Dalam bab perencanaan ini akan dibahas menjadi 2 bagian. yaitu perencanaan perangkat keras (hardware) dan

(1)

1. PENDAHULUAN

Dalam bab perencanaan ini akan dibahas menjadi 2 bagian yaitu perencanaan perangkat keras (hardware) dan perencanaan perangkat lunak/program (software).

GAMBAR 3.1

BLOK DIAGRAM PENGATURAN TEKANAN KOMPRESOR

Pada perencanaan perangkat kerasnya akan dibanas

mengenai kompresor sebagai penghasil tekanan,

transduser atau sensor tekanan, rangkaian penguat dari

transduser (rangkaian penguat), rangkaian ADC,

(2)

minimum sistem dengan mikrokontroler 8031, rangkaian keyboard, rangkaian pengaktif relay dan rangkaian display (tampilan). Dalam perencanaan ini diinginkan tekanan dapat diatur yaitu dengan menekan angka-angka pada keyboard. Kesemuanya itu diatur dengan menggunakan program. Blok diagram dari pengaturan tekanan dapat dilihat pada gambar 3.1.

2. PERENCANAAN PERANGKAT KERAS

2.1 Tx.ansd.U5.er. Iskanan lian Kompresor

Pada perencanaan ini dipilih transduser/sensor tekanan buatan Motorola dengan jenis silicon piezoresistive strain gage dengan tipe MPX 1 0 0 G P . Dipilihnya sensor ini karena output yang dihasilkan

linier artinya bertambahnya tekanan sebanding dengan bertambahnya output (tegangan). Jangkauan (range) dari transducer ini adalah 0-200 kPa (0-30 PSI). Output tegangan yang dihasilkan oleh transducer ini dalam millivolt, dengan input resistan sebesar 400-550 Ohm. Pada tekanan offset nol pada suhu 25°C (tekanan udara luar yaitu 1 Atm) tegangan yang diperoleh adalah 20 mV dengan supply 3 Vj-jQ. Transduser ini mempunyai ketelitian 0,6 mV/kPa atau

6

mV setiap kenaikkan 0,1 Kg/Crn^ (

✓ o

1 Kg/Cm^ = 98 kPa). Kompresor yang digunakan

sebagai penghasil tekanan adalah kompresor motor

(3)

listrik \ HP dengan kecepatan putar 600 RPM dengan batas tekanan 10 Kg/Cm

2

(1 Kg/Cm

2

= 98 kPa; 10

9 Kg/Cm^ = 980 kPa). Kompresor yang dipakai ini milik Laboratorium S.P.P.

2.2 Ra ngkaian ^Penguat

Rangkaian penguat ini terdiri dari rangkaian pengikut tegangan dan rangkaian penguat. Rangkaian pengikut tegangan mempunyai penguatan sebesar

1

, digunakannya rangkaian pengikut tegangan agar tegangan output VQ yang dihasilkan akan sama dengan tegangan input (V

0

= V i ). Gambar 3.2 menunjukkan rangkaian pengikut tegangan.

2 p

1 — u «

d<ar*i. 3 . / p i « z o r « s i s t i v t

L M 3 2 4 4

LoVCC

GAMBAR 3.2

RANGKAIAN PENGIKUT TEGANGAN

IC yang digunakan untuk rangkaian pengikut tegangan

dan rangkaian penguat adalah LM 324, karena LM 324

mempunyai supply tunggal dengan batas antara 3 - 3 2

Volt tanpa harus mengkalibrasi lagi. Digunakannya

IC ini sebagai rangkaian pengikut tegangan karena

mempunyai tahanan masukan yang tinggi (Z^) dalam

(4)

orde puluhan mega ohm, sehingga arus yang dialirkan dari sumber (piezoresistive) dapat diabaikan.

Tahanan dari piezoresistive berkisar antara 400 550 Ohm, bila dibandingkan dengan tahanan masukan dari LM 324, maka dapat diabaikan, sehingga akan diperoleh V 0-V±-

Rangkaian penguat yang kedua berupa rangkaian penguat pembalik dipakainya penguat pembalik karena mempunyai impedansi yang kecil, artinya tegangan yang dihasilkan mempunyai polaritas yang berbeda dengan tegangan . masukan. agar polaritas yang dihasilkan sama maka digunakan penguat pembalik dengan penguatan satu. Karena tegangan masukan yang didapat dari piezoresistive dalam orde milivolt dan setiap kenaikkan

6

mV tekanannya naik 0,1 Kg/Cm , dimana tegangan ini akan dikuatkan dan hasil penguatannya merupakan masukan dari rangkaian ADC yang mana tegangan referensi dari ADC adalah 5 V dengan keluaran digital sebanding dengan

1 1 1 1 1 1 1 1

dengan kenaikkan setiap bit LSB adalah 20 mV. Oleh karena itu diperlukan penguatan sebesar

