.
3.2 Saran
1. Peralatan ini hanya dilengkapi dengan alarm. Perlu ditambahkan suatu peralatan yang
dapat mengurangi konsentrasi gas seperti membuka jendela secara otomatis.
Program dimikrokontroler AT89S51
MOV TMOD,#20H ; boudrate 9600 stopbit 1, data bit 8, parity none, flow control none MOV SCON,#50H
MOV TH1,#-3 SETB TR1
intrup1 bit p3.7 intrup2 bit p3.6
clr intrup1 acall tadc setb intrup1
clr intrup2 acall tadc setb intrup2
clr p3.4 utama:
acall tadc mov a,p1 mov 64h,a mov b,#100 div ab mov 72h,a mov a,b mov b,#10 div ab mov 71h,a mov 70h,b mov r0,70h acall konversi
mov 73h,r1 ;73h nilai satuan des mov r0,71h
acall konversi
mov 74h,r1 ;74h nilai puluhan des mov r0,72h
acall konversi
mov 75h,r1 ;75h nilai ratusan des
mov 61h,a mov 60h,b mov r0,60h acall konversi
mov 63h,r1 ;63h nilai satuan des mov r0,61h
acall konversi
mov 64h,r1 ;64h nilai puluhan des mov r0,62h
acall konversi
mov 65h,r1 ;65h nilai ratusan des
acall kirim_disp mov a, 7ah
cjne a,#255,banding2 setb p3.4….
sjmp utama banding2:
mov a,7bh
cjne a,#255,no_sinyal setb p3.4
sjmp utama
no_sinyal: clr p3.4 sjmp utama
konversi:
cjne r0,#0,satu mov r1,#'0' ret
satu:
cjne r0,#1,dua mov r1,#'1' ret
dua:
cjne r0,#2,tiga mov r1,#'2' ret
tiga:
cjne r0,#3,empat mov r1,#'3' ret
empat:
cjne r0,#4,lima mov r1,#'4' ret
lima:
ret enam:
cjne r0,#6,tujuh mov r1,#'6' ret
tujuh:
cjne r0,#7,delapan mov r1,#'7' ret
delapan:
cjne r0,#8,sembilan mov r1,#'8'
ret sembilan:
cjne r0,#9,konversi mov r1,#'9'
ret
kirim_disp: mov sbuf,75h jnb ti,$ clr ti
mov sbuf,74h jnb ti,$ clr ti
mov sbuf,73h jnb ti,$ clr ti
mov sbuf,65h jnb ti,$ clr ti
mov sbuf,64h jnb ti,$ clr ti
mov sbuf,63h jnb ti,$ clr ti ret
tadc:
Program dikomputer (visual basic)
Private Sub Form_Load() MSComm1.PortOpen = True MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True Timer1.Enabled = True
End Sub
Private Sub Timer1_Timer() Label1.Caption = MSComm1.Input If Label1 <> "" Then
Label2 = Label1 End If
Label3 = Right(Label2, 3) a = Left(Label2, 3)
Label4 = a
