KALANGAN SENDIRI BAHAN AJAR DAN MODUL PRAKTEK
SISTEM INSTRUMENTASI ELEKTRONIKA
BERBASIS KOMPUTER
Disusun Oleh:
Kolombus Siringo-ringo, S.T., M.M. HP. 081260179513
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
POLITEKNIK SANTO THOMAS
KATA PENGANTAR
Penulis mengucapkan puji syukur kepada-Mu ya Tuhan karena Engkau telah memberikan waktu dan kesempatan bagi penulis untuk menyusun dan membuat buku bahan ajar mata kuliah Sistem Instrumentasi Elektronika Berbasis Mikrokomputer dengan tepat waktu. Buku bahan ajar ini menjelaskan teori komponen-komponen sensor, bagian-bagian personal komputer, pemrograman visual basic, jaringan internet, dan aplikasinya kerangkaian instrumentasi dan kendali.
Bahan ajar merupakan karya tulisan ilmiah yang menjadi salah satu kegiatan dosen dan mahasiswa untuk membantu Pemerintah mengembangkan serta menyebarluaskan Ipteks. Dosen Teknik Elektronika Politeknik Santo Thomas diwajibkan membuat bahan ajar setiap mata kuliah yang diampuh, tujuannya agar perkuliahan bermutu dapat terwujud. Selain perkuliahan bermutu, bahan ajar ini juga digunakan didalam menambah kum jabatan fungsional dosen. Merperhatikan hal tersebut maka penulis membuat bahan ajar ini dengan sebaik mungkin. Bahan ajar ini cocok dipelajari oleh para mahasiswa di Prodi Teknik Informatika / Ilmu Komputer, Teknik Komputer, Teknik Elektronika, Teknik Telekomunikasi, Teknik Pengaturan, dan prodi lain yang ada kaitannya dengan komputer.
Dikesempatan ini penulis mengucakan terima kasih kepada semua pihak yang memberi sumbang saran didalam pembuatan buku bahan ajar ini, akhir kata diucapkan terima kasih.
Medan, Pebruari 2013 Penulis,
I.7. Bahasa Pemrograman Visual Basic ... 27 SISTEM DETEKSI DAN PENCEGAHAN BAHAYA GAS LPG BERBASIS MIKROKONTROLER ... 44
II.3 Alat dan Bahan ... 82
II.4 Prosedur Praktek ... 83
II.5 Pembahasan Hasil dan Tugas ... 84
II.6 Kesimpulan dan Saran ... 84
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.11 Karakteristik Sensor Gas TGS 2610-C00 ... 19
Gambar 1.12 Karakteristik Sensor Gas TGS 2610-D00 ... 20
Gambar 1.13 Rangkaian Dasar Sensor Gas TGS 2610 ……….. ... 21
Gambar 1.22. Transistor Sebagai Penguat Penggerak ... 41
Gambar 1.23. Karakteristik transistor ... 42
Gambar 2.1. Diagram Blok Detector Gas LPG ... 44
Gambar 2.2. Relay ... 46
Gambar 2.4. Flowchart Pemrograman ... 48
Gambar 2.5. Pengetikan Listing Program Assembly ... 49
Gambar 2.6. Hasil Ketikan Listing Program Diassemblykan ... 50
Gambar 2.7. Mendownloader Listing Program Memori Flash MC ... 50
Gambar 2.8. Didownload dengan hasil Sukses ... 51
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... 54
Gambar 3.2. Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89C2051 ………. ... 55
Gambar 3.3. Rangkaian ADC ……….. .... 56
Gambar 3.4. Flow Chart Program Mikrokontroler AT89C2051 ... 58
Gambar 3.5. Flowchart Pemrograman Visual Basic ……….. .. 59
Gambar 3.6. Bentuk Visual Pengukuran di Layar PC ..………. 64
Gambar 4.1. Blok Diagram Rangkaian Sistem ……… . 67
Gambar 4.2. Rangkaian Interface Port Paralel ... 68
Gambar 4.3. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ... . 69
Gambar 4.4. Rangkaian pengendali lampu ... 70
Gambar 4.5. Rangkaian Sensor Arus ... .. 72
Gambar 4.6. Flowchart sistem pengendali lampu ... ... 74
Gambar 4.7. Layout Program Kendali Tampak di Monitor ... ... 79
Gambar 4.8. Tampilan Menu Run Aplication as Server …….. ... 81
BAB-I TEORI DASAR
I.1. Personal Computer
Komputer adalah alat yang dipakai untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata computer semula dipergunakan untuk menggambarkan orang yang perkerjaannya melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi arti kata ini kemudian dipindahkan kepada mesin itu sendiri. Asal mulanya, pengolahan informasi hampir eksklusif berhubungan dengan masalah aritmatika, tetapi komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak berhubungan dengan matematika.
Program komputer adalah daftar besar perintah untuk dilakukan oleh komputer, barangkali dengan data di dalam tabel. Banyak program komputer berisi jutaan perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Suatu personal computer (PC) modern yang umum pada tahun 2003 bisa melakukan sekitar 2-3 milyar perintah dalam sedetik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa mereka lewat kemampuan untuk melakukan perintah kompleks. Adapun beberapa bagian hardware dari komputer.
I.1.1. Central Processing Unit (CPU)
Central processing unit (CPU) adalah suatu unit fungsional yang sangat penting didalam suatu instalasi computer. Tugas utama dari CPU adalah mengontrol dan membimbing keseluruhan sistem komputer selama pengolahan data, termasuk mengadakan Arithmetic operations dan logical opertions terhadap data. Didalam CPU disamping terdapat memory/storage unit yang menampung data dan instruksi yang akan diolah, juga terdapat 2 (dua) komponen besar, yaitu:
Tugas utama dari ALU ini adalah untuk melakukan semua perhitungan aritmetika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. 2. Control section Unit
Unit ini bertugas untuk mengatur atau mengendalikan semua peralatan yang ada pada system komputer.
1.1.2. Unit Memori
Berfungsi untuk menampung data/program yang diterima dari unit masukan sebelum diolah oleh CPU dan juga menerima data setelah diolah oleh CPU yang selanjutnya diteruskan ke unit keluaran. Pada suatu sistem komputer terdapat dua macam memori, yang penamaannya tergantung pada apakah alat tersebut hanya dapat membaca atau dapat membaca dan digunakan menyimpan data dalam kapasitas yang besar. Mulai dari komputer personal hingga mesin sekelas mainframe dan superkomputer menggunakan perangkat hard disk sebagai media penyimpanan datanya.
Komponen Penyusun Secara umum, komponen-komponen pokok yang menyusun sebuah hard disk terdiri dari, Platter (Piringan, biasanya dibuat dari alumunium yang dilapisi dengan bahan magenetik); Lengan pembaca (Komponen ini menyangga head yang berfungsi untuk membaca/menulis pada permukaan platter).
I.1.4. I/O Device
untuk menerima masukan (input) kemudian membacanya dan diteruskan ke Memory / penyimpanan.Output unit device berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori.
Data diterima melalui Input Device dan dikirim ke memory. Di dalam memory data disimpan dan selanjutnya diproses di ALU. Hasil proses disimpan kembali ke memory sebelum dikeluarkan melalui Output Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit. Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input - Proses - Output, yang dikenal dengan singkatan IPO. Suatu sistem komputer terdiri dari lima unit struktur dasar, yaitu:
1. Unit masukan (Input Unit) 2. Unit kontrol (Control Unit)
3. Unit logika dan aritmatika (Arithmetic & Logical Unit / ALU) 4. Unit memori/penyimpanan (Memory / Storage Unit)
5. Unit keluaran (Output Unit)
Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut
Central Processing Unit (CPU). Hubungan antar masing-masing unit yang membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar 1.1.
Setelah proses I/O dimulai, kendali akan kembali ke user program tanpa menunggu proses I/O selesai. Sistem call permintaan pada sistem operasi untuk mengizinkan user menunggu sampai I/O selesai. Device-status tabel mengandung data masukkan untuk tiap I/O device yang menjelaskan tipe, alamat, dan keadaannya. Sistem operasi memeriksa I/O device untuk mengetahui keadaan device dan mengubah tabel untuk memasukkan
interrupt. Jika I/O device mengirim data ke memori maupun mengambil data dari memori, hal ini dikenal dengan nama Direct Memory Access
(DMA).