2 0 / 6

yaitu sebesar 3,3 kali, sehingga akan didapat setiap kenaikkan 0,1 Kg/Cm^ sebanding dengan kenaikkan 1 bit LSB. Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian penguat pembalik. Dimana :

* 2

V o = — — X V i

R 1

Dengan penguatan sebesar 3,3 kali

(5)

V ° 0 0 V o R 2

--- — 3,3 j ---- — ---

Vi Vi R X

R2

--- = 3,3 ;

R 1

dengan mengambil harga R

2

sebesar 10 KQ, maka akan didapat harga R^ sebesar 3 K Q .

l O K

3 K

U B

dari pengikut __

tegangan j

l O K

-V>/-

I O K

U C

L M 3 2 A

_L

kc input

~5bc

U M 3 2 4

GAMBAR 3.3

RANGKAIAN PENGUAT PEMBALIK

2.3 Rangkaian ADC.

Dalam perencanaan rangkaian ADC ini digunakan IC

ADC dengan tipe ADC0804 dimana IC ini mengubah

besaran analog ke digital

8

bit successive

approximation dengan waktu konversi

1 0 0

usee,

dengan waktu yang sebesar ini cukup untuk dapat

mengkonversikan besaran analog. Pertama-tama pada

bit yang tertinggi dites dan setelah

8

kali

(6)

perbandingan (64 clock cycle), maka digital

8

bit kode binary

( 1 1 1 1 1 1 1 1

skala penuh) akan dikirimkan ke output latch dan kemudian sebuah sinyal interupt dikeluarkan (INTR membuat transisi dari high ke low). Rangkaian ADC ini dapat dioperasikan sebagai mode free-running yaitu dengan menghubungkan INTR kemasukan WR dengan CS = 0. Gambar 3.4 menunjukkan blok diagram dari IC ADC0804.

Pada perubahan dari high ke low dari masukan WR, SAR (Successive Approximation Register) akan di kunci dan shift register stages di reset. Selama masukan CS dan masukan WR dalam keadaan low, maka A/D akan dalam keadaaan reset. Gambar 3.5 menunjukkan rangkaian lengkap ADC.

Pada pemakaian mode free-running digunakan suatu

rangkaian untuk memberikan pulsa inisialisasi pada

INTR yang sudah dihubungkan dengan WR yaitu dengan

memberikan sebentar sinyal low, untuk memastikan

operasi rangkaian. Pada penerapannya CS dan RD di-

tanah-kan sedangkan WR yang telah dihubungkan

dengan INTR dihubungkan dengan kolektor dari

transistor. Pada WR dan INTR selalu didapatkan

logik low yang mengikuti putaran kenaikan daya

untuk menjaga operasi. Ketika data dibaca,

kombinasi dari CS dan RD keduanya dalam keadaan

low, maka data akan dimasukkan pada keluaran yang

mempunyai tiga keadaan (tri state) yang memberikan

keluaran

8

bit data digital. Rangkaian untuk clock

(7)

diambil sesuai dengan yang ada pada data book dari ADC0804, dengan R = 10 KQ dan C = 150 P F , sehingga akan didapatkan frekuensi clock

1 1

fCLK = --- = --- 2--- ZTT~

1,1 RC 1,1 X 10

4

X 150 X 10 fCLK = 606 KHz

Mawfr CS tmte* for cttmy.

t o m 2 : S A R - I w c w i w A p proxim «tton R **«t*r.

GAMBAR 3.4 BLOK DIAGRAM ADC0804

Pada perencanaan ini dipakai V ref/2 = 2,5 Volt,

maka tegangan maksimum yang dapat dikonversikan ke

digital adalah 5 Volt dengan konversi digitalnya

(8)

adalah 1111 1111, sedangkan pada tegangan 0 Volt konversi digitalnya adalah

0 0 0 0 0 0 0 0

dengan kenaikkan sebesar 5/256 V atau 20 mV setiap kenaikkan satu bit LSB. Tabel 3.1 menunjukkan konversi dari ADC.

Rangkaian untuk pulsa inisialisasi diberikan untuk WR dan INTR sesaat untuk memperoleh sinyal low setelah supply dinyalakan. Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian pulsa inisialisasi.

lOK lOK

GAMBAR 3.5

RANGKAIAN LENGKAP ADC

(9)

TABEL 3.1

KONVERSI TEGANGAN KE DIGITAL DARI ADC

INPUT ANALOG (MILIVOLT)

INPUT ADC (MILIVOLT)

