Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text

(1)

Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51

sebagai BASIS pada SIMULASI PALANG KERETA API

dengan TAMPILAN RUNNING TEXT

TUGAS AKHIR

MONA FARIDA LUMBANTORUAN

062408017

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51

sebagai BASIS pada SIMULASI

PALANG KERETA API

dengan TAMPILAN RUNNING TEXT

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh

Ahli Madya

MONA FARIDA LUMBANTORUAN

062408017

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul

: APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51

Sebagai BASIS pada SIMULASI PALANG

KERETA

API dengan TAMPILAN RUNNING TEXT

Kategori

: TUGAS AKHIR

Nama

: MONA FARIDA LUMBANTORUAN

Nim

: 062408017

Program Studi

: DIPLOMA TIGA(D3) FISIKA

INSTRUMENTASI

Departemen

: FISIKA

Fakultas

: MATEMATIKA DAN ILMU PENGTEHUAN

ALAM

( FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Juli 2009

Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing

Ketua Program Studi D3 FIN

(4)

PERNYATAAN

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51 sebagai BASIS pada

SIMULASI PALANG KERETA API dengan TAMPILAN RUNNING

TEXT

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya

sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing

disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2009

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

kasih-Nya yang telah memberikan kekuatan,kebijaksanaan ,ilmu pengetahuan

terlebih-lebih kesehatan yang melimpah dalam menyelesaikan laporan tugas akhir dengan

judul:”Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai Basis pada Simulasi Palang Kereta Api

dengan Tampilan Running Text”.

Laporan ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir semester VI

Program pendidikan Diploma III program Studi Fisika Instrumentasi.Laporan ini disusun

berdasarkan pengalaman dan kegiatan yang penulis lakukan selama masa perkuliahan.

Dalam penulisan laporan ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik moral

maupun material dari berbagai pihak,dan pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr.Eddy Marlianto,M.Sc,selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilm

Pengetahuan Alam.

2. Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc ,selaku Ketua Jurusan Program Studi Fisika

Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

3. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc,selaku Dosen pembimbing proyek.

4. Seluruh staff pengajar Universitas Sumatera Utara khususnya Program Studi Fisika

Instrumentasi.

5. Seluruh keluarga yang telah banyak memberikan dukungan dan perhatian kepada

penulis.

6. Bang Andika yang telah banyak memberikan bantuan pikiran dan semangat dalam

Menyelesaikan proyek tugas akhir tersebut.

Teristimewa penulis sangat berterimakasih dengan penuh rasa hormat dan

(6)

M.Lumbantoruan dan Ibunda M. Nababan yang memberikan dukungan materi dan doa kepada penulis yang tidak dapat dibalas dengan apapun juga.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam pembuatan Tugas Akhir

ini,untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima segala kritik dan saran yang

bersifat membangun demi peningkatan mutu dan kualitas serta kesempurnaan dari Tugas

Akhir ini.

Akhirnya penulis kembali mengucapkan terimakasih banyak buat semua pihak

yang telah membantu penulis dalam menyelesaiakan laporan tugas Akhir ini.Semoga

Tugas Akhir ini bermanfaat bagi siapapun juga yang membacanya.

Medan, Juni 2009

Mona Farida Lumbantoruan

(7)

ABSTRAK

Kecelakan merupakan musibah yang datang tiba-tiba dan tak jarang membuat

nyawa yang mengalaminya melayang dalam hitungan waktu yang sangat singkat.Namun

hal itu dapat teratasi seiring dengan perkembangan dunia teknologi yang membuat sesuatu

pekerjaan yang biasanya dikerjakan secara manual namun karena perkembangan

terknologi yang semakin pesat membuat segala sesuatunya secara otomatis yang tak luput

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Persetujuan………...i

Lembar Pernyataan………ii

Penghargaan ... iii

Abstrak………..vi

Daftar Isi………..vii

Daftar Gambar………...x

Daftar Tabel………..xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penulis ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Metode Pengumpulan Data... 4

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Perangkat Keras ... 8

2.1.1 Arsitektur AT89S51 ... 8

(9)

2.1.1.2 Proses pembacaan ... 13

2.1.1.3 Pewaktu dan Pencacah (Timer/Counter) ... 16

2.1.1.4 Interupsi dari Pewaktu dan Pencacah ... 20

2.1.1.5 Komunikasi SErialAsinkron ... 20

2.1.1.6 Pengaturan Kecepatan Transmisi………20

2.1.2 Power Supplay……… 24

2.1.3 Motor DC ... 25

2.1.4 Sensor Inframerah ... 30

2.1.5 Photodioda ... 33

2.1.6 Perancangan Driver Penggerak Motor DC ( Jembatan H )... 36

2.1.7 Buzzer ... 39

2.1.8 Running Text ... 40

2.2 Perangkat Lunak ... 40

2.2.1 Bahasa Assembly MCS-51... 40

2.2.2 Software 8051 Editor, Assembler, simulator(IDE) ... 46

2.2.3 Sofware Downloader ... 47

BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM 3.1 Perancangan Alat………48

(10)

3.1.2 Perancangan Sensor Inframerah ... 51

3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ... 54

3.1.4 Rangkaian Catudaya (PSA) ... 56

3.1.5 Perancangan Driver Penggerak Motor DC ... 57

3.2 Perancangan Program ... 61

3.2.1 FlowChart Program... 61

BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Rangkaian ... 72

4.1.1 Pengujian rangkaian Mikrokontroler At89S51 ... 72

4.1.2 Pengujian Rangkaian sensor inframerah ... 73

4.1.3 Pengujian Rangkaian Jembatan H ... 74

4.1.4 Pengujian Pangkaian PSA ... 74

4.1.5 Pengujian Rangkaian Buzzer... 74

4.2 Analisa ... 75

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 77

5.2 Saran ... 78

Daftar Pustaka

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51………..13

Gambar 2.2 Register Timer Control………..………...23

Gambar 2.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51………...24

Gambar 2.4 Motor DC………..30

Gambar 2.5 Rangkaian Sensor Inframerah………. .32

Gambar 2.6 Rangkaian Penerima Sinar Inframerah……….35

Gambar 2.7 Rangkaian Jembatan H……….….37

Gambar 2.8 8051 Editor,Assembler,Simulator IDE……….46

Gambar 2.9 ISP-Flash Programmer 3.a………47

Gambar 3.0 Diagram Blok Rangkaian………..49

Gambar 3.1 Perancangan Rangkaian Pemancar Inframerah……….52

Gambar 3.2 Perancangan Rangkaian Penerima Sinar Inframerah………...….53

Gambar 3.3 Perancangan Rangkaian MIkrokontroler AT89S51………..…...55

Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Power Supplay menggunakan IC LM 7805………56

Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian Jembatan H…..……….58

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi Lain Port3………..………..11

(13)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dewasa ini marak kita dengar media yang memberitakan kecelakaan yang terjadi

dimana-mana bukan saja hanya dialami oleh pengguna transportasi melalui darat saja,baik

udara maupun air juga.Disini penulis hanya berusaha membuat otomatisasi palang kereta

api yang tak kalah marak juga berita kecelakaannya kita dengar dimana-mana.