I.1.5. Serial Port (RS 232)
Serial Port (RS232) merupakan interface dalam sistem komunikasi data antar PC maupun dengan piranti elektronik lain. Serial port bersifat asinkron dimana dapat mengirimkan data sebanyak 1 bit dalam tiap satu waktu. RS 232 memiliki 9 pin yaitu:
Gambar 1.2. Serial Port (RS 232) Keterangan:
pin 8 = Clear To Send (CTS) pin 9 = Ring Indicator (RI)
Tabel 1.1. Tabel Keterangan Pin DB9
Gambar 1.3. Antar Muka Serial Port
1.1.6 Port Paralel DB-25
Berikut adalah gambar 1.4 konektor port parallel DB-25 yang banyak digunakan pada IBM PC XT/AT :
Gambar 1.4 Port Paralel DB-25
Tabel 1.2 menjelaskan tentang konfigurasi pin dan nama sinyal konektor parallel standart DB-25 serta fungsi – fungsi dari ke dua puluh lima pin tersebut :
Tabel 1.2 Fungsi - Fungsi PIN Port Paralel DB-25 Pin
No Nama Sinyal Sifat Register Komplemen
1 Strobe Out Control Inverted
2 Data 0 In/Out Data Ya
3 Data 1 In/Out Data
4 Data 2 In/Out Data
5 Data 3 In/Out Data
6 Data 4 In/Out Data
7 Data 5 In/Out Data
9 Data 7 In/Out Data
10 Acknowledge In Status
11 Busy In Status Ya
12 Paper Out In Status
13 Select Out Status
14 Auto Line Feed Out Control Ya
15 Error In Status
16 Initialize Out Control
17 Select In Out Control Ya
18-25 Ground Gnd
Untuk dapat menggunakan port parallel, kita harus mengetahui alamatnya.
Base Address LPT1 (local printer terminal) biasanya adalah 888 desimal (378h) (888 desimal atau 378 heksadesimal adalah alamat port parallel pada komputer) dan LPT2 biasanya 632 desimal (278h). Alamat tersebut adalah alamat yang umumnya digunakan, tergantung dari jenis komputer.
Tabel 1.3. Alamat Pada Port - Port Paralel
Alamat Keterangan
3BCH– 3BFH Digunakan untuk port pararel yang terpadu dengan kartu
video, tidak mendukung alamat – alamat ECP 378H– 37FH Biasanya digunakan untuk LPT 1
278H– 27FH Biasanya digunakan untuk LPT 2
1. Register Port Pararel
Terdapat tiga jenis register pada port pararel yang umum digunakan, yaitu: a. Register Data Port Pararel
Ketiga jenis port register memiliki alamat yang berbeda yang digunakan untuk mengeluarkan data pada jalur data port pararel ( Pin 2 s/d Pin 9 ). Register ini normalnya sebagai port baca tulis, untuk membaca dari port ini maka yang terbaca adalah byte terakhir yang dikirim.
Tabel 1.4. mendeskripsikan fungsi Data Port Pararel : Tabel 1.4 Data Port Pararel (alamat 0x378)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
b. Register Port Status
aktif rendah. Jika bit 7 terbaca sebagai logika 0 artinya pada pin tersebut terpasang tegangan 5 V. Juga pada bit 2 IRQ, jika bit ini terbaca 1 artinya interupsi (salah) tidak muncul.
Tabel 1.5 mendeskripsikan fungsi Port Status :
Tabel 1.5 Port Status (alamat 0x379)
~S7 S6 S5 S4 S3 - - -
~Busy Ack PE Select Eror - - - c. Register Port Kontrol
Register port kontrol sebagai register tulis saja. Saat sebuah pencetak disambungkan pada port pararel, maka ia membutuhkan 4 kontrol yaitu strobe, auto linefeed, initialize, dan select printer, yang semua sifatnya inverted kecuali initialize.
Tabel 1.6 mendeskripsikan fungsi Port Kontrol :
Tabel 1.6 Port Kontrol (alamat 0x37A)
- - - - ~C3 C2 ~C1 ~C0
- - - - ~Select in Init ~Auto Feed `Strobe Ketiga port pada port pararel, yaitu port data, port status dan port kontrol, memiliki register perangkat lunak dan masing - masing berukuran 8 bit. Susunan bit - bit pada register port pararel untuk masing - masing port dapat dilihat pada tabel 1.3, tabel 1.4 dan tabel 1.5.
Pada port printer terdapat lima bit status (BSY, /ACK, PE (paper empty), SELECT, /ERROR). Sebagai catatan, maksud pemberian nama sinyal ini adalah sesuai dengan namanya, logika tinggi pada SELECT menunjukan bahwa printer dalam keadaan online. Logika tinggi pada BSY atau PE menunjukan ke PC bahwa printer dalam keadaan sibuk (busy) atau kehabisan kertas. Logika rendah pada /ACK menunjukan printer menerima suatu data. Logika rendah pada /ERROR menunjukan printer dalam kondisi error.
I.2. Konsep Dasar Internet
Internet (inter network) ialah jaringan komputer yang dapat menghubungkan jaringan yang satu dengan jaringan lainnya. Internet adalah sistim komputer umum yang berhubungan secara global dan menggunakan TCP / IP sebagai protocol pertukaran paket (packet switching communication protocol). Pada internet, tidak bergantung pada suatu sistem operasi tertentu. Dengan adanya teknologi, mobilitas manusia dapat terpenuhi hanya dengan mengkoneksikan PC ke dalam sistem di mana saja tempat yang tersedia jaringan internet. Umumnya pada internet terdapat server dan client. Definisi dari masing – masing adalah sebagai berikut :
a. Server
Server pada sistem komputer dapat diartikan sebagai pusat penyedia data. Pada dasarnya, server merupakan suatu sistem komputer yang menyediakan suatu jenis layanan tertentu dalam serbuah jaringan komputer. Server mengendalikan perangkat lunak administratif yang mengontrol akses terhadap jaringan dan sumber daya tertentu, contohnya: peralatan listrik yang dibahas pada penulisan ini, yang selanjutnya akan memberikan akses kepada client atau anggota jaringan.
b. Client
yang disebut server. Sehingga client merupakan pihak yang mengakses layanan yang disediakan oleh server dalam jaringan internet.
I.2.1 Protokol TCP / IP
Protocol adalah spesifikasi formal atau sekelompok aturan yang harus diikuti ketika mengirim dan menerima data. Protocol mendefensikan format, timing, urutan dan error checking yang digunakan pada jaringan. Sedangkan TCP/IP (Transmission Control / Internet Protocol) merupakan sekumpulan protocol yang didesain untuk melakukan fungsi - fungsi komunikasi data pada Wide Area Network (WAN). TCP dan IP saling bertanggung jawab atas fungsi - fungsi tertentu dari komunikasi data.
Fungsi - fungsi komunikasi data dalam TPC dan IP yang berbeda pada dasarnya dapat kita kelompokan. Protocol - protocol transport mengendalikan perpindahan data antara dua komputer meliputi:
1. TCP (Transmision Control Protocol)
Protocol ini bersifat layanan berdasarkan hubungan (Connectionbased), maksudnya adalah komputer pengirim dan penerima hubungan dan berkomunikasi satu sama yang lainya sepanjang waktu. Protokol ini menyediakan service yang dikenal sebagai connection oriented, reliable dan byte stream service.
2. IP (Internet Protocol)
IP merupakan inti dari protokol TCP / IP. Seluruh data yang berasal dari protokol diolah oleh protokol IP, dan dipancarkan sebagai paket IP agar sampai ke tujuan. Dalam melakukan pengiriman, IP memiliki sifat yang dikenal sebagai Unreliable, Connection Less dan Data Gram Delivery Service.
Dalam hal ini unreliable (ketidakhandalan) berarti bahwa protokol IP hanya berusaha melakukan sebaik - baiknya agar datagram yang dikirim pasti sampai ke tempat tujuan. Jika terjadi masalah protocol IP hanya memberitahukan ke pengirim bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan.
