BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA GEDUNG BERKAMAR BANYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR - Bagian pemanggil alat penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis mikrokontroler AT89S51 - USD Repository

i

TUGAS

AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Disusun Oleh :

ANNA STEFANIE DEPARI

NIM : 055114001

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

ii

THE CALLER CIRCUIT OF GUEST RECEPTIONING

TOOL FOR MULTIROOM BUILDING BASED ON

AT89S51 MICROCONTROLLER

FINAL PROJECT

Presented As Partial Fulfillment of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

By :

ANNA STEFANIE DEPARI

Student Number : 055114001

ELECTRICAL STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

v

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah”

Yogyakarta,

23

Juli

2008

Penulis

vi

Tuhan tidak akan pernah menyia-nyiakan kepedihan kita.

Biarkan Tuhan yang menopang.

Kita cukup menjalani dan melakukan yang terbaik.

Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk:

Yesus Kristus, juru selamatku

Kedua orangtua dan saudara-saudaraku

vii

aktivitas dan untuk menjaga

privacy

setiap penghuni. Oleh karena itu dibuat alat

penerima tamu untuk mempermudah tamu dan penghuni berbasis mikrokontroler.

Alat ini dibuat untuk diaplikasikan pada gedung yang mempunyai kamar banyak.

Sistem ini terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama adalah bagian

yang berada di luar gedung (pemanggil). Bagian kedua adalah bagian yang berada

di dalam gedung (terpanggil). Skripsi ini hanya membahas bagian pemanggil dari

alat penerima tamu, terdiri dari

keypad

dan LCD. Data dimasukkan melalui

keypad.

Masukan data tersebut kemudian diolah oleh

control unit.

Bagian ini

berbasis mikrokotroler AT89S51 dan berfungsi untuk memanggil penghuni

langsung ke kamar yang dituju tanpa harus mengganggu kenyamanan penghuni

yang lain. Transmisi data antara mikrokotroler pemanggil dengan mikrokontroler

terpanggil menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.

Bagian pemanggil alat penerima tamu ini sudah dicoba dan terbukti dapat

bekerja dengan baik. Tamu dapat berkomunikasi langsung dengan penghuni dan

bisa mengetahui keberadaan penghuni.

viii

Abstract

What is needed most of a house is its comfortability for the dwellers to

carry out activities and keep dwellers’ privacy. Therefore, a guest receiver which

is based on microcontroller is designed to make communication between the

dwellers and their guests easier. This tool is specifically built for multi-rooms

building.

The system of this guest receiver has two main parts. The first part is

located outside the building (caller), while the second is inside the building

(called). The focus of this paper is mainly for the caller part of guest receiver

which consist of keypad and LCD. Data is keyed in through a keypad which is

subsequently processed by the control unit. Using AT89S51 microcontroller, the

functions of this part is a direct caller to the target host without disturbing other

dwellers within the same building. The data transmission between calling

microcontroller and called microcontroller uses RS-485 communication system.

The caller part of guest receiver has been tested and can work well. A

guest can directly communicate with the target host while at the same time know

whether they are in their room or not.

Yang bertanda tatgandibawah ini, saya rnahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama

: Anna Stefanie Depari

Nomor Mahasiswa : 055114001

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Karya Ilmiah saya yang berjudui :

BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA GEDUNG

BERKAMAR BANYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S5 i

beserta perangkat,yang diperlukan (bila ada). Dengan dernikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan se€ra terbatas dan mempublikasikannya di Internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu r.neminta ijin dari saya

maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap rnencantumkan nama saya

sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 16 Agustus 2008

Yang menyatakan

NW

' .

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur, hormat dan kemuliaan hanya bagi Tuhan Yang Maha

Kuasa yang telah memberikan rahmat dan kasih setia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

“Bagian Pemanggil Alat Penerima

Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak Berbasis Mikrokotroler AT89S51”

.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan

memberikan dukungan pada penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1.

Yesus Kristus

, juru selamat dan sumber kekuatan penulis.

2.

Bapak

Damar Widjaja S.T., M.T.

selaku Pembimbing I sekaligus

pendamping akademik penulis dan bapak

Martanto S.T., M.T.

selaku

Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, arahan dan motivasi

kepada penulis. Terima kasih pula untuk seluruh dosen-dosen penulis di

Fakultas Teknik atas segala ilmunya yang berguna.

3.

Ayahanda

Drs. Garten Depari

dan ibunda

S. S. Esitha Brahmana

serta

kakak

Tica Patrisia Depari, SH

, abang

Reinhart Depari, SE

dan keluarga

yang sangat penulis cintai dan sayangi, yang telah banyak membantu baik dari

segi moril maupun materil dan telah banyak memberikan doa, nasehat serta

motivasi kepada penulis sedari dulu sampai saat ini. Walaupun penulis telah

x

berlalu. Terima kasih cokelatnya. Terima kasih juga atas semangat hidup yang

dapat penulis lihat, rasakan dan pelajari.

5.

Joe

yang telah memberikan doa, dukungan dan kesabaran kepada penulis

terutama saat penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih pernah

meminjamkan kedua kaki dan tangan pada saat penulis tidak sanggup untuk

berdiri dan melakukan apapun. Terima kasih telah menjadi yang terbaik

sampai saat ini dan semoga sampai selamanya buat penulis.

6.

Ika

, rekan penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Maaf atas semua

kesalahan yang penulis yakin telah dimaafkan. Terima kasih telah menampung

air mata yang sempat tumpah. Tidak akan pernah penulis lupakan kejadian

sandal di Fresco. Uuupppssss…maap, keceplosan.

7.

Bapak Michael dan Mama Helen

, terima kasih atas semua doa, nasehat dan

kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.

8.

Dche ganteng, Maria

dan keluarga. Terima kasih atas semua bantuan, tempat

yang bisa menjadi laboratorium dan bisa menjadi tempat istirahat. Terima

kasih, hanya ucapan itu yang bisa penulis berikan.

9.

Alietong, Merry, Ndut, Mitae, Jojoba, Livie, Momon, Ichank

dan yang

lainnya. Tetaplah menjadi diva-diva sejati. Cobalah untuk mengerti orang lain,

maka kita tidak akan pernah sakit hati. Bersama kalian di Jogja, penulis

xi

10.

Teman-teman Teknik Elektro.

Andriy, Boyke, Sukur, Koko, Rawung,

Wharton, Bang Erik, Kabayan, Roni, Ricky, Bang Aldi, Brekele

dan

lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan semuanya.

11.

Teman-teman lainnya.

Sithae, Gothe, Focolare, Louis, Anggi, Rangga,

Pelangi

crew

, Mataraga

crew

, Enat

dan semua teman serta sahabat yang

tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas doa, dukungan dan

bantuan yang telah diberikan demi perjalanan S1 ini.

12.

Laboran

crew

, terima kasih atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka

menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna, baik dari segi isi, tata bahasa maupun penulisannya. Hal ini dapat

terjadi karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kurangnya buku-buku

pendukung yang dimiliki penulis. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan

saran dan kritik yang membangun agar dalam proses penulisan di kemudian hari

dapat semakin baik.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

secara luas, baik bagi penulis maupun bagi semua pihak yang membacanya serta

dapat memenuhi fungsi dan tujuannya. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa

menyertai dan melindungi kita semua.