Untuk itu penulis merancang sebuah alat yang dapat membuat palang kereta api

akan terbuka dan tertutup dengan sendirinya sesuai dengan sensor yang digunakan untuk

mendeteksi letak dari kereta api yang akan menghalanginya.Dimana judul dari Tugas

Akhir ini adalah”Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai Basis pada Simulasi

Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text”.Alat ini diciptakan dengan tujuan

untuk mengurangi kecelakan yang terjadi akibat kelalaian atau kecerobohan pihak-pihak

tertentu yang mungkin secara tidak sengaja lupa untuk menutup palang sementara jarak

kereta api dengan rel yang dilewati kendaraan semakin dekat dengan keadaan seperti itu

kecelakaan tak akan dapat lagi terhindari.Kita tahu sendiri suatu operasi secara manual

menyita lebih banyak tenaga dan perhatian penuh.

Hal itulah yang melatarbelakangi pembuatan palang otomatis tersebut.Alat ini

dapat digunakan pada setiap rel yang dilalui oleh pengguna jal;an raya.Jika salah satu

sensor luar (kiri / kanan ) terhalangi oleh kereta api maka secara otomatis palang akan

(14)

oleh kereta api yang melewatinya maka palang akan terbuka dalam arti pengguna jalan

bisa beroperasi kembali. Alat ini nantinya diharapkan dapat menyelesaikan masalah

kecelakaan akibat kelalaian dalam membuka dan menutup rel saat kereta api mendekati

atau menjauhi palang,meskipun alat ini belum begitu sempurna.

1.2 Tujuan Penulis

Adapun tujuan pembuatan proyek Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat otomatisasi palang kereta api berbasis mikrokontroler AT89S51 dan

menggunakan sensor inframerah sebagai sensor halangan.

2. Dapat memahami prinsip kerja dari perangkat simulasi palang kereta api tersebut.

D-3 Fisika Instrumentasi.

1.3 Batasan Masalah

Dikarenakan luasnya ruang lingkup bidang elektronika,maka penulis membuat

batasan masalah agar pembahasan masalah nantinya tidak mengambang dari topik yang

akan dibahas dan mengingat keterbatasan waktu untuk menyelesaikan proyek ini maka

kami membatasi dengan batasan-batasan tertentu.

Mengingat banyaknya permasalahan yang begitu rumit jika telah berhubungan

dengan dunia elektronika terutama pembuatan proyek ini maka penulis membatasi

(15)

1.Membahas prinsip kerja otomatisasi palang tersebut secara keseluruhan.

2.Membahas teori- teori dasar tentang mikrokontroler AT89S51.

3.Membahas cara kerja dari sensor inframerah sebagai sensor halangan.

1.4 Metode Pengumpulan Data

Metode Pengumpulan data yang dilakukan oleh penulis adalah:

1. Melakukan studi ke perpustakaan mengenai teori-teori yang berkaitan dengan judul

Tugas Akhir ini.

2. Mengumpulkan dan membaca datasheet mengenai komponen yang digunakan.

3. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing Tugas Akhir.

4. Merancang serta menguji system minimum mikrokontroler AT89S51 sebagai

pengendali system secara keseluruhan.

5. Melakukan survei komponen dan melakukan pengujian sistem yang dilakukan dengan

pengukuran dan pengetesan serta mengambil data dari hasil perancangan.

(16)

(17)

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman mengenai Tugas Akhir ini

penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat yang

dibuat oleh penulis.Sistematika pembahasan dalam proyek Tugas Akhir ini meliputi

beberapa bab sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang permasalahan secara umum dimulai dengan latar

belakang,tujuan pembahasan,batasan masalah,metode pengumpulan

data,dan sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang dasar-dasar teori yang mendukung perancangan

yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.Teori pendukung yang

digunakan seperti arsitektur dan konstruksi mikrokontroler AT89S51

(hardware dan software) selain itu juga membahas komponen pendukung

lainnya yang berhubungan dengan proyek Tugas Akhir.

BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

Bagian ini meliputi tentang perancangan rangkaian dan program yang

digunakan pada pembuatan proyek sebagaimana judul dari Tugas Akhir

(18)

BAB 4 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN SISTEM

Bagian ini meliputi uraian tentang cara menguji dan pembahasan cara

kerja dari Proyek Tugas Akhir penulis.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari

pembahasan laporan Tugas Akhir serta saran-saran yang diberikan demi

kesempurnaan dan pengembangan Tugas Akhir ini pada masa yang akan

(19)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Perangkat Keras

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler sebagai teknologi baru yaitu teknologi semikonduktor

kehadirannya sangat membantu dunia elektronika.Dengan arsitektur yang praktis tetapi

memuat banyak kandungan transistor yang terintegrasi,sehingga mendukung dibuatnya

rangkaian elektronika.Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip tunggal yang dirancang

secara spesifik untuk aplikasi-aplikasi control dan bukan untuk aplikasi-aplikasi

serbaguna.Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan control tertentu seperti pada

sebuah penggerak motor.Penggunaan Mikrokontroler sangat luas,tidak hanya untuk

akuisisi data melainkan juga untuk pengendalian di pabrik-pabrik,kebutuhan peralatan

kantor,peralatan rumah tangga,automobile dan sebagainya.Hal ini disebabkan

mikrokontroler merupakan syatem mikroprosesor (yang di dalamnya terdapat

CPU,ROM,ROM dan I/O) yang telah terpadu dalam suatu chip,selai itu komponennya

(AT89S51) mudah dan murah di dapatkan di pasaran.

Mikrokontroler merupakan sebuah system computer yang seluruh atau sebagian

(20)

keluarga,masing-masing mikrokontroler memiliki spesifikasi tersendiri namun cocok

dalam pemogramannya.Contoh-contoh keluarga mikrokontroler adalah keluarga

MCS-51,keluarga MC68HC05,keluarga MC68H11,keluarga AVR,keluarga PIC

8,mikrokontroler AT89S51 terdapat dalam keluarga MCS-51,dibandingkan

mikrokontroler yang lain seperti AT89C51,AT89C52dan AT89S52,bahasa

pemogramannya berbeda-beda dan memori atau kapasitasnya juga lebih kecil,sedangakan

mikrokontroler AT89S51 menggunakan bahasa assembly yang mudah dalam

pemogramannya,kapasitasnya juga lebih besar dan menjadi dasar pemilihan

mikrokontroler ini karena harganya relative terjangkau.

Aplikasi mikrokontroler lainnya adalah dalam bidang pengukuran jarak jauh atau

yang dikenal dengan system telemetri.Misalnya ,pengukuran di suatu tempat yang

membahayakan manusia,maka akan lebih nyaman jika digunakan suatu system

pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar lalu di terima oleh stasin

pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya.System pengukuran jarak jauh ini

jelas membutuhkan suatu system akuisisi data sekaligus system pengiriman data serial

(melalui pemancar),yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

Tidak seperti system computer,yang mampu menangani berbagai macam program

aplikasi (misalanya pengolah data,pegngolah angkadan lain sebagainya),mikrokontroler

hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja.Perbedaan lainnya terletak pada

perbandingan RAM-nya dan ROM-nya.Pada system computer perbandingan RAM dengan

ROM-nya besar,artinya program-program pengguna di simpan dalam ruang RAM yang

cukup besar artinya program control di simpan di dalam Rom ( bisa masked ROM atau

(21)

tempat penyimpanan sementara,termasuk register-register yang digunakan pada

mikrokontroler yang bersangkutan.