Connection less berati mengirimkan paket dari tempat asal ke tujuan pihak pengirim dan penerima tidak megadakan perjanjian terlebih dahulu.
Datagram Delivery Service berarti setiap paket data yang dikirim adalah independent terhadap paket data lain. Akibatnya jalur yang ditempuh masing-masing paket IP ke tujuan bisa jadi berbeda satu dengan yang lain karena jarak yang ditempuh berbeda. Kedatangan paket pun bisa jadi tidak berurutan.
I. 3. Analog to Digital Conventer (ADC)
Analog to Digital Conventer adalah alat yang berfungsi mengubah sinyal keluaran sensor yang masih berbentuk analog ke sinyal digital, karena mikrokontroler AT89C2051 hanya dapat memproses sinyal yang berbentuk digital. ADC 0804 adalah salah satu jenis IC ADC yang banyak digunakan pada rangkaian-rangkaian elektronika lainnya karena dianggap mampu melaksanakan fungsi utama ADC dengan baik. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan.
Hal-hal yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.
IC 0804 memenuhi karakteristik diatas, yaitu: 1. Mempunyai dua masukan analog yaitu : Vin(+) dan Vin-(-)
2. Mengkonversikan masukan tegangan analog menjadi keluaran digital 8 bit dengan range 0 V sampai 5 V.
3. Mempunyai rangkaian clock internal, yang dapat menghasilkan frekuensi
clock sebesar f = 1/(1.1RC).
4. Dengan frekuensi clock 640 KHz waktu konversinya adalah sekitar 100S.
Gambar 1.5. Konfigurasi Pin-Pin ADC0804
I.4. Sensor Suhu LM35
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam Celcius, LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 1.7
Gambar 1.7. Sensor LM 35
Dalam suhu kamar (25oC) tranduser ini mampu mengeluarkan tegangan 250 mV dan 1,5V pada suhu 150oC dengan kenaikan sebesar 10mV/oC.
Gambar 1.8. Bentuk Fisik LM 35
Untuk menggunakan LM35, cukup menyadap keluaran dari pin Vout untuk dapat dihubungkan langsung ke ADC .
digit rangkaian ini dapat mengukur suhu sampai 99.90C. Rangkaian umum pengukur suhu ditunjukkan pada gambar 1.9.
Gambar 1.9. Rangkaian Umum Pengukur Suhu I. 5. Sensor Gas TGS 2610.
1. 5. 1. Deskripsi
Sensor adalah suatu alat yang dapat merasakan perubahan disekitarnya dan mengubahnya menjadi suatu sinyal. Sensor TGS 2610 adalah sebuah sensor jenis semikonduktor yang dirancang agar peka terhadap keberadaan gas LPG. Sensor ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu:
1. Bagian luar yang merupakan pembungkus badan sensor terbuat dari logam, yang berfungsi sebagai pembungkus elemen dalam sensor (bagian samping), bagian ini juga berfungsi sebagai pembatas kondisi dalam sensor dengan kondisi luar sensor, sedangkan bagian atas terbuat dari plastik film tebal yang merupakan penghubung elemen dalam dengan bagian luar atau lubang gas masuk ke sensor dengan jumlah 100 Mesh.
2. Bagian dalam merupakan inti sensor, bagian ini terbuat SnO2yang dicetak
3. Gabungan kedua bagian diatas, menjadikan sensor ini sebagai sensor yang mempunyai kepekaan atau sensitivitas yang tinggi serta respons yang cepat terhadap keberadaan gas LPG yang sesai dengan standard UL 1484 dan EN 50194.
1.5. 2. Struktur TGS 2610
Gambar 1.10. Struktur Sensor TGS 2610
sensor, stainlees steel qauze adalah bagian luar dari sensor yang berfungsi lubang masuk ga. Sensin adalah bagian dalam sensor yang merupakan elemen semikonduktor (SnO2) yang berubah akibat konsentrasi gas. Dibawah elemen ini nampak elemen pemanas (heater) yang berfungsi menjaga suhu elemen sesuai spesifikasi yang ditentukan. Tampak juga pada gambar hubungan pin-pin sensor:
1. Pemanas ( +5V ).
2. Keluaran tegangan negati (-) sensor. 3. Keluaran tegangan positif (+) sensor. 4. Pemanas ( Ground ).
1.5.3. Karakteristik TGS 2610. TGS 2610-C00
Gambar 1. 11. Karakteristik Sensor Gas TGS 2610-C00.
iso-butana/propane mengalami perubahan yang signifikan pada konsentrasi 10000 ppm.
TGS 2610-D00
Gambar 1. 12. Karakteristik Sensor Gas TGS 2610-D00
Gambar 1.12. Adalah karakteristik TGS2610-C00, tampak bahwa perbandingan RS/ R0 pada hydrogen, metana signifikan terhadap
TGS 2610 (tanpa seri) adalah gabungan dari kedua seri ini, sehingga unsur etanol,butane,metana dan propane dapat dideteksi dengan sensitifitas yang tinggi.
1.5.4. Rangkaian Dasar TGS2610.
(a). Rangkaian dasar TGS 2610 (b). Rangkaian Ekivalen TGS 2610 Gambar 1.13. Rangkaian Dasar Sensor Gas TGS 2610.
Gambar 1.13. (a)Adalah rangkaian dasar dari TGS 2610, VC= 5Volt. RL =
10K. Gambar (b) adalah rangkaian ekivalen TGS 2610, tampak RS adalah
TOTAL
R dari R0 dan yang terhubung pararel dengan RGAS. Sedangkan RS
terhubung seri dengan RL
I.5.5. Prinsip Kerja TGS 2610
Sensor membutuhkan 2 tegangan masukan yaitu tegangan pemanasVH , dan tegangan rangkaianVC. Tegangan pemanas VH dibutuhkan untuk memanaskan elemen pemanas didalam sensor . Pemanas ini dibutuhkan untuk menjaga suhu didalam sensor sebesar sekitar 20ºC stabil. Temperatur ini diperlukan karena perhitungan spesifikasi ( spesifikasi referensi) dilakukan pada suhu 200C sesuai dengan data sheetnya. Sedangkan tegangan
C
Tegangan inilah yang nantinya dibagi oleh rangkaian sensor sesuai dengan harga resistansi yang membaginya.
Pada gambar 1.13. b. jelas bahwa pada dasarnya sensor ini bekerja dengan prinsip pembagi tegangan dimana RS yang merupakan elemen semikonduktor yang nilainya dipengaruhi oleh konsentrasi gas LPG, terhubung seri dengan resistorRL. Nilai RSsendiri adalah resistansi total dari resistansi RGAS dan R0
yang terhubung pararel dalam elemen semikonduktor itu.RGAS adalah resistansi yang berubah yang dipengaruhi oleh gas.
Nilai RGAS akan berubah semakin besar tergantung konsentrasi gas yang mempengaruhinya. RGAS inilah yang pada dasarnya inti kepekaan sensor, artinya tanpa adanya perubahan pada resistansi ini, tidak akan ada perubahan nilai RS, dengan sendirinya tak kan ada perubahan tegangan pada VRL. Nilai Rga s linier terhadap tegangan VRL, yaitu jika Rga s semakin besar, maka tegangan
VRL juga akan semakin besar.
Sedangkan R0adalah resistansi yang nilainya tetap, yaitu hambatan RS
pada hambatan 1800 ppm iso- butana
Sehingga dapat dituliskan dengan rumus :
atau
RL
V = VC (iRS)...(2.2)
Jika sensor tidak mendeteksi gas, nilai RGAS>>> (sangat besar atau seolah –olah hubungan terbuka), sehingga nilai RS= R0. Harga R0tetap, namun tidak
diketahui. Nilai RLsendiri dibuat tetap. Dengan demikian VRLmerupakan keluaran sensor yang akhinya diteruskan ke ADC atau yang merupakan sinyal informasi yang diolah oleh mikrokontroler AT89S51. Nilai resistor RLharus dibuat tetap untuk mengoptimalkan tegangan ambang semikonduktor agar disipasi dayanya berada dibawah batas 15 mW. Disipasi daya akan maksimal ketika nilai resistor
S
R sama dengan nilai resistor RL
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar dan teknologi baru. Sesuai dengan namanya, mikrokontroler adalah suatu alat atau komponen pengendali yang berukuran mikro yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi
Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harafiahnya bisa disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :
1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
3. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak
Mikrokontroler AT89C2051 adalah salah satu keluarga MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan. AT89C2051 memiliki fitur sebagai berikut:
1. Kompatibel dengan MCS-51.
2. 2 Kbyte Flash memory yang dapat dibaca / ditulis 1000 kali. 3. Osilator internal dan rangkaian pewaktu ( 0 – 24MHz). 4. RAM internal 128 x 8 bit
5. 15 jalur I/O
6. Enam buah jalur interupsi
7. Dua buah 16-bit Tmers / Counter
8. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART.
