PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS
DENGAN BAHASA ASSEMBLY MCS-51 BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
DAFTARI
092408017
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG
OTOMATIS DENGAN BAHASA ASSEMBLY MCS-51
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
Memperoleh gelar Ahli Madya
DAFTARI
092408017
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
PERNYATAAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS DENGAN BAHASA ASSEMBLY MCS – 51 BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri , kecuali Beberapa kutipan dan ringkasan masing – masing yang disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2012
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala berkat dan rahmat Nya , sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan dalam waktu yang telah ditetapkan.
ABSTRAK
Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan sehari hari banyak pekerjaaan yang dilakukan itu sangat rumit, pada zaman serba canggih ini merupakan bagian Yang sangat penting dalam kehidupan manusia untuk dapat berkembang secara maju yang merupakan tuntutan dibidang elektronika dan Instrumentasi dalam hal pengembangannya. Sebagai Mahasiswa D3 Fisika Universitas Sumatera Utara diharapkan dapat mengimplementasikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang berbekal duduk dibangku perkuliahan kedalam kehidupan nyata sehari – hari. Oleh sebab itu maka penulis merencanakan sebuah tugas akhir yang berjudul “ PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS DENGAN BAHASA ASSEMBLY MCS-51 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51” Tujuan dari perancangan dan pembuatan proyek ini adalah untuk mengaplikasikan Teori yang didapat penulis dari perkuliahan dengan membuat suatu alat. Dan tujuan dari pembuatan tugas akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk tamat dan lulus program Diploma III. Dimana alat ini bisa digunakan pada Instansi - instansi Pemerintah dan Swasta maupun untuk keperluan peribadi/rumah untuk kepentingan efisiensi suatu pekerjaan.
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Fungsi masing masing Pin pada Port 3 Mikrokontorler 11
Tabel 2.2 Gelang Resistor 16
Tabel 2.3 Nilai Kapasitor 24
ABSTRAK
Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan sehari hari banyak pekerjaaan yang dilakukan itu sangat rumit, pada zaman serba canggih ini merupakan bagian Yang sangat penting dalam kehidupan manusia untuk dapat berkembang secara maju yang merupakan tuntutan dibidang elektronika dan Instrumentasi dalam hal pengembangannya. Sebagai Mahasiswa D3 Fisika Universitas Sumatera Utara diharapkan dapat mengimplementasikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang berbekal duduk dibangku perkuliahan kedalam kehidupan nyata sehari – hari. Oleh sebab itu maka penulis merencanakan sebuah tugas akhir yang berjudul “ PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS DENGAN BAHASA ASSEMBLY MCS-51 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51” Tujuan dari perancangan dan pembuatan proyek ini adalah untuk mengaplikasikan Teori yang didapat penulis dari perkuliahan dengan membuat suatu alat. Dan tujuan dari pembuatan tugas akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk tamat dan lulus program Diploma III. Dimana alat ini bisa digunakan pada Instansi - instansi Pemerintah dan Swasta maupun untuk keperluan peribadi/rumah untuk kepentingan efisiensi suatu pekerjaan.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
diluar gerbang akan memasuki gerbang. Jika yang akan memasuki pintu gerbang adalah orang lain (tamu), mungkin tidak masalah, namun jika yang ingin masuk adalah orang yang juga tinggal dirumah tersebut tentunya ini akan sedikit merepotkan. Disatu sisi orang yang berada di dalam rumah tersebut harus keluar untuk membukakan pintu gerbang, disisi yang lain orang yang akan masuk harus menunggu sampai pintu gerbangnya ada yang membukakan. Inilah beberapa kekurangan yang terdapat pada pintu gerbang yang ada sekarang ini. untuk itu diperlukan pintu gerbang otomatis yang dapat mengatasi masalah
dihasilkan dari layar Telepon Selular/Handphone penerima sebagai penghantar kode untuk diteruskan ke LDR tersebut maka gerbang akan terbuka secara otomatis.
