Penggunaan Infra Merah Pada Pengendalian Pintu Gerbang Otomatis Dengan Menggunakan Mikrokontroller Atmega 8535

PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

RAMLI QADAR 072408005

PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPERTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahlimadya

RAMLI QADAR 072408005

PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPERTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PERSETUJUAN

Judul : PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU

GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : RAMLI QADAR

Nim : 072408005

Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Desember 2010 Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua

Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc Dra.Justinon,M.Si

PERNYATAAN

PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2010

RAMLI QADAR

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah mencurahkan berkah rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli madya pada Program Studi Diploma-3 Fisika Instrumentasi Depertemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “ PENGGUNAAN INFRA MERAH

PADAPENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535”.

Penulis menyadari bahwa tersusunya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari perhatian, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak baik bantuan moril maupun material, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah mendukung.

1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Dra. Justinon.M.Si selaku dosen pembimbing Tugas Akhir dan Ketua Departemen Fisika FMIPA-USU yang telah bersedia dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc selaku Ketua Depertemen Fisika FMIPA – USU yang telah bersedia dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bang Dhika GeNk yang telah banyak membantu penulis sehingga dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Rekan-rekan seperjuangan Keluarga Besar Fisika Instrumentasi. Khususnya buat tuya parno, iwan regar, otong, corba, opi, lido, ijonk, pahmi kro – kro, teman – teman gang rela, yang telah banyak memberikan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Secara khusus dan tulus dengan penuh rasa cinta penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih buat Kedua Orangtua tercinta : Ibunda Hj. Mariani Ns., Abanganda Razali Akbar Lubis Amd, kakanda Rahmi Mahriza Lubis Amd. Tercinta yang telah mendukung dan

memberikan banyak masukan dan tiada henti-hentinya mendoakan sehingga penulis bisa mengerjakan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna dalam materi serta penyajiannya. Untuk itu dengan segala kebesaran hati penulis mengharapkan saran dan keritik yang bersifat membangun dari semua pihak yang dapat menjadi bahan masukan bagi penulis.

Semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi suatu masukan dalam perkembangan dunia pendidikan terutama generasi penerus Fisika Instrumentasi.

ABSTRAK

Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan sehari-hari banyak pekerjaan yang dilakukan itu sangat rumit, dan pada zaman serba canggih ini merupakan bagian yang sangat penting dalam kehidupan manusia yang untuk dapat berkembang maju yang merupakan tuntutan dibidang elektronika dalam hal pengembangannya. Sebagai mahasiswa Fisika Instrumentasi (D3) Universitas Sumatera Utara, diharapkan dapat mengimplementasikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang didapat selama duduk dibangku perkuliahan kedalam kehidupan sehari-hari maupun didalam dunia industry. Untuk itu penulis merencanakan sebuah proyek yang

berjudul“PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535”.Tujuan dari perancangan dan pembuatan proyek ini adalah untuk mengaplikasikan teori yang didapat punulis dari perkuliahan dengan membuat suatu alat. Dan tujuan dari pembuatan tugas akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk menamatkan program diploma III. Dimana

Alat ini bisa digunakan di perindustrian yang sangat maju pada zaman sekatang ini.

Adapun alasan memilih mikrokontroler sebagai pengendali system ini adalah untuk mempermudah penulis didalam membuat program dan proses pengerjaan alat tersebut, serta mengurangi tingkat kesalan yang tinggi. Dan faktor yang tidak kalah penting adalah dari segi ekonomis.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI v

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR TABEL ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Tujuan Penelitian 1

1.3. Manfaat Penelitian 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Rumusan Masalah 2

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Mikrokontroler Atmega8535 3

2.1.1. Konstruksi Atmega8535 6

2.1.2. Pin-Pin Pada Mikrokontroler Atmega8535 8

2.1.3. Modul Inframerah (IRM) 12

2.1.4. Motor Langkah (Stepper) 14

2.1.5. Motor DC 16

2.1.1.3. Resistor 19

2.1.1.3.1. Fixed Resistor 19

2.1.1.3.2. Variable Resistor 22

2.1.1.1. Kapasitor 23

2.1.1.1.1. Electrolytic Kapasitor (ELCO) 25

2.1.1.1.2. Keramic Kapasitor 26

2.1.1.1.3. Nilai Kapasitor 27

2.1.1.2. Transistor 28

2.7. Bahasa Assembly 32 2.8. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator 36

2.9. Software Downloader 36

BAB 3 RANCANGAN SISTEM

3.1. Diagram Blok Rangkaian 38

3.2. Perancangan Power Supply (PSA) 39

3.3. Rangaian Mikrokontroler Atmega8535 40

3.4. Rangkaian Sensor Inframerah 42

3.5. Rangakaian Driver Motor DC 43

3.6. Rangkaian Perancangan Saklar Batas 45

Diagram Alir (Flow Chart) 46

BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply 50

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 50

4.3. Pengujian Rangkaian Sensor Inframerah 52

4.4. Pengujian Rangkaian Driver Motor DC 55

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 57

5.2. Saran 58

DAFTAR PUSTAKA 59

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing Pin Pada Atmega8535 11

Tabel 2.2 Gelang Pada Resistor 21

Tabel 2.3 Nilai Kapasitor 27

Tabel 2.4 Siklus Mesin 52

‘

ABSTRAK

Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan sehari-hari banyak pekerjaan yang dilakukan itu sangat rumit, dan pada zaman serba canggih ini merupakan bagian yang sangat penting dalam kehidupan manusia yang untuk dapat berkembang maju yang merupakan tuntutan dibidang elektronika dalam hal pengembangannya. Sebagai mahasiswa Fisika Instrumentasi (D3) Universitas Sumatera Utara, diharapkan dapat mengimplementasikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang didapat selama duduk dibangku perkuliahan kedalam kehidupan sehari-hari maupun didalam dunia industry. Untuk itu penulis merencanakan sebuah proyek yang

berjudul“PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535”.Tujuan dari perancangan dan pembuatan proyek ini adalah untuk mengaplikasikan teori yang didapat punulis dari perkuliahan dengan membuat suatu alat. Dan tujuan dari pembuatan tugas akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk menamatkan program diploma III. Dimana

Alat ini bisa digunakan di perindustrian yang sangat maju pada zaman sekatang ini.