9. Dua level kunci memori progam.
I.6.1. Konstruksi AT89C2051.
Mikrokontroler AT89C2051 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 µF
dan resistor 10 KΩ dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan
Gambar 1.14. Konfigurasi Pin – Pin Mikrokontroler AT89C2051 Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler AT89C2051 :
VCC (Pin 20) Suplai tegangan GND (Pin 10) Ground
Jalur I/O (input/Output)
Port 1 (Pin 12-Pin 19) Port 3 (Pin 1 – pin 11) Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
RST (pin 1)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. XTAL1 (pin 5)
Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 4)
Tabel 1.7. Fungsi I/O Port 3
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) INT1 (interrupt 1 eksternal) P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)
I.7. Bahasa Pemrograman Visual Basic
Bahasa pemrograman adalah instruksi instruksi yang dengan aturan tata bahasa tertentu yang dicompile kemudian dimengerti oleh komputer untuk melakukan tugas tugas tertentu. Bahasa Pemrograman berdasarkan terapannya, bahasa pemrograman dapat digolongkan atas dua kelompok besar :
1. Bahasa pemrograman bertujuan khusus yang termasuk dalam kelompok ini adalah Cobol (untuk terapan bisnis dan administrasi), Fortran( untuk komputasi ilmiah), bahasa rakitan (untuk pemrograman mesin), prolog (terapan kecerdasan buatan), bahasa-bahasa simulasi, dan sebagainya.
2. Bahasa pemrograman bertujuan umum yang termasuk dalam kelompok ini adalah bahasa Pascal, Basic, dan C.
Bahasa bertujuan khusus bukan berarti tidak bisa digunakan untuk aplikasi lain. Cobol misalnya, dapat juga digunakan untuk terapan ilmiah, hanya saja kemampuannya terbatas. Yang jelas, bahasa pemrograman yang berbeda dikembangkan untuk bermacam macam terapan yang berbeda pula.
Bahasa Visual Basic adalah salah satu diatara sekian banyak bahasa pemrograman yang cukup banyak digunakan oleh para programmer. Visual Basic adalah bahasa pemrograman visual dengan dasar pemrograman bahasa Basic. Bahasa BASIC (Beginner’s Allpurpose Sybolic Instruction Code) dikembangkan pertama kali pada awal 1950an. Sementara bahasa Visual Basic, yang merupakan pengembangan bahasa basic, dikembangkan pertama kali oleh Microsoft pada tahun 1991.
Visual Basic ini merupakan salah satu Development Tool yaitu alat bantu yang dapat digunakan untuk membuat berbagai macam program komputer, khususnya yang berbasis Windows. Pembuatan program dalam bahasa Visual Basic berbeda dengan pembuatan program-program DOS umumnya atau yang sering disebut sebagai pemrograman konvensional.
(OOP), sementara bahasa delphi memiliki basic bahasa pascal yang terstruktur. Pembuatan aplikasi dengan menggunakan bahasa Visual Basic dimulai dengan memperkirakan kebutuhan, kemudian merancang tampilan program yang diikuti dengan pembuatan kode program tersebut.
I.7.1. Konsep Kerja Visual Basic 6.0
Karena visual basic merupakan bahasa pemrograman windows yang telah lama dan fasilitas yang tersedia memudahkan programmer. Adapun konsep dasarnya yaitu:
1. Bagaimana kerja window, event dan massege
Sistem operasi Microsoft Windows yang mengatur semua window dengan memasukkan nomor ID. Sistem secara terus menerus memonitor aktivitas window atau sering disebut event. Sebuah event dapat terjadi saat user melakukan sesuatu misalnya dengan mengklik mouse atau menekan tombol keyboard.
2. Mengenal Model Event-Driven
Prosedur merupakan bagian yang akan dieksekusi, pengeksekusian kode ini biasanya dimulai dari baris pertama kode. Jika anda ingin menjalankan prosedur yang dimaksud, kemudian menghubungkan aplikasi dengan prosedur.
3.Urutan Event yang didefenisikan
Urutan dalam event yang didefenisikan dalam sebuah urutan kodenya menunjukkan perbedaan waktu pengeksekusian saat program dijalankan. Karena kode dapat memicu sebuah event selama eksekusi dilakukan. Sebagai contoh, secara program anda dapat mengubah text box dengan memicu event change text box. Beberapa kode dapat dimasukkan kedalam event change untuk dieksekusi. Untuk mengetahui model event driven dan mengaturnya saat mendesain aplikasi.
3. menguji kode
Visual Basic mengimplementasikan kode program saat memasukkan objek. Visual Basic menangkap dan menandai sintak atau kesalahan saat suatu objek dibentuk setelah mengcompile kode yang dimasukkan maka akan diketahui adanya kesalahan pada program. Jika sebuah compiler menemukan kesalahan, kesalahan tersebut akan ditandai. Dapat langsung diperbaiki dan kembali melanjutkan kompilasi tanpa harus mengulanginya dari awal.
I.7.2. Tipe Data pada Visual Basic
Variabel digunakan untuk memasukkan nilai, variabel ini memiliki nama dan tipe data. Tipe data pada variabel mendefenisikan nilai yang dimasukkan dalam memori. Semua variabel memiliki tipe data yang bisa dimasukkan. Jika tipe data yang akan dimasukkan kedalam variabel telah diketahui maka data tersebut dapat dideklarasikan. Misalnya sebuah variabel untuk memasukkan sebuah nama, akan lebih baik jika mendeklarasikannya dengan tipe data string, karena nama merupakan gabungan dari karakter.
Berikut beberapa tipe data yang digunakan Visual Basic 6.0
1. Tipe data numerik yaitu integer, long, single, double, currency dan lain-lain.
2. Tipe data byte yaitu untuk memasukkan dan melindungi data binary, dimana tipe data ini dapat diisi antara 0 sampai 255 dan tidak dapat diisi angka negatif.
3. Tipe data string yaitu secara default, sebuah variabel string atau argumen adalah variabel_lenght string yang lebarnya ditentukan data baru yang dimasukkan kedalamnya.
5. Tipe data date yaitu nilai date dan time dapat anda masukkan kedalam tipe data date dan kedalam variabel bertipe variant.
6. Tipe data objek yaitu untuk menunjukkan keobjek pada aplikasi atau pada aplikasi lain. Visual Basic dapat menunjuk properti dan metode objek dengan tipe khusus sebelum mejalankan sebuah aplikasi. Hal ini akan mempercepat aplikasi saat dijalankan. Spesifikasi kelas ini ada pada objek browser.
Sudah banyak artikel maupun buku yang memberikan teknik pemrograman microsoft Visual Basic. Ada sesuatu pandangan bahwa optimasi merupakan fase terahir dalam suatu proses development. Namun yang membuat sesuatu aplikasi yang benar-benar optimal, diperlukan proses optimasi yang berjalan bersamaan dengan saat pendesainan kode. Pemilihan algoritma yang terbaik, strategi optimasi, menimbang antara kecepatan (speed) dan ukuran (size).
Optimasi itu sendiri berarti membuat segala sesuatunya lebih efisien, developer biasanya melakukan optimasi agar aplikasinya berjalan secepat mungkin dan berukuran sekecil mungkin. Teknik optimasi kecepatan sering dijadikan salah satu patokan utama oleh seorang user dalam menentukan kualitas suatu software/aplikasi.
I.7.3. Memulai Visual Basic
Pada bagian ini akan dijelaskan bagaimana cara mejalankan Visual Basic pada sistem operasi windows. Cara pertama yang dapat dilakukan untuk memulai Microsoft Visual Basic adalah:
1. klik tombol Start pada Taskbar, kemudian pilih program dari tampilan menu utama.
