200r PORTABLE FREQUENCYCOUNTER DIGITAL TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA.

(1)

PORTABLE FREQUENCY COUNTER DIGITAL

TUGAS AKHIR

Olch :

NAMA : FRENDY GI.JNAWAN

NRP

: 5103095026

N.I.RM : 95.7.003.31073.51898

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNTVERSITAS

KATOLIK WIDYA MANDALA

SURABAYA

200r

(2)

PORTABLE FREQUENCY

COUNTER DIGITAL

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN KEPADA

FAKULTAS TEKNIK

LTNIVERSITAS

KATOLIK WIDYA MANDAL.{

UNTUK MEMENUHI SEBAGIAN PERSYARATAN

MEMPEROLEH

GELAR SAR'ANA TEKNIK

BIDANG TEKNIK ELEKTRO

Oloh :

NAMA : FRENDY GUNAWAN

NRP

: 5103095026

N.I.RM : 95.?.003.31073.51898

FEBRUARI, 2MI

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

Ujian Tugas

Akhir bagi

mahasiswa

tersebut

di bawah

ini :

NAMA NRP NIRM

: FRENDYGIINAWAN

: 5103095026

: 9 5 . 7 . 0 0 3 . 3 1 0 7 3 . 5 1 8 9 8

Telah

diselenggarakan

pada : l2 Februari

2001

Karenanya

yang bersangkutan

dengan tugas akhir ini

sebagian persyaratan

kurikulum guna memperoleh

bidang

TEKNIK ELEKTRO.

12 Februari

2001

/

M,

Albert Gunadhi, ST. MT. Pembimbing I Pembimbine II Anggota

/r

, ' L - - . r

i, ,.) r.r__/,)

Ir. I. Satyoadi

ry@

Ir. Vincent

W.Prasetvo..

M.Sc.

Anggota

Jurusan

Te\nik Elektro

Ketua

Surabaya,

*,wffiaT-,

dinyatakan telah memenuhi gelar SARIANA TEKNIK

(4)

ABSTRAK

Perkembangan alat-alat komunikasi dan elektronika yang berhubungan dengan frekuensi dibunrhkan suatu alat ukur frekuensi yairu frekuensi counter. Alat ukru ini digunakan untuk mengetahui berapa frekuensi yang dibutuhkan oleh alat-alat komunikasi dan elektronika tersebut. Dengan adanya kebutuhan tersebut maka penulis membuat Portable Frequency Counter Dgital sebagai tugas akhir ini.

Frekuensi counter ini dibuat dengan menggunakan teknik digital dan berbasiskan microconfoler 89C51 beserta perangkat lunakrya yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang lebih baik dibandingkan dorgan system analog. Dasar dari pengukuran ini adalah menghihurg jumlah getaran tiap detik dari suatu sinyal yang berbentr* sinus, gigi gergaji dan pulsa. Sinyal input yang masuk akan dikuatkan oleh Amplifier yang kemudian bentuk sinyal akan diubah oleh Schmidt Trigger menjadi bentuk pulsa karena sifat dari digital yang hanya menerima sinyal yang berbentuk pulsa. Pada penerapan yang sesungguhnya sinyal frekuensi tinggi yang masuk dalam satu detik tidak bisa langsung dihitung oleh counter dari alat ini karena terbatasnya kemampuan counter untuk menghitung frekuensi tinggi sehingga dibutuhkan suatu pernbagi yang disebut prescalo. Koja dari Prescaler ini membagi waktu dari sinyal frekuensi yang masuk yang biasa disebut dengan time base, jadi sinyal frekuensi yang masuk tidak lagi dalam satu daik tetapi satu detik tersebut dibagi sepuluh, seratus, seribu dan sepuluh ribu sesuai durgan besamya frekuensi yang masuk, semakin besar frekuensi yang rnasuk maka semakin besar pula pembaginya. Microcontroler 89C51 bernrgas mengetahui berapa besar frekuensi yang masuk dan dari data tersebut microcontroler akan memberi perintah kepada multiplexo sebagai saklar digital untuk menentukan prescaler mana yang akan digunakan. Hasil dari perhitungan akan ditampilkan pada LCD ( Liquid Crystal Display ).