OUTPUT DIGITAL (BINARY)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1

1 2

40

0 0 0 0 0 0 1 0

18 60

0 0 0 0 0 0 1 1

24 80

0 0 0 0 0 1 0 0

30

1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

36

^{1 2 0} ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ¹ ¹ ⁰

42 140

0 0 0 0 0 1 1 1

48 160

0 0 0 0 1 0 0 0

54 180

0 0 0 0 1 0 0 1

60

^{2 0 0} ⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ¹ ⁰ ¹ ⁰

6 6 2 2 0 0 0 0 0 1 0 1 1

72 240

0 0 0 0 1 1 0 0

78 260

0 0 0 0 1 1 0 1

84 280

⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ¹ ¹ ¹ ⁰

90 300

⁰ ⁰ ⁰ ⁰ ¹ ¹ ¹ ¹

96 320

⁰ ⁰ ⁰ ¹ ⁰ ⁰ ⁰ ⁰

1 0 2

340

0 0 0 1 0 0 0 1

108 360

⁰ ⁰ ⁰ ¹ ⁰ ⁰ ¹ ⁰

114 380

⁰ ⁰ ⁰ ¹ ⁰ ⁰ ¹ ¹

1 2 0

400

0 0 0 1 0 1 0 0

126 420

0 0 0 1 0 1 0 1

132 440

0 0 0 1 0 1 1 0

138 460

0 0 0 1 0 1 1 1

144 480

0 0 0 1 1 0 0 0

150 500

0 0 0 1 1 0 0 1

156 520

0 0 0 1 1 0 1 0

162 540

0 0 0 1 1 0 1 1

168 560

0 0 0 1 1 1 0 0

174 580

0 0 0

.

1 1 1 0 1

180 600

0 0 0 1 1 1 1 0

186 620

0 0 0 1 1 1 1 1

192 640

0 0 0 1 1 0 1 1

198 660

0 0 0 1 1 1 0 0

Pada rangkaian ini digunakan 2 buah transistor NPN tipe 9013, sebuah kapasitor dan

2

buah tahanan.

Cara kerja rangkaian ini adalah pada saat supply

dinyalakan kapasitor mulai mengisi dan pada saat

mencapai tegangan 0,6 V atau 0,7 V, maka

(10)

transistor I akan saturasi (transistor berfungsi sebagai switch) dan arus akan mengalir ke emitor dan juga ke basis dari transistor II' yang akan menyebabkan transistor II akan saturasi yang seakan-akan kolektor dan emitor terhubung sehingga menyebabkan WR dan INTR akan mendapat sinyal low.

vcc

GAMBAR 3.6

RANGKAIAN PULSA INISIALISASI

Tegangan pada kapasitor akan terus naik sampai mencapai tegangan V cc yang menyebabkan transistor I akan cut-off, sehingga arus

1

^ akan mengalir ke basis transistor II yang menyebabkan transistor II akan cutoff.

2.4 Rangkaian Pendukung Dari Minimum Sistem 8031

Pada perencanaan minimum sistem 8031 digunakan

(11)

mikrokontroler 8031, EPROM 2764, RAM 6116, PPI 8255, IC 74LS373 dan IC 74LS138.

2.4.1 Rangkaian C l o c k . Mikrokontroler 8031 mempunyai pembangkit waktu dalam sebagai sumber clock. Pemilihan frekuensi kristal ini sebenarnya sangat berhubungan dengan baud rate dalam komunikasi serial, tetapi pada perencanaan dalam tugas akhir ini komunikasi serial tidak digunakan, oleh karena itu frekuensi kristal dipilih 11 MHz karena mempunyai ketelitian yang tinggi. Masing- masing kaki kristal dihubungkan dengan kapasitor

2 0

PF yang dihubungkan dengan kaki 18 dan 19 dari 8031.

2.4.2 Rangkaian Reset. Rangkaian reset ini terdiri

dari sebuah tahanan, sebuah kapasitor, sebuah

saklar tekan dan sebuah inverter 74L S 0 4 . Gambar 3.7

menunjukkan rangkaian reset 8031. Mikrokontroler

8031 membutuhkan lebar pulsa reset minimum dua

siklus kerja (24 periode osilator). Perhitungan

dilakukan pada kondisi rendah (logika 0). Pada

tegangan dengan kondisi rendah maksimum input

schmitt-trigger adalah 0,8V, dan lebar pulsa reset

pada kondisi rendah harus lebih besar dari dua

siklus kerja. Dengan rumus : V rst = V cc (l-e-^ ^ )

Frekuensi kristal yang dipakai 11MHz akan diperoleh

satu siklus kerja sebesar 0,091

m

.

s

. Jika lebar

(12)

pulsa reset minimum diambil 3 kali, maka : t

= 3 X 0,091 us = 0,273 us V rst = 0,8V

;vcc r 5V .

Maka akan diperoleh konstanta waktu (RC) yaitu : RC = 1,566 |j.s

Agar didapat pulsa reset yang lebih lebar, maka diambil nilai yang lebih besar, dengan memperhatikan komponen yang ada, maka dipilih

RC = 47 ms ; dimana C = 10

m

.F

maka akan diperoleh harga tahanan R = 4,7 KQ, dan dengan rumus diatas akan diperoleh waktu reset t =

8 , 2

ms.