IC mikrokontroler ini kompatibel dengan standar MCS-51 baik dari instruksi

maupun pena-penanya yang dapat diaplikasikan sebagai Embedded Controler .

Berikut ini adalah kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 :

 Kompatibel dengan keluarga MCS-51.

 4 Kbyte Programmble Flash Memory (PEROM) di dalamchipyang dapat di tulis dan

dihapus seribu kali.

 Dapat beroperasi pada frekuensi 0 Hz sampai 24 Hz.

 3 level kunci memori.

 128 x 8-bit RAM internal.

 32 jalur I /O.

 Dua buah timer /counter 16 bit.

 6 buah jalur interupsi.

 Serial Channelyang dapat diprogram.

 Hemat catu daya dan Power Down Mode.

2.1.1.1 Pena- Pena Mikrokontroler AT89S51

(22)

 Pena 1 sampai 8 adalah port 1

Merupakan Port parallel 8 bit data dua arah ( bidirectional) yang dapat digunakan untuk

berbagai keperluan ( generalpurpose).

 Pena 9 ( RESET)

Masukan reset aktif high .Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan mereset AT89S51.pena

ini dihubungkan dengan rangkaian power on reset yang terdiri dari sebuah kapasitor dan

sebuah resistor yang berfungsi sebagai pembangkit frekuensi.

 Pena 10 samapi 17 (Port 3)

Sebagai I/O biasa yang mempunyai sifat yang sama dengan port 1 maupun port 2,dengan

masing-masing fungsi port sebagai berikut:

Tabel 2.1 Fungsi lain dari Port 3

Port Pin Alternate Function

P3.0 RXD ( SERIAL INPUT PORT)

P3.1 TXD ( SERIAL OUTPUT PORT)

P3.2 INT0 ( EXTERNAL INTERRUPT 0)

P3.3 INT1 ( EXTERNAL INTERRUPT 1)

P3.4 T0 ( TIMER 0 EXTERNAL INPUT)

(23)

P3.6 WR ( EXTERNAL DATA MEMORY

WRITE STROBE)

P3.7 RD( EXTERNAL DATA MEMORY

READ STROBE)

 Pin 18 ( XTAL 1 )

Pin masukan ke rangkaian osilator internal.Sebuah osilator Kristal atau sumber osilator

luar dapat digunakan.

 Pin 19 ( XTAL 2)

Pin keluaran ke rangakaian osilator internal.Pin ini di pakai bila menggunakan osilator

Kristal.

 Pin 20 ( GROUND)

Dihubungkan ke Vcc ataau Ground.

 Pin 20 sampai 28 adalah port 2

Port parallel 2 (P2) selebar 8 bit bit dua arah ( bidirectional).Port 2 ini mengirimkan byte

alamat bila dilakukan pengaksesan memory eksternal.

 Pin 29

Pin PSEN (Program Store Enable) yang merupakan sinyal pengontrol yang membolehkan

program memory eksternal masuk dalam bus proses pemberian/ pengambilan instruksi (

(24)

 Pin 30

Pin ALE ( Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan alamat meory eksternal

selama pelaksanaan instruksi.

 Pin 31 ( EA)

Bila pin ini diberi logika (H),mikrokontroler akakn melaksanakan instruksi dari

ROM/EPROM ketika isi program counter kurang dari 4096.Bila diberi logika ( L) maka

mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program luar.

 Pin 32 samapi 39 adalah Port 0

Merupakan port parallel 8 bit ( open drain) dua arah.Bila digunakan untuk mengakses

program luar,port ini akan memultifleks alamat memory dengan data.

 Pin 40

Merupakan Vcc yang dihbungkan ke tegangan positip.

(25)

Gambar 2.1 Rangkaian System Minimum Mikrokontroler AT89S51

2.1.1.2 Proses Pembacaan

Proses pembacaan dapat dianalogikan sebagai proses membaca dari halaman

tertentu dari sebuah buku di mana pada proses tersebut dibutuhkan:

- Halaman dari tulisan yang akan dibaca = Alamat Memori

- Perintah untuk membaca = Sinyal Read untuk Data dan Sinyal PSEN untuk kode

Pembacaan Data dari Memori Eksternal

Instruksi

MOV DPTR,#[address] ; Penentuan lokasi data yang akan dibaca

MOVX A,@DPTR ; Perintah pembacaan data sekaligus mengambil data tersebut

dan disimpan ke Akumulator A Timing

Struktur Port dan Cara Kerja

Pada dasarnya mikrokontroler Atmel keluarga 51 mempunyai dua kelompok instruksi

(26)

• Kelompok instruksi pertama bekerja pada port seutuhnya artinya 8 jalur dari port

bersangkutan, misalnya MOV P3,#0FFh membuat ke-delapan jalur port 0 semuanya

dalam kondisi logika ‘1.

• Kelompok instruksi kedua berpengaruh pada salah satu jalur atau bit dari port,

misalnya instruksi SETB P3.4 artinya men-set bit 4 dari port 3 atau (bit 4 dari port 3 = 1 à

xxx1 xxxx ) atau instruksi CLR P3.3 digunakan untuk me-nolkan bit 3 dari port 3 (bit 3

dari port 3 = 0 à xxxx 0xxx).

Selain itu port paralel bisa pula dipakai untuk menerima masukan sinyal digital dari luar

mikrokontroler:

• Instruksi MOV A,P3 digunakan untuk membaca data digital pada seluruh bit (bit 0

hingga bit 7 = 8 bit) port 3 kemudian menyimpannya ke akumulator.

Pembacaan data bisa juga dilakukan hanya pada satu bit port saja, misalnya instruksi JNB

P3.7,$ digunakan untuk memantau bit P3.7, jika P3.7 = 0, mikrokontroler akan kembali

melaksanakan instruksi tersebut (lompat ke label $ artinya ke lokasi tersebut lagi),

mikrokontroler akan meneruskan kembali instruksi berikutnya jika P3.7=1.

Instruksi MOVC A,@A+DPTR

Instruksi MOVC A,@A+DPTR, termasuk mode pengalamatan kode tidak

langsung (code indirect adressing mode), mempunyai cara penyebutan data dalam memori

program yang dilakukan secara tak langsung. Dalam instruksi ini instruksi MOV diganti

dengan MOVC, tambahan huruf C tersebut dimaksud untuk membedakan bahwa instruksi

ini digunakan untuk memori program. (MOV tanpa huruf C artinya digunakan untuk

(27)

menyatakan lokasi memori yang isinya disalin ke akumulator A, dalam hal ini nilai yang

tersimpan dalam DPTR (Data Pointer Register 2 byte) ditambah dengan nilai yang

tersimpan dalam akumulator A (1 byte) sama dengan lokasi memori program yang ada.

