BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Konstruksi AT89S51
Mikrokontrol AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. 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 oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.
Memori merupakan 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 dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
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 bervariasa.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).
AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri.Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, seningga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai.
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 : VCC (Pin 40)
Suplaitegangan GND (Pin 20)
Ground
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat
Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, por ini akan mempunyaiinternal pull up.Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saatverifikasi program.
Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saatmengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut:
Nama Pin Fungsi
P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial) P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial)
P3.2 (pin 12 ) INT 0 (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 data eksternal memori) P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG) selama
Memprogram Flash. PSEN (pin 29)
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal. EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash
progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt. XTAL1 (pin 19)
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-program, membuat variabel yang dipakai kerja dalam memori-data dan lain sebagainya. Beberapa instruksi yang sering digunakan pada bahasa asembly untuk ASM-51 antara lain:
1. Instruksi MOV
Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat tau register tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.
Contoh pengisian nilai secara 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 secara tidak langsung
MOV R0,20h
Perintah diatas berarti: isikan nilai yang terdapat pada alamat 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah alamat. 2. Instruksi RET
Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan.
3. JB (Jump If bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika high (1) dan teruskan jika berlogika low (0).
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika low (0) dan teruskan jika berlogika high (1).
5. ACALL
Instruksi ini merupakan perintah untuk membuat logika menjadi 0 atau menolkan logika.
6. SET B
Instruksi ini merupakan perintah untuk membuat logia 1 pada port yang diacu (menghidupkan buzzer). Misalnya, P1.0.
7. BIT
Instruksi ini merupakan perintah untuk menandakan port. 8. DJNZ
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi 1 dan membandingkan apakah suatu register sama dengan 0 atau tidak.
9. Ajmp (Absolute Jump)
Instruksi ini merupakan perintah untuk melompat ke alamat tertenntu. 10.End
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengakhiri program (stop).
2.3 Laser Pointer
laser pointer bertenaga tinggi memproyeksikan sinar terlihat melalui hamburan dari partikel debu atau tetesan air di sepanjang jalur balok.Mempunyai kekuatan dan lebih tinggi-frekuensi laser hijau atau biru dapat menghasilkan sinar terlihat bahkan di udara bersih karena hamburan Rayleigh dari molekul udara, terutama bila dilihat dalam kondisi menyala cukup-untuk-remang.Intensitas hamburan tersebut meningkat ketika balok ini dilihat dari sudut dekat sumbu balok. Pointer tersebut, terutama dalam rentang output lampu hijau, digunakan sebagai pointer astronomi-objek untuk tujuan pengajaran. Baru-baru ini murah ketersediaan inframerah (IR) modul dioda laser sampai 1000 mW (1 watt) keluaran telah menciptakan generasi IR-dipompa frekuensi dua kali lipat (DPSS) laser pointer hijau, biru, dan ungu, lebih tinggi daya terlihat, biasanya sampai 300 mW. Karena komponen IR-laser balok dari laser terlihat sulit untuk menyaring, dan juga karena penyaringan memberikan kontribusi panas tambahan yang sulit untuk mengusir dalam saku "Laser pointer" paket kecil, sering dibiarkan sebagai komponen balok di pointer daya tinggi lebih murah. Komponen sinar laser tak terlihat menyebabkan tingkat potensi bahaya ekstra dalam perangkat ini ketika menunjuk pada benda-benda di dekatnya dan orang-orang.Laser pointer membuat alat sinyal kuat, bahkan di siang hari, dan mampu menghasilkan sinyal cerah bagi pencari potensial dan kendaraan penyelamat menggunakan, perangkat kecil dan ringan murah dari jenis yang bisa rutin dilakukan dalam kit darurat.Laser pointer jika ditujukan pada mata seseorang dapat menyebabkan gangguan sementara untuk visi.Ada beberapa bukti langka bahaya permanen kecil, tapi laser pointer bertenaga rendah tidak serius berbahaya bagi kesehatan.Mereka mungkin menjadi gangguan besar dalam beberapa keadaan.Titik cahaya dari laser pointer merah dapat dianggap karena gunsight laser, menyebabkan kemarahan dan kemungkinan bahaya.
2.4 Photodioda
Cahaya diserap di daerah pengambungan atau daerahintrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebutmenghasilkan arus yang berasal dari cahaya. Mode operasi
Potodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:
1. Mode potovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada potodioda menghasilkantegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan daritenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil
2. Mode potokonduktivitas :disini, potodioda diaplikasikan sebagai teganganrevers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebutpada dioda tidakakan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuranmenghasilkan arus poto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan teganganmendekati nol). Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangatlinier
Karakteristik bahan potodioda:
1. Silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagusantara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).
2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baikantara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm).
3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatantinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300sampai 1600nm).
Gambar Photodioda ditunjukkan pada gambar berikut:
2.5Dioda Pemancar Cahaya Infra Merah (LED infra Merah)
LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energylistrik. Dalambias maju sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang(hole). Energi ini tidak seluruhnya diubah kedalam bentuk energi cahaya atau photonmelainkan dalam bentuk panas sebagian.Proses pemancara cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifatelektroluminesensi. Material lain misalnya GaliumArsenida Pospat (GaAsP) atau Galium Pospat (GaP): photon energi cahayadipancarkan untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari LED digunakan untukmenghasilkan energi tidak tampak seperti yang dipancarkan oleh pemancar laser atau inframerah.