4K7

p3

_,

l

o ° '

^ lOuF

^ > o -

2-0ft£SET 3 0 3 1 .5255~>

7 4 L 5 0 4

GAMBAR 3.7 RANGKAIAN RESET 8031

2.4.3 Rangkaian D e k o d e r . Mikrokontroler 8031 mempunyai dua buah peta alamat memori, yaitu peta alamat memori program dan peta alamat memori data.

Tetapi pada perencanaan ini peta alamat memori

program dan peta alamat memori data dijadikan satu

peta alamat memori. Peta alamat memori ini dapat

dilihat pada gambar 3.8, peta alamat memori ini

(13)

mempunyai interval 2 Kbytes, yang berawal dari alamat 0000H-1FFFH untuk alamat EPROM, karena digunakan EPROM 2764 dengan kapasitas memori

8

Kbytes; sedangkan alamat 2000H-27FFH untuk RAM, karena digunakan RAM 6116 dengan kapasitas memori 2 Kbytes, sedangkan untuk alamat 2800H-2FFFH untuk PPI 8255, sedangkan alamat diatasnya kosong.

FFFFH

3000H 2FFFH 2800H 27FFH 2000H 1FFFH

0000H

GAMBAR 3.8 PETA ALAMAT MEMORI

Rangkaian dekoder ini dipakai untuk mengaktifkan EPROM, RAM dan PPI 8255. Gambar 3.9 menunjukkan rangkaian dekoder. Dimana IC yang dipakai adalah 74LS138, dengan input A,B dan C yang dihubungkan dengan A n >

015111

^13 d a r i 8031, sedangkan pin G2A dan G2B dihubungkan dengan A14 dan A15 serta

K

0

S

0

N G

PPI 8255

RAM 6116

EPROM

2764

(14)

pin G-l dari 74LS138 dihubungkan ke VCC. Kombinasi dari input A, B dan C digunakan untuk memilih output mana yang aktif. Kesemua output dari 74LS138 aktif dalam kondisi rendah. Tabel kebenaran dari IC 74LS138 dapat dilihat pada tabel 3.2. Karena pada peta alamat memori digunakan interval 2 Kbytes, maka untuk EPROM dipakai 4 output dari 74LS138 yaitu Y 0 , Y-p Y

2

dan Y

3

yang mana keempat output ini dihubungkan dengan gerbang AND yaitu IC 74LS08 yang mempunyai 4 gerbang AND (dapat dilihat pada gambar 3.8), dimana output terakhir dari gerbang ini dihubungkan ke CS dari EPROM 2764, sedangkan Y^

dihubungkan ke CS dari RAM 6116 dan Y

5

dihubungkan ke CS dari 8255.

Sinyal kontrol untuk yang dipakai untuk mengatur

memori ini adalah PSEN, RD dan WR, dimana PSEN dan

RD dihubungkan ke gerbang AND, yang mana output

dari gerbang ini dihubungkan ke OE dari 2764, ke OE

dari 6116 dan ke OE dari 8255. Sinyal PSEN dan

sinyal RD ini akan aktif secara bergantian, dimana

bila PSEN yang aktif (dalam keadaan low) maka RD

tidak aktif (dalam kondisi tinggi) dan memori yang

aktif adalah EPROM 2764, sedang bila sinyal RD yang

aktif (dalam kondisi rendah) maka PSEN tidak aktif

(dalam kondisi tinggi), sedangkan memori yang aktif

adalah RAM dan PPI 8255. Sinyal WR dihubungkan ke

WE (Write Enable) dari 6116 dan ke WR dari 8255.

(15)

2.4.4 Hubungan Antara 8031 Dengan EPROM 2764. Pada 8031 port 0 merupakan alamat bawah yang dimultipleks dengan data bus. Untuk mengatasi hal ini digunakan IC 74LS373 untuk me-latch port, maka dengan demikian data dan alamat dapat dipisahkan, dimana output dari 74LS373 merupakan alamat A0-A7 yang dihubungkan dengan jalur alamat dari EPROM 2764 dan port 2 (A8-A12) juga dihubungkan dengan alamat dari EPROM (A8-A12), sedangkan jalur data dari EPROM juga dihubungkan dengan jalur data yang dikeluarkan oleh 8031. Pin 0E dari EPROM dihubungkan dengan output dari gerbang AND yang merupakan kombinasi dari PSEN dan RD seperti yang telah dibahas pada rangkaian dekoder. Sedangkan untuk mengaktifkannya, maka CS dihubungkan dengan output dari gerbang AND yang mana gerbang AND ini mendapat input dari Y0-Y3 dari output IC 74LS138.