Adapun alasan memilih mikrokontroler sebagai pengendali system ini adalah untuk mempermudah penulis didalam membuat program dan proses pengerjaan alat tersebut, serta mengurangi tingkat kesalan yang tinggi. Dan faktor yang tidak kalah penting adalah dari segi ekonomis.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Seiring dengan kemajuan teknologi elektronika yang pesat saat ini sehingga dengan kemajuan tersebut dapat membantu dan mempermudah pekerjaan yang dilakukan oleh manusia menjadi lebih praktis, ekonomis dan efisien. Kemudian harga komponennya yang relatif murah membuat elektronika menjadi sesuatu yang harus dipelajari karena dalam dunia modern sekarang ini hampir seluruh aktivitas dalam kehidupan manusia diliputi oleh perangkat elektronika.

Pada rumah-rumah yang memakai pintu gerbang, pemilik rumah tidak luput pada repotnya membuka dan menutup pintu gerbang, hal ini juga terjadi baik di kantor-kantor atau pun pada saat ber belanja di mall, disini agar memudah kan seseorang untuk membuka dan menutup pintu gerbang maka di buatlah pintu gerbang otomatis dengan menggunakan remote.

Dengan adanya kebutuhan akan alat yang dapat mengetahui waktu dan tanggal, penulis mencoba untuk membuat suatu alat dan penelitian Tugas Akhir dengan judul “ PENGGUNAAN INFRA MERAH PADA PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535 ”.

1.2.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang Pintu gerbang yang membuka dan menutup secara otomatis.

2. Memanfaatkan mikrokontroler ATmega8535 sebagai mikrokontroller yang dapat diprogram sesuai kebutuhan.

3. Membuat pintu gerbang otomatis dengan inframerah sebagai sensor pasif.

1.3.Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang ingin diperoleh dari pembuatan tugas akhir ini adalah:

1. Menghasilkan produk yang berupa barang inovatif dan mempunyai nilai jual. 2. Menjadikan pintu gerbang otomatis sebagai bagian dari kemajuan teknologi.

3. Sebagai alat untuk mempermudah para pengguna ketika memasuki gedung yang membutuhkan misalnya di mall, super market atau di gedung perkantoran.

1.4.Batasan Masalah

Dalam perencanaan penelitian ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai berikut:

1. Remote yang di gunakan adalah remote control buatan Sony.

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler ATmega8535. 3. LCD yang di gunakan adalah LCD M1632.

5. Alaram menggunakan buzzer sederhana.

6. Sumber listrik dianggap tidak pernah gagal (tidak pernah mati).

1.5.Rumusan Masalah

1. Memudahkan membuka dan menutup pintu gerbang.

2. Menyediakan tombol buka tutup manual untuk keadaan darurat.

1.6.Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis melihat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ini.

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler Atmega8535, bahasa program yang digunakan, dan modul inframerah(IRM), serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB 3 PERANCANGAN ALAT

Dalam bab ini penulis menyajikan perancangan alat, antara lain diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian, diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler.

BAB 4 PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Dalam bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler ATMega8535.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Dalam bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran agar rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Mikrokontroler ATmega8535

Mikrokontroller, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan microkomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semi konduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan microprocessor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggi serta dalam bidang pendidikan.

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya), Microcontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat

penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada Microcontroller yang bersangkutan.

Microcontroller ATmega8535 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis Microcontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.

Pada prinsipnya program pada Microcontroller dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.

Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh microcontroller ATmega8535 adalah sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 23 buah terbagi menjadi 3 port

2. ADC sebanyak 6 saluran dengan 4 saluran 10 bit dan 2 saluran 8 bit 3. Tiga buah timer counter,dua diantaranya memiliki fasilitas pembanding. 4. CPU dengan 32 buah register.

5. EEPROM sebesar 512 byte.

6. Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur I/O 7. Memori flash sebesar 8K bites system Self-progamable Flash

8. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika

2.1.1 Konstruksi ATmega8535

Microcontroller ATmega8535 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 micro-fard dan resistor 10 kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini ATmega8535 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja Microcontroller.

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada Microcontroller. Microcontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.

Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM. Untuk Microcontroller dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC Microcontroller dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu Microcontroller menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk memori program ATmega8535 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan Microcontroller diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai ATmega8535 flash PEROM Programmer.

Memori data yang disediakan dalam chip AT*(S51 sebesar 128 kilo byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

ATmega8 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0 dan T1 dipakai.

ATmega8 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.

Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register (SFR).

2.1.2. Pin-Pin pada Microcontroller ATmega8535 Deskripsi pin-pin pada Microcontroller ATmega8535 :

Gambar 2. IC Mikrokontroler ATmega8

VCC

Suplai tegangan digital. Besarnya tegangan berkisar antara 4,5 – 5,5V untuk ATmega8 dan 2,7 – 5,5V untuk ATmega8L.

GND

PORTB(PB7..PB0)

PORTB adalah port I/O dua-arah (bidirectional) 8-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan memancarkan arus jika resistor pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTB akan berada pada kondisi tri-state ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.

PORTC(PC5..PC0)

PORTC adalah port I/O dua-arah (bidirectional) 7-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan memancarkan arus jika resistor pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTC akan berada pada kondisi tri-state ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.

PC6/RESET

Jika Fuse RSTDISBL diprogram, maka PC6 berfungsi sebagai pin I/O akan tetapi dengan karakteristik yang berbeda dengan PC5..PC0. Jika Fuse RSTDISBL tidak diprogram, maka PC6 berfungsi sebagai masukan Reset. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi Reset, meskipun clock tidak running.

PORTD(PD7..PD0)

PORTD adalah port I/O dua-arah (bidirectional) 8-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan

memancarkan arus jika resistor pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTD akan berada pada kondisi tri-state ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.

RESET

Pin masukan Reset. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi Reset, meskipun clock tidak running. Sinyal dengan lebar kurang dari 1,5 mikrodetik tidak menjamin terjadinya kondisi Reset.

AVCC

AVCC adalah pin suplai tegangan untuk ADC, PC3..PC0, dan ADC7..ADC6. Pin ini harus dihubungkan dengan VCC, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, VCC harus dihubungkan ke AVCC melalui low-pass filter untuk mengurangi noise.

AREF

Pin Analog Reference untuk ADC.

ADC7..ADC6

Analog input ADC. Hanya ada pada ATmega8 dengan package TQFP dan QFP/MLF.

Port 3 (Pin 10 – pin 17)

Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :

Nama pin Fungsi

P3.1 (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)

P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori)

P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)

Tabel 2.1. Fungsi Pin Pada ATmega8

RST (pin 9)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

ALE/PROG (pin 30)

Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG) selama memprogam Flash.

PSEN (pin 29)

Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.

EA (pin 31)

Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.

XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal.

XTAL2 (pin 18) Output dari osilator.