Instruksi INC DPTR

Agak berbeda dengan instruksi INC A atau INC Rx (x=0 s/d 7), instruksi ini

adalah satu-satunya instruksi penaikan (increment) yang bekerja pada data 16 bit yaitu

DPTR, yaitu menaikkan penunjuk data sebesar 1. Suatu limpahan pada byte rendah (low

order) dari DPTR atau DPL (Data Pointer Low) akan menaikkan byte tinggi (high order)

yaitu yang tersimpan di DPH (Data Pointer High) sebesar 1. Flag tidak terpengaruh.

Misalnya DPH=12 dan DPL=Feh, maka instruksi ini:

INC DPTR

Akan menghasilkan DPH=13h dan DPL=01h.

2.1.1.3 Pewaktu dan Pencacah (Timer/Counter)

Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 2 pewaktu/pencacah (timer/counter) 16 bit yang

digunakan untuk pengukuran interval waktu, lebar pulsa, mencacah kejadian, interupsi

(28)

Pewaktu dan pencacah dikendalikan oleh bit-bit dalam register Timer Control (TCON)

dan Timer Mode (TMOD) seperti ditunjukkan pada tabel 2.2dan tabel 2.3.Hasil pencacah

0 terletak pada Register Timer Lower (TL0) dan register Timer High (TH0).

8 7 6 5 4 3 2 0

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

Gambar 2.2 Register Timer Control (TCON)

Timer Control (TCON) terdiri atas :

Bit Simbol Fungsi

7 TF1 Timer 1 overflow flag

6 TR1 Timer 1 run control bit

5 TF0 Timer 0 overflow flag

4 TR0 Timer 0 run control bit

3 IE1 External interrupt 1 edge flag

2 IT1 External interrupt 1 signal control bit

(29)

0 IT0 External interrupt 0 signal control bit

Timer 1 Timer 0

Timer Mode (TMOD) terdiri atas :

Bit Simbol Fungsi

7/3 Gate OR gate enable which controls RUN/STOP of timer

6/2 C/T Timer or counter selector for timer I/O

5/1 M1 Mode select bit 1

4/0 M0 Mode select bit 0

M1 M0 Mode

0 0 0

0 1 1

1 0 2

1 1 3

Tabel 2.2 Register Time Mode (TMOD)

7 6 5 4 3 2 1 0

(30)

Masukan pada untai pencacah adalah sebagai pencacah jika berasal dari sumber

luar dan sebagai pewaktu bila masukan berasal dari sumber osilator internal. Masukan dari

sumber luar atau dari osilalator internal ditentukan oleh bit C/T. Jika menggunakan

osilator internal maka bit C/T diset 0 dan bit Gate diset 0. sedangkan frekuensi osilator

akan di bagi 12 sebelum masuk ke untai pencacah. Jika masukan dari sumber luar (T0 atau

T1) maka bit Gate diset 1 dengan syarat INT0 dan INT1 tinggi. Pencacah diaktifkan

dengan menset bit TR0 dan TR1. Pencacah akan berlangsung sampai terjadi luapan saat

pencacah berguling dari FFFFh ke 0000h, dengan bit TF1 dan TF0 akan diset 1 dan

permintaan interupsi dibangkitkan.

TMOD mempunyai 2 register kembar 4 bit, mesing-masing mengendalikan salah satu

pewaktu. TCON mempunyai 4 bit orde tinggi untuk bit kendali pewaktu dan 4 bit orde

rendah untuk bit kendali interupsi eksternal. Ada 4 mode yang dapat dikonfigurasi pada

pewaktu/pencacah, yaitu:

• Mode 0 (Pencacah dengan Praskala)

Mode 0 merupakan pencacah atau pewaktu dengan menggunakan praskala. Register

TH0/TH1 bekerja sebagai pencacah 8-bit dan TL0/TL1 Sebagai pencacah 5 bit.

• Mode 1 (Pencacah 16 bit)

Dalam mode ini register TH0/TL0 dan register TH1/TL1 digunakan sebagai pencacah 16

bit.

(31)

Mode 2 merupakan pencacah/pewaktu auto-reload. Register TL1/TL0 bekerja sebagai

pencacah 8-bit TH1/TH0 digunakan untuk menahan suatu nilai tertentu yang akan

disimpan ke TL1/TL0 pada setiap TL1/TL0 terjadi luapan, yaitu ketika berguling dari FFh

ke 00, dan akan membangkitkan pulsa untuk pengiriman dan penerimaan data pada port

serial.

• Mode 3

Untuk pencacah 1, pengubahan ke mode 3 akan menghentikanpencacah 1, yang

merupakan cara lain menggunakan TR1 (TCON.6) untuk menghentikan dan menjalankan

pencacah 1.

Untuk pencacah 0, TH0 sebagai pencacah 8 bit yang diaktifkan oleh bit TR1 dan jika

terjadi luapan bit TF1 akan diset 1. sedangkan bit TR1 dan bit TF1 tidak dapat digunakan

untuk mengendalikan pencacah 1. TL0 sebagai pencacah 8 bityang dikendalikan oleh bit

Gate 0, C/T,TR0,TF0.

2.1.1.4 Interupsi dari pewaktu atau pencacah

Interupsi ini terjadi pada saat pewaktu atau pencacah terjadi luapan, maka flag TF0 atau

TF1 akan diset 1, kemudian interupsi akan dibangkitkan dan setelah pelayanan interupsi di

jalankan flag TF0 dan TF1 akan diset kembali ke 0.

(32)

MCS51 dilengkapi dengan sarana komunikasi data seri, sebagai anggota keluarga

MCS51. AT89C51 juga mempunyai sarana itu selengkapnya. Sarana komunikasi seri

tersebut bisa bekerja dalam 4 macam mode, 1 mode bekerja sebagai sarana komunkasi seri

sinkron, tiga lainnya merupakan sarana komunikasi seri asinkron.

Keempat macam mode kerja tersebut adalah :

o Mode 0 - bekerja sebagai sarana komunikasi data seri sinkron, data seri dikirim dan

diterima melalui kaki RxD, sedangkan kaki TxD dipakai untuk menyalurkan clock yang

diperlukan komunikasi data sinkron. Data ditransmisikan per 8 bit dengan kecepatan

transmisi data (Baud rate) tetap, sebesar 1/12 frekuensi kerja dari AT89C51.

o Mode 1- mode ini dan 2 mode berikutnya merupakan sarana komunikasi seri

asinkron. Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data

ditransmisikan per 10 bit, terdiri atas 1 bit Start (’0), 8 bit data dan 1 bit stop (’1).

Kecepatan transmisi data (Baud Rate) ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk berbagai

kecepatan.

o Mode 2 - Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data

ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (’0), 8 bit data, 1 bit datatambahan (bit

ke 9) dan 1 bit stop (’1). Kecepatan transmisi data (Baud Rate) hanya bisa dipilih 1/32

atau 1/64 frekuensi kerja dari AT89C51.

o Mode 3 - Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data

ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (’0), 8 bit data, 1 bit datatambahan (bit

(33)

kecepatan transmisi data (Baud Rate) mode 3 ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk

berbagai kecepatan, persis sama dengan mode 1.