1.3 Tujuan Penulisan
1. Memanfaatkan output dari panggilan berupa cahaya yang dihasilkan dari layar handphone penerima untuk kemudian diteruskan ke LDR.
2. Merancang sebuah pintu gerbang yang dapat dibuka secara otomatis dengan Menggunakan bahasa assembly MCS-51 dengan perantara handphone
sebagai unit yang memberikan instruksi awal pada pengoperasiannya.
1.4 Batasan Masalah
Mengingat pembahasan dalam perencanaan alat yang dibuat dapat meluas, maka penulis mempunyai batasan sebagai berikut :
1. Alat yang dibuat berbasis Mikrokontroler
2. Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S51
3. Unit utama pemberi Instruksi dalam perancangan alat ini adalah Handphone sebagai unit pengirim instruksi.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk dapat mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan sebagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah gerbang yang dapat dibuka secara otomatis dengan menggunakan bahasa assembly, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian.
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian - rangkaian yang digunakan , penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontoler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar ( market need ) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara missal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat - alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM- nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 Keluaran Atmel.Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada prinsipnya program pada mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa sel instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.
9. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi persiklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.
10. Interrupt Recovery dari Power Modes.
2.1.1 Konstruksi AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S51 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscillator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja suatu mikrokontroler.
Memorimerupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang yang kemudian dinilai mahal da ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S51 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S51 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7)
2.1.2 Pin – pin pada Mikrokontroler AT89S51
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 : 1. VCC (Pin 40)
2. GND (Pin 20) mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
5. Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pull up. Port 3
Tabel 2.1 Fungsi Masing – masing Pin pada Port 3 Mikrokontroler
Nama Pin Fungsi P3.0 (Pin 10) RXD (Port input serial) P3.1 (Pin 11) TXD (Port output serial) P3.2 (Pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal) P3.3 (Pin 13) INT 1 (interrupt 1 eksternal) P3.4 (Pin 14) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (Pin 15) T1 (input eksternal timer 1)
P3.6 (Pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori) P3.7 (Pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
6. RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
7. ALE/PROG (Pin 30)
8. PSEN (pin 29)
Program store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
9. EA (Pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.
10. XTAL 1 (Pin 19)
Input untuk clock internal.
11. XTAL 2 (Pin 18)
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51
2.2 Motor DC
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalammedan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
2.3 Komponen- Komponen Pendukung
2.3.1 Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik Yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resitor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor pada umumnya terbuat dari carbon film atau metal Film tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memliki sifat resistif namun beberapa bahan Tembaga perak dan emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang Yang sangat kecil. Bahan bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, Sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan Bahan material seperti karet ,gelas, karbon memilki resistansi yang lebih besar Menahan aliran elektron dan disebut sebagai isolator.
2.3.2 Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
(Electronic Industries Association)
Gambar 2.3 Resistor karbon
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan kearah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada Pada bahan resistor yang paling pojok atau jugadengan lebar yang lebih menonjol Sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikir ke dalam. Dengan demikian Pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut.kalau Anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca Nilai resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang Pertama dan seterusnya berturut turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang Terakhir adalah faktor pengalinya.
2.3.3 Variable Resistor
diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers” .
Gambar 2.4 Potensiometer
Penggunaan alat bantu potensiometer banyak digunakan sebagai kontrol pengguna, dan dapat mengontrol berbagai fungsi yang sangat luas peralatannya. tetapi meluasnya dalam penggunaan potensiometer pada barang elektronik konsumen telah menurun pada 1990-an, dengan adanya kontrol digital yang sekarang lebih umum digunakan.