Yogyakarta, 19 Juli 2008

xii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI

... iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

... vi

INTISARI

... vii

ABSTRACT

... viii

KATA PENGANTAR

... ix

DAFTAR ISI

... xii

DAFTAR GAMBAR

...

xv

DAFTAR TABEL

...

xviii

BAB I. PENDAHULUAN

I.1 Judul ... 1

I.2 Latar Belakang Masalah ... 1

I.3 Tujuan ... 2

I.4 Manfaat ... 2

I.5 Batasan Masalah ... 2

I.6 Metodologi Penelitian ... 3

I.7 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II. DASAR TEORI

II.1 Rumus Dasar ... 5

II.1.1 Rangkaian Resistor... 5

II.1.2 Hukum Ohm ... 6

II.2

Matriks

Keypad

... 6

II.3 Mikrokontroler AT89S51 ... 8

II.3.1 Organisasi Memori ... 9

II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51 ... 14

II.3.3

Pemberian

Clock

pada Mikrokontrolet AT89S51 ... 17

xiii

II.4 Komunikasi Serial ... 21

II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal ... 22

II.4.2

IC

Komunikasi Serial RS-485 ... 24

II.4.3

Pemberian

Bias

pada Jaringan RS-485 ... 25

II.4.4 Kabel Jaringan pada RS-485 ... 25

II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda

Potensial Listrik ... 26

II.5 LCD (

Liquid Crystal Display

) ... 29

II.5.1 LCD dengan

Driver

HD44780U ... 31

II.5.1.1 Register ... 32

II.5.1.2

BF

(

Busy Flag

) ... 32

II.5.1.3

AC

(

Address Counter

) ... 33

II.5.1.4 DDRAM (

Display Data RAM

) ... 33

II.5.1.5 CGROM (

Character Generator ROM

) ... 33

II.5.1.6 CGRAM (

Character Generator RAM

) ... 34

II.5.2 Pin LCD ... 34

BAB III. PERANCANGAN ALAT

III.1

Perancangan

Perangkat Keras ... 36

III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ... 36

III.1.1.1 Rangkaian Osilator ... 37

III.1.2 Perancangan LCD ... 37

III.1.3

Perancangan

Keypad

... 38

III.1.4 Perancangan Komunikasi Serial RS-485 ... 40

III.1.4.1

IC

komunikasi serial RS-485 ... 41

III.1.4.2 Pemberian Bias pada Jaringan ... 42

III.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 44

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan ... 49

IV.2 Pengamatan Sistem dan Hasil Pengujian ... 50

xiv

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian Resistor Seri ... 5

Gambar 2.2. Rangkaian Resistor Paralel ... 5

Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm ... 6

Gambar 2.4. Rangakaian

Keypad

4x3 ... 7

Gambar 2.5. Rangkaian Tombol dengan R

pullup

... 8

Gambar 2.6. Efek

Bouncing

pada saat penekanan tombol ... 8

Gambar 2.7. Diagram Kotak Inti AT89S51 ... 9

Gambar 2.8. Alamat RAM

Internal

dan

Flash

PEROM AT89S51 ... 10

Gambar 2.9. Peta Memori RAM

Internal

... 11

Gambar 2.10. Peta Memori SFR AT89S51 ... 12

Gambar 2.11. Menghubungkan Kristal Sumber Detak ... 18

Gambar 2.12. Diagram Pin Mikrokontroler AT89S51 ... 18

Gambar 2.13. Sinyal Keluaran dari Pemancar (

driver

) ... 22

Gambar 2.14. Sinyal Masukan untuk Penerima (

receiver

) ... 22

Gambar 2.15. (a) Rangkaian

Parallel Termination

... 24

(b)

AC-coupled Termination

... 24

Gambar 2.16.

IC

RS-485 ... 24

Gambar 2.17. Rangkaian Prasikap pada Jaringan RS-485 ... 26

Gambar 2.18. Pemisahan

Ground

dengan Isolasi Optik ... 27

Gambar 2.19. Penyambungan

Ground

Data dan

Ground

Lokal

dengan Koneksi Resistor ... 27

Gambar 2.20. Sistem Proteksi

Shunting Device

menggunakan Dioda Zener ... 28

Gambar 2.21. Sistem Proteksi

Shunting Device

menggunakan

Dioda Zener dan

Fuse

Seri ... 28

Gambar 2.22. Susunan Umum Layar LCD ... 31

Gambar 2.23. Dimensi Layar LCD ... 31

xvi

Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler ... 38

Gambar 3.6. Rangkaian

Keypad

Matriks 4x3 ... 39

Gambar 3.7. Rangkaian Komunikasi Serial RS-485 ... 40

Gambar 3.8.

IC

RS-485 ... 41

Gambar 3.9. Rangkaian Prasikap untuk Jaringan ... 44

Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama ... 45

Gambar 3.11. Diagram Alir Sub Rutin Tunggu Balasan ... 47

Gambar 3.12. Diagram Alir dari Penulisan Karakter di LCD ... 48

Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil ... 49

Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel ... 50

Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil ... 52

Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar ... 52

Gambar 4.5. Tampilan Keterangan ... 52

Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi ... 53

Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 Karakter ... 53

Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu ... 53

Gambar 4.9. Tampilan Identitas Setelah Tamu Mengisi Nama ... 54

Gambar 4.10. Tampilan Identitas dengan 16 Karakter ... 54

Gambar 4.11. Tampilan Proses Kirim Pesan ... 54

Gambar 4.12. Tampilan Pesan Telah Terkirim ... 54

Gambar 4.13. Tampilan Penghuni Sibuk ... 55

Gambar 4.14. Tampilan Penghuni Tidak Sibuk ... 55

Gambar 4.15. Tampilan Penghuni Mengetik Pesan ... 55

Gambar 4.16. Tampilan Penghuni Tidak Memberi Tanggapan ... 56

Gambar 4.17. Pengujian Alat dengan Kabel 3 meter ... 56

Gambar 4.18. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 1... 58

xvii

Gambar 4.20. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 3... 59

xviii

Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ... 19

Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ... 20

Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi ... 34

Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada

keypad

matriks 4x3 ... 40

Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras ... 49

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya ... 50

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya ... 51

Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter ... 57

Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok ... 57

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1

Judul

Bagian Pemanggil Alat Penerima Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak

Berbasis Mikrokontroler AT89S51.

I.2

Latar Belakang Masalah

Bel penerima tamu yang ada sekarang ini sudah dianggap tidak praktis

karena tamu tidak bisa langsung memanggil penghuni dan dapat mengganggu

penghuni lain. Bel penerima tamu biasa hanya dapat memberikan informasi

berupa suara bel yang mengindikasikan adanya tamu yang datang. Selain itu, tamu

tidak bisa mengetahui jika penghuni ada, sedang sibuk atau sedang keluar [1].

Pada penelitian ini, alat penerima tamu dibuat dengan menggunakan kabel

berbasis mikrokontroler yang dikirim secara serial. Mikrokontroler merupakan

terobosan teknologi mikroprosesor yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar

dan teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor. Teknologi semikonduktor

mempunyai kandungan transistor yang lebih banyak, namun hanya membutuhkan

ruangan yang kecil, dapat diproduksi secara masal dan murah [2].