Dari keempat mode kerja yang ada, mode 1 adalah mode yang paling banyak dipakai,

mode inilah yang setara dengan komunikasi seri asinkron dipakai pada PC maupun

modem.

2.1.1.6 Pengaturan Kecepatan Transmisi

Kecepatan transmisi (Baud Rate) merupakan suatu hal yang amat penting dalam

komunikasi data seri asinkron, mengingat dalam komunikasi data seri asinkron clock tidak

ikut dikirimkan, sehingga harus diusahakan bahwa kecepatan transmisi mengikuti standar

yang sudah ada.

Dalam AT89C51, clock untuk transmisi data dibangkitkan dengan sarana Timer1. Untuk

keperluan ini, Timer1 dioperasikan sebagai 8 bit auto reload timer (mode 2), artinya TL1

bekerja sebagai timer 8 bit menerima clock dari osilator kristal yang frekuensinya sudah

dibagi 12 terlebih dulu, setiap kali pencacah (counter) nilainya menjadi 0 maka nilai yang

sebelumnya sudah disimpan di TH1 secara otomatis diisikan lagi ke TL1, sehingga TL1

akan menghasilkan clock yang frekuensinya diatur oleh TH1, clock ini berikutnya dibagi

lagi dengan 32 sebelum dipakai sebagai clock untuk UART. Hubungan frekuensi pada

sistem tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut :Kalau kecepatan transmisi sudah

ditentukann dan frekuensi kristal sudah dipastikan, maka nilai yang disimpan di TH1 bisa

dihitung berdasarkan persamaan berikut :

Dalam persamaan di atas, k adalah konstanta yang nilainya 1 atau 2, tergantung

(34)

dan k akan bernilai 2 kalau SMOD=’1. Perlu dicacat, setelah AT89C51 di-reset, SMOD

akan bernilai ‘0, artinya jika tidak diatur lebih lanjut k bernilai 1.

Untuk mendapatkan kecepatan transmisi yang umum dipakai dalam komunikasi data seri

asinkron (1200 Baud, 2400 Baud, 4800 Baud, 9600 Baud dan 19200 Baud), dari

persamaan di atas bisa diturunkan ternyata frekuensi kristal yang paling tepat adalah

11.059 MHz. Meskipun angka ini agak aneh, tapi karena banyak dipakai kristal dengan

frekuensi ini amat mudah diperoleh dipasar. Karena kristal 11.059 MHz dipilih agar bisa

membangkitkan kecepatan transmisi data seri standar, dalam sistem berbasis AT89C51

yang tidak menggunakan sarana komunikasi data seri asinkron lebih baik dipilih kristal

dengan frekuensi 12 MHz, sehingga clock untuk timer bisa merupakan frekuensi bulat 1

MHz.

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai tugas mengendalikan seluruh

sistem.Mikrokontroler juga bertugas menerima program dalam format heksadesimal dari

(35)

[image:35.595.107.523.74.563.2]

Gambar 2.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

2.1.2 Power Supplay

Rangkaian supply tegangan pada hardware pengatur temperatur AC menggunakan supply

sebesar 5 Volt. Untuk memperoleh tegangan sebesar 5 V maka digunakan sebuah IC

Regulator LM 7805, karena dengan menggunakanIC regulator tersebut maka tegangan

(36)

Vreg

LM7805CT

IN OUT

TIP32C

100ohm

100uF

330ohm 220V 50Hz 0Deg

TS_PQ4_12

2200uF 1uF 1N5392GP

1N5392GP

12 Volt

5 Volt

masuk akan terjadi atau mempunyai output yangdikeluarkan sebasar 5 Volt. Rangkaian

supply ini juga menggunakan 2 buah capasitor berfungsi sebagai pull-up tegangan drop

atau turun tegangan yang akan mengganggu outputkonsumsi tegangan ke rangkaian

utama. Dan sebagai indikatornya yang menunjukan aktif tidaknya rangkaian pengatur

temperatur ACtersebut dipakai rangkaian LED, yang menyala apabila supply on alat

sedang aktif.

Gambar 2.4 Rangkaian Power Supply Menggunakan IC LM7805

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang

ada.Rangkaian PSA yang dibuat terdiri daridua keluaran,yaitu 5 Volt dan 12 Volt,keluaran

5 volt yang digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian.Trafo CT

merupakan trafo stepdown yang berfungsi menurunkan tegangan dari 220Volt AC

menjadi 12 Volt AC.Kemudian 12 Volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua

buah diode,selanjutnya 12 Volt DC akan diratakan oleh kapasitor2200

mikroFarad.Regulator tegangan 5 volt (LM 7805CT) digunakan agar keluaran yang

(37)

TIP 42C disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada

rangkaian,sehingga regulator tegangan ( LM 7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian

butuh arus yang cukup besar.Tegangan 12 Volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah

diode penyearah.

2.1.3 Motor DC

Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak

langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana

diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran

kecepatan yang luas.

Motor DC yang memiliki tiga komponen utama:1

 Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet

akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan

yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub

medan.

Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis

magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.

Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur

medan.

 Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi

elektromagnet.

Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan

(38)

dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika

hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

 Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.

Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo.

Commutator juga membantu dalamtransmisi arus antara dinamo dan sumber

daya.Motor Dc akan berputar searah/berlawanan arah denagan jarum jam jika salah

satu kutubnya di beri tegangan positipdan kutub yang lainnya di beri tegangan

negative atau ground.

Dan motor DC akan berputar kea rah sebaliknya jika poaritasnya dibalik.Dengan sifat

yang demikian maka dibutuhkan suatu rangkaian yang dapat membalikkan polaritas yang

diberikan ke motor DC tersebut,sehingga perputarn motor DC dapat dikendalikan oleh

rangkaian tersebut.Motor DC jarang digunakan pada aplikasi industry umum karena

semua system utility listrik dilengakpi dengan perkakas arus bolak-balik,meskipun

demkian,pada aplikasi khusus adalah menguntungkan jika mengubah arus bolak-balik

menjadi arus searah digunakan dimana control torsi dan kecepatan dengan rentang yang

lebar diperlukan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi.

Motor DC yang umum menggunakan sikat (Brush),yang menggunakan lilitan pada

rotor dan menggunakan magnet tetap pada sisi stator,pada dasarnya dapat dianggap

sebagai suatu beban yang dapat dihubungkan langsung ke rangkaian switching arus

DC.Oleh karena itu,pemilihan ruang tepat cukup diperoleh dengan memperhatikan besar

kebutuhan arus untuk memutar motor DC dapat diidentikkan dengan lilitan pada

kumparan relay sehingga rangkaian drivernya relative sama. Tujuan motor DC adalah

(39)

Pada beberapa kasus sering diperlukan arah putaranmotor DC yang

berubah-ubah.Prinsip dasar untuk mengubah arah perputarannya adlah dengan membalik polaritas

pada catu daya tegangannya.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

 Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan

 Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi

untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang

seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan

arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya

untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada

sikatnya.

Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

Keuntungan lain motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih

sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan

penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus

menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri

karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah

(harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio

daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Berikut adalah cara pemasangan dari kedua buah motor DC yang dilengkapi dengan data

(40)

฀ Modul SPC DC MOTOR dapat dipergunakan untuk motor DC dengan tegangan kerja

dari 5 Volt sampai dengan 36 Volt.

฀ Arus RMS maksimum untuk modul SPC DC MOTOR adalah 600 mA.

฀ Arus impuls tak berulang maksimum untuk modul SPC DC MOTOR adalah 1.2 A.

฀ Sudah dilengkapi dioda clamp secara internal.

฀ Hubungkan catu daya positif (+) untuk motor DC pada Vmotor dan catu daya negatif (-)

pada GND.

Tegangannya harus sesuai dengan tegangan kerja motor.

฀ Untuk motor DC 1, sambungkan kutub positif motor DC pada M1+ dan kutub negatif

motor DC pada M1- serta data input pada IN1 secara benar.

฀ Untuk motor DC 2, sambungkan kutub positif motor DC pada M2+ dan kutub negatif

motor DC pada M2- serta data input pada IN2 secara benar .

(41)

2.1.4 Sensor Inframerah

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengubah suatu besaran fisik menjadi

besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian tertentu, hampir seluruh

rangkaian elektronika mempunyai sensor didalamnya. Prinsip kerja dari alat ini adalah

mengubah energi dari foton menjadi elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan

satu elektron. Infra Merah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih

panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya

berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari

cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga

"order" dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm.

Infra Merah banyak digunakan pada komunikasi jarak dekat, contoh paling

umum pemakaian IR adalah remote kontrol (untuk TV). Gelombang IR mudah dibuat,

harganya relatif murah dan lebih bersifat directional tak dapat menembus tembok atau

benda gelap serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterferensi oleh cahaya

matahari. Pengirim dan penerima IR menggunakan Light Emitting Diode ( LED ) dan

Photo Sensitive Diode ( PSD ).

Infra merah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat pada lokasi yang

sama dan tidak terlalu jauh ( kurang lebih 10 meter dan tidak ada penghalang ).

Berbeda dengan LED biasa, LED Infrared pada penggunaannya dapat diaktifkan dengan:

- Tegangan DC untuk transmisi/sensor jarak dekat

(42)

VCC 5V

Infra Merah

100 ฀ 100 ฀

Infra Merah 100 ฀

Sifat-sifat cahaya infrared:

- Tidak tampak manusia

- Tidak dapat menembus materi yang tak tembus pandang

- Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai

aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di receiver.

Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya

yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan

merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah menjadi pulsa-pulsa

sinyal.Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin,

sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Semakin besar

intensitas infra merah yang diterima maka sinyal pulsa listrik yang dihasilkan akan baik,

jika sinyal infra merah yang diterima intensitasnya lemah maka infra merah tersebut harus

mempunyai pengumpul cahaya (light collector) yang cukup baik dan sinyal pulsa yang

dihasilkan oleh sensor infra merah ini harus dikuatkan.

Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga

perlu dikuatkan. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik

yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus difilter pada frekeunsi sinyal carrier yaitu

pada 30KHz sampai 40KHz. Selanjutnya baik photodioda maupun phototransistor disebut

(43)

[image:43.595.180.424.315.367.2]

Gambar 2.6 Rangkaian Sensor Inframerah

Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED inframerah yang diparalelkan,

dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh inframerah semakin kuat, karena

merupakan gabungan dari buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100

ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED inframerah adalah sebesar:

5 0, 05 50 100

V

i A atau mA

R

= = =

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED inframerah, maka intensitas pancaran

inframerah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.

2.1.5 PhotoDioda

Photodioda memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar

inframerah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika terkena

sinar inframerah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar

intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.

Pada rangkaian di atas, output dari potodioda diumpankan ke basis dari transistor

tipa NPN C828, ini berarti untuk membuat transistor tersebut aktif maka tegangan yang

keluar dari potodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi jika

(44)

inframerah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada potodioda 15 Mohm,

sehingga:

2 330.000 5 0,107

1 2 15.000.000 330.000

R

Vo xVcc x Volt

R R

== =

+ +

Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C828, karena tegangannya hanya 0,107

Volt maka transistor tidak aktif.

Jika ada sinar inframerah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada potodioda 300

Kohm, sehingga:

2 330.000 5 2, 619

1 2 300.000 330.000

R

Vo xVcc x Volt

R R

== =

+ +

Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C828, karena tegangannya lebih besar dari

0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan aktif.Aktifnya transistor C828 akan

menyebabkan colektornya terhubung ke emitor, sehingga colektor mandapat tegangan 0

volt dari ground, tegangan ini diumpankan ke basis dari transistor ke-2 tipe PNP A733,

sehingga transistor ini juga aktif. Seterusnya aktifnya transistor A733 akan menyebabkan

colektornya terhubung ke emitor, sehingga colektor mandapat tegangan 5 volt dari Vcc,

tegangan ini diumpankan ke basis dari transistor ke-3 tipe NPN C945, sehingga transistor

ini juga aktif.Kolektor dari transistor C945 dihubungkan mikrokontroler AT89S51

sehingga jika transistor ini aktif, maka kolektor akan mendapatkan tegangan 0 volt dari

ground. Tegangan 0 volt inilah yang merupakan sinyal low (0) yang diumpankan ke

mikrokontroler AT89S51, sehingga mikrokontroler dapat mengetahui bahwa sensor ini

(45)

A733 berfungsi untuk menyalakan LED sebagai indikator bahwa sensor ini menerima

pantulan sinar inframerah dari pemancar.LED ini akan menyala jika sensor menerima

sinar inframerah, dan akan mati jika sensor tidak menerima sinar inframerah.

Pantulan dari sinar inframerah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan

diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda

menerima pantulan sinar inframerah maka output dari rangkaian penerima ini akan

mengeluarkan logika low (0), namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar

inframerah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high (1).

[image:45.595.138.551.313.483.2]

Rangkaian penerima inframerah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2.7. Rangkaian Penerima sinar inframerah

2.1.6

Perancangan Driver penggerak Motor DC (Jembatan H)

Untuk dapat bergerak membuka dan menutup, maka alat ini harus dapat

mengendalikan palang. Alat ini menggunakan 2 buah motor DC 6 volt untuk

menggerakkan palang, dimana 1 motor untuk menggerakkan palang sebelah kanan dan 1

motor lagi untuk menggerakkan palang sebelah kiri.Motor DC akan berputar

searah/berlawanan arah dengan jarum jam jika salah satu kutubnya diberi tegangan positip

dan kutub yang lainnya diberi tegangan negatif atau ground. Dan motor DC akan berputar

kearah sebaliknya jika polaritasnya dibalik.