2.2 MODUL INFRAMERAH (IRM)

Sensor penerima IRM ini bekerja dengan menangkap sinar yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki pemancar inframerah. Seperti remote control Sony, yang merupakan pemancar sinar inframerah. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium

tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

Mengapa sensor IR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja? Hal ini disebabkan karena adanya IR Filter yang menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor IRM ini mampu menyaring panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor.

Jadi, ketika seseorang berjalan melewati sensor, sensor akan menangkap pancaran sinar inframerah pasif yang dipancarkan oleh tubuh manusia yang memiliki suhu yang berbeda dari lingkungan sehingga menyebabkan material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh sinar inframerah pasif tersebut. Kemudian sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus tersebut yang kemudian dibandingkan oleh comparator sehingga menghasilkan output. Seperti gambar di bawah ini:

Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.

2.3 Motor Langkah (Stepper)

Motor langkah (stepper) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, dipergunakan apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau di perlukan sebagian dari putaran motor. Suatu contoh dapat di jumpai pada disk drive, untuk proses pembacaan dan/atau penulisan data ke/dari cakram(disk), head baca-tulis ditempatkan pada tempat yang tepat di atas jalur atau track pada cakram, untuk head tersebut di hubungkan dengan sebuah motor langkah.

Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga di jumpai dalam bidang industri atau untuk jenis motor langkah kecil dapat di gunakan dalam perancangan suatu alat mekatronik atau robot. Motor langkah berukuran besar digunakan, misalnya, dalam proses pengeboran logam yang menghendaki ketepatan posisi pengeboran, dalam hal ini di lakukan oleh sebuah robot yang memerlukan ketepatan posisi dalam gerakan lengannya dan lain-lain.

Pada gambar di bawah ditunjukkan dasar susunan sebuah motor langkah (stepper).

Gambar 4 .Diagram motor langkah (stepper)

Magnet permanen N-S berputar kearah medan magnet yang aktif. Apabila kumparan stator dialiri arus sedemikian rupa, maka akan timbul medan magnet dan rotor akan berputar mengikuti medan magnet tersebut.setiap pengalihan arus ke kumparan berikutnya menyebabkan medan magnet berputar berputar menurut suatu sudut tertentu, biasanya informasi besar sudut putar tertulis pada badan motor langkah yang bersangkutan. Jumlah keseluruhan pengalihan menentukan sudut perputaran motor.Jika pengalihan arus di tentukan, maka rotor akan berhenti pada posisi terakhir. Jika kecepatan pengalihan tidak terlalu tinggi, maka slip akan dapat dihindari. Sehingga tidak di perlukan umpan balik (feedback) pada pengendalian motor langkah.

A

D B

A C

B U

Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fase (pole atau kutub), pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan secara bergantian, masing-masing 4 data (sesuai dengan jumlah phase-nya), sebagian di tunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar.5 Pemberian data/pulsa pada motor stepper

Pada saat yang sama ,untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua) masukan atau lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan kata lain, pada suatu saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan lainnya bernilai 0 (nol).

2.3.1 MOTOR DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar, misalnya memutar pompa, fan, atau pun roda. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika

C D A B

terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Gambar.6 motor dc sederhana

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

Motor arus searah sebagaimana namanya menggunakan arus langsung yang tidak langsung.Digunakan khusus dimana diperlukan torque yang tidak begitu tinggi.

Motor DC memiliki tiga komponen utama :

1. Kutub medan. Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC.Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan.Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

2. Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo yang berbentuk silinder, di hubungkan ke as penggerak untuk menggerakkan beban.Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang di bentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan amgnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untukmerubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

3. Communtator. Komponen ini terutama ditemukan di dalam motor DC. Kegunaannya adalah utnuk membalikkan arah arus listrik dalam dinamo. Communttator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mengurangi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat di kendalikan dengan mengatur :

2. Arus medan – menurunkan arus medan dan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyakk ukuran, namun penggunaannya pada umumnya di batasi untuk beberapa pengguna berkecepatan rendah, pengguna daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills,sebab sering terjadi masalah dalam perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk pengguna di area yang bersih dan tiadak ber bahaya sebab resiko percikan api apa sikatnya.

2.4 Komponen-Komponen Pendukung

2.4.1 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable R esistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

2.4.2 Fixed Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association)

Gambar 2.9. Resistor karbon

WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG

IV

Hitam 0 0 1 -

Coklat 1 1 10 -

Jingga 3 3 1000 -

Kuning 4 4 10000 -

Hijau 5 5 100000 -

Biru 6 6 1000000 -

Violet 7 7 10000000 -

Abu-abu 8 8 100000000 -

Putih 9 9 1000000000 -

Emas - - 0,1 5%

Perak - - 0,01 10%

Tanpa Warna - - - 20%

Tabel 2. Gelang Resistor

Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.

2.4.3 Variable Resistor

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.

Pada gambar 2.10 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.

2.4.4 Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.

dielektrik

Elektroda Elektroda

Gambar 2.12. Skema kapasitor.

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi

listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.4.5 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Gambar 2.13. Electrolytic Capacitor (ELCO)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor

akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

2.4.6 Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

2.4.7 Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah.

Tabel 1. Nilai Kapasitor

Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).

2.4.8 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.

Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Gambar 2.15. sombol tipe transistor C

B

E

C B

E

Keterangan :

C = kolektor

E = emiter

B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.16

Gambar 2.16. Transistor sebagai Saklar ON

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :

Saklar On Vcc

Vcc

IC R

RB

VB

IB VBE

Rc Vcc

I_max= ………..……….(2.1)

Rc Vcc I

.

hfe _B = ……….……….(2.2)

Rc . hfe

Vcc

IB= ……….(2.3)

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

B BE B B R V V

I = − ……….(2.4)

VB = IB . RB + VBE………..(2.5)

BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + ………(2.5)

Jika tegangan VB telah mencapai BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Gambar 2.16 dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.17 dikenal sebagai daerah saturasi.

Titik Sumbat (Cut off) IB > IB(sat)

IB = IB(sat)

IB

Penjenuhan (saturation) IC

Rc Vcc

IB = 0

Gambar 2.17. Karakteristik daerah saturasi pada transistor.

Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.18.Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

hfe I

I C

B = ………(2.6)

IC = IB . hfe ….………(2.7)

IC = 0 . hfe ………..………(2.8)

IC = 0 ………..(2.9)

Saklar Off Vcc

Vcc

IC R

RB

VB

IB VBE

Vcc = Vc + VCE …………..………(2.10) VCE = Vcc – (Ic . Rc) …..………(2.11)

VCE = Vcc …..………(2.12)

2.5 Bahasa Assembly MCS-51

Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89C4051 adalah bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa ini hanya ada 51 instruksi, antara lain yaitu :

1. Instruksi MOV

Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.