Alat penerima tamu dengan menggunakan kabel berbasis mikrokontroler

dapat menggantikan bel listrik yang biasa digunakan. Bel listrik yang biasa

sehingga penghuni tidak segera mengetahui kepada siapa tamu berkunjung.

Dengan permasalahan tersebut, maka diperlukan alat penerima tamu pada gedung

berkamar banyak yang lebih efisien dan efektif.

I.3

Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai adalah membuat suatu peralatan yang

berfungsi sebagai penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis

mikrokontroler AT89S51.

I.4 Manfaat

Manfaat penelitian ini adalah tersedianya peralatan untuk memanggil

penghuni pada gedung berkamar banyak dan segera mengetahui keberadaan

penghuni tersebut.

I.5

Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu

adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat, yaitu:

1.

Terdapat empat kamar yang dipanggil.

2.

Jangkauan komunikasi 20 meter.

3.

Komunikasi menggunakan kabel.

4.

Pesan ditampilkan menggunakan LCD.

3

I.6 Metodologi

Penelitian

Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis

membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :

1.

Studi Pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari

berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun

internet

mengenai hal-hal yang berkaitan.

2.

Perancangan

hardware

dan

software

.

3.

Membuat

hardware

dan

software

.

4.

Melakukan pengujian

hardware

dan

software

alat penerima tamu

pada gedung berkamar banyak, sehingga dapat diketahui hasil

secara realistis.

5.

Pengambilan data berdasarkan hasil pengujian pada alat.

6.

Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori

yang ada.

7.

Menarik kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang

telah dilakukan.

I.7 Sistematika

Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan, yang memuat :

Judul, Latar Belakang Masalah, Tujuan, Manfaat, Batasan

Bab II Dasar Teori, yang memuat :

Matriks

Keypad

, Mikrokontroler AT89S51, Komunikasi Serial,

LCD (

Liquid Crystal Display

), LPF (

Low Pass Filter)

.

Bab III Rancangan Penelitian, yang memuat :

Perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

Bab IV Hasil dan Pembahasan, yang memuat :

Hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat

lunak yang telah dibuat.

Bab V

Penutup, yang memuat :

Kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan penelitian

BAB II

DASAR TEORI

II. 1 Rumus Dasar

II.1.1 Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total

semakin besar [3]. Gambar 2.1 menunjukkan contoh resistor yang dirangkai

secara seri. Pada rangkaian resistor seri berlaku rumus:

R

total

= R

1

+ R

2

+ R

3

+ Rn ... (2.1)

R1 R2 R3 Rn

. . . .

Gambar 2.1. Rangkaian Resistor secara Seri [3].

angkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi

pengg

R

anti semakin kecil. Gambar 2.2 menunjukkan contoh resistor yang

dirangkai paralel. Pada rangkaian resistor paralel berlaku rumus:

n

R

R

R

R

R

=

1

+

1

+

1

+

1

...

3 2 1

... (2.2)

Ga

ian Res

R1

.

.

. .

. .

R2

R3

Rn

. . .

.

.

.

mbar 2.2. Rangka

istor secara Paralel [3].

II.1.2 Hukum Ohm

hm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan

jumla

Dimana:

V =

tegangan

(Vo

(Ampere)

II.

ad

Konfigurasi matriks

keypad

terdiri dari tombol-tombol yang tersusun atas

ggunaan matriks

keypad

bertujuan untuk menghemat

jumlah

port

yang digunakan pada mikrokontroler. Matriks

keypad

4x3 yang

Dari Hukum O

h arus yang mengalir melalui resistor tersebut. Gambar 2.3 menunjukkan

diagram Hukum Ohm.

Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm

lt)

I

= arus

R =

resistansi

(Ohm)

P = daya (Watt)

2 Matriks

Keyp

7

artinya terdiri dari 4 baris (jalur output) dan 3 kolom (jalur input). Matriks

keypad

ini tersusun dari 12 tombol, apabila tidak menggunakan konfigurasi matriks

keypad

maka dibutuhkan 12 masukan sedangkan dengan matriks

keypad

hanya

menggunakan 7 masukan

.

Rangkaian matriks

keypad

sederhana dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

2 3

4 5 6

1

7 8 9

*

0 #

B2

B3

B4

K1 K2 K3

B1

Gambar 2.4. Rangkaian

keypad

4x3 [4].

Pengecekan pada matriks

keypad

adalah dengan sistem pengecekan secara

berurutan

(scanning)

ek angka 1, maka

terlebih dahulu kolom K1 diberi logika

Apabil

ada tombol sewaktu ditekan maupun pada saat dilepas ditunjukkan

.

Sebagai contoh apabila ingin mengec

‘0’, lalu dilakukan pengecekan tiap baris.

a baris B1 = ‘0’ artinya tombol 1 sedang ditekan. Pengecekan ini juga

berlaku untuk tombol yang lainnya dengan pengecekan baris dan kolom secara

bergantian.

Gambar 2.5 memperlihatkan rangkaian tombol

push-on

dengan R

pullup

yang akan menghasilkan efek

bouncing

[4]. Diagram waktu goncangan

pada Gam

II. 3

M

sor yang

dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar dan teknologi baru, yaitu teknologi

r mempunyai kandungan transistor yang

lebih ban

bar 2.5. Efek

bouncing

terjadi ketika tombol ditekan akan menghasilkan

getaran atau sebelum mencapai keadaan stabil atau tombol tersebut akan ON/OFF

berulang-ulang.

Gambar 2.5. Rangkaian tombol dengan R

pullup

[4].

Gambar 2.6. Efek

bouncing

pada saat penekanan tombol [4].

Mikrokontroler AT89S51

ikrokontroler merupakan terobosan teknologi mikroprose

semikonduktor. Teknologi semikondukto

yak, namun hanya membutuhkan ruangan yang kecil, dapat diproduksi

secara masal dan murah [2]. Diagram kotak inti dari AT89S51 ditunjukkan pada

9

Serial, kontrol

/counter

seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.7. Pada pe

litian ini, pembahasan mikrokontroler

dibatasi

emori data dan

rogram yang terpisah [2]. Pemisahan penyimpanan memori data dan program

n metode pengaksesan alamat 8 bit. Alamat RAM

Internal

Gambar 2.7. Diagram kotak inti AT89S51 [2].

Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari CPU,

Memory

,

Port

I/O,

Port

interupsi, kontrol

bus

, osilator, dan

timer

ne

pada organisasi memori, set instruksi, pemberian

clock

, serta struktur

AT89S51 yang menjelaskan kegunaan dari pin-pin IC tersebut.

II.3.1 Organisasi Memori

Semua produk AT89S51 memiliki ruang alamat m

p

dapat diakses menggunaka

Gambar 2.8. Alam

PEROM AT89S51 [2].

AM

Internal,

Special Function Register

(SFR)

serta

Flash

PEROM

T89S51 akan dijelaskan pada bagian berikut.

1.

internal

pada mikrokontroler AT89S51 terdiri atas:

a.

h register yang terdiri dari R0

gan R7. Delapan buah register tersebut dapat diubah ke

si nilai RS0

gister PSW (

Program Status Word

).

b.

RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga 7F dan dapat diakses dengan

pengalamatan langsung dan tak langsung.

at RAM

Internal

dan

Flash

R

A

RAM

Internal

RAM

Register Bank

Mikrokontroler ini memiliki 8 bua

sampai den

bank

1

, bank

2

dan

bank

3 dengan cara mengubah kondi

dan RS1 pada re

Bit

Addressable

RAM

RAM ini terletak pada alamat 20H sampai 2FH yang dapat dialamati

secara bit yang berarti bahwa alamat tersebut dapat menyimpan 8 bit

data yang tiap bit dapat dialamati sendiri-sendiri.

11

Lokasi RAM

Internal

dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gamb

Internal

[2].

2.

Register Fungsi Khusus (

)

AT89S51 mem

ungsi Khusus yang terletak di

alamat 80H samp

pa register ini dapat dialamati

secara bit. Gamb

n peta Register Fungsi Khusus.

a.

Akumulator

Registe

lamati secara bit.

Akumulator digunakan untuk hampir semua operasi logika dan

ar 2.9. Peta memori RAM

Special Function Register

punyai 21 Register F

ai dengan FFH. Bebera

ar 2.10 menunjukka

r ini terletak di alamat E0H dan dapat di a

b.

Por

a

port

ialamati secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan

c.

PSW

(Progr

PSW

seperti hasil aritmatika dan

logika.

d.

Register B

ulator untuk proses aritmatika

ati secara bit.

t

AT89S51 mempunyai 4 buah

port

: yaitu

Port

0

, Port

1

, Port

2 dan

Port

3 yang terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semu

tersebut dapat d

bit data pada salah satu

port

tanpa mengganggu

port

yang lain.

Gambar 2.10. Peta memori SFR AT89S51 [2].

am Status Word)

berisi data bit hasil eksekusi program

Register ini digunakan bersama akum

13

e.

Stack

Pointer

Stack Pointer

merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H.

Proses yang berhubungan dengan

stack

ini biasa dilakukan oleh

instruk

f.

Data

Pointer

rupakan register 16 bit. DPTR biasa

g.

Timer

empunyai dua buah 16 bit

Timer/Counter

yaitu :

timer

0

H

h.

nggunakan

serial

i.

vel

i. Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem

si-instruksi

Push, Pop, Acall

dan sebagainya.

Data

pointer

atau DPTR me

digunakan untuk mengakses data yang terletak di memori

external

.

Register

AT89S51 m

dan

timer

1.

Timer

0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk

TH0, sedangkan

Timer

1 terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8D

untuk TH1.

Serial

Port

Register

Port

ini merupakan

on chip serial port

yang digunakan untuk

melakukan komunikasi dengan peralatan yang me

port

.

Register Interupsi

Mikrokontroler ini memiliki 5 buah interupsi dengan dua le

prioritas interups

dikembalikan pada keadaan semula. Register yang behubungan dengan

interupsi adalah

Interrupt Enable Register

(IE) pada alamat A8H dan

3.

dan

terdapat pada

Flash

PEROM akan dieksekusi jika sistem dikembalikan

Bila sistem tersebut telah dikembalikan pada

kea

mik

PER

aka

II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51

ta keluarga mikrokontroler AT89S51 mengeksekusi

kelompok inst

aplikas

yang ce

pengala

pemrog

Boolea

1.

Mode-mode pengalamatan dapat dikelompokkan menjadi [2] :

Flash

PEROM

AT89S51 mempunyai 4

kilo byte

Flash

PEROM yang dapat ditulis

dihapus menggunakan sebuah perangkat

programmer

. Program yang

pada keadaan semula.

daan semula, maka pin EA/V

PP

akan berlogika satu, sehingga

rokontroler akan aktif berdasarkan program yang ada di

Flash

OM. Tetapi apabila pin EA/V

PP

berlogika nol, maka mikrokontroler

n aktif berdasarkan program yang ada pada memori

external.

Semua anggo

ruksi yang sama [2]. Kelompok instruksi ini telah dioptimasi untuk

i kontrol 8 bit, serta menyediakan berbagai macam mode pengalamatan

pat untuk mengakses RAM

internal

dan RAM

external

.

Bagian berikut ini akan menjabarkan mengenai mode-mode

matan tersebut serta berbagai macam instruksi yang dipergunakan dalam

raman AT89S51, antara lain instruksi logika, aritmatika, transfer data,

n, serta instruksi lompat.

Mode-mode Pengalamatan

15

Dalam pengalamatan langsung, masukan data ditentukan berdasarkan

alamat 8 bit (1

byte

) dalam suatu instruksi. Hanya RAM data internal

dan SFR yang bisa diakses secara langsung.

b.

Pengalamatan Tak Langsung (

Indirect Addressing

)

Dalam pengalamatan tak langsung, instruksi menentukan suatu register

yang digunakan untuk menyimpan alamat masukan. Baik RAM

internal

maupun eksternal dapat diakses secara tak langsung. Register

alamat untuk alamat-alamat 8 bit bisa menggunakan

Stack Pointer

dari

ih. Sedangkan untuk alamat 16 bit hanya bisa

an cara demikian bisa

tidak memerlukan

d.

ulator. Bilangan

a dituliskan dalam format heksa sebagai

64h ( MOV A,#64h ).

register bank

yang dipil

menggunakan register

pointer

data 16 bit atau DPTR.

c.

Instruksi-Instruksi Register

Register bank

yang masing-masing berisi 8 register, dapat diakses

melalui instruksi dengan kode masukan yang mengandung 3 bit

spesifikasi register. Akses register deng

menghemat penggunaan kode instruksi karena

sebuah

byte

untuk alamat. Saat instruksi tersebut dikerjakan, satu dari

delapan register pada

bank

yang terpilih akan diakses.

Konstanta Segera (

Immediate Constant

)

Nilai dari suatu konstanta dapat segera menyatu dengan masukan kode

dalam memori program. Misalnya, instruksi : MOV A,#100, yang akan

menyimpan konstanta 100 (desimal) ke dalam akum

e.

2.

beb

Beb

DE

3.

Ins

n operasi logika

AND

(ins

(ins

pad

lain

4.

Ins

a

sfer data dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu

instruk

Pengalamatan Terindeks (

Indexed Addressing

)

Memori program hanya bisa diakses melalui pengamatan terindeks.

Pengalamatan terindeks digunakan dalam instruksi-instruksi “lompat

bersyarat”. Dalam hal ini, alamat tujuan dari instruksi lompat (

jump

)

dihitung sebagai jumlah dari penunjuk dasar (

base pointer)

dengan

data akumulator.

Instruksi Aritmatika

Instruksi-instruksi aritmatika selalu melibatkan akumulator, hanya

erapa yang melibatkan register lainnya (DPTR dan lain-lain) [2].

erapa contoh instruksi aritmatika antara lain ADD, ADDC, SUBB,

C, INC.

truksi Logika

Instruksi logika digunakan untuk melakuka

truksi ANL), OR(instruksi ORL), XOR (instruksi XRL), operasi

clear

truksi CLR) dan NOT (instruksi CPL) pada suatu

byte

dan beroperasi

a masing-masing bit. Instruksi putar atau

rotate

(RL A, RLC A dan

nya) akan menggeser isi akumulator 1 bit ke kanan atau ke kiri.

truksi Transfer Dat

Instruksi tran

si transfer data yang mengakses ruang memori

internal

menggunakan instruksi MOV dan MOVC serta transfer data yang

17

Pengaksesan ruang memori

external

menggunakan Data

Pointer

(DPTR)

sebesar

5.

sable

.

n antara lain ANL, SETB, CLR.