potensiometer linier (juga dikenal sebagai "fader") dan potensiometer putar (biasanya disebut tombol-tombol) secara teratur digunakan untuk mengatur kenyaringan, redaman frekuensi dan karakteristik lain dari sinyal audio dalam audio control.The 'pot log' potensiometer juga digunakan sebagai kontrol volume di amplifier audio, di mana ia juga disebut "lancip pot audio", karena respon amplitudo dari telinga manusia juga logaritma. Memastikan bahwa, pada kontrol volume ditandai 0 hingga 10, misalnya, pengaturan dari 5 suara setengah keras sebagai pengaturan 10. Ada juga sebuah pot anti-log atau lancip audio sebaliknya yang hanya kebalikan dari potensiometer logaritmik. Hal ini hampir selalu digunakan dalam konfigurasi mengeroyok dengan potensiometer logaritmik, misalnya, dalam kontrol keseimbangan audio.
Adapun fungsi potensiometer sebagai kontrol nada atau equalizer dalam penggunaan kombinasi dan jaringan filter, sebelumnya untuk televisi dipergunakan untuk mengontrol kecerahan gambar, kontras, dan respon warna. Sebuah potensiometer sering digunakan untuk mengatur "menahan vertikal", yang mempengaruhi sinkronisasi antara menyapu sirkuit internal penerima (kadang-kadang multivibrator).
Sebuah potensiometer bermotor dapat digunakan sebagai generator fungsi, menggunakan kartu perlawanan non-linear untuk memasok aproksimasi untuk fungsi trigonometri. Sebagai contoh, putaran poros mungkin mewakili sudut, dan rasio pembagian tegangan dapat dibuat sebanding dengan cosinus sudut.
2.4 Kapasitor
Dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.5 Skema Kapasitor
2.4.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.
Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al
2O3) pada permukaannya.
2.4.2 Ceramic Capasitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada Rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal Frekuensi tinggi menuju ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk Rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak Mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat Kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.
Gambar 2.7 Ceramic Capacitor
2.4.3 Nilai Kapasitor
Pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain Nilainya dikodekan.
Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit,dimana 3 digit pertama merupakan Angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 Digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n , nilai n Dapat dilihat pada tabel dibawah :
Tabel 2.3 Nilai Kapasitor
2.5 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. transistor seakan akan dibentuk Dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling Digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga Menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan Bahan P adalah silicon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor Germanium PNP 2. Transistor Silikon NPN 3. Transistor Silikon PNP 4. Transistor Germanium NPN
Semua komponen didalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak Panah yang terdapat didalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Keterangan : C = Kolektor E = Emitor B = Basis
Didalam pemakaiannya, transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah Penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitor Secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitor terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emitor (VCE) = 0 Volt pada
Keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan
Gambar 2.9 Transistor Sebagai Saklar ON
Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emitor secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emitor terbuka (open). Keadaan ini menyebabkan tegangan (Vcb) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena Terdapat arus bocor dari kolektor ke emitor. Dengan menganalogikan transistor Sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti pada gambar dibawah ini :
2.6 Dioda
Dioda adalah merupakan jenis komponen pasif. Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan.
Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier.Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan + dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan – (kita beri bias maju dengan tegangan yang lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator.
2.6.1 Karakteristik Dioda
Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan dioda terbalik maka dioda tidak akan dapat Menghantarkan arus listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat Untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya.
a. Bias Maju (Biased Forward)
Gambar 2.11 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur
Pada Saat diberi bias forward, dioda dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil,yang dikenal dengan nama resistansi maju (forward).sebaliknya Jika dioda diberi bias reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang Amat sangat besar dan disebut resistansi reverse.
Dioda dapat dianggap suatu voltage sensitive electronic switch, dimana dioda Akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan Akan terbuka jika kondisi sebaliknya.Macam – macam dioda yang harus diketahui Adalah :
1. Dioda Penyearah (Rectifier) 2. Dioda Zener
2.6.2 Dioda Penyearah (Rectifier)
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada Rangkaian radio sebagai detector, dan lain lain. Prinsip kerja dari dioda penyearah Adalah sebagai berikut :
Gambar 2.12 Dioda Penyearah Yang Diberi Arus Bolak Balik (AC)
2.6.3 Dioda Zener
Dioda zener merupakan dioda yang banyak sekali digunakan setelah dioda penyearah. Lambing dari dioda zener dapat dilihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Simbol Dioda Zener
2.6.4 Dioda Cahaya (LED = Light Emiting Diode)
Manusia, seperti untuk mesin hitung,jam digital, dan lain lain.