2. dari tampilan menu yang ada, pilih Visual Basic.
I.7.4. Tampilan Awal Visual Basic
Gambar.1.16. Tampilan Awal Visual Basic
Pada kotak dialog tersebut terdapat tiga pilihan tabulasi yang ditunjukkan pada tabel
Tabel 1.8.Keterangan Tabulasi
Tabulasi Keterangan
New Pilihan ini digunakan untuk membuat project baru dengan berbagai macam pilihan
Existing Pilihan ini digunakan untuk membuka project yang pernah dibuat sebelumnya dengan menentukan folder sekaligus nama file.
Gambar 1.17. Tampilan Dasar Visual Basic I.7.5. Komponen Visual Basic
I.7.5.1. Title Bar
Title bar merupakan batang judul dari program Visual Basic yang terletak pada bagian paling atas dari jendela program yang berfungsi untuk menampilkan judul atau nama jendela. Selain itu title bar juga berfungsi:
1. memindahkan posisi jendela dengan menggunakan proses drag dan drop pada posisi title bar tersebut.
2. mengatur ukuran jendela dari ukuran maximaze keukuran restore ataupun sebaliknya dengan melakukan klik ganda pada posisi title bar tesebut.
I.7.5.2. Menu Bar
Help. Menu bar memiliki sederetan pilihan menu yang masing-masing mempunyai arti dan fungsi berbeda.
Tampilan pilihan menu dalam Visual Basic memiliki beberapa variasi yang masing-masing mempunyai pengertian yang berbeda.
I.7.5.3. Tool Bar
Tool bar batang yang berisi kumpulan tombol yang terletak dibagian bawah menu bar yang dapat digunakan untuk menjalankan suatu perintah. Pada kondisi default program Visual Basic hanya menampilkan toolbar standart. Berikut merupakan tabel 1.9.fungsi-fungsi tombol pada tool bar standart.
Tabel 1.9. Fungsi-fungsi tombol pada Tool Bar Standart
Tombol Nama Fungsi
Add project Menambah project baru,dengan pilihan:
Standard EXE ActiveX EXE ActiveX DLL ActiveX Control
Add form Menambah item,dengan
Menu editor Menampilkan kotak dialog
Cut Memotong kontrol yang ada
di jendela from atau teks yang ada di jendela kode.
Copy Menempelkan kontrol atau
teks yang sudah dipotong dengan perintah cut atau disalin dengan perintah copy. Find
Mencari teks pada kode.
Undo Membatalkan suatu perintah
yang dijalankan sebelumnya.
Redo Mengulangi suatu perintah
yang pernah dibatalkan. Star
Menjalankan program.
Break Menghentikan program yang
sedang dijalankan untuk sementara.
End Menghentikan program yang
Project explorer Menampilkan jendela project explorer.
Properties windows
Menampilkan jendela properties.
From layout windows
Menampilkan jendela form layout.
Object browser
Menampilkan jendela object browser.
Toolbox
Menampilkan jendela toolbox.
I.7.5.4. Tool Box
Toolbox merupakan kotak perangkat yang berisi kumpulan tombol atau kontrol untuk mengatur desain dari aplikasi yang dibuat. Pada kondisi default, toolbox menampilkan tabulasi general dengan 21 tombol kontrol yang dapat ditampilkan dengan menggunakan prosedur:
Gambar.1.18. Toolbox pada Visual Basic.
Untuk penjelasan fungsi masing-masing kontrol adalah pada tabel 1.10. fungsi dari masing-masing kontrol.
Tabel 1.10. Fungsi dari masing-masing Kontrol Toolbox
Kontrol Nama Fungsi
Pointer Memilih, mengatur ukuran dan memindahkan posisi kontrol yang terpasang pada bagian form. Picture box Menampilkan file gambar
Label Menambahkan label atau teks tambahan pada form.
Command button
Menambahkan kontrol kotak perintah
List Box Menambahkan kotak daftar pilihan
Timer Menambahkan kontrol sebagai kontrol pencacah waktu.
Line Menambahkan kontrol gambar
garis lurus.
Image Menambahkan file gambar dengan pilihan properti yang lebih sedikit dibandingkan kontrol picture box.
OLE Menambahkan kontrol yang
berhubungan dengan proses relasi antara program aplikasi.
I.7.5.5. Properties Windows
Properties windows merupakan sebuah jendela yang digunakan untuk menampung nama properti dari kontrol terpilih Pengaturan properti dari kontrol terpilih. Pengaturan properti pada Visual Basic merupakan hal yang sangat penting untuk membedakan objek yang satu dengan yang lainnya.
Pada jendela properti ditampilkan jenis dan nama objek yang dipilih urut berdasarkan abjad pada tab alphabetic atau berdasarkan kategori pada tab categorized. Untuk menampilkan jendela properties dapat menggunakan prosedur sebagai berikut:
1. Klik tombol properties window pada toolbar standard. 2. Pilih perintah view-propeties window
Gambar.1.19. Properties form I.7.5.6. Form Windows
Form window merupakan jendela desain dari sebuah program aplikasi. Dari form window dapat mendesain sebuah program aplikasi dengan menempatkan kontrol-kontrol yang ada dibagian toolbox pada area form. Pada jendela form juga terdapat beberapa elemen yang dapat digunakan untuk mengatur tampilan. Untuk lebih jelas perhatikan gambar.
I.7.5.7. Code Window
Gambar.1.20. Code Windows I.7.5.8. Project
Project merupakan suatu kumpulan modul atau program aplikasi itu sendiri. Dalam Visual Basic, file project disimpan dengan nama File berakhiran VBP, dimana file ini berfungsi untuk menyimpan seluruh komponen program.
Gambar.1.21. Jendela Project
Dengan project explorer dapat dipilih objek yang dibuat dengan mudah. Untuk menampilkan jendela project explorer, digunakan prosedur berikut:
1. Klik tombol project explorer pada bagian toolbar standard. 2. Pilih perintah view- project explorer.
3. Shortcut key ctrl + Key
Selain menampilkan nama project dan form, pada jendela explorer terdapat tiga tombol dengan penjelasan pada tabel 1.11.
Tabel 1.11.Fungsi tombol pada Project Explorer
Tombol Nama Fungsi
View code Menampilkan jendela kode yang digunakan untuk menulis kode program yang terhubung dengan objek yang terpilih pada jendela form.
Toggel objek Menampilkan atau menyembunyikan folder yang menampung nama form dari suatu project.
Pada dasarnya project terdiri dari beberapa file dengan fungsi yang berbeda, diantaranya:
1. Project file (.vbp), berfungsi sebagai file induk 2. Form file (.frm)
3. Binary file (.frx), berisi properti data dari kontrol yang terpasang pada bagian form.
4. Class module file (.cls), bersifat opsional. 5. Standart module file (.bas), bersifat opsional. 6. AvtiveX control (.ocx), bersifat opsional. 7. Single Resource File (.res), bersifat opsional
1. 8. Transistor sebagai Saklar
Transistor sebagai saklar artinya transistor bekerja pada 2 (dua) titik; yaitu: titik off (titik sumbat) dan titik jenuh (saturasi). Gambar 2.9 menunjukkan loop transistor yang berfungsi sebagai saklar.
Dari gambar 1.22. dapat dituliskan persamaan rangkaiannya sebagai berikut
Rb Vbe Vb
Ib ………(1.1)
Persamaan loop kolektor transistor:
Rc Vce Vcc
Ic ………(1.2)
Hubungan Ic dengan Ib dapat ditulis sebagai berikut :
Ichfe.Ib………(1.3)
Gambar 1.23 merupakan gambar karakteristik titik sumbat (off) dan titik jenuh (saturasi) pada transistor.
Gambar 1.23. Karakteristik transistor
Pada daerah penyumbatan (titik Q1), terminal kolektor dan emiter terbuka
(open) sehingga transistor dalam keadaan mati..