6.

Instruk

JMP) dan instruksi lompat bersyarat (antara lain instruksi

Z).

II.3.3 P

IC ters

enggunakannya,

kaki XTAL 1 dan XTAL 2 pada mikrokontroler AT89S51 dihubungkan dengan

sebuah kristal

menunj

AT89S

jenis s

16 bit.

Instruksi Boolean

Mikrokontroler AT89S51 memiliki sebuah prosesor boolean yang

cukup lengkap. Instruksi boolean digunakan pada operasi bit dan

melibatkan alamat pada internal RAM yang merupakan bit

addres

Contoh instruksi Boolea

si Lompat (

jump

)

Instruksi lompat (

jump

) merupakan perintah yang digunakan pada

mikrokontroler AT89S51 untuk melakukan perpindahan alamat perintah

yang akan dieksekusi oleh CPU. Instruksi lompat ini dapat dibagi menjadi

dua macam, yaitu instruksi lompat tak bersyarat (antara lain instruksi

LJMP, AJMP, S

JZ, CJNE dan DJN

emberian

Clock

pada Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 memiliki osilator yang tersedia pada kemasan

ebut (

on chip

) sebagai sumber detak (

clock

) [2]. Untuk m

keramik dan kapasitor yang dihubungkan ke

ground

. Gambar 2.8

ukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan mikrokontroler

51. Besar kapasitor yang terhubung dengan sumber detak tergantung dari

besar k

kapasitor yang terpasang adalah 40 pF ± 10 pF.

II.3.4 Struktur

AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 pin, 32 pin di antaranya

digunakan sebagai

port

paralel [2]. Satu

port

paralel terdiri dari 8 pin, sehingga

32 pin membentuk 4 buah

port

paralel, yang masing-masing dikenal sebagai

Port

0

, Port

1

, Port

2

dan Port

3. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 secara

lengkap ditunjukkan pada Gambar 2.9. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 pada

Gambar 2.12 dijelaskan pada Tabel 2.1.

apasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF dan bila jenis keramik besar

Gambar 2.11. Menghubungkan kristal sumber detak [2].

19

Tabel 2.1

. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

No Pin

Port

Nama/ID Fungsi

Keterangan

1 1-8 1

Sebagai

input

dengan

memberi

logika ”1”.

Sebagai

output

,

port

ini dapat

memberikan

sink output

ke

em

TTL

I/O biasa

pat buah

2 5 1 MOSI

Serial data

input

Multiple Output Single

Input

3 6 1 MISO

Serial data

output

Multiple Input Single

Output

4 7 1 SCK

Serial

clock

input

Serial Clock

5 9 3 RST

masukan

reset

Reset

Sebagai

6 10

3

RXD

Sebagai serial

input

7 11 3

TXD

Sebagai serial

output port

8 12 3 INT

0

i

Interrupt

0

Sebagai

external

nterrupt

0

port

9 13 3 INT

1

Interrupt

1

Sebagai

external

interrupt

1

port

10 14 3

T0

e

0

Timer

0

Sebagai

xternal timer

input port

11 15 3

T1

ex

r

Sebagai

rnal tim

te

e

1

input port

T

imer

1

12 16 3

WR

Sebagai

external data

memory write

strobe port

Tabel 2.1

. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

No Pin

Port

N

ama/I

D

Fungs

i

Keterangan

13 17 3

RD

a

memory read

rt

Read

Sebagai

external dat

strobe po

14 18 XTAL

1

oscillator

Sebagai

input

15 19

t

XTAL

2

Sebagai

oscillator

outpu

16 20

GND

Sebagai

ground

Ground

17 21-28 2

I/O

t

t

Input/Output

Sebagai

inpu

dan

outpu

18 29

PSEN

Program Store Enable

Sebagai

sinyal baca

untuk

memori

program

19 30

ALE

masukan

pulsa

Address Latch Enable

Sebagai

program

20 31 V

Sebagai

pengeksekusi

pr

ri

i

External Access Enable

pp/EA

ogram da

memori

eksternal,

mengakses

program

secara

nternal

21 3

Sebagai I/O

me

n

2-39

0

biasa,

mberika

sink

22 40

Vcc

21

II. 4 Komunikasi Serial

Sistem transmisi data secara serial ada dua jeni

1.

Transmisi data secara tidak seimbang

ed line

).

Contoh transmisi data secar

ng (

unbalance line

) adalah

dengan sistem RS-232 yang menggunaka

kaw

al

dan sebuah kawat penghantar untuk ac

an (

grounding

). Pada sistem

ini nilai amplitudo sinyal tergantung pada beda potensial antara penghantar sinyal

terhadap

ground

.

2.

ba

Pada sistem transmisi data s

bang (

balance line

), kedua

penghantar selalu berfluktuasi saling bertolak-belakang sehingga selalu tercipta

beda potensial pada kedua penghantar. Pada sistem transmisi ini, sinyal masih

dapat terdeteksi pada jarak yang cukup jauh. Selain itu, sistem transmisi data

secara seimbang lebih tahan terhadap

noise

. Sistem transmisi data serial secara

seimbang ini biasanya menggunakan sistem standar RS-422 dan RS-485.

Sistem transmisi data secara serial dengan standar komunikasi serial

RS-485 dikembangkan sejak tahun 1983 dan mampu mentransmisikan data pada jarak

yang cukup jauh, yaitu 1,2 km. Standar komunikasi serial RS-485 dapat

diterapkan pada suatu jaringan telepon tunggal (

party line

) atau pada jaringan

multidrop

(jaringan yang menggunakan topologi bus).

Ada sebanyak 32 pasang pemancar (

driver

)/penerima (

receiver

) yang

dapat disatukan pada jaringan

multidrop

. Sisi pemancar (

driver

) akan

menghasilkan tegangan sebesar 2 sampai 6 Volt yang berbeda polaritas pada

s [5] :

(

unbalanc

a tidak seimba

n sebuah

uan pentanah

at penghantar untuk siny

Transmisi data secara seimbang (

lanced line

).

terminal A-B dengan acuan titik tengah

ground

, seperti diperlihatkan pada

Gambar 2.13. Penerima (

receiver

) mampu menerima data dengan nilai amplitudo

sinyal minimal +200 mV sampai –200mV antara terminal A-B. Sehingga sisi

penerima dapat menerima sinyal dengan amplitudo antara +200 mV sampai

200mV (

ecara penuh oleh penerima dan tidak berbalik ke saluran transmisi lagi [5].

engaturan impedansi terminal ini mengacu pada panjang kabel penghantar dan

sinyal minimal) hingga +6 V sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih

dapat diterima, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.14.

Gambar 2.13. Sinyal keluaran dari pemancar (

driver

) [5].

Gambar 2.14. Sinyal masukan untuk penerima (

receiver

) [5].