Gambar 2.14 Simbol Dioda Cahaya (LED)
2.7 IC Regulator 7805
Sebuah rangkaian elektronik tidak dapat bekerja tanpa Power Supply (sumber tegangan). Power Supply tersebut dapat berupa sumber tegangan AC atau sumber tegangan DC. Tegangan AC adalah tegangan bolak - balik (Alternate Current) seperti tegangan listrik yang berasal dari PLN atau tegangan output dari sebuah Transformator. Tegangan DC adalah tegangan searah (Direct Current) seperti tegangan yang berasal dari sebuah Accu, Battery, atau Adaptor.
Sumber tegangan untuk sebuah rangkaian elektronika harus stabil dengan daya yang harus disesuaikan kebutuhan. Contoh, sebuah IC TTL (Transitor Transistor Logic) membutuhkan tegangan DC stabil 5 Volt, IC CMOS membutuhkan tegangan DC stabil 12 Volt, Z80 membutuhkan tegangan DC stabil 5 Volt, dan sebagainya.
1. Listrik PLN yang telah diturunkan dengan Trafo Step-down 2. Motor Generator
3. Turbin Angin
Sumber tegangan DC dapat diperoleh di antaranya dari:
1. Battery (Accu)
2. Adaptor atau Power Supply dengan sumber awal dari PLN yang telah diturunkan oleh Trafo dan disearahkan oleh Dioda
3. Solar Cell (tenaga surya)
Salah satu metode agar dapat menghasilkan tegangan output DC stabil adalah dengan menggunakan IC 78XX untuk tegangan positif dan IC 79XX untuk tegangan negatif dalam sistem Regulator Tegangan.Di bawah ini adalah besarnya tegangan output yang dapat dihasilkan IC regulator 78XX dan 79XX dimana XX adalah angka yang menunjukan besar tegangan output stabil.
Berikut adalah skema elektronik Regulator Tegangan menggunakan IC 78XX dan IC 79XX.
Gambar 2.15 Skema Elektronik Rangkaian Catu daya IC 78XX
2.8 IC Jembatan H l293D
Gambar 2.16 Konfigurasi Pin L293D
L293D mampu melayani 4 buah beban dengan arus nominal 600 mA hingga maksimum 1,2 A. Vs pada pin 8 merupakan masukan sumber tegangan untuk beban, sedangkan Vss pada pin 16 merupakan sumber masukan tegangan untuk L293D. L293D terdiri dari dua pasang jembatan-H yang masing - masing dikendalikan oleh pin enable 1 dan enable 2. Pin enable berfungsi untuk mengontrol keluaran.
2.9. Bahasa Assembly MCS - 51
menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca, dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca diinterprestasikan sebagai instruksi. Alamat instruksi disimpan oleh mikrokontroler di register, yang dikenal sebagai program counter. Instruksi ini misalnya program aritmatika yang melibatkan 2 register. Sarana yang ada dalam program assembly sangat minim, tidak seperti dalam bahasa pemrograman tingkat atas (high level language programming) semuanya sudah siap pakai. Penulis program assembly harus menentukan segalanya, menentukan letak program yang ditulisnya dalam memori-program, membuat data konstan dan tablel konstan dalam memori-memori-program, membuat variabel yang dipakai kerja dalam memori – data dan lain sebagainya.