Pada daerah saturasi (titik Q0), teminal kolektor dan emitor akan terhubung
ANAOG TO
SISTEM DETEKSI DAN PENCEGAHAN BAHAYA GAS LPG BERBASIS MIKROKONTROLER
II.1. Tujuan
Mahasiswa menjadi mampu memahami, merancang, dan membuat sistem pendeteksi kebocoran gas LGG dan cara pencegahan bahaya akibat kebocoran gas tersebut.
II.2. Teori Dasar
Untuk membangun sebuah sistem detektor gas LPG dan cara penanggulangannya akibat kebocoran gas LPG dibuat seperti ditunjukkan pada gambar 2.1.
G = gas elpiji yang dideteksi oleh sensor.
Gambar 2. 1. Diagram Blok Detector Gas LPG
dapat mengolah data digital, sehingga untuk mengubahnya diperlukan Analog to Digital Conventer (ADC). Sinyal keluaran ADC kemudian diteruskan ke mikrokontroler sebagai pusat system untuk diolah informasinya.
Keluaran mikrokontroler merupakan keluaran hasil respons alat terhadap gas LPG. Kemudian diteruskan ke display untuk ditampilkan antara sistem dengan user. Fungsi dari bagian display, relay, buzzer, dan kipas pada sistem ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Display
Display adalah sebuah indikator atau tanda akan suatu respon pengolah data terhadap sesuatu yang mempengaruhinya (Malvino 145:3). Keluaran mikrokontroler merupakan hasil respons sensor terhadap gas yang sebelumlnya didigitalkan oleh Analog to Digital Converter (ADC) . Keluaran mikrokontroler Merupakan keluaran dari alat atau system, dengan menentukan port keluaran mikrokontroler dapat dihubungkan langsung dengan beberapa alat peringatan atau alat tambahan.
2. Relay
Relay adalah suatu rangkaian saklar magnetik yang bekerja bila mendapat tegangan kerja suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian driver atau pengendalinya. Tegangan yang digunakan adalah tegangan DC.
Kontruksi relay terdiri dari lilitan kawat beremail (coil) yang dililitkan pada besi lunak, kemudian dekat inti besi tersebut dibuat lempengan besi bersifat lunak (kenyal), yang berfungsi sebagai kontak persambungan terminal tegangan yang digerakkan.
selama ada arus mengalir pada kunparn relay. Relay akan kenbali keposisi semula yaitu keadaan tidak terhubung (switch OFF) jika tidak ada lagi arus yang mengalir padanya.keadaan ini sebut sebagai keadaan normal, keadaan normal tergantung pada jenis relay yang digunakan, tergantung juga terhadap keadaan yang diinginkan dalam rangkaian.
Berdasarkan keadaan normalnya, relay dibedakan atas:
Normaly Open (ON): saklar Akan tertutup jika dialiri arus.
Normaly Close (OFF): saklar akan terbuka jika dialiri. Dalam tugas akhir ini digunakan relay jenis pertama.:
(a) (b)
Gambar 2.2. (a) Relay Close Normaly. (b)Relay Open Normally
Utuk mengatur arus masuk ke relay, dalam perancangan nanti digunakan transistor sebagai drivernya.
3. Buzzer.
Berfungsi memberi tanda peringatan pendengaran.
pada alat ini, buzzer akan aktif jika gas yang dideteksi oleh sensor telah maksimal atau pada level 3, yaitu jika tegangan keluaran sensor (VRL =
2.9V) buzer akan nonaktif kembali setelah level tegangannya dibawah level 3
4. Kipas
Kipas akan nonaktif kembali jika konsentrasi gas telah dinyatakan berada dibawah level 2 .
6. Rangkaian Lengkap.
Data = 1?
Tampil display Level 1
start
Data = 2 Data = 3
Tampil display Level 3 Tampil display
Level 2
Hidupkan kipas Hidupkan kipas
Bunyikan alarm tidak
ya ya
ya
ya
tidak
Sinyal sensor
II.3. Alat dan Bahan
1. Modul Trainer Percobaan 1 set
2. Gas Elpiji ( LPG ) 1 kaleng isi 100 mg
3. Multimeter 1 buah
4. dan lain-lain
II.4. Prosedur Praktek
1. Susunlah alat percobaan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. 2. Downloader program driver alat ini pada MC AT89S51 berbantuan
personal komputer. Cara mendownloader program tersebut ikutilah langkah-langkah gambar 2.5, 2.6, 2.7, ini:
Gambar 2.6. Hasil Ketikan Listing Program Diassemblykan
Gambar 2.8. Didownload dengan hasil Sukses
3. Setelah selesai didownloader program driver tersebut dan chip dimasukkan ke sistem minimumnya, maka diadakan pengujian dengan cara gas LPG diarahkan ke sensor pendeteksinya.
4. Perhatikan warna lampu display yang nyala dan sinyal suara yang dikeluarkan buzzer.
5. Setelah warna lampu display kuning, bagaimana reaksi kipas. Hasil pengujian dan pengamatan dituliskan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Hasil Pengujian dan Pengamatan
II.5. Analisis Pembahasan dan Tugas
1. Buat pembahasan tentang prinsip kerja komponen deteksi gas elpiji yang dipakai pada percobaan ini.
2. Buatlah pembahasan prinsip kerja ADC yang dipakai pada percobaan ini 3. Rakitlah rangkaian ini supaya dapat dipergunakan sebagai pendeteksi
gas elpiji dan pengendalian, kipas, buzzer, dan lampu display sebagai penunjuk tingkat intensitas gas yang terdeteksi.
BAB III MODUL PRAKTEK
PENDETEKSI SUHU RUANGAN BERBASIS PC
III.1. Tujuan
Mahasiswa mampu membuat komputer PC menjadi display pengukuran besar suhu yang terdeteksi
III.2. Teori Dasar
Suhu pada suatu ruangan amat berpengaruh pada kenyamanan orang yang ada didalamnya. Maka penulis mencoba merancang sebuah alat yaitu
Pengukur Suhu Real Time Berbasis PC. Perancangan sistem akuisisi data suhu yang menggunakan komponen-komponen dasar berupa sebuah sensor suhu, mikrokontroler dan PC sebagai fasilitas penampil. Sistem akuisisi data suhu menjadi satu hal yang sangat penting dalam kegiatan sehari-hari, karena merupakan sebagian kecil dari sebuah proses kontrol. Berkenaan dengan pentingnya sistem, maka dilakukan perancangan sistem akusisi data suhu yang mampu melakukan kegiatan monitoring suhu pada suatu ruangan.
Sensor
Gambar.3.1. Blok Diagram Sistem
Sensor LM35 adalah sensor yang sangat peka terhadap suhu, sensor ini bekerja berdasarkan prinsip pembagi tegangan. Dimana keluaran sensor adalah tegangan Vc yang dibagi oleh resistansi yang dipengaruhi elemen sensor. Sedangkan resistansi sensor ini dipengaruhi oleh tingkat suhu yang berubah-ubah. Keluaran sinyal ini masih sinyal analog, untuk itu diteruskan ke ADC untuk diubah menjadi sinyal digital. Kemudian sinyal ini diteruskan ke mikrokontroler untuk diolah sinyalnya.
Mikrokontroler AT89C2051 merupakan pusat dari sistem. Bagian inilah yang bertindak sebagai pengawas atau control secara otomatis. Dengan program dan instruksi didalamnya, I/O dapat dikendalikan. Dengan program inilah mikrokontroler dapat mengeluarkan sinyal tentang derajat suhu dalam celcius. Mikrokontroler akan mencatat setiap perubahan yang dirasakan oleh sensor dan menampilkannya pada monitor PC.
III.2.1. Rangkaian Mikrokontroler AT89C2051
Gambar 3.2. Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89C2051
Pada gambar rangkaian di atas, pin 20 terhubung ke Vcc 5v. Pin 20 merupakan pin sumber tegangan positif. Tegangan positif yang digunakan di ambil dari rangkaian power supplay. Sedangkan pin 10 merupakan ground.
Pin 5 dan 4 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89C2051 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 1 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini.
Pin 12 sampai 19 adalah Port 1 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal.
Pin 2 sampai 11 adalah port 3 juga merupakan saluran / bus I/O. pada port 3 ini terdapat fungsi khusus yang terletak pada pin 2 dan 3 ( p3.0 & p3.1 ). Dimana Pin ini mempunyai fasilitas khusus yang daat digunakan sebagai input ataupun output data serial
rangkaian minimum mikrokontroller AT89C2051 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubug ke Pin 11 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan
Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, LED yang terhubung ke pin 11 ini tidak digunakan lagi.