Contoh pengisian nilai secara langsung

MOV R0,#20h

Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).

Tanda # sebelum bilangan menunjukka n bahwa bilangan tersebut adalah nilai.

Contoh pengisian nilai secara tidak langsung

MOV 20h,#80h

...

MOV R0,20h

Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).

Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukka n bahwa bilangan tersebut adalah alamat.

2. Instruksi DJNZ

Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil pengurangannya belum nol. Contoh ,

MOV R0,#80h

Loop: ...

...

DJNZ R0,Loop

...

R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.

3. Instruksi ACALL

ACALL TUNDA

...

TUNDA:

...

4. Instruksi RET

Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,

ACALL TUNDA

...

TUNDA:

...

RET

5. Instruksi JMP (Jump)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,

Loop:

...

JMP Loop

6. Instruksi JB (Jump if bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika high (1). Contoh,

Loop:

JB P1.0,Loop

...

7. Instruksi JNB (Jump if Not bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika Low (0). Contoh,

Loop:

JNB P1.0,Loop

...

8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan suatu nilai tertentu. Contoh,

Loop:

...

CJNE R0,#20h,Loop

...

Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan instruksi selanjutnya..

9. Instruksi DEC (Decreament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh,

MOV R0,#20h R0 = 20h

...

DEC R0 R0 = R0 – 1

...

10.Instruksi INC (Increament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh,

...

INC R0 R0 = R0 + 1

...

11.Dan lain sebagainya

2.6 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator

Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator. Tampilannya seperti di bawah ini.

Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.

Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroller.

2.7 Software Downloader

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini:

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroller.

2.8 LCD M1632

LCD M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler yang di desain khusus untuk mengendalikan LCD. \Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM(Character Generator Random Access Memory), DDRAM(Display Data Random Access Memory).

2.8.1 DDRAM

DDRAM adalah merupakan memori tempat karakter yang di tampilkan bertada. Contuk untuk karakter ‘A’ atau 41H yang di tulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dalam kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di tulis di alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama LCD.

2.8.2 CGRAM

CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana bentuk dari karakter dapat di ubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun memori ini akan hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.

2.8.3 CGROM

CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut sudah di tentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah pola tersebut. Namun karena ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun powersupply tidak aktif.

2.8.4 PIN LCD M1632 1. Pin 1 : VCC +5V 2. Pin 2 : GND

4. Pin 4 : RS (Register Perintah, 0= Regiter Perintah, 1= Register Data) 5. Pin 5 : R/W (1= Read, 0= Write)

6. Pin 6 : E (Enable Clock LCD, logika 1 setiap pengiriman dan pembacaan data) 7. Pin 7 : Data Bus 0

8. Pin 8 : Data Bus 1 9. Pin 9 : Data Bus 2 10.Pin 10: Data Bus 3 11.Pin 11: Data bus 4 12.Pin 12: Data bus 5 13.Pin 13: Data Bus 6 14.Pin 14: Data Bus 7 15.Pin 15: Positif back light 16.Pin 16: negative back light

2.9 Dioda

Dioda adalah jenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda.

Dioda tabung pertamakali diciptakan oleh seorang ilmuan inggris yang bernama

Gambar 2.22. Struktur Dioda.

Struktur dan skema dari dioda dapat dilihat pada gambar diatas.

Pada dioda, plate diletakkan pada posisi mengelilingi katoda sedangkan heater di sisipkan di dalam katoda. Elektron pada katoda yang di panaskan oleh heater akan bergerak dari katoda menusju plate.

Untuk dapat memahami bagaimana cara kerja dioda kita dapat meninjau 3 situasi sebagai berikut:

1. Dioda diberi tegangan nol. 2. Dioda diberi tegangan negatif. 3. Dioda diberi tegangan positif.

2.9.1 Karakteristik Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah di gunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut

harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang di catu.

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karna bentuknya sangat sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah gelombang setengah (Half-Wafe Recifier), penyearah gelombang penuh(Full-Wave Recifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier).

Lambang dioda seperti anak panah pada arus konvensional dimana arus mudah mengalir dari sisi P ke sisi N.

Dioda terbagi atas beberapa jenis antara lain :  Dioda germanium

 Dioda silikon  Dioda selenium  Dioda zener

 Dioda cahaya (LED)

BAB 3

RANCANGAN SISTEM

3.1. Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian sistem yang akan dirancanag. Setiap diagram blok mempunyai fungsi masing-masing. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1. berikut ini:

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Driver Motor DC Motor DC M ik ro k o n tr o le r A T M e g a 8 5 3 5 Rangkaian Infra Merah

Saklar batas Buka pintu

Saklar batas tutup Pintu

Display LCD

1. Rangalaian pembaca Infra merah berfungsi untuk memberikan sinyal.

2. Saklar batas buka pintu berfungsi untuk memberikan sinyal kepada mikrokontroler jika pintu telah terbuka lebar.

3. Saklar batas tutup pintu berfungsi untuk memberitahukan kepada mikrokontroler ketika pintu sudah tertutup rapat.

4. Mikrokontroler ATmega8535 berfungsi untuk mengendalikan semua sistem yang ada. 5. Motor stepper berfungsi untuk menggerakkan pintu (membuka/menutup pintu).

3.2. Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke motor stepper. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan

dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator

tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATMega8

Rangkaian mikrokontroler ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh rangkaian yang ada pada alat ini. Gambar rangkaian mikrokontroler ATmega8535 ditunjukkan pada gambar 3.8 berikut ini :

Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535

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 positip dan sebuah resistor 10 Kohm yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar programpada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktip. Lamanya waktu antara aktipnya power pada IC mikrokontroler dan aktipnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Jika dihitung maka lama waktunya adalah :

10 10 1 det

t = =ΩR x C K =x µF m ik

Jadi 1 mili detik setelah power aktip pada IC kemudian program aktip.

Pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakan rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 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 17 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, LED yang terhubung ke in 17 ini tidak digunakan lagi.

3.4. Rangkaian Sensor Inframerah

Rangkaian sensor inframerah untuk pemancarnya digunakan sebuah LED infra merah. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari pemancar infra merah yang diterima oleh potodioda.

Gambar.3.4. Rangkaian Sensor Inframerah

Pada rangkaian di atas digunakan sebuah LED infra merah yang diserikan dengan sebuah resistor 220 ohm.

Pantulan dari sinar infra merah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan logika low, dimana jika potodioda menerima pantulan sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low (0), namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high (1).

Potodioda memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar infra merah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil. Syarat ini akan terpenuhi jika potodioda mendapatkan sinar infra merah yang cukup.