Program sumber assembly
Program – sumber assembly (assembly source program) merupakan kumpulan dari baris-baris perintah yang ditulis dengan program penyunting-teks (text editor) sederhana, misalnya program EDIT.COM dalam DOS, atau program NOTEPAD dalam Windows atau MIDE-51. Kumpulan baris-perintah tersebut biasanya disimpan ke dalam file dengan nama ekstensi *.ASM dan lain sebagainya, tergantung pada program Assembler yang akan dipakai untuk mengolah program-sumber assembly tersebut.
perintah tidak mungkin dipecah menjadi lebih dari satu baris. Satu baris perintah bisa terdiri atas 4 bagian, bagian pertama dikenali sebagai label atau sering juga disebut sebagai simbol, bagian kedua dikenali sebagai kode operasi, bagian ketiga adalah operand dan bagian terakhir adalah komentar.
Antara bagian-bagian tersebut dipisahkan dengan sebuah spasi atau tabulator.
Bagian label
Label dipakai untuk memberi nama pada sebuah baris-perintah, agar bisa mudah menyebitnya dalam penulisan program. Label bisa ditulis apa saja asalkan diawali dengan huruf, biasa panjangnya tidak lebih dari 16 huruf. Huruf-huruf berikutnya boleh merupakan angka atau tanda titik dan tanda garis bawah. Kalau sebuah baris-perintah tidak memiliki bagian label, maka bagian ini boleh tidak ditulis namun spasi atau tabulator sebagai pemisah antara label dan bagian berikutnya mutlak tetap harus ditulis.
Bagian kode operasi
Kode operasi (operation code atau sering disingkat sebagai OpCode) merupakan bagian perintah yang harus dikerjakan. Dalam hal ini dikenal dua macam kode operasi, yang pertama adalah kode-operasi untuk mengatur kerja mikroprosesor / mikrokontroler. Jenis kedua dipakai untuk mengatur kerja program assembler, sering dinamakan sebagai assembler directive.
Kode-operasi ditulis dalam bentuk mnemonic, yakni bentuk singkatan-singkatan yang relatip mudah diingat, misalnya adalah MOV, ACALL, RET dan lain sebagainya. Kode - operasi ini ditentukan oleh pabrik pembuat mikroprosesor / mikrokontroler, dengan demikian setiap prosesor mempunyai kode-operasi yang berlainan.
Tugas penerjemahan tersebut dilakukan oleh program yang dinamakan sebagai Program Assembler. Di luar kode - operasi yang ditentukan pabrik pembuat mikroprosesor / mikrokontroler, ada pula kode-operasi untuk mengatur kerja dari program assembler, misalnya dipakai untuk menentukan letak program dalam memori (ORG), dipakai untuk membentuk variabel (DS), membentuk tabel dan data konstan (DB, DW) dan lain sebagainya.
Bagian operand
Operand merupakan pelengkap bagian kode operasi, namun tidak semua kode operasi memerlukan operand, dengan demikian bisa terjadi sebuah baris perintah hanya terdiri dari kode operasi tanpa operand. Sebaliknya ada pula kode operasi yang perlu lebih dari satu operand, dalam hal ini antara operand satu dengan yang lain dipisahkan dengan tanda koma.
yang berupa data yang siap di-operasi-kan, dipakai tanda-tanda khusus atau cara penulisan yang berlainan.
Di samping itu operand bisa berupa persamaan matematis sederhana atau persamaan Boolean, dalam hal semacam ini program Assembler akan menghitung nilai dari persamaan – persamaan dalam operand, selanjutnya merubah hasil perhitungan tersebut ke kode biner yang dimengerti oleh prosessor. Jadi perhitungan di dalam operand dilakukan oleh program assembler bukan oleh prosesor.