Gambar 3.10 menunjukkan hubungan 8031 dengan EPROM

RE____I.

PS5 H_____Z.

7411508

K E O E 2 7 6 4 'DAN O E 6 1 1 6

K E M E 6 1 1 6 'DAN U R 8 2 5 5

GAMBAR 3.9

RANGKAIAN DEKODER

(16)

TABEL 3.2

TABEL KEBENARAN IC 74LS138

INPUT OUTPUT PIRANTI :

C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y

6

Y7

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

2764

0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

2764

0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1

2764

0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

2764

1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1

6116

1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

8255

1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1

KOSONG

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

2.4.5 Hubungan Antara 8031 Dengan RAM 6116. Ram

6116 digunakan untuk menyimpan data yang akan

dimasukkan. Dalam hal ini alamat pert 0 dari 8031

juga harus melewati IC 74LS373 dengan output dari

IC ini merupakan alamat A0-A7 yang dihubungkan

dengan alamat bus dari RAM 6116, sedangkan alamat

yang lain didapat'dari port 2 (A8-A10). Data bus

dari RAM juga dihubungkan dengan data bus yang

dikeluarkan oleh 8031. Sinyal untuk OE dihubungkan

juga dengan output dari gerbang AND seperti pada

sinyal OE dari EPROM, sedang sinyal WE (Write

Enable) dihubungkan dengan sinyal WR dari 8031 dan

untuk mengaktifkannya, maka CS dihubungkan dengan

output dari 74LS138 yaitu Y 4 . Gambar 3.11

(17)

menunjukkan hubungan 8031 dengan RAM 6116.

,.,12,.

£a/v p P O . O PO . 1

X I P O . 2

P O . 3 P O . 4

X 2 P O . S

P O . 6 P O . 7 R E S E T

P 2 . 0 P 2 . 1

I N T O P 2 . 2

I N T I P 2 . 3

T O P 2 . 4

T 1 P 2 . S

P 2 . 6

P I . O P 2 . 7

PI . 1

P I . 2 m

P I . 3 M R *■

P I . 4 PSEM.

P i . 5 AL.E/P

P I . 6 T X D

P I . 7 R X D

3 9

s

321

■k2 4

2H

2 7

A?

7 3 14

2

Z 4<

D O 4 0 D 1 4 1 0 2 0 2 D 3 0 3 0 4 4 4 0 5 4 5 0 6 4 6 0 7 4 7 O C

<3

V4LS375 m

as

. A

2

.

74L.S08

•2#

■> 1

2

S

20 2 Z

U

2

_

A O O O

A l O l

A 2 0 2

A 3 0 3

A 4 0 4

A 5 0 5

A 6 0 6

A 7 0 7

A S A 9 A l O A l l A 1 2 n P G M V P P 2 7 6 4

— O V C C

LbflRl D E K O D E R I

GAMBAR 3.10

HUBUNGAN 8031 DENGAN EPROM 2764

2.4.6 Hubungan Antara 8031 Dengan PPI 8255. Dalam

perencanaan ini data bus dari 8031 yaitu port 0

dihubungkan dengan data bus dari 8255. Pada 8255

ini juga terdapat alamat AO dan Al, dimana AO dan

A1 dihubungkan dengan output dari 74LS373 alamat AO

dan Al juga. Sinyal RD dihubungkan dengan output

gerbang AND seperti pada OE dari EPROM dan RAM,

sedangkan sinyal WR dihubungkan langsung ke WR dari

8031. Rangkaian reset dari 8255 diambil dari

rangkaian reset 8031 yang sama-sama aktif dalam

(18)

kondisi tinggi. Untuk mengaktifkan 8255, maka CS yang aktif dalam kondisi rendah dihubungkan dengan output dari 74LS138 yaitu Y

5

. Gambar 3.12 menunjukkan hubungan antara 8031 dengan PPI 8255,

,13,

d3&

3 £

E5>V P P O . O PO . 1

X I P O . 2

P O . 3 P O . 4

X 2 P O . S

P O . S P O . 7 R E S E T

P 2 . 0 . P 2 . 1

I N T O P 2 . 2

I N T I P 2 . 3

T O P 2 . 4

T 1 P 2 . S

P 2 . 6

P l . O P 2 . 7

P I. 1

P I . 2 Eg.