Jika tidak ada sinar infra merah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada potodioda akan berkurang dan tidak mencukupi makan sensor tidak akan aktif.

3.4.1 Gelombang keluaran Infra Merah

Infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnyalebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi. Infra merah dapat dibedakan menjadi tiga daerah yakni:

Near Infra Merah………0.75 - 1.5 µm

Mid Infra Merah..………...1.50 - 10 µm

Contoh aplikasi sederhana untuk far infra red adalah terdapat pada alat – alat kesehatan. Sedangkan untuk mid infra red ada pada alat ini untuk sensor alarm biasa, sedangkan near infra red digunakan untuk pencitraan pandangan malam seperti pada nightscoop. Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai perlatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data. Sifat-sifat cahaya infra merah:

1. tidak tampak manusia

2. tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

3. dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

Komunikasi Infra Merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra merah sebagai pemancar dan modul penerima infra merah sebagai penerimanya. Untuk jarak yang cukup jauh, kurang lebih tiga sampai lima meter, pancaran data infra merah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk menghindari kerusakkan data akibat noise.

Untuk transmisi data yang menggunakan media udara sebagai media perantara biasanya menggunakan frekuensi carrier sekitar 30KHz sampai dengan 40KHz. Infra merah yang dipancarkan melalui udara ini paling efektif jika menggunakan sinyal carrier yang mempunyai frekuensi di atas. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan

kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Proses modulasi dilakukan dengan mengubah kondisi logika 0 dan 1 menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier infra merah yang berkisar antara 30KHz sampai 40 KHz. Pada komunikasi data serial, kondisi idle (tidak ada transmisi data) adalah merupakan logika ‘0’, sedangkan pada komunikasi infra merah kondisi idle adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Hal ini ditujukan agar tidak terjadi pemborosan daya pada saat tidak terjadi transmisi data.

3.4.2 Sistem Transmisi Infra Merah

Semua remote kontrol menggunakan transmisi sinyal infra merah yang dimodulasi dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu yaitu pada frekuensi 30KHz sampai 40KHz. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Pada transmisi infra merah terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu : ‘space’ yang menyatakan tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan ada sinyal carrier seperti pada gambar di bawah ini

Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsapulsa. Ketika sebuah tombol ditekan pada remote kontrol maka IR akan mentransmitkan sebuah sinyal yang akan dideteksi sebagai urutan data biner. Led infra merah adalah jenis dioda yang memencarkan cahaya infra merah, aplikasi sederhana penggunaan led infra merah ini adalah pada remote TV. Led infra merah pada dasarnya adalah dioda PN silicon biasa yang dikemas dalam kotak transparan. Sinar infra merah dihasilkan dari pertemuan Arsenida Galium pada led infra merah yang diberikan tegangan listrik. Led infra merah merupakan salah satu komponen elektronika yang akan mengantar arus jika dialiri bias maju. Led infra merah terbuat dari bahan Arsenida gelium atau Fosfida Galium (GaAS atau Gap), dan ditempatkan dalam suatu wadah yang tembus pandang. Untuk membedakan antara katoda dan anodanya dapat dilihat dari bentuk elektrodanya yang besar adalah katoda. Material yang digunakan dalam konstruksi led akan menentukan jenis cahaya yang diradiasikan. Apakah cahaya tampak atau cahaya tidak tampak. Sebagai contoh material GaAlAs menghasilkan cahaya infra merah (cahaya tidak tampak), sedangkan GaAsP menghasilkan cahaya tampak merah. Pada sistem ada dua jenis led yang digunakan yaitu sebagai indikator dan juga sebagai komponen pengirim cahaya infra merah. Berikut rangkaian pengirim infra merah:

3.4.3 Sistem Penerima Infra Merah

Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di penerima. Oleh karena itu baik di pengirim infra merah maupun penerima infra merah harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian pengirim) dan menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsapulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Pada perangkat ini detektor cahaya yang digunakan adalah komponen TSOP4838, dimana pada komponen ini sudah terdapat filter. Jadi detektor ini akan bekerja dengan baik jika terdapat frekuensi 38KHz.

Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Kekuatan sinar dan sudut datang merupakan faktor penting dalam keberhasilan transmisi data melalui infra merah selain filter dan penguatan pada bagian penerimanya. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus difilter pada frekuensi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz. Selanjutnya baik photodioda maupun phototransistor disebut sebagai photodetector. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh transmisi data sinyal infra merah. Semakin besar area penerimaan maka sudut penerimaannya juga semakin besar. Kelemahan area penerimaan yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar pula. Suatu penerima pada sistem komunikasi cahaya harus memenuhi syarat antara lain:

1) Sensitivitas yang tinggi. Karena detektor cahaya digunakan pada suatu panjang gelombang tertentu, maka sensitivitas tertinggi terdapat pada daerah panjang gelombang yang dimaksud.

2) Respon waktu yang cepat, hal ini dimaksudkan agar sistem dapat dioperasikan pada kecepatan tinggi yang akan meningkatkan efisiensi sistem komunikasi.

3) Noise internal yang dibangkitkan detektor harus sekecil mungkin.

4) Harga yang murah dan juga mempunyai keandalan yang tinggi

3.5. Rangkaian Driver Motor DC

Untuk mengendalikan perputaran motor dc dibutuhkan sebuah driver. Driver ini berfungsi untuk memutar motor dc searah/berlawanan arah dengan arah jarum jam. Mikrokontroler tidak dapat langsung mengendalikan putaran dari motor DC, karena itu dibutuhkan driver sebagai perantara antara mikrokontroler dan motor DC, sehingga perputaran dari motor DC dapat dikendalikan oleh mikrokontroler. Rangkaian driver motor DC ditunjukkan pada gambar 3.8 berikut:

Gambar 3.5. Rangkaian driver motor DC

Untuk mempermudah penjelasan, maka rangkaian di atas dikelompokkan menjadi 4 rangkaian. Pada rangkaian di atas, jika salah input rangkaian I yang dihubungkan ke mikrokontroler diberi logika high dan input pada rangkaian lainnya diberi logika low, maka kedua transistor tipe NPN C945 pada rangkaian I akan aktip. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 pada rangkaian I akan mendapat tegangan 0 volt dari ground. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini aktip (transistor tipe PNP akan aktip jika tegangan pada basis lebih kecil dari 4,34 volt). Aktipnya transistor PNP TIP 127 ini akan mengakibatkan kolektornya terhubung ke emitor sehingga kolektor mendapatkan tegangan 15 volt dari Vcc.