Pemancar inframerah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan GaliumArsenida (GaAs) yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda ini dibiasmaju. Bila diberi bias maju elektron dari daerah-n akan menutup lubang elektron yangada didaerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar keluar dari permukaan p dan n dalam bentuk photon. Photon-photon yang dihasilkan ini ada yang diserap lagidan ada yang meninggalkan permukaan dalam betuk radiasi energi.
2.6 LED(LightEmitingDioda)
LightEmittingDioda( LED), merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi
cahaya.setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan pn juga melepaskan energy panas dan energy cahaya. Karakteristik LED sama dengan karakteristik diode penyearah, bedanya jika diode
membuang energy dalam bentuk panas, sedangkan LED membuang energy dalam bentuk cahaya. Keuntungan menggunakan LED adalah struktur solid, ukurannya kecil, masa pakai tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on/ off pensaklaran, mudah dipakai dan mudah didapat. Karena tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on/ off pensaklaran, makaLED banyak
Sedangkan kerugian penggunaan LED adalah intensitas cahayanya yang lemah, sehingga tidak dapat dipakai sebagai sumber cahaya besar.
AnodaKatoda
Gambar2.3 Simbol LED
Radiasi cahaya yang dipancarkan LED tergantung darima dan susunan dioda P-N dan bahan semikonduktor penyusun LED itu sendiri. Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah GaAs(GaliumArsenide) meradiasikan sinar inframerah, Ga As
(Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning,GaP(GaliumPhospide)
meradiasikan warna merah dan kuning. Seperti halnya sebuah dioda, salah satu karakteristik LED adalah harga ketergantungan antaraI terhadap V. Grafik antaraV-I untuk LED sama dengan grafik V-I untuk dioda penyearah. Perbedaannya terletakpada pengertian tegangan dan arus yang lewat. Harga arus yang elewati LED menentukan intensitas cahaya yang dipancarkan, atau dengan katalain arus LED sebanding dengan intensitas cahaya yang dihasilkan. Jika arus yang melewati LED besar, maka intensitas cahaya yang dihasilkan juga terang, sebaliknya jika arus yang lewat kecil maka nyala LED akan redup atau LED tidak akan menyala sama sekali.
2.7 LED InfraMerah
Gambar2.4SpektrumSinar LED
LED dengan cahaya tidak tampak (Invisible) banyak digunakan dalam proses film dan dalam system keamanan. LEDi nframerah digunakan ketika diperlukan daya penekan anoptis yangtinggi. LED ini mempunyai intensitas sinar lebih besar dibanding LED dengan cahaya tampak. LED inframerah merupakan padanan spectral terbaik untuk kebanyakan fototransistor sebagai elemen penerima sinar penginderaan photo elektronik.
Rangkaian sensor infra merah menggunakan foto transistor dan led infra merah yang dihubungkan secara optik. Foto transistor akan aktif apabila terkena cahaya dari led infra merah. Antara Led dan foto transistor dipisahkan oleh jarak. Jauh dekatnya jarak memengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh foto transistor. Apabila antara Led dan foto transistor tidak terhalang oleh benda, maka foto transistor akan aktif. Transistor BC 547 akan tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor BC 547. Karena transistor tersebut tidak aktif, maka tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor
sehingga menyebabkan transistor BD 139 tidak aktif dan outputnya berlogik ‘1’ dan Led
padam. Apabila antara Led dan foto transistor terhalang oleh benda, foto transistor akan tidak aktif, sehingga transistor BC 547 akan aktif karena ada arus mengalir ke basis transistor BC 547. Dengan transistor dalam keadaan on, maka arus mengalir dari kolektor ke emitor
sehingga menyebabkan transistor BD 139 on dan outputnya berlogik ‘0’ serta Led menyala.
daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.
2.8 Transistor Sambungan Bipolar
Banyak sistem elektronik yang sangat tergantung pada kemampuan transistor untuk bertindak sebagai saklar. Transistor yang digunakan sebagai saklar mempunyai keuntungan yaiatu tidak mempunyai bagian yang berputar, yang dapat beroperasi ON dan OFF pada kecepatan yang sangat tinggi, memerlukan tegangan dan arus penggerak yang sangat rendah untuk memicu aksi penghubungan.
Emitor yang diberi banyak bahan campuran bertindak sebagai sumber utama dari arus elektron. Basis dengan sedikit bahan campuran bertindak untuk mengontrol aliran arus. Pada transistor NPN, kolektor diberi dengan bahan yang cukup dan menerima sebagian besar elektron dari emitor. Arus pada ujung basis disebut arus basis menentukan jumlah arus kolektor. Dengan tidak adanya arus basis tidak ada arus kolektor(normally OFF). Gain arus adalah perbandingan arus kolektor terdapat arus basis. Transistor sambungan bipolar
mempunyai dua variabel: NPN, aksi dari masing-masing adalah sama tetapi polaritasnya terbalik.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
PNP P-channel
NPN N-channel
BJT JFET
Gambar 2.5Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
6. Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
7. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
2.9 Sirene (Buzzer)
tersusun atas sebuah piringan yang diberi lubang dengan jumlah berbeda pada setiap jari-jarinya, kemudian diputar dengan cepat.
Gambar 2.6 Rangkaian Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
untuk membangun viral awareness, yang sangat didambakan oleh para pemilik brand saat ini, entah itu personal brand atau corporate brand. Personal brand berupa sosok seorang manusia yang dianggap sebagai sebuah merek, seperti seorang seniman, pemusik, politikus, dan sebagainya. Sementara corporate brand ialah perusahaan yang ingin mereknya makin dikenal dan akhirnya digunakan masyarakat.Syarat menjadi buzzer ialah memiliki pemahaman mengenai produk dan target audiens yang dibidik, target campaign (makin dalam engagement