P i . 3

P I . 4 P S E N

P I . S A L E / P

P I . 6 T X D

P I . 7 R X D

A O D O

A i 0 1

A 2 D 2

A 3 D 3

A 4 D 4

A S O S

A £ O G

A 7 0 7

A 6 A 9 A I O

GAMBAR 3.11

HUBUNGAN 8031 DENGAN RAM 6116

serta tabel 3.3 menunjukkan alamat dari masing- masing port. Dalam perencanaan ini masing-masing port digunakan sebagai berikut :

Port A sebagai input Port B sebagai output

Port C bawah sebagai input Port C atas sebagai output

Format untuk mengatur semua port dari 8255 sesuai

dengan yang diinginkan digunakan kontrol word yaitu

(19)

91H (cara mencari format kontrol word ini dapat dilihat babll).

a

az

C S /v p P O . O PO . 1

X I P O . 2

P O . 3 P O . 4

X 2 P O . S

P O . 6 P O . 7 R E S E T

P 2 . 0 P 2 . 1

I N T O P 2 . 2

I N T I P 2 . 3

T O P 2 . 4

T 1 P 2 . S

P 2 . 6

P l . O P 2 . 7

P I. 1 P I . 2 % D

P I . 3 U R

P I . 4 P S E N

P l . S A L E / ^

PI . 6 T X O

P i . 7 R X O

8031

3 9

_ c

tafc

±2-

So

4 T

3 if 3E

jj

:

D O Q O O l Q l 0 2 Q 2 0 3 Q 3 0 4 Q 4 0 5 Q S 0 6 Q 6 0 7 Q 7 O C

<3

_2_aa

ya_

75C358 EMSEZHESET>- EMT3EHoBEH>-

.34 3l

3 _E

iJZ.

D O O X 02 0 3 D 4 05 0 6 0 7

BE

AO A 1

kSET

P A O P A X P A 2 P A 3 P A 4 P A S P A 6 P A 7 P B O P B 1 P B 2 P B 3 P B 4 P B S P B 6 P B 7 P C O

PCX

P C 2 P C 3 P!C 4 P C S P C 6 P C 7

8553“

14

H.±3L.

i t

GAMBAR 3.12

HUBUNGAN 8031 DENGAN PPI 8255

2.4.7 Rangkaian Display. Dalam perencanaan ini digunakan 2 buah 7 segmen command anode, 2 buah IC 74LS247 sebagai pengatur 7 segment. Gambar 3.13 menunjukkan rangkaian lengkap display. IC 74LS247 I mempunyai 4 buah input yaitu

8

, 4, 2 dan 1 yang dihubungkan dengan PB

3

, P B

2

> PBj_ dan PBg dari port B 8255, sedangkan untuk IC 74LS247 II semua inputnya dihubungkan dengan PBy, PBg, PBg dan PB^

dari port B 8255 serta semua outputnya a, b, c, d,

e, f dan g dihubungkan ke 7 segment. Semua sinyal

kontrol dari 74LS247 yaitu RBI, RBO dan LT

dihubungkan dengan Vqq, dimana semua outputnya

(20)

aktif dalam kondisi rendah. Untuk menjaga agar tidak terjadi tegangan lebih pada 7 segment, maka antara output 74LS247 dan 7 segment diberi

TABEL 3.3

TABEL ALAMAT PORT DARI 8255

A15 A14 A13 At*?nii Ail AlO A9 A8 ... .... A3 A2 Al AO ALAKAT PDRT

0 0 1 iX 0 0 0 ... 0 0 o 2300H PORT A

0 0 1 1 Xf 0 0 0 ... .... 0 0 0 1 2301H PORT 2 0 0 i 1 1 o 0 0 ... .... 0 0 i 0 2802H PORT C

0 0 1 ^I f± 0 0 0 ... 0 1 X1 2S03H C.PORT

tahanan. Dalam perhitungan seven segment dapat dianggap sebagai sebuah led. Rangkaian 7 segmen ini dihubungkan dengan port B dari 8255 dan port 1 dari 8031. Gambar 3.14 menunjukkan rangkaian led sebagai pengganti 7 segmen. Tegangan led yang dianggap ideal yaitu antara 2,5-3 Volt sehingga akan didapat nyala dari led cukup terang. Dengan mengambil arus yang melewati led sebesar 20 mA, maka besar tahanan dapat dihitung sebagai berikut : untuk V^

jijj

= 2,5V

VCC “ VLED 5 - 2 , 5 R =

lLED untuk V

l e q

= 3V

R = VCC " VLED

•LED

20 mA

5 - 3

2 0

mA

=

100

^Q

(21)

Maka harga R yang diambil antara harga tersebut dan ada dipasaran yaitu sebesar

1 2 0

Q. GAMBAR 3.13

RANGKAIAN LENGKAP DISPLAY

2.4.8 Rangkaian Keyboard. Pada perencanaan ini digunakan keyboard matriks 4X3 dengan menggunakan saklar tekan sebagai tombolnya. Gambar 3.15 menunjukkan rangkaian lengkap keyboard. Pada rangkaian ini 3 jalur verikal digunakan sebagai untuk mengatur tombol-tombol yang akan digunakan sebagai input ke 8255, dimana 3 jalur ini dihubungkan ke PCg, PCg dan PC

4

dari port C 8255.