Kolektor dari transistor TIP 127 dihubungkan ke kumparan, sehingga kumparan akan mendapatkan tegangan 6 volt. Hal ini akan mengakibatkan kumparan menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang akan menarik motor untuk mengarah ke arah kumparan yang menimbulkan medan magnet tersebut.

Sedangkan rangkaian II, III dan IV karena pada inputnya diberi logika low, maka kumparannya tidak menimbulkan medan magnet, sehingga motor tidak tertarik oleh kumparan-kumparan tersebut.

Demikian seterusnya untuk menggerakkan motor agar berputar maka harus diberikan logika high secara bergantian ke masing-masing input dari masing-masing rangkaian.

3.6. Perancangan Rangkaian Saklar Batas

Ketika mikrokontroler memerintahkan motor untuk membuka pintu gerbang, mikrokontroler tidak mengetahui apakah pintu gerbang sudah terbuka lebar atau belum. Hal yang sama juga terjadi ketika mikrokontroler memerintahkan motor untuk menutup pintu gerbang, mikrokontroler tidak mengetahui apakah pintu gerbang sudah tertutup rapat atau belum. Karena itu dibutuhkan sebuah saklar batas yang dapat mengetahui kedua keadaan tersebut.

Dalam hal ini digunakan sebuah saklar batas untuk buka pintu gerbang, yang berfungsi untuk mengetahui apakah pintu gerbang sudah terbuka lebar atau belum, dan sebuah saklar batas untuk tutup pintu gerbang yang berfungsi untuk mengetahui apakah pintu gerbang sudah tertutup rapat atau belum. Rangkaian ssaklar batas untuk buka pintu gerbang hanya terdiri dari sebuah saklar yang dihubungkan ke ground dan ke mikrokontroler Atmega8535 Rangkaiannya seperti gambar dibawah ini,

Gambar. Rangkaian Saklar batas untuk Buka Pintu

Ketika saklar batas dalam keadaan terbuka, kondisi outputnya adalah high. Namun jika pintu gerbang menyentuh saklar, maka outputnya akan terhubung ke ground, yang menyebabkan kondisi outputnya akan berubah dari high (1), menjadi low (0). Perubahan kondisi pada outputnya inilah yang dikenali oleh mikrokontroler sebagai tanda bahwa pintu gerbang telah terbuka lebar, maka mikrokontroler akan memerintahkan motor DC untuk berhenti berputar, sehingga pintu gerbang tidak terbuka lebih lebar lagi.

Saklar batas untuk tutup pintu gerbang juga mempunyai rangkaian dan cara kerja yang sama dengan rangkaian saklar batas untuk buka pintu, perbedaannya hanya terletak pada hubungannya dengan mikrokontroler Atmega8535.

DIAGRAM ALIR (FLOWCHART)

Tidak

Start

Ya

Tidak

Tdk Tdk Tdk

Ya Ya Ya Ya

Tidak

Ya

Infrared (RC5)

Data 1? Data 2? Data 3? Data 4?

Buka Pintu

Tidak

Ya

Program diawali dengan menunggu sinyal dari P2.2 yang dihubungkan ke sensor Infrared (RC5). Jika sensor ini mengirimkan sinyal high (1), maka program akan terus menunggu sampai ada pengiriman sinyal low (0). Ketika sensor ini memberikan sinyal low, yang berarti ada sinar yang masuk dan posisinya sudah fix, maka program akan membaca sesuai dengan salah satu data yang ada dalam memori, maka program akan memerintahkan motor untuk berputar membuka pintu. Motor akan berhenti berputar jika sensor buka pintu mengirimkan sinyal low (0). Selanjutnya program akan menjalankan program tunda selama kurang lebih 8 detik. Kemudian program akan memerintahkan motor untuk berputar menutup pintu. Motor akan berhenti berputar jika sensor tutup pintu mengirimkan sinyal low (0).

Selanjutnya program akan kembali ke rutin awal untuk menerima sinar yang diberikankan berikutnya.

Tunggu 8 Detik

Tutup Pintu

BAB 4

PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

4.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian power supplay ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran sebesar + 5,1 volt. Tegangan ini dipergunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Mikrokontroler AT89S51 dapat bekerja pada tegangan 4,0 sampai dengan 5,5 volt, sehingga tegangan 5,1 volt ini cukup untuk mensupplay tegangan ke mikrokontroler Atmega8. Tegangan keluaran kedua sebesar 13,7 volt. Tegangan ini digunakan untuk mensupplay tegangan ke motor stepper.

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller ATmega8 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian.Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller ATmega8535. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Acall tunda

Clr P3.7

Acall tunda

Sjmp Loop

Tunda:

Mov r7,#255

Tnd: Mov r6,#255

Djnz r6,$

Djnz r7,tnd

Ret

Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 selama ± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik secara terus menerus. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika high yang menyebabkan transistor aktif, sehingga LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika low yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga LED akan mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut tampak berkedip.

Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :

Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga 1 siklus mesin membutuhkan waktu =

12 1

12 MHz = mikrodetik.

Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi

MOV Rn,#data 2 2 x 1 μd = 2 μd

DJNZ 2 2 x 1 μd = 2 μd

RET 1 1 x 1 μd = 1 μd

Tunda:

mov r7,#255 2 Tnd: mov r6,#255 2

djnz r6,$ 255 x 2 = 510 x 255 = 130.054 = 130.058 μd

djnz r7,Tnd 2

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.058 μdetik atau 0,130058 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.

Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller Atmega8, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller Atmega8 telah bekerja dengan baik.

4.3. Pengujian Rangkaian Sensor Inframerah

Pengujian pada rangkaian sensor inframerah ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian ini dengan sumber tegangan 5 volt, kemudian meletakkan potodioda dan infra merah secara bersebelahan. Ketika diletakkan benda berwarna putih dihadapannya, maka pantulan sinar infra merah akan mengenai potodioda, sehingga menyebabkan LED indikator pada rangkaian penerima akan menyala, dan tegangan output rangkaian sebesar 0,09 volt. Namun ketika diletakkan benda berwarna hitam di depan infra merah dan potodioda, maka pantulan infra merah tidak mengenai potodioda, hal ini menyebabkan LED indikator pada rangkaian penerima tidak menyala dan tegangan output dari rangkaian ini sebesar 4,9 volt.

Pengujian selanjutnya dilakuka n dengan cara menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian mikrokontroler ATmega8535, dan memberikan program tertentu pada mikrokontroler ATmega8535.Untuk mendeteksi adanya sinyal yang dikirimkan oleh rangkaian sensor Inframerah, maka mikrokontroler harus diprogram untuk untuk dapat mengecek sinyal apa yang dikirimkan oleh sensor. Jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal high (1), berarti benda dihadapannay berwarna hitam, namun jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal low, maka ini

berarti benda di hadapannay berwarna putih. Program untuk mendeteksi pengiriman sinyal dari rangkaian pembaca kode warna ini adalah ini adalah:

Sinyal1 Bit P1.3 Sinyal Bit P1.2 Cek_Sinyal1:

Jb sinyal1,Cek_Sinyal2 Clr P3.7

. . .