(46)

VCC 5V VCC 5V 18฀ 330฀ 330฀ 2SC945 2SC945 1.0k฀ 1.0k฀ 18฀ Tip 127 Tip 122 Tip 127 18฀ Tip 122 1.0k฀ 2SC945 1.0k฀ 18฀ 2SC945 330฀ 330฀ MOTOR VDD 6.2V VDD 6.2V P0.1 P0.0

Dengan sifat yang demikian maka dibutuhkan suatu rangkaian yang dapat

membalikkan polaritas yang diberikan ke motor DC tersebut, sehingga perputaran motor

DC dapat dikendalikan oleh rangkaian tersebut. Dan jika rangkaian tersebut dihubungkan

dengan mikrokontroler AT89S51, maka pergerakan motor dapat dikendalikan oleh

program.Rangkaian untuk mengendalikan perputaran motor DC tersebut adalah sebuah

rangkaian yang dikenal dengan jembatan H. Jembatan H ini terdiri dari 4 buah transistor,

dimana 2 buah transistor bertipe NPN dan 2 buah transistor lagi bertipe PNP.

Ke-4 transistor ini dirangkai sedemikian rupa sehingga dengan memberikan sinyal

low atau high pada rangkaian maka perputaran motor dapat diatur.Untuk perintah buka,

maka motor akan berputar ke arah kanan kedua motor sehingga kedua palang akan

terangkat sebesar 900. Untuk perintah tutup, maka motor akan berputar ke arah kiri kedua

(47)

Gambar 2.8 Rangkaian jembatan H

Pada rangkaian di atas, jika P0.0 diset high yang berarti P0.0 mendapat tegangan 5

volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kiri akan aktif. Hal ini akan

membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 0 volt dari

ground. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri atas diumpankan ke

basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan

tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini aktif (transistor tipe PNP akan aktif jika

tegangan pada basis lebih kecil dari 4,34 volt). Aktifnya transistor PNP TIP 127 ini akan

mengakibatkan kolektornya terhubung ke emitor sehingga kolektor mendapatkan

tegangan 5 volt dari Vcc.

Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri bawah

diumpankan ke basis dari transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis dari transistor TIP

122 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini tidak aktif (transistor

tipe NPN akan aktif jika tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt).

Karena transistor TIP 122 ini tidak aktif, maka kolektornya tidak terhubung ke emitor,

sehingga kolektor tidak mendapatkan tegangan 0 volt dari ground.

Karena kolektor TIP 122 dihubungkan dengan kolektor TIP 127 yang mendapatkan

tegangan 5 volt dari Vcc, maka kolektor dari TIP 122 juga mendapatkan tegangan yang

sama. Hal ini menyebabkan motor sebelah kiri mendapatkan tegangan 5 volt (polaritas

(48)

Agar motor dapat berputar ke satu arah maka motor harus mendapatkan tegangan 0

volt (polaritas negatif). Hal ini diperoleh dengan memberikan logika low (0) pada P2.7

mikrokontroler AT89S51. Pada rangkaian di atas, jika P0.1 diset low yang berarti P0.1

mendapat tegangan 0 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kanan

tidak akan aktif. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan

mendapat tegangan 5 volt dari Vcc. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah

kanan atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari

transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan transistor ini tidak

aktif. Karena transistor PNP TIP 127 tidak aktif maka kolektornya tidak terhubung ke

emitor sehingga kolektor tidak mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc, tetapi

mendapatkan tegangan yang berasal dari transistor TIP 122 yang berada di bawahnya.

Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri bawah

diumpankan ke basis dari transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis dari transistor TIP

122 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan transistor ini menjadi aktif. Karena

transistor TIP 122 ini menjadi aktif, menyebabkan kolektornya terhubung ke emitor,

sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground.Karena kolektor TIP 122

yang mendapatkan teganagan 0 volt dari ground dihubungkan dengan kolektor TIP 127,

maka kolektor dari TIP 127 juga mendapatkan tegangan yang sama. Hal ini

menyebabkan motor sebelah kanan mendapatkan tegangan 0 volt (polaritas negatif).

Hal ini akan menyebabkan motor akan berputar ke satu arah tertentu. Sedangkan

untuk memutar motor kea arah sebaliknya, maka logika yang diberikan ke P0.0 adalah low

(49)

2.1.7 Buzzer

Rangakain alarm adalah rangkaian yang berfungsi untuk membrikan sinyal

informasisuara ketika terjadi sebuah keadaan dimana saat kereta api menghalangi sensor

infrared yang digunakan.Dalam proyek tugas akhir ini buzzer digunakan sebagai salah

satunya.Buzzer akan mengeluarkan saura dengan frekuensi 300 – 600 Hz.

2.1.8 Running Text

Pada proyek Tugas Akhir ini penulis menngunakan running teks adalah sebagai

tamhan peringatan bagi para pengguna jalan raya yang akan melewati rel kereta

api.Running teks disini dibuat seminim mungkin karen mengingat proyek yang dibuat oleh

penulis pun hanya sebatas simulasi.

2.2 Perangkat Lunak

2.2.1 Bahasa Assembly MCS-51

Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 adalah bahasa

(50)

51 instruksi.Dari instruksi,yang sering digunakan orang hanya 10

instruksi,instruksi-instruksi tersebut adalah:

1. Instruksi MOV

Perintah ini merupakan perintah untuk pengisian nilai ke alamat atau register

tertentu.Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.

MOV R0,# 20h

Perintah diatas berarti : Isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).

Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai.

Contoh pengisian nilai secara tidak langsung

MOV 20h,#80h

………

MOV R0,20h

Perintah diatas berarti :Isikan nilai yang terdapat pada alamat 20Heksadesimal ke

register 0 ( R0).

Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah alamat.

2. Instruksi DJNZ

Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk mengurangi

(51)

Contoh:

MOV R0,#80h

Loop:………

………

DJNZ R0,Loop

………..

R0-1,jika belum 0 lompat ke Loop,jika R0=0 maka program akan meneruskan ke

perinath pada baris berikutnya.

3.Instruksi ACALL

Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu.

Contoh:

……….

ACALL TUNDA

………..

TUNDA

………..

(52)

Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin setelah

instruksi ACALL dilaksanakan.

Contoh:

ACALL TUNDA

……….

TUNDA:

………..

RET

5. Instruksi JMP (JUMP)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu.

Contoh:

Loop:

………….

…………..

JMP Loop

(53)

Instruksi ini merupakan perintah lompat ke alamat tertentujiak pin yang dimaksud

berlogika ( 1).

Contoh:

Loop:

JB P1.0,Loop

………..

7. Instruksi JNB ( Jump If Not Bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu,jika pin yang

dimaksud berlogika (0).

Contoh:

Loop:

JNB P1.0,Loop

………

8. Instruksi CJNZ ( Compare Jump If No Equal )

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan

suatu nilai tertentu.

Contoh:

(54)

……….

CJNE R0,# 20h,Loop

………..

Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h,maka program akan lompat keratin Loop.

Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program melanjutkan instruksi selanjutnya.

9. Instruksi DEC ( Decreament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang dimaksud

dengan 1.

Contoh:MOV R0,# 20h R0=20h

……….

DEC R0 R0=R0-1

…………

10. Instruksi INC ( Increament)

Instruksi ini merupakan perinath untuk menambahkan milai register yang

dimaksud dengan 1.