A

C ENABLE

B

(REQUIRED FOR RS-485)

+ 6

+ 2

Toleransi

Tegangan VAB

- 2

- 6

Toleransi

II.4.1 Pengaturan

Impedansi

Terminal

Pengaturan impedansi terminal dimaksudkan agar sinyal dapat terserap

s

P

Vcm = Input Common Mode Voltage rentang tegangan untuk Vcm -7v > Vcm < +7v

+ 6 V

- 6 V + 200mV

- 200mV

Tegangan VAB

A B C 1/2Vi

Vcm

1/2Vi +Vi

n

g

m

a

-Vi

R

en

ta

te

g

an

g

an

k

si

m

u

m

23

kecepatan laju data yang digunakan. Pengaturan impedansi terminal dapat

diabaikan bila

delay

propagasi saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.

Sebagai contoh, sebuah sistem yang menggunakan kabel dengan panjang

2000

feet

(= 609,6 m),

delay

propagasi saluran data dapat dihitung dengan

panjang kabel dibagi dengan kecepatan laju propagasi yang biasanya sebesar 66%

sampai 75

bel 2000

et

, perjalanan bolak-balik data 4000

feet

dengan laju propagasi 0.66 x kecepatan

.2 µs. Bila perjalanan data sebanyak

tiga kali

Para

fek pemuatan DC.

% dari kecepatan cahaya (= 3x10

8

m/s). Dengan panjang ka

fe

cahaya, sehingga

delay

propagasi sebesar 6

bolak-balik maka

delay

propagasi sebesar 18.6 µs. Karena lebar satu bit

data untuk 9600 baud adalah 104 µs, hingga pada kasus ini pengaturan impedansi

terminal dapat diabaikan.

Ada dua macam pengaturan impedansi terminal :

1.

Parallel Termination

.

llel Termination

adalah menambahkan resistor yang dipasang

parallel

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15a sebagai penyesuai impedansi.

Nilai resistor ini pada umumnya sebesar 120

Ω

. Nilai ini didapatkan dari nilai

impedansi

intrinsic

kabel penghantar transmisi.

2.

AC-couple Termination

.

AC-couple Termination

adalah menambahkan resistor yang dipasang

parallel

sebagai penyesuai impedansi yang dirangkai seri dengan kapasitor kecil

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15b. Kapasitor kecil berfungsi

(a)

(b)

mbar 2.15. (a) Rangkaian

parallel termination

(b

Ga

)

AC-coupled termination

[5].

II.4

485

kom

uatan

Texas Instrument

, DS36C278

IC

Ga

.2

IC

komunikasi serial RS-485

Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar

yaitu

IC

RS-485. Ada berbagai seri

IC

RS-485 yang dikeluarkan pabrik

ponen elektronika, antara lain SN75176 b

buatan

National Semiconductor

, dan MAX48x serta MAX1487 buatan

MAXIM

.

RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti

mbar 2.16.

1

2

3 6

4

8

7

5

+5V +5V

Data input dari mikrokontroler

IC RS-485

3 K

2 K Re Do / R i

Di

V cc

Ground Ro

Do / Ri De

[5]. Dengan Vcc = 5 Volt, maka penurunan tegangan V

DE

dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.3, yaitu:

Gambar 2.16.

IC

RS-485 [5].

Resistor pembagi tegangan yang dipasangkan pada kaki

De

berfungsi

25

Vcc

R

R

R

V

b a

b

×

+

=

... (2.3)

DE

Jika Rb ditetapkan sebesar 3 k

Ω

, maka Ra = 2 k

Ω

. Sistem yang akan

dibuat menggunakan konfigurasi jaringan

multidrop

2 kabel karena digunakan

untuk komunikasi

half duplex

yang diatur sebagai pengirim.

II.4.3 Pemberian

Bias

p

Pemberian

bias

pada jaringan ini berguna apabila jaringan dalam

keadaan

umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor

pulldown

pada saluran

RS-485 dapat dilihat pada Gambar 2.17.

II.4.4 K

bel digunakan

single

isted pair

dan untuk sistem empat kabel menggunakan

two twisted pair

.

dengan kabel

twisted pair

.

ada Jaringan RS-485

kosong, maka sinyal dalam keadaan menunggu (

idle

) dan tidak dalam

keadaan mengambang (tidak tentu) [5]. Untuk memelihara status

idle

dalam

keadaan jaringan kosong, perlu dipasang resistor yang dirangkai

pullup

dengan

saluran data B terhadap Vcc (pada

data A terhadap

ground

. Rangkaian prasikap pada jaringan

abel Jaringan pada RS-485

Penggunaan kabel untuk jaringan komunikasi RS-485 pada umumnya

menggunakan kabel

twisted pair

[5]. Untuk sistem dua ka

tw

Seringkali penghantar untuk

ground

telah menyatu

Pada RS-485 terdapat rugi-rugi transmisi yang disebabkan oleh beberapa

dan rugi–rugi dielektrik. Untuk kabel dengan kualitas tinggi, rugi–rugi penghantar

dan rugi–rugi dielektrik merupakan faktor yang sangat penting.

maksimal 6 Volt

]. Ja

erbeda karena setiap sistem menggunakan acuan

ground

lokal yang berbeda.

ntuk itu perlu dibedakan antara

ground

sinyal dengan referensi sinyal. Referensi

sinyal merupakan

ground

yang digunakan sebagai referensi sinyal komunikasi.

Ground

sinyal adalah

grounding

lokal yang dapat juga mempunyai beda potensial

terhadap

ground

referensi.

Ada dua cara untuk menanggulangi perbedaan

ground

yang dapat

mengakiba

Gambar 2.17. Rangkaian prasikap pada jaringan RS-485 [5].

II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik

Sistem komunikasi dengan standar RS-485 menggunakan dasar sistem

perbedaan potensial sinyal dengan besar nilai perbedaan sinyal

[5

uhnya jarak antar sistem memungkinkan nilai amplitudo sinyal dapat

tkan perbedaan amplitudo sinyal, yaitu :

b

27

1.

Memisahkan antara

ground

data dengan

ground

lokal/

casing

/

ground power

meng

shunting

device

. Metode ini memiliki dua cara yang memiliki kelebihan masing–masing :

gunakan koneksi optik (dapat berupa

optocoupler

atau komponen optik

yang lain) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.18.

2.

Menyambungkan

ground

data dan

ground

lokal/

ground power

menggunakan

konektor dengan impedansi rendah (dapat berupa resistor dengan nilai

resistansi kecil) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19.

Gambar 2.18. Pemisahan

ground

dengan isolasi optik [5].

Gambar 2.19. Penyambungan

Ground

Data dan

Ground

Lokal

dengan Koneksi Resistor [5].

.

Cara pertama adalah dengan memasang dioda zener bolak-balik secara

shunt

terhadap penghantar jaringan. Dioda dirangkai

shunt

terhadap

ground

ataupun

terhadap masing–masing penghantar jaringan. Kelebihan cara ini adalah

me

tinggi. Sedangkan kelemahannya adalah

memiliki batas ambang tegangan yang tinggi dan tingkat pengamanannya

lambat seperti ditunjukkan pada Gambar 2.20.

2.

Cara kedua adalah dengan memasang dioda zener bolak balik secara

shunt

dan

merangkai

fuse

secara seri seperti terlihat pada Gambar 2.21.

(a)

(b)

Gambar 2.20. Sistem Proteksi

Shunting Device

menggunakan Dioda Zener [5].