Dari hasil pengukuran pada Tabel 4.3 dan percobzum alat dapat dilihat bahwa pada frekuensi rendah sampai frekuensi medium ( 0 - 900 Khz ) alat ini dapat bekerja pada tegangan input 150 mV sedangkan pada frekuensi tinggr yaitu dari I Mhz sampai 50 Mhz alat ini akan bekerja apabila tegangan input sebesar 500 rnV. Hal ini disebabkan karena pada frekuensi tinggr terjadi drop tegangan sehingga dibutuhkan tegangan input yang lebih besar. Dengan adanya pengukuran dan percobaan alat serta terpenuhinya tegangan input yang dibutuhkan oleh fiekuensi counter ini maka dapat dilihat bahwa rangkaian pada tiap block ( Penguat, Schmidt Trigger, Prescaler, _{Microcontroler, Multiplexer, LCD ) dapat} bekerja dengan tingkat kebenaran 80%.

(5)

KATA PENGANTAR

Dengan mernanjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah rnelimpalrkan berkat dan rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan kemampuan yang ada.

Adapun maksud dan tujuan penyusrm nrgas akhir ini adalah unnrk memenuhi persyaratan memperoleh gelar kesarjanaan di Jurusan Teknik Elekrro Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas bantrnn spiritual dan material kepada beberapa pihak:

I. Bapak, Ibu, serta saudara-saudara tercinta yang selalu memberikan bantuan spiritual dan material.

2. Bapak Albert Gunadhi M.T., selaku pembimbing I tugas akhir. 3. Bapak Widl'a Andya4a M.T., selaku pembimbing II tugas akhir.

4. Bapak Ir. R. Sitepu, M.Eng., selaku wali studi yang telah mernbimbing dan mengarahkan penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan seluruh mata kuliah di Jurusan Teknik Elektro Unika Widya Mandala Surabaya.

5. Ibu Ir. Nani Indraswati selaku Dekan Fakultas Teknik Unika Widya Mandala Surabaya.

6. Para Dosen Penguji yang telah meluangkan waku untuk memberikan penilaian serta masukan-masukan yang berguna bagi penulis.

7. Bapak Harddono Gunawan dan Sianarly selaku orang tua tercinta yang telah melahirkan dan mernbesarkan penulis.

8. Andrianto Gunawan dan Hendris Gunawan selaku kakak-kakak tercinta vane telah memberikan semangat dan bantuannya.

9. Theresia Indrawati selaku ternan dekat saya yang tercinta yang telah metnberikan semangat dan dorongan serta perhatian khusus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Para asisten dosen Laboratorium Elektronika dan Laboratorium lv{ikroprosessor, yang tel ah memberikan fasili tas Laboratorium.

I l. Seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Elehro yang telah membantu penulis. 12. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

(6)

Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan berkat dan rahmat atas kebaikan dan bantuan yang telah diberikan kepada panulis selama penyusunan tugas akhir ini hingga selesai. Penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk dijadikan pelajaran di masa mendatang. Semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi pengernbangan ihnu pengetahuan dan teknologi.