III.2.2. Rangkaian ADC
` Input ADC dihubungkan ke sensor suhu LM35, sehingga setiap perubahan tegangan pada LM35 akan dideteksi oleh ADC. Agar output yang dihasilkan oleh ADC bagus, maka tegangan refrensi ADC harus benar-benar stabil, karena perubahan tegangan refrensi pada ADC akan merubah output ADC tersebut. Oleh sebab itu pada rangkaian ADC di atas tegangan masukan 12 volt dimasukkan ke dalam IC regulator tegangan 9 volt ( 7809) agar keluarannya menjadi 9 volt, kemudian keluaran 9 volt ini dimasukkan kedalam regulator tegangan 5 volt (7805), sehingga keluarannya menjadi 5 volt. Tegangan 5 volt inilah yang menjadi tegangan refrensi ADC.
Dengan demikian walaupun tegangan masukan turun setengahnya, yaitu dari 12 volt menjadi 6 volt, tegangan refrensi ADC tetap 5 volt. Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga setiap perubahan output ADC yang disebabkan oleh perubahan inputnya akan diketahui oleh mikrokontoler.
III.2.3. Software
Sisetem ini menggunkan dua bahasa pemrograman, yaitu bahasa Assembly dan Visual Basic. Bahasa assembly adalah bahasa pemrograman yang digunakan dalam mikrokontroler yang berfungsi mengolah data yang diterima dari sensor, sedangkan Visual Basic digunakan dalam PC yang berfungsi menampilkan suhu yang terukur. Untuk memudahkan perancangan perangkat lunak (software), diawali dengan dengan pembuatan flow chart seperti ditunjukkan pada gambar 3.4 dan 3.5.
Start
Baca ADC Inisialisasi komunikasi serial
Kirim nilai ke sbuf
end
Gambar 3.4. Flow Chart Program Mikrokontroler AT89C2051
Start
Baca nilai pada input
serial Inisialisasi komunikasi serial
Tampilkan nilai pada text box
end
Gambar 3.5. Flowchart Pemrograman Visual Basic
Program diawali dengan start kemudian program menginisilisasikan data pada komunikasi serial.hal ini dilakukan karena kita menggunakan komunikasi serial dalam penerimaan data. Kemudian program akan mengecek data yang dikirimkan oleh mikrokontroller yang masuk melalui input serial. Data yang masuk kemudian akan dibandingkan dan ditampilkan nilainya pada text box ( ditampilkan pada layar monitor ) selesai dan program kembali ke awal
III.2.4 Program
A. Program pada IC AT89C2051 MOV TMOD,#20H
mov r7,#80h adc: mov r6,#20h djnz r6,$ djnz r7,adc ret
B. Program pada Visual Basic
Private Declare Sub Sleep Lib "Kernel32" (ByVal dwMiliseconds As Long) Private Sub Form_Load()
1. Susunlah modul praktek seperti ditunjukkan pada gambar 3.1.
3. Buatlah program visual basic nya agar dapat ditampilkan hasil pengukuran suhu tersebut pada monitor komputer seperti gambar 3.6.
Gambar 3.6. Bentuk Visual Pengukuran di Layar PC
4. Lakukanlah pengukuran dari suhu terendah sampai suhu maksimum dengan memakai sumber pemanas solder listrik. Hasil Pengukuran dimasukkan pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Termometer dan PC
No. Hasil Pengukuran Termometer Standar Hasil Pengukuran PC 01
5. Lakukan pengujian dan pengukuran karakteristik Sensor Suhu LM35 dan hasil perubahan besaran sinyal analog ke digital oleh ADC 804. Dan hasil pengukuran dimasukkan pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Hasil Pengujian Sensor dan ADC Suhu terukur Output LM35 Output ADC
27 derajat
1. Buatlah pembahasan tentang cara kerja alat ini
2. Rangkailah rangkaian lengkap alat ini dan hasilnya didemokan didepan kelas.
3. Buatlah pembahasan tambahan mengenai program visual basic
4. Hasil pembahasan diketik dan dijilid pakai sampul kertas jeruk dan plastik transparan.
BAB IV
MODUL PRAKTEK
SISTEM KENDALI CATU DAYA BEBAN LISTRIK MEMANFAATKAN INTERNET
IV.1. Tujuan.
Mahasiswa mampu membuat personal komputer menjadi pusat pengendali catu daya beban arus listrik.
IV.2. Teori Dasar
Gambar 4.1 berikut merupakan rancangan blok diagram rangkaian sistem:
Gambar 4.1. Blok Diagram Rangkaian Sistem
4.2.1 Hardware
Bagian hardware terdiri atas 4 bagian, yaitu : perancangan interface pararel port dengan mikrokontroler, rancangan sistem minimum mikrokontroler AT89S51, rangkaian pengendali lampu dan rangkaian sensor arus.
A. Interface Paralel Port dengan Mikrokontroller
Rangkaian interface paralel port berfungsi untuk mengirimkan data dari komputer ke mikrokontroler yang merupakan data - data untuk mengendalikan peralatan elektronik dan sebaliknya dari mikrokontroler ke komputer yang merupakan data-data feedback. Pada rancangan pengendali catu daya peralatan listrik ini, pin port paralel yang dipergunakan adalah pin 2, 3, 4 dan 5 yang dihubungkan pada port 1 mikrokontroler, yaitu: pin 1.0, 1.1, 1.2 dan 1.3. Dengan rancangan ini, memungkinkan peralatan listrik yang dikontrol oleh PC menerima perintah yang diberikan oleh PC. Gambar 4.2 menunjukkan hubungan rangkaian interface paralel port dengan mikrokontroler.
Rangkaian ini menggunakan konektor DB 25 yang merupakan konektor untuk paralel port. Konektor DB 25 ini langsung dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51, yaitu pada port 0 dan port 3. Dengan demikian, maka komputer dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler.
B. Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian mikrokontroler ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh rangkaian yang ada pada alat ini. Gambar 4.3 menunjukkan rangkaian mikrokontroler AT89S51.
Gambar 4.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port 0, port 1, port 2 dan port 3. Pin 40 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 20 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal 12 MHz
sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.
Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor 10 uF yang dihubungkan ke positif 5 volt dan sebuah resistor 10 Kohm yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar progranpada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah daya aktif. Lama waktu antara aktifnya power pada IC mikrokontroler dan aktifnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Jika dihitung maka lama waktunya adalah :
10 10 1 det
t R xC K x F m ik
Jadi 1 milidetik setelah power aktif pada mikrokontroler kemudian program aktif.
C. Rangkaian Pengendali Lampu.
Rangkaian pengendali lampu ini berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan lampu beban. Rangkaian pengendali lampu ini ditunjukkan pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Rangkaian pengendali lampu
100mA, Vbe (saturasi) = 0.86V dan Vce (saturasi) = 0.15V dan hfe = 185. Untuk mengaktifkan relay, diperlukan arus sebesar 0,11A. Persamaan rumus arus Ib adalah sebagai berikut :
Sehingga dipakailah sebuah resistor pada basis transistor (Rb) sebagai berikut:
Rb dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt PLN.
Pada rangkaian ini untuk mengaktifkan atau menon-aktifkan relay digunakan transistor tipe NPN. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip relay dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktif maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktif. Sebaliknya jika transistor tidak aktif, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan transistor tidak aktif.
rangkaian ini. Untuk mencegah kerusakan pada transistor tersebut sebuah dioda harus dihubungkan ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktifkan, pada saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda, arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor yang mengakibatkan kerusakan pada transistor.
Input dari rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga lampu beban dapat dihidupkan / dimatikan dengan menggunakan program yang diisikan ke IC mikrokontroler tersebut.
Output dari relay dihubungkan ke lampu beban dan yang satunya lagi dihubungkan ke sensor arus, sehingga dengan demikian dapat diketahui apakah lampu beban dalam keadaan hidup atau mati.