Bagian komentar
Assembly Listing
BAB 3
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Diagram Blok
Secara garis besar, diagram blok rangkaian dari gerbang otomatis ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Hp pengirim berfungsi sebagai pemberi instruksi awal pada saat sistem akan melaksanakan perrintah buka atau tutup gerbang.Sedangkan Hp penerima berfungsi menyampaikan instruksi dari pengirim dengan output berupa sinar LCD.bila pada instruksi buka tutup pintu gerbang, maka Hp pengirim akan memanggil/calling ke Hp penerima dengan ouput sinar LCD dan pada kondisi ini posisi Hp penerima berada diatas LDR. Pada saat seberkas cahaya tampak,maka resistansi LDR akan berubah ubah dan akan mengirimkan instruksi
Rangkaian pengendali motor DC berfungsi untuk mengendalikan pergerakan motor (membuka/menutup pintu). Rangkaian ini terhubung ke IC jembatan H L293D sebagai pembawa sinyal PWM ke mikrokontroler AT89S51
Dan dihubungkan ke port P1.0 dan P1.1 sehingga dengan memberikan program tertentu, pergerakan menutup / membuka pintu sudah dapat dikendalikan oleh program yang diberikan ke mikrokontroler AT89S51.
3.1.1. Fungsi Tiap Blok
a. Handphone Pemanggil
Berfungsi sebagai pemberi instruksi kepada handphone penerima.
b. Handphone Penerima
Berfungsi sebagai penerima instruksi yang akan meneruskannya ke LDR(pintu terbuka atau tertutup.
c. LDR ( Light Dependent Resistor)
Berfungsi sebagai sensor intensitas cahaya.apabila cahaya mengenai resistor ini,maka nilai resistansinya akan berubah ubah dan akan mendeteksi logika 1
d. Mikrokontroler AT89S51
e. Driver Motor DC.apabila gerbang dalam keadaan terbuka dan menyentuh saklar ini, Maka akan berlogika 1 untuk diteruskan ke mikro untuk menghentikan laju (gerbang) dan begitu juga dengan proses menutup gerbang.
3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Pada sistem minimum mikrokontroler ATMEL MCS51 khususnya sistem minimum mikrokontroler AT89S51 perlu ada tambahan komponen berupa Resistor Pull- Up pada PORT0, hal tersebut dikarenakan PORT0 pada mikrokontroler AT89S51 tidak memiliki internal Pull-Up. Jangan lupa tambahkan konektor ISP untuk mengunduh (download) program ke mikrokontroler. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEL AT89S51 dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51
3.3 Rangkaian Limit Switch Buka Pintu dan Tutup Pintu
mikrokontroler akan memerintahkan motor DC untuk berputar membuka pintu gerbang. Ketika pintu menyrntuh limit buka pintu, yang berarti pintu gerbang sudah terbuka lebar, maka limit akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontroler,yang merupakan perintah kepada mikrokontroler untuk menhentikan putaran motor DC untuk berhenti berputar, dan pintu telah terbuka lebar.
Setelah beberapa saat, maka mikrokontroler akan memerintahkan motor DC untuk berputar menutup pintu ketika pintu menyentuh limit tutup pintu yang berarti pintu sudah tertutup rapat, maka limit akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontroler, yang merupakan perintah kepada mikrokontroler untuk menhentikan putaran motor DC. Mikrokontroler yang menerima sinyal ini akan langsung memerintahkan motor DC untuk berhenti berputar, dan pintu telah tertutup rapat.
ke P2. 3
ke P2. 2
3.4 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC
Rangkaian driver motor dc ini berfungsi untuk memutar memutar motor searah / berlawanan arah dengan arah jarum jam. Mikrokontroler tidak dapat langsung mengendalikan putaran dari motor, karena itu dibutuhkan driver sebagai perantara antara mikrokontroler dan motor DC, sehingga perputaran dari motor DC dapat dikendalikan oleh mikrokontroler. Rangkaian driver motor DC ditunjukkan pada
Gambar 3.4 berikut :
Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor DC
3.5 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian catu daya yang dibuat terdiri dari 2 buah kapasitor dan sebuah IC regulator 7805. Fungsi IC regulator disini adalah menstabilkan tegangan 5 Volt sehingga tegangan keluaran IC tersebut stabil dan konstan. Sedangkan fungsi dari kapasitor disini adalah berfungsi sebagai perata tegangan dari adaptor berupa riak riak yang muncul akibat gelombang arus bolak balik (AC). Selain itu kapasitor juga berfungsi sebagai penyimpan tegangan (muatan listrik sementara).