1

mberi proteksi terhadap arus yang

Gambar 2.21. Sistem Proteksi

Shunting Device

menggunakan

29

II. 5 LCD (

Liquid Crystal Display

)

LCD (

Liquid Crystal Display

) atau peraga kristal cair merupakan suatu

lat yang banyak digunakan sebagai penampil karakter [6]. LCD mengandung

kristal cair yang merupakan moleku

lekul

organic

kental yang mengalir

se

emua molekul disejajarkan dalam arah yang sama, sifat-sifat

optic

dari kristal

kan tergantung pada arah dan polarisasi sinar yang datang. Kesejajaran

molekul-olekul dapat diubah sifat-sifat optiknya menggunakan medan listrik. Kristal cair

yang diso

s cahaya

yang keluar dari kristal

elektrik. Sifat ini dapat

ilan panel datar.

a

l-mo

perti suatu cairan, namun memiliki struktur khusus, seperti kristal. Pada waktu

s

a

m

rot dengan suatu sinar mempunyai intensitas cahaya. Intensita

cair dapat dikendalikan secara

dimanfaatkan untuk membuat tampilan-tamp

Sebuah layar tampilan LCD terdiri atas dua plat kaca sejajar yang di

antaranya terdapat suatu volume tertutup yang berisi kristal cair.

Elektroda-elektroda transparan ditempelkan pada masing-masing plat dan digunakan untuk

menciptakan medan listrik di dalam kristal cair. Bagian-bagian yang berbeda pada

layar akan mendapatkan tegangan yang berlainan untuk menampilkan citra yang

lebih jelas. Polarisator dilekatkan pada bagian depan dan bagian belakang layar.

Polarisator–polarisator ini yang meyebabkan sinar terpolarisasi. Seberkas sinar di

belakang plat belakang akan menerangi layar dari belakang. Sinar ini berguna

membantu pembacaan dalam kondisi gelap. Susunan layar LCD pada umumnya

dapat dilihat pada Gambar 2.22.

Pemakaian daya pada LCD lebih rendah dibanding pemakaian daya pada

ini merupakan salah satu kekurangan layar LCD karena pada umumnya sukar

dilihat dalam kondisi ruang yang sedikit pencahayaannya. Pada luasan yang di

sinari cahaya, pemantul

(reflector)

diletakkan di belakang LCD untuk

memantulkan kembali cahaya yang melewati layar untuk intensitas yang

maksimum.

Lifetime

LCD tergantung pada pencahayaan (

illumination

). LCD yang

paling banyak digunakan adalah LCD monokrom atau LCD dengan satu warna.

Tampilan LCD tidak seterang dan sejernih dibanding dengan layar tabung (

tube

display)

.

angan di belakang (

backlight

) lainnya adalah menggunakan satu atau

dua lamp

Untuk mengurangi masalah kesulitan melihat suatu karakter yang

ditampilkan pada LCD dalam kondisi ruang yang pencahayaannya buruk, maka

beberapa layar menggunakan suatu panel cahaya yang di dalamnya terdapat kaca

yang disebut layar

electroluminescent.

Tipe LCD ini mempunyai layar

backlight

,

yaitu layar yang mempunyai lampu di belakang panel. Penempatan lampu ini ada

yang terpisah dan ada pula yang menjadi satu dengan panel

electroluminescent.

Teknik pener

u pijar (

fluorescent).

Kedua teknik pencahayaan ini membuat layar lebih

mudah untuk dibaca.

Perbedaan antara LCD dengan LED, dimana LCD tergantung cahaya

dari luar sedangkan LED menghasilkan cahaya. Sehingga cahaya dari luar

semakin terang, maka tampilan yang terdapat pada LCD juga semakin jelas.

Kekurangannya adalah jika ditempat gelap maka tampilan LCD tidak kelihatan

sedangkan tampilan LED dapat di lihat. Karena LCD tidak mengeluarkan cahaya,

31

Gambar 2.22. Susunan umum layar LCD [6].

II.5.1 LCD

dengan

Driver

HD44780U

nya

terdapat dua

byte

[7].

LCD denga

jepang

kana

n

mi

ensi

LCD denga

x16 yang

berarti me

n 16 kolom, seperti

Gambar 2.23. Dim nsi layar LCD [7].

Penelitian ini menggunakan LCD Hitachi HD44780U yang di dalam

driver

HD44780U, memori 16

byte

dan memori data 80

n

driver

HD44780 dapat menampilkan angka-angka, abjad, huruf

dan juga simbol-simbol lainnya.

Interface

LCD HD44780U denga

krokontroler AT89S51 dapat dilakukan dengan sistem 4 bit atau 8 bit. Dim

n

driver

HD44780U yang digunakan memiliki ukuran 2

miliki layar tampilan yang terdiri atas 2 baris da

yang terlihat pada Gambar 2.23.

Total jumlah karakter yang dapat ditampilkan sekaligus dalam satu layar

adalah sebanyak

r terbentuk dari

susunan titik-titik (

dot

) yang berukuran 5x8. HD44780U memiliki beberapa

II.5.1.1 R

u dibaca dari atau ke dalam DDRAM ataupun

CGRAM.

II.5.1.2 BF (

Busy Flag

)

Busy Flag

adalah bit yang menandakan apakah sedang terjadi operasi

internal atau tidak. Se

ver

HD44780U akan

menjalankan operasi

internal

, sehingga operasi selanjutnya tidak dapat dijalankan.

Agar dapat m

instruksi pertama dengan instruksi selanjutnya.

32 karakter, dengan masing-masing karakte

bagian sebagai berikut [7] :

egister

HD44780U memiliki dua buah register 8-bit, yaitu IR (

Instruction

Register

) dan DR (

Data Register

). IR (

Instruction Register

) merupakan register

yang hanya dapat ditulis untuk menyimpan kode-kode instruksi seperti

Display

Clear

,

Cursor Shift

dan juga untuk alamat dari DDRAM (

Display Data RAM

)

ataupun CGRAM (

Character Generator RAM

). Sedangkan DR (

Data Register

)

merupakan

register

yang bisa ditulis maupun dibaca untuk penyimpanan data

sementara yang akan ditulis ata

waktu BF (

Busy Flag

) bernilai ”1”,

dri

enjalankan instruksi selanjutnya, perlu diperiksa apakah

busy flag

tersebut telah bernilai ”0” , atau dapat dilakukan dengan memberikan waktu yang

33

II.5.1.3 AC (

Address Counter

)

Fungsi dari AC (

Address Counter

) adalah untuk mengamati DDRAM

dan juga CGRAM.

II.5.1.4 DDRAM (

Display Data RAM

)

DDRAM menyimpan karakter-karakter yang dikirim (sandi ASCII) dan

yang ingin ditampilkan pada layar LCD. Register data menyimpan data sementara

menyimpan data sementara yang akan

dibaca da

DDRAM [7].

yang ditulis ke DDRAM atau CGRAM dan

ri DDRAM atau CGRAM. DDRAM memiliki kapasitas 80x8 bit atau 80

karakter. DDRAM dapat dilihat pada Gambar 2.24.

II.5.1.5 CGROM (

Character Generator ROM

)

CGROM merupakan ROM (

Read Only Memory

) berukuran 80x8 bit

yang mampu membangkitkan bentuk

dot

matrix

berukuran 5x8 maupun 5x10 dari

8-bit kode karakter.