Untuk 4 jalur yang horiscntal berfungsi sebagai

input yang dihubungkan dengan PC

3

, PC

2

, PC^ dan PCq

(22)

dari 8255. Prinsip kerja dari keyboard ini adalah bila salah satu dari 3 jalur yang vertikal dalam kondisi rendah, misalnya PC

5

dalam kondisi rendah dan bila tombol 2 ditekan maka PCq akan menjadi rendah sehingga akan mengalirkan arus dan akan menimbulkan angka

2

, demikian juga dengan angka- angka yang lain. Harga tahanan tersebut dapat dihitung dengan mengambil arus yang lewat ke 8255 untuk kondisi rendah sebesar 1,7 mA

L‘.

VCC

5

R = --- = --- = 2,94 KQ 1,7 mA 1,7 mA

Dengan melihat . harga R yang ada dipasaran, maka diambil harga R sebesar 3,3 K Q .

vcc

o?

L E D

1

120

GAMBAR 3.14

RANGKAIAN PENGGANTI 7 SEGMENT

2.4.9 Rangkaian Pengaktif Relay. Pada perencanaan ini dipakai sebuah relay

12Vq q,

sebuah diode IN4001 dan sebuah transistor SC 1081. Gambar 3.16 menunjukkan rangkaian pengaktif relay. Relay ini dipakai untuk menjalankan dan mematikan kompresor.

Fungsi dari diode adalah untuk menjaga adanya

^Intelj Hicroprosesspr ftnd Peripheral Handbook, Vol II Peripheral, 1908, hal 2-81.

(23)

tegangan balik. sedang transistor yang dipakai ini difungsikan sebagai saklar saja.

GAMBAR 3.15 RANGKAIAN KEYBOARD

► 12V

o

I N 4 0 0 1

E S H >

---^{8 , 2 K}

R E L A Y

S C 1 0 6 1

GAMBAR 3.16

RANGKAIAN PENGAKTIF RELAY

(24)

Kaki basis dari transistor dihubungkan dengan subuah tahanan yang kemudian dihubungkanm dengan PC

7

dari 8255. Untuk menghitung harga tahanan tersebut, maka diambil tegangan output pada kondisi tinggi Vqjj = 2,4V dan Iq^ = 200 uA dengan Vggsaj.

= 0,6V.

V0H ~ vBEsat

2 ) 4

"

° ’ 6 0

R = --- = --- = 9 KQ

I

qjj

200 (iA

Dengan melihat harga tahanan yang ada dipasaran maka diambil harga R sebesar 8,2 KQ.

3. PERENCANAAN PERANGKAT LUNAK

Seperti telah diuraikan diatas bahwa pengaturan tekanan ini diatur oleh minimum sistem 8031. Dalam hal ini digunakan sebuah program dengan menggunakan bahasa mesin dari mikrokontroler 8031 untuk mengendalikan semua perangkat keras yang telah direncanakan itu.

Pertama-tama melakukan inisialisasi 8255, inisialisasi keyboard, setelah itu memasukkan/membaca data baik itu data dari ADC maupun data dari keyboard. Data dari ADC ini dikurangi dengan 02H, hal ini dilakukan untuk menyesuaikan data yang masuk dari transduser, karena keluaran dari transduser tidak dimulai dari nol.

Sedangkan data dari keyboard diubah dulu kedalam bentuk

heksadesimal untuk disesuaikan dengan keluaran dari

ADC; kedua data ini ditampilkan. Bila data dari ADC

lebih kecil daripada data dari keyboard, maka relay

(25)

diaktifkan yang menyebabkan kompresor nyala dan bila

data dari ADC sama dengan data dari keyboard, maka

relay dimatikan, sedang bila data dari ADC lebih besar

daripada data dari keyboard, maka relay dimatikan yang

menyebabkan kompresor mati. Diagram alir untuk

pembuatan perangkat lunak ini dapat dilihat pada gambar

3.17.

(26)

GAMBAR 3.17

DIAGRAM ALIR DALAM PEMBUATAN PERANGKAT LUNAK

(27)

(28)

00-07

E5/VP PO.O PQ.i XI P0.2 P0.3 P0.4 12 PO.S P0.6 P0.7 RESET

P2.0 P2.1 INTO P2.2 INTI P2.3 TO P2.4 Ti P2.5 P2.6 Pi.O P2.7 Pl.t PI. 2 &

PI.3 m

Pi.4 Pi.5 Pi.6 TXD Pi.7 k d

A

* s 10/

Y0_1

Yl_i

Y3 J2.