Surabava. Februari 2001

(7)

DAFTAR ISI LEMBARruDUL LEMBAR PERSETUJUAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTARISI DAFTARTABEL DAFTAR GAMBAR BAB IPENDAHULUAN l.l. LatarBelakang l.2 Maksud dan Tujuan 1.3. Rumusan Masalah 1.4. Batasan Masalah L5. Metodologi 1.6" Sistematika BAB IITEORIPENUNJANG 2.1 . Frekuensi Counter I z

2

z J a J 2.1.1. Amplitudo 2.1.2. Frekuensi 2.2. Penguat Emiter Bersama 2 . 3 . t C . 7 4 ( S ) r e 6

2.4. rC.74(LS)13 2. 5. Operational Amplifi er

2.5.1 . Inverting Amplifler 2.5.2. Non Inverting Amplifier 2.6. Mikrokontroler 89C5

2.6. 1. Arsitektur Mikokontroler 89C5 I 2 . 6 . 1 . 1 . M e m o r i

2.6.1.2. Register Fungsi Khusus 2.6.2. Interupsi 5 5 6 7 8 1 l l l 1 2 t 4 l ) 1 7 t 1

22

26

vl

(8)

2 7. Liquid

Crystal

Display

(LCD)

BAB III PERENCANAAN

DAN PEMBUATAN

ALAT

BAB IV PENGUJIAN ALAT 4 1. Pendahuluan

4.2 Pengukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap Low Frekuensi

4.3. Pengukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap High Frekuensi

4.4. Hasil Pengujian dan Kalibrasi BAB VPENUTUP

Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

2 8

3.1. Perencanaan Perangkat Keras 30 3.1.1. Diagram Blot< 30 3.1.2. Perencanaan Rangkaian Penguat Emiter Bersama 31 3 . 1 .3 . Perencanaan Rangkaian Op-Amp 33 3.1.4 Perencanaan Minimum Sistem 89C51 34 3.1.4.1. Perencanaan Mernory 35 3.1.4.2. Perencanaan Rangkaian Reset 37 3 .l .4 .3 . Perencanaan Rangkaian Clock 3 8 3.2. Perencanaan Peranekat Lunak 39

4 l

4 1

43 4 5

46 47

Lampiran 1 Listing Prograrn 48 Lampiran 2 Skema Rangkaian Portable Frequncy Counter Digital 55

(9)

Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel DAFTARTABEL

2.1 . Data Kebenaran IC74(S)196 2.2. Data Book IC74(S)196 2.3. Keluarga MCS-51

2.4. Nama dan Alamat Register pada Register Fungsi Khusus 2.5. Pemilihan Register Bank dengan RSO dan RS1

2.6. Alamat Layanan Rutin Interupsi 3.1. Kebenaran Memory

4.1. Hasil Purgukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap Low Frekuensi

4.2. Hasil Pengukuran Rangkaian Penguat Input Tsrhadap

l 0 l 0 1 6 Z J

2 5

2 7

3 6

High Frekuensi

Tabel 4.3. Hasil Pengujian dan Kalibrasi

44 4 5

(10)

Garnbar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Garnbar Gambar DAFTARGAMBAR

2.1. Rangkaian Penguat Emiter Bersama 2.2. Rangkaian inverting Amplifier 2.3. Rangkaian Non Inverting Anplifler 2.4. Diagnm Blok Keluarga MCS-5 I

2.5. Struktur Memori Mikrokontroler 89C51

2.6. Memory Program Bagian Bawah Mikrokontroler 89C51 2.7. Konfigurasi Perangkat Keras Untuk Memori Eksternal 2.8. Alamat Bawah Memory Data

2.9. Konfigurasi Untuk Mengakses Memory Data Ekstemal 2.10. Peta Special Function Register

2.11. Susunan Bit Program Status Word 2.1 2. Susunan Bit-bit Interupt Enable 2.13. Diagram Blok Penarnpil LCD 3.1. Blok Diagram Sistern

3.2. Rangkaian Penguat Emiter Bersama 3.3. Rangkaian Op-Amp

3.4. Perencanaan Memori

3.5. Rangkaian Reset dan Rangkaian On Chip Osilator 3.6. Diagram Alir Program Utama

4.1. Rangkaian Penguat Input

4.2. Respon Frekuensi Penguat Terhadap Low Frekuensi 4.3. Rangkaian Penguat Input Terhadap High Frekuensr 4.4. Respon Frekuensi Penguat lTerhadap High Frekuensi