Contoh:

MOV R0,#20h R0=20h

(55)

INC R0 R0=R0+1

……….

2.2.2 Softe 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa Assembly tersebut dituliskan pada sebuah

editor, yaitu 8051 editor, assembler, simulator (IDE). Tampilannya adalah sebagai berikut:

Gambar 2.9 8051 Editor, Assembler, Simulator IDE

Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian diassemble

(di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih

ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada

nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada

pesan kesalahan lagi.Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita

tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat

peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inlah yang akan dikirimkam ke mikrokontroler.

(56)

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan

software ISP-Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya

seperti gambar berikut ini.

Gambar 3.0 ISP-Flash Programmer 3.a

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik open file untuk mengambil file

heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik write untuk mengisikan hasil

(57)

(58)

BAB 3

PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

3.1 Perancangan Alat

3.1.1 Diagram Blok

[image:58.595.107.517.294.585.2]

Secara garis besar, diagram blok dari rangkaian palang otomatis ini ditunjukkan pada

gambar 3.1. berikut ini:

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian

Keterangan dari diagram blok:

Palang kereta api otomatis ini dirancang hanya sebatas simulasi. Pada palang ini

(59)

buah sensor yaitu: sensor kanan luar berfungsi untuk mendeteksi kereta api yang datang

dari sebelah kanan, sensor kanan dalam berfungsi untuk memberitahukan kepada

mikrokontroler bahwa seluruh badan kereta api yang dating dari sebelah kanan sudah

seluruhnya melewati palang, sensor kiri luar berfungsi untuk mendeteksi kereta api yang

datang dari sebelah kiri, dan sensor kiri dalam berfungsi untuk memberitahukan kepada

mikrokontroler bahwa seluruh badan kereta api yang dating dari sebelah kiri sudah

seluruhnya melewati palang. Pada palang kereta api otomatis ini sensor yang digunakan

adalah sensor inframerah. Sensor ini terletak tidak jauh dari palang dan menghadap rel

sehingga dapat mendeteksi adanya kereta api yang lewat. Sensor ini terhubung pada P1.4,

P1.5, P1.6, dan P1.7 dari mikrokontroler AT89S51 sehingga dapat bekerja sesuai dengan

yang telah terprogram.

Output dari sensor akan dikuatkan kembali oleh penguat sinyal sebelum masuk ke

mikrokontroller. Hasil penguatan sensor yang telah diolah oleh penguat sinyal inilah yang

akan di kirimkan oleh mikrokontroller.

Mikrokontroller AT89S51 yang merupakan otak dari keseluruhan system berfungsi

untuk mengolah semua data yang masuk. Untuk mengendalikan pergerakan motor,

digunakan sebuah rangkaian driver penggerak motor DC yaitu jembatan H. Jembatan H ini

akan memutar motor DC searah/berlawanan jarum jam bila diberi pulsa 1 atau 0. Dengan

demikian pergerakan motor dapat dikendalikan melalui program. Pin-pin jembatan H ini

dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 dari mikrokontroler AT89S51. Alarm

(60)

VCC 5V

Infra Me rah

100 ฀ 100 ฀

Infra Me rah

100 ฀

P3.1 pada mikrokontroler AT89S51 sehingga akan bekerja sesuai dengan yang telah

terprogram.

3.1.2 Perancangan Sensor Inframerah

3.1.2.1 Perancangan Pemancar Inframerah

Untuk dapat mendeteksi adanya kereta api yang akan lewat, maka palang otomatis ini

dilengkapi dengan 4 buah sensor inframerah. Semua sensor ini mempunyai rangkaian

yang sama, hanya penempatannya saja yang berbeda.

Masing-masing sensor menggunakan 3 buah pemancar inframerah dan sebuah

potodioda. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari pemancar inframerah yang diterima

oleh potodioda. Digunakan 3 buah pemancar inframerah pada masing-masing sensor

bertujuan agar sinyal pantulan semakin kuat, sehingga kereta api dapat terdeteksi dengan

baik.

Setiap pantulan yang diterima oleh potodioda akan diolah dan dijadikan data

digital, sehingga bila potodioda mendapatkan pantulan dari pemancar inframerah, maka

akan mengirimkan sinyal low (0) ke mikrokontrolert AT89S51. Dengan demikian

mikrokontroler dapat mendeteksi sensor yang mengirimkan sinyal low dan mengambil

tindakan untuk mengatur putaran motor ke kanan atau ke kiri. Rangkaian pemancar

(61)

[image:61.595.158.443.309.431.2]

Gambar 3.2 Rangkaian Pemancar inframerah

Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED inframerah yang diparalelkan, dengan

demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh inframerah semakin kuat, karena

merupakan gabungan dari buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100

ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED inframerah adalah sebesar:

5

0, 05 50

100

V

i A atau mA

R

= = =

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED inframerah, maka intensitas pancaran

inframerah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.

Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh

MONA FARIDA LUMBANTORUAN

PERSETUJUAN

: MATEMATIKA DAN ILMU PENGTEHUAN

PERNYATAAN

disebutkan sumbernya.

ABSTRAK

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

1.2 Tujuan Penulis

1.4 Metode Pengumpulan Data

1.5 Sistematika Penulisan

BAB 1 PENDAHULUAN

BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

LANDASAN TEORI

2.1 Perangkat Keras

2.1.1.1 Pena- Pena Mikrokontroler AT89S51

Tabel 2.1 Fungsi lain dari Port 3

P3.0 RXD ( SERIAL INPUT PORT)

Gambar 2.1 Rangkaian System Minimum Mikrokontroler AT89S51

Pembacaan Data dari Memori Eksternal

Instruksi MOVC A,@A+DPTR

Instruksi INC DPTR

INC DPTR

Timer Control (TCON) terdiri atas :

Timer Mode (TMOD) terdiri atas :

2.1.1.4 Interupsi dari pewaktu atau pencacah

2.1.1.6 Pengaturan Kecepatan Transmisi

Gambar 2.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

2.1.2 Power Supplay

IN OUT

330ohm 220V 50Hz 0Deg

Gambar 2.4 Rangkaian Power Supply Menggunakan IC LM7805

2.1.3 Motor DC

2.1.4 Sensor Inframerah

Infra Merah

Gambar 2.6 Rangkaian Sensor Inframerah

2.1.5 PhotoDioda

Gambar 2.7. Rangkaian Penerima sinar inframerah

Perancangan Driver penggerak Motor DC (Jembatan H)

Gambar 2.8 Rangkaian jembatan H

2.1.7 Buzzer

2.1.8 Running Text

2.2 Perangkat Lunak

2.2.1 Bahasa Assembly MCS-51

ACALL TUNDA

TUNDA:

DEC R0 R0=R0-1

INC R0 R0=R0+1

2.2.2 Softe 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Gambar 2.9 8051 Editor, Assembler, Simulator IDE

Gambar 3.0 ISP-Flash Programmer 3.a

PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

3.1 Perancangan Alat

Infra Me rah

3.1.2.2 Perancangan Penerima Inframerah