Jocjwrt Nuab«r j R £ V

HTfflHUI S1STESI HZCROCOKTROLUH 8031 | 1

••iU: January 1, 1380i3«tt iof

GAMBAR 3.18

GAMBAR PERENCANAAN SECARA LENGKAP

(29)

§<=,

n t

-H4-

s

r*?

i

L

1

(-Hi-

(30)

PortA EQU 2800H

PortB EQU PortA+1

PortC EQU PortA+2

CWR EQU PortA+3

DispPort EQU PortB

CtrlWord . EQU 091H

ButO EQU 067H

Butl EQU 06EH

But2 EQU 05EH

But3 EQU 03EH

But4 EQU 06DH

But5 EQU 05DH

But

6

EQU 03DH

But7 EQU 06BH

But

8

EQU 05BH

But9 EQU 03BH

But 10 EQU 057H

But 11 EQU 037H

;scan keyboard

Scanl EQU 060H

Scan2 EQU 050H

Scan3 EQU 030H

Status DATA 00020H

SegStat BIT Status.0

.DATA

ORG 060H

ADC DB

0

SETTING DB

0

BCD DB

0

TEKANAN DB

0

.CODE

ORG 00000H LJMP Start

ORG 00100H

InitPPI MOV DPTR,#CWR

MOV A,#CtrlWord MOVX @DPTR,A

MOV DPTR,SDispPort

MOV A,#0QH

(31)

MOV SETTING,A MOVX @DPTR,A CLR SegStat

CLR C

MOV A,#00H MOV PI,A RET

BCD_TO_HEX MOV BCD,SETTING MOV A,BCD

SWAP A

ANL A,#OFH MOV B,#10

MUL AB

MOV R 3 , A MOV A,BCD ANL A , #OFH ADD A, R3

MOV R3.A

MOV

■ RET

B C D ,R3

HEX_TO BCD MOV TEKANAN,ADC MOV A,TEKANAN MOV B,#10

DIV AB

MOV R4,B

RL A

ORL A.R4 MOV R 4 , A MOV

RET

P1,R4

DataADC MOV DPTR,#PortA

MOVX A,@DPTR SUBB A,#02H MOV ADC, A

ACALL HEX_TO_BCD ACALL BCD_TO_HEX MOV A, BCD

CLR C

CJNE A,A D C ,KompNyala KompMati SETB P 3 .1

SJMP DataADC_Ok

KompNyala JC KompMati

CLR P3.1 DataADC_Ok RET

;BANDING DATA

;KOMPRESOR MATI

;KOMPRESOR NYALA

(32)

TampilKeDisp

Segl:

TAMPIL

Delay:

Wait

ScanKey

T e s t O :

T e s t 1:

T e s t 4 :

T e s t 7 :

T e s t 2 :

MOV DPTR,#DispPort JB SegStat,Segl ANL SETTING,#OFOH ORL SETTING,A SJMP TAMPIL

ANL SETTING,#OOFH SWAP A

ORL SETTING,A MOV A,SETTING MOVX @DPTR,A CPL SegStat RET

MOV R2,#04FFH MOV R 1 ,#04FFH DJNZ R 1 ,$

DJNZ R 2 ,Wait RET

MOV DPTR,SPortC MOV A,8060H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR ACALL DELAY ACALL DELAY

CJNE A,#ButO,Testl MOV A ,#00H ■ ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

CJNE A,#Butl,Test4 MOV A,#001H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

CJNE A,SBut4,Test7 MOV A,#004H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

CJNE A ,#B u t 7 ,Test2 MOV A, #007H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

MOV DPTR,#PortC MOV A,#050H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR

CJNE A,#But2,Test5 MOV A,#002H

ACALL TampilKeDisp

;7 segmen

1

;7 segmen

2

;out to display segment

;angka

0

;angka

1

;angka 4

;angka 7

;angka

2

(33)

MOV A,#005H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

Test

8

: CJNE A, #But

8

,TestlO MOV A,#008H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

T e s t l O : CJNE A,#ButlO,Test3 MOV A,#OFH

ANL SETTING,A

MOV DPTR,#DispPort MOV A, SETTING

MOVX @DPTR,A SJMP LABEL

T e s t 3 : MOV DPTR,#PortC MOV A ,#030H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR

CJNE A,#But3,Test

6

MOV A,#003H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

Test

6

: CJNE A,#But6,Test9 MOV A,#006H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

T e s t 9 : CJNE A,#But9.,Testll MOV A ,#009H

ACALL TampilKeDisp SJMP LABEL

T e s t l l : CJNE A, #Butll,LABEL MOV A,#0F0H

ANL SETTING,A

MOV DPTR,#DispPort MOV A,SETTING

MOVX @DPTR,A L A B E L : RET

Start ACALL Delay

ACALL InitPPI

LABEL1: ACALL ScanKey

ACALL DataADC SJMP

END

LABEL1 ■

;angka

8

;angka 3

;angka

6

Dalam bab perencanaan ini akan dibahas menjadi 2 bagian. yaitu perencanaan perangkat keras (hardware) dan

1. PENDAHULUAN