D. Rangkaian Sensor Arus
Rangkaian ini terdiri dari beberapa dioda yang dirangkai secara seri. Untuk satu dioda diperlukan tegangan 0,6 volt untuk menembusnya, sehingga untuk 4 dioda diperlukan tegangan sekitar 2,4 volt. Tegangan ini yang diambil sebagai indikator arus yang mengalir dalam dioda. Tegangan ini kemudian disearahkan oleh jembatan dioda. Dari jembatan dioda tegangan diratakan oleh kapasitor 100 nF. Tegangan ini kemudian diinputkan ke opto coupler. Opto coupler merupakan komponen elektronika yang terdiri dari sebuah LED dan fototransistor, dimana jika LED menyala, maka fototransistor akan aktif.
Ketika lampu menyala maka akan ada tegangan 2,4 volt pada rangkaian dioda, tegangan ini akan menghidupkan LED dan mengaktifkan fototransistor, sehingga tegangan kolektor pada opto coupler akan jatuh menjadi 0 volt. Perubahan tegangan ini yang merupakan indikator bahwa lampu beban dalam keadaan hidup.
Output dari rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga mikrokontroler dapat mengetahui apakah lampu dalam keadaan hidup atau mati.
4.2.2. Software
Dari gambar 4.6 dapat dijelaskan proses – proses yang terjadi pada program menghidupkan lampu tertentu atau tidak, jika tidak, program akan mengecek penekanan command button yang lain, jika ya maka lampu akan dinyalakan. 3. Lampu OFF
Pada pilihan ini program akan menanyakan kepada pengguna untuk mematikan lampu tertentu atau tidak, jika tidak, program akan mengecek penekanan command button yang lain, jika command ya maka lampu akan dipadamkan.
4. Cek status
Pada pilihan ini program akan menanyakan kepada pengguna untuk mengecek status lampu tertentu atau tidak, jika tidak, program akan mengecek penekanan command button yang lain, jika ya maka program akan mengecek status lampu.
5. Kirim data ke mikrokontroler untuk melakukan perintah yang dimaksud. Pada proses ini program akan mengirimkan data tertentu ke mikrokontroler untuk menghidupkan, mematikan atau melakukan pengecekan status lampu yang dimaksud.
6. Baca feedback dari mikrokontroler
Pada proses ini program akan membaca data feedback yang dikirimkan oleh mikrokontroler.
7. Close
Pada pilihan ini program menanyakan kepada pengguna untuk mengakhiri program atau tidak, jika tidak, program akan mengecek penekanan command button yang lain, jika command button ini di klik, maka program akan berakhir
Akhir program.
A. Layout Program dengan Visual Basic 6.0
Program pengendalian catu daya lampu melalui internet ini, program dibuat dengan menggunakan Visual Basic 6.0. Pada Visual Basic sebenarnya tidak ada batasan antara sub program dengan program utama. Karena dalam sistem pemrogramannya sub – sub program ini akan langsung dijalankan jika terjadi suatu aksi pada program misalnya penekanan tombol perintah atau pemilihan menu.
Sub – sub program yang harus dibuat adalah :
1. Sub program untuk menghidupkan lampu; yaitu : Lampu1_Hidup, Lampu2_Hidup, Lampu3_Hidup, Lampu4_Hidup, Lampu5_Hidup, Lampu6_Hidup, Lampu7_Hidup, Lampu8_Hidup dan Hidup_All
2. Sub program untuk mematikan lampu; yaitu : Lampu1_Mati, Lampu2_Mati, Lampu3_Mati, Lampu4_Mati, Lampu5_Mati, Lampu5_Mati, Lampu6_Mati, Lampu7_Mati, Lampu8_Mati dan Mati_All.
3. Sub program untuk pengecekan status lampu; yaitu : Status Lampu1, Status Lampu2, Status Lampu3, Status Lampu4, Status Lampu5, Status Lampu6, Lampu7 dan Status Lampu8.
Adapun sub – sub program diatas akan dijelaskan sebagai berikut : 1. Sub program Lampu1_Hidup
Sub program Lampu1_Hidup adalah sebagai berikut:
Private Sub Lampu1_Hidup_Click()
PortOut &H378, &H11
End Sub
11 heksa jika diubah menjadi data biner 8 bit maka hasilnya adalah 00010001 biner. Data inilah yang akan dikirimkan ke port 378 H seperti pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data yang dikirim ke port 378 untuk menghidupkan lampu D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
378H 0 0 0 1 0 0 0 1
Data ini akan dikenali oleh mikrokontroler untuk menghidupkan lampu 1.
D0, D1, …… sampai D7 merupakan simbol dari data 1, data 2, ……… sampai
data 7, yaitu data yang dikirimkan ke port parallel (278H).
2. Sub program Lampu1_Mati
Sub program Lampu1_Mati adalah sebagai berikut:
Private Sub Lampu1_Mati_Click()
PortOut &H378, &H21
End Sub
Perintah PortOut &H378, &H21 akan mengirimkan data 21 heksa ke port 378 heksa ( parallel port). Perintah ini akan memberikan data logika high pada D0 dan D4, pada port 378 sebagai berikut:
11 heksa jika diubah menjadi data biner 8 bit maka hasilnya adalah 00100001 biner. Data inilah yang akan dikirimkan ke port 378 H seperti pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Data yang dikirimkan ke port 378 untuk mematikan lampu D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
378H 0 0 1 0 0 0 0 1
Data ini akan dikenali oleh mikrokontroler untuk mematikan lampu 1.
3. Sub program Status Lampu1
Sub program StatusLampu1 adalah sebagai berikut:
Private Sub StatusLampu1_Click()
Perintah PortOut &H378, &H31 akan mengirimkan data 31 heksa ke port 378 heksa (parallel port). Perintah ini akan memberikan data logika high pada D0, D4 dan D5, pada port 378 sepert pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data dikirim ke port 378 untuk mengecek status lampu D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
378 0 0 1 1 0 0 0 1
Data ini akan dikenali oleh mikrokontroler untuk mengecek status lampu 1.
Kemudian program akan membaca input dari port 379 heksa, jika nilai pada port 379 heksa sama dengan 127, maka status lampu mati, jika selain 127, maka status lampu1 nyala.
4. Sub Program Close Private Sub Close_Click()
Unload Me
End Sub
Layout program ini dirancang dengan menggunakan project. Exe. Layout program ditunjukkan pada gambar 4.7.
Gambar 4.7 Layout Program Kendali Tampak di Monitor
B. Program Pengontrolan Lampu pada Mikrokontroler
Lampu1 Bit P0.7 Lampu5 Bit P0.3 Lampu2 Bit P0.6 Lampu6 Bit P0.2 Lampu3 Bit P0.5 Lampu7 Bit P0.1 Lampu4 Bit P0.4 Lampu8 Bit P0.0
Program mikrokontroler yang dirancang : Untuk menghidupkan lampu 1 :
mov a,p1
cjne a,#11h,Hidupkan_Lampu2
Setb lampu1 ; hidupkan lampu 1 Sjmp Utama
dst...
Untuk mematikan lampu 1 : mov a,p1
cjne a,#21h,Matikan_Lampu2 Clr lampu1
Ljmp Utama dst...
Untuk melakukan pengecekan status lampu 1 : Cek_Status1:
mov a,p1
cjne a,#31h,Cek_Status2 Jb p2.7,nyala1
... setelah dirancang program pengecekan status sampai lampu 8, maka selanjutnya diteruskan pada program berikut :
tunda:
mov r7,#50 tnd:
mov r6,#255
C. Program Pengkoneksian PC ke Internet dengan UltraVNC
Untuk melakukan pengkoneksian dari PC server ke PC client melalui internet, digunakan software UltraVNC. Software tersebut terlebih dahulu harus diinstall ke dalam PC masing – masing. Pada software ultra VNC akan terdapat dua menu pilihan, yaitu: Run Aplication as Server dan Run Viewer.
Menu Run Aplication as Server biasanya dilakukan oleh PC yang bertindak sebagai server. Pada menu ini, pihak server hanya perlu memasukkan password untuk dapat diakses oleh PC client. Pada gambar 4.8 akan ditunjukkan tampilan menu Run Aplication as Server software UltraVNC.
Gambar 4.8 Tampilan Menu Run Aplication as Server