II.5.1.6 CGRAM (

Character Generator RAM

)

CGRAM merupakan penghasil karakter menggunakan sandi ASCII

ilkan ke layar LCD. CGRAM

berukura

LCD yang digunakan adalah LCD buatan Hitachi dengan

driver

HD44780U yang memiliki 16 pin seperti yang terlihat pada Tabel 2.2 [7].

Tabel 2.2

. Pin LCD Hitachi [7].

No. Nama

Pin

Deskripsi

kemudian dikirim ke DDRAM untuk ditamp

n 64x8 bit yang memungkinkan pemakai untuk memprogram bentuk

karakter yang diinginkan.

II.5.2 Pin

LCD

1 VCC

+5V

2 GND

0V

3

VEE

Tegangan Kontras LCD

4 RS

Re

ntah, 1= Register

Data

gister Select

, 0=Register Peri

5 R/W

1=

Read

, 0=

Write

6 E

Enable Clock

LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau

pembacaan data

7

D0

Data Bus 0

8

D1

Data Bus 1

9

D2

Data Bus 2

10

D3

Data Bus 3

11

D4

Data Bus 4

12

D5

Data Bus 5

13

D6

Data Bus 6

14

D7

Data Bus 7

15 VBL+

4-4,2

volt

35

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Alat pemanggil penghuni gedung berkamar banyak ini terdiri dari dua

bagian, yaitu pemanggil yang diletakkan di depan pintu gedung dan bagian

terpanggil yang berada di dalam gedung. Bagian pemanggil berfungsi untuk

memanggil penghuni kamar di dalam gedung. Gambar 3.1 memperlihatkan

diagram blok sistem keseluruhan.

Gambar 3.1. Diagram blok alat pemanggil gedung berkamar banyak.

Tugas akhir ini hanya menghasilkan bagian pemanggil. Bagian

pemanggil terdiri dari mikrokontroller, LCD,

keypad

dan RS-485. Perancangan

bagian pemanggil terdiri dari dua perancangan, yaitu perancangan perangkat

lunak dan perancangan perangkat keras. Diagram blok bagian pemanggil

ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Mikrokontroler

AT89S51

LCD Keypad

Slave 1

Slave 2

Slave 3

Mikrokontroler AT89S51 LCD _KEYPAD TX RX RS485

Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil.

III.1

Perancangan Perangkat Keras

III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler pada bagian pemanggil berfungsi untuk mengolah data

masukan dari

keypad

, menampilkan karakter di LCD dan mengirim atau

menerima data dari bagian terpanggil dengan komunikasi serial RS-485.

Rangkaian mikrokontroler pada bagian pemanggil dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Keseluruhan proses kerja dari mikrokontroler dijalankan dengan perangkat lunak

yang akan dibahas pada bagian perancangan perangkat lunak.

Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler AT89S51 [8].

TX

RX

Bagian

Terpanggil

(4 kamar)

J4 Gnd&Vcc 1 2 R3 560 U2 SN75176 4 3 1 2 6 7 8 5 D DE R RE A B VC C GN D X1 11.059M J8 DATA LCD 1 2 3 4 5 6 7 8 J6 CON4 1 2 3 4 C2 30pF J5_ISP

1 2 3 4 5 6

R1 10k C1 30pF C3 10uF U1 AT89S52 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 37 36 35 34 33 32 39 38 40 20 RST XTAL2 XTAL1 PSEN ALE/PROG EA/VPP P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 (MOSI) P1.6 (MISO) P1.7 (SCK) P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P0.0/AD0 P0.1/AD1 VC C GN D D4 R2 56 R6 56 R5 560 R4 100 J10

Key pad 3x4 1 2 3 4 5 6 7 8 J9 GN D & V C C 1 2 J7

E & RS

1

2

37

III.1.1.1 Rangkaian Osilator

Rangkaian osilator menggunakan

on-chip oscillator

yang membutuhkan

sebuah kristal pembangkit frekuensi dan 2 buah kapasitor

eksternal

yang

ditunjukkan pada Gambar 3.4. Frekuensi osilator untuk mikrokontroler AT89S51

maksimal 33 MHz. Dalam perancangan digunakan kristal (X1) 11,0592 MHz

dengan alasan mudah didapat dan menghasilkan

error

minimal untuk komunikasi

dengan

baud rate

1200 [8]. Kapasitor yang digunakan (C1 dan C2) berkapasitansi

30 pF ± 10 pF.

Gambar 3.4. Rangkaian Osilator [8].

III.1.2 Perancangan

LCD

LCD ini menggunakan sistem pengiriman data 8 bit dan memerlukan 11

buah jalur untuk berhubungan dengan mikrokontroler AT89S51. Adapun jalur–

jalur tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.5.

AT89S51 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RST XTAL2 XTAL1 PSEN ALE/PROG EA/VPP P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 X1 11.0592 MHz C2 30 pF

Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan mikrokontroler.

Kesebelas jalur tersebut terdiri atas 8 jalur untuk data yang akan

dikirimkan (DB0 hingga DB7) pada LCD. Jalur tersebut dihubungkan dengan

P0.0 s/d P0.1 pada mikrokontroler. Sedangkan 3 jalur masing masing yaitu untuk

membedakan jenis data yang dikirim adalah

port

RS

(Register Select)

pada LCD,

dihubungkan dengan

port

P1.0 pada mikrokontroler.

Port

R/W

(Read/Write)

pada

LCD menandakan akan diadakan pengiriman data.

Port

tersebut dihubungkan

dengan

port

P1.2 pada mikrokontroler. Sedangkan

port

E

(Enable)

pada LCD

merupakan sinyal detak dan dihubungkan dengan

port

P1.1 pada mikrokontroler.

III.1.3 Perancangan

Keypad

Perancangan ini menggunakan

keypad

matriks 4x3.

Keypad

matriks ini

dihubungkan dengan

port

2 dari mikrokontroler AT89S51 dengan 4 baris (B1–

B4) dihubungkan dengan jalur P

2.0

...P

2.3

dan tiga kolom (K1–K3) dihubungkan

D6 D5 D4 TUGAS AKHIR VCC D2

W E L C O M E

39

dengan jalur P

2.4

...P

2.6

. Rangkaian

keypad

matriks dengan mikrokontroler

AT89S51 dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian

keypad

matriks 4x3.

Baris 1 sampai dengan baris 4 (P

2.0

...P

2.3

) berfungsi sebagai masukan

mikrokontroler, sedangkan kolom 1 sampai dengan kolom 3 (P

2.4

...P

2.6

) berfungsi

sebagai keluaran pada mikrokontroler.

Keypad

matriks ini bekerja dengan sistem

scanning

tombol satu per satu.

Keluaran dari mikrokontroler AT89S51 akan memberikan kondisi ‘0’

pada setiap

port

keluaran secara bergantian. Sehingga apabila ada tombol yang

ditekan maka baris pada tombol tersebut akan memiliki kondisi ‘0’ dan

memberikan masukan pada mikrokontroler. Adapun keluaran penekanan tombol

keypad

selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Keypad

matriks ini digunakan

untuk memanggil penghuni rumah dengan menekan kamar mana yang dipanggil

dan juga untuk mengetik pesan.

6 7 U1 AT89S52 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 37 36 35 34 33 32 39 38 40 20 RST XTAL2 XTAL1 PSEN ALE/PROG EA/VPP