BAB 4
PENGUJIAN RANGKAIAN DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S51 untuk metode on/off pada pengaturan motor DC.dalam metoda ini kita tinggal mengalirkan arus kepda kedua terminal motor DC dengan beda tegangan sesuai spesifikasi tegangan motor DC.. Programnya adalah sebagai berikut:
CLR M1 SETB M2 RET OFF: CLR M1 CLR M2 RET
4.2 Dimensi Fisik dari Alat
Panjang Rel Pintu gerbang = 36,3 cm Berat /massa pintu pagar = 914 gram
Motor yang digunakan = DC Magnet Permanen
4.3 Diagram Alir (Flowchart)
4.3.1 Penjelasan Diagram Alir
Program diawali dengan start berarti rangkaian dihidupkan. Program melakukan inisialisasi awal yang berupa melihat kondisi gerbang dalam keadaan tertutup dengan ditandai dari input limit tutup pintu berlogika nol, (permulaan diawali dengan kondisi tutup pintu gerbang). Setelah inisialisasi awal didapat dari kondisi gerbang membuka atau menutup, maka proses selanjutnya membaca masukan dari LDR .dalam hal ini jika layar pada Handphone penerima terdeteksi LDR menerima panggilan dari user/penelpon, maka input LDR berubah berarti perintah membuka gerbang akan dilaksanakan.dengan demikian sistem akan siap membaca input dari LDR secara terus menerus sampai kondisi masukan LDR berubah.
Delay 1s : Merupakan routine untuk menunda waktu se lama 1 detik dengan cara melakukan loop terhadap 5 milli detik sebanyak 200 kali.
Delay 500ms : 1s untuk tundaan waktu selama 500 millidetik. Delay 5ms : routine untuk menjalankan tundaaan waktu selama 5 millidetik. dengan cara menjalankan timer 0 dalam mikrokontroler . dengan cara mengisi konstanta pa da register timer.
BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:
a. Motor DC dapat digunakan sebagai pengendali sistem mekanika yang kompleks dan bersifat otomatis yang membutuhkan rangkaian driver sebagai sarana untuk mengendalikannya.
b. Memanfaatkan LDR sebagai pendeteksi sinyal yang masuk untuk proses membuka dan menutup pintu gerbang secara otomatis
c. LDR diletakkan ditempat yang sedemikian tertutup sehingga kesalahan dalam pembacaan dan pelaksanaan instruksi dapat diminimalisir.
sehingga dapat dilaksanakan perintah buka atau tutup gerbang secara otomatis melalui sinar LCD Handphone yang masuk ke LDR.
e. Handphone pemanggil (User) digunakan oleh orang yang membuka gerbang dengan cara memanggil (calling) nomor dari Handphone penerima.dengan demikian tahanan LDR berubah bila terkena cahaya dari Ponsel penerima dan diteruskan ke mikrokontroler AT89S51.
5.2 Saran
Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, yaitu:
a. Pada penggunaan LDR, sebaiknya penempatan sensor ini lebih akurat agar terhindar dari salah baca dan salah instruksi pada sistem alat.
DAFTAR PUSTAKA
Budiharto, Widodo & Gamayel Rizal. 2007. Belajar Sendiri 12 Proyek Mikrokontroler Untuk Pemula. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo Kelompok Gramedia.
Budiharto, Widodo & Togu Jefri. 2007. 12 Proyek Sistem Akuisisi Data. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo Kelompok Gramedia.
Setiawan, Sulhan. 2006. Mudah dan Menyenangkan Belajar Mikrokontroler. Yogyakarta: ANDI.