Cek_Sinyal2:

Jb sinyal2,Cek_Sinyal1 Setb P3.7

. . .

Di awal program dibuat inisialisasi port, dimana rutin ini menunjukkan bahwa sinyal1 dihubungkan ke P1.3 dan sinyal2 dihubungkan ke P1.2. Kemudian program akan dilanjutkan dengan rutin cek sinyal1. Pada rutin ini program akan melihat kondisi P1.3 yang dihubungkan ke sinyal1, dengan menggunakan perintah JB (jump if bit), jika kondisi P1.3 bit (high), yang berarti benda di hadapan rangkaian pembaca adalah berwarna hitam., maka program akan lompat ke rutin cek sinyal2. Namun jika kondisi P1.3 notbit (low), maka program akan melanjutkan ke rutin Clr P3.7. Perintah ini akan menyebabkan LED yang terhubung ke P3.7 mati. Jika

rangkaian telah berjalan sesuai dengan program yang diberikan, maka rangkaian telah bekerja dengan baik.

4.3.1 Emulasi Remote Control Terprogram Dengan Memanfaatkan Terminal data Televisi

Perkembangan teknologi elektronika menimbulkan kecenderungan untuk membuat kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan praktis, salah satunya adalah pengendalian tanpa kabel. Pengendalian tanpa kabel ada beberapa macam, antara lain dengan menggunakan :

gelombang radio, ultrasonik, dan cahaya infra merah, namun pada umumnya peralatan elektronik seperti : TV, sattelite receiver, video player, tape recorder, CD player, dan laser-disk player menggunakan pengalih cahaya infra merah pada pengendalinya. Dengan memasyarakatnya alat-alat yang dikendalikan oleh pengendali infra merah (infrared remote control) tersebut, muncul berbagai jenis sistem pengkodean karena tidak adanya suatu standar yang mengikat tiap produsen peralatan elektronik untuk memakai satu teknik pengkodean saja. Philips misalnya menggunakan standar pengkodean dengan nama RC5 sedangkan SONY mengambil nama sama dengan perusahannya yaitu standar pengkodean SONY.

Karena masing-masing peralatan dapat mempunyai standar pengkodean yang berbeda, maka konsekuensi yang harus ditanggung oleh pemakai yang menggunakan beberapa peralatan yang berbeda merknya adalah penggunaan beberapa (lebih dari 1) pengendali infra merah. Masalah tersebut terselesaikan dengan diciptakannya pengendali infra merah yang dapat menggantikan beberapa pengendali yang berbeda sistem pengkodeannya, sehingga pemakai yang memiliki

beberapa peralatan berbeda dapat mengendalikan peralatannya itu dengan sebuah pengendali saja (universal remote control). Pengendali itu harus diprogram terlebih dahulu sebelum dapat

dioperasikan dan mempunyai harga yang cukup mahal (berbanding lurus dengan jumlah tombol yang dapat diprogram), selain itu tiap tombol pengendali sulit untuk dikenali fungsinya bila tidak diberi keterangan sesuai yang diinginkan oleh pemakai.

Telah dirancang sebuah perangkat lunak dan perangkat keras yang dapat menggantikan fungsi universal remote control dengan memanfaatkan terminal speaker komputer untuk pengendali LED infra merah. Perangkat keras yang ditambahkan pada komputer hanya sebuah penguat arus dan 6 buah LED infra merah. Sedangkan perangkat lunak digunakan untuk pengendali sinyal dan otomasi tiap-tiap peralatan, ditulis dengan bahasa pemrograman Borland Delphi. Sebagai

batasan, hanya digunakan pengkodean RC-5 dan Sony, namun dari perangkat lunak yang dibuat memungkinkan penambahan pengkodean lain yang digunakan.

4.3.2 Perancangan 4.3.2.1 Pengkodean RC-5

Kode RC5 yang dikembangkan oleh perusahaan Philips mengalami tiga kali perubahan susunan, panjang kode alamat, dan perintah. Frekuensi sub-carrier 36 kHz dan selang waktu minimum antara 2 data = 89 ms. Bila dituliskan dengan urutan dari kode terlama sampai terbaru maka format data RC5 adalah sebagai berikut :

a. Panjang data : 14 bits

Format data : S1 S0 T A4 A3 A2 A1 A0 C5 C4 C3 C2 C1 C0

Jumlah kombinasi alamat = 25 = 32 Jumlah kombinasi perintah = 26 = 64

Keterangan : S = Start bits berjumlah 2 T = Toggle bit berjumlah 1

A = Address bits (alamat) berjumlah 5 C = Command bits (perintah) berjumlah 6

b. Panjang data : 13 bits

Header : tidak ada

Format data : G4 G3 G2 G1 G0 C5 C4 C3 C2 C1 C0 S1 S0 Jumlah kombinasi alamat = 25 = 32

Jumlah kombinasi perintah = 26 = 64

Keterangan : G = Group bits (kelompok) berjumlah 5 C = Command bits (perintah) berjumlah 6

S = Stop bits berjumlah 2

c. Panjang data : 13 bits

Header : tidak ada

Format data : G4 G3 G2 G1 G0 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 S Jumlah kombinasi alamat = 25 = 32

Keterangan : G = Group bits (kelompok) berjumlah 5 C = Command bits (perintah) berjumlah 7

S = Stop bit berjumlah 1

Data lengkap kode alamat/kelompok dan perintah RC5 dapat dilihat pada [Philips, 1997 dan Rigby, 1992].

4.3.2.2Pengkodean SONY

Kode yang dikembangkan oleh perusahaan SONY ini menggunakan frekuensi sub-carrier 40 kHz dan selang waktu minimum antara 2 data = 25 ms. Spesifikasi selengkapnya adalah sebagai berikut :

Panjang data : 12 bits

Header :

Format data : H C0 C1 C2 C3 C4 C5 A0 A1 A2 A3 A4 A5

Jumlah kombinasi alamat = 26 = 64 Jumlah kombinasi perintah = 26 = 64

Keterangan : H = Header (awalan) data C = Command bits (perintah) berjumlah 6 A = Address bits (alamat) berjumlah 6

Kode SONY dapat mengalamati 64 jenis peralatan yang diwakili oleh kode alamat (address bits) dan masing-masing peralatan dapat menggunakan maksimal 64 perintah yang diwakili oleh kode perintah (command bits).

4.3.2.3 Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

Perangkat lunak (software) untuk sistem ini tidak dapat dipisahkan dengan perangkat keras (hardware). Diagram kotak sistem dapat dilihat pada

a.

Perangkat keras yang digunakan diusahakan seminimal mungkin karena PC sudah memadai untuk membangkitkan sinyal yang diinginkan. Pada motherboard setiap PC terdapat sebuah terminal speaker yang berfungsi untuk mengeluarkan sinyal diagnosa pada saat PC dijalankan. Selain itu, terminal ini juga sering digunakan untuk

membangkitkan sinyal kotak berfrekuensi 18,2 Hz sampai dengan 1,19318 MHz. Hal ini dapat dilakukan karena terminal speaker dikendalikan oleh sebuah chip PPI 8255

(Programmable Peripheral Interface) dan sebuah chip PIT 8253(XT)/8254(AT) (Programmable Interrupt Timer).

Perangkat Keras

PPI berfungsi untuk mengatur sumber data keluaran ke speaker yaitu dari PIT atau dari PPI itu sendiri. Sedangkan PIT berfungsi membagi frekuensi masukan dari osilator kristal yang bernilai 1,19318 MHz menjadi keluaran berfrekuensi 18,2 MHz sampai dengan 1,19318 MHz. Salah satu keluaran PIT digunakan untuk mengendalikan terminal

speaker. Interkoneksi antara terminal speaker dengan PPI dan PIT dapat dilihat pada

Tiap motherboard mempunyai keluaran maksimum dari terminal speaker sebesar 150 mW (miliwatt), berarti arus kolektor maksimum yang melewati transistor adalah sebesar 30 mA. Arus sebesar itu tidak cukup mengemudikan LED infra merah sehingga

diperlukan untai penguat arus tambahan.

LED infra merah yang digunakan mempunyai sudut pancaran sekitar 60° sehingga dipakai 6 buah LED untuk menjangkau area pancaran ke segala arah dalam satu bidang. Jangkauan pancaran 6 buah LED ini dapat dilihat pada

Perangkat keras tambahan dapat dilihat pada

pengaman tambahan yang dipasang paralel dengan speaker, yang berguna untuk mencegah arus induksi dari speaker yang dapat merusak gerbang inverter pada PPI.

a.

• Pewaktu dan kontrol. Perangkat Lunak

Rutin ini berfungsi untuk mengatur frekuensi sub-carrier yang dikeluarkan oleh PIT dan memodulasikan data yang diterima dari rutin kontrol manual maupun kontrol

terjadwal. Untuk itu perlu dipahami cara pemrograman PIT dan PPI pada motherboard komputer [Link, 1993].

Rutin ini menyediakan sumber data kode alamat dan perintah untuk tiap standar pengkodean kepada rutin kontrol manual dan rutin kontrol terjadwal pada saat

pendefinisian tombol kendali. Sumber data ini dibuat sedemikian rupa sehingga relatif mudah dipakai serta mempunyai fasilitas penambahan dan pengurangan data baru dan lama. Semua kode disimpan dalam bentuk file bertipe teks untuk mempermudah pemanipulasian isinya. Diagram alir dari rutin ini dapat dilihat pada

4.4. Pengujian Rangkaian Driver motor DC

Pengujian pada rangkaian driver motor DC ini dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian driver motor DC ini dengan rangakaian mikrokontroler ATmega8535 dan menghubungkan output dari rangkaian driver motor stepper ini dengan motor DC, kemudian memberikan program sebagai berikut:

Loop: Clr P0.3 Setb P0.0 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.1 Acall Tunda

Clr P0.1 Setb P0.2 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.3 Acall Tunda Sjmp Loop

Tunda: Mov R7,#50 Tnd:

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Program di atas akan memberikan logika high secara bergantian pada input dari driver motor DC, dimana input dari jembatan masing-masing dihubungkan ke P0.0,P0.1, P0.2 dan P0.3. Dengan program di atas maka motor akan bergerak searah dengan arah putaran jarum jam (menutup pintu). Untuk memutar dengan arah sebaliknya, maka diberikan program sebagai berikut :

Loop: Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.1 Acall Tunda Clr P0.1 Setb P0.0 Acall Tunda

Sjmp Loop Tunda: Mov R7,#50 Tnd:

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Dengan program di atas, maka motor akan berputar berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam (membuka pintu). Tunda digunakan untuk mengatur kecepatan putar dari motor. Semakin besar nilai yang diberikan pada tunda, maka perputaran motor akan semakin lambat, dan sebaliknya.

4.5. Pengujian Rangkaian Saklar batas

Pengujian pada rangkaian ini dilakukan dengan cara menekan saklar batas. Pada saat saklar batas tidak ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 5 volt. Namun saat saklar batas ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 0 volt. Dengan demikian maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan

1. Selama pengujian pintu gerbang otomatis ini hanya dapat dibuka dengan menggunakan remote control buatan Sony. Karena modul inframerah yang di gunakan hanya menerima sinar dari remote tersebut.

2. Data pada tabel 4.1 dan gambar 4.3 grafik pengukuran siklus mesin (pada Bab 4), menunjukkan bahwa pintu otomatis ini sudah dapat dipasarkan dan bersaing dengan pintu otomatis keluaran pabrik.

3. Hubungan antara motor DC dengan modul inframerah (IRM) bagus, karena dikombinasikan dengan maksimal antara putaran driver motor DC dengan sinar yang di terima oleh modul inframerah (IRM).

5.2.Saran

1. Diharapkan untuk pembuatan selanjutnya untuk menambahkan sensor yang dapat membuka dengan memakai suara tertentu saja, agar keamanan lebih terjaga.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto Eko Putra, 2002, “Belajar Mikrokontroler AT89S51/52/653 Teori dan Aplikasi”, Edisi 2, Yogyakarta : Penerbit Gava Media.

Bhisop, Owen, 2004, Dasar-dasar Elektronika, Jakarta : Erlangga

Endra Pirowarno, 1998, “Microprocessor dan Interfacing”, Edisi 1, Yogyakarta : Penerbit Andi.

Usman, 2008, “Teknik Antarmuka + Pemrograman Mikrokontroler AT89S52”, Edisi 1, Yogyakarta : Penerbit Andi.

Widodo Budiharto, 2007, “Sistem Akuisisi Data”, Jakarta : Penerbit PT Elex Media Komputindo.

http://elektroarea.blogspot.com/2009_01_13_archive.html Diakses tanggal 31 Maret 2010

www.bowdenshobbycircuits.info.com Diakses tanggal 3 April 2010