RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG JUMLAH MOBIL DI PARKIR DENGAN MENGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51 MEMANFAATKAN INFRAMERAH DAN PHOTODIODA.
RANCANGBANGUNALATPENGHITUNGJUMLAHMOBILDIPARKIR
DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51
MEMANFAATKAN INFRAMERAH DANPHOTODIODA
Oleh :
Ferry Hamdana
NIM 4101240004
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG JUMLAH MOBIL DI
PARKIR DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
AT89S51MEMANFAATKAN INFRAMERAH DAN
PHOTODIODA
Ferry Hamdana (NIM: 4101240004)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui desain rangkaian pencacah
digital dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 yang difungsikan sebagai
penghitung jumlah mobil pada suatu parkir. Prinsip dari alat ini adalah
menampilkan jumlah pengunjung yang berada didalam suatu parkir dengan
menggunakan display sevent segment sekaligus dapat membatasi pengunjung
dengan membunyikan buzzer jika ruangan penuh.
Rangkaian sensor menggunakan photodiode, yang dirangkai sehingga
dapat mendeteksi sumber cahaya yang mengenai penampang photodiode ke
bentuk energi listrik yang mampu direspon oleh mikrokontroler. Sumber cahaya
sebagai receiver menggunakan sinar inframerah yang mengeluarkan cahaya fokus.
Terdapat 2 pasang photodiode dan sinar infra merah yang masing-masing
berfungsi sebagai pendeteksi pintu masuk dan pintu keluar ruangan. Rangkaian
penampil menggunakan 3 digit sevent segment dan mampu menampilkan
maksimal 350. rangkaian lampu menggunakan relay sebagai saklar untuk
menghidupkan lampu hijau sebagai tanda parkiaran masih bisa dimasuki dan
lampu merah sebagai tanda jika parkiran penuh.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, alat ini mampu mendeteksi dan
menampilkan jumlah pengunjung yang melewati sensor dengan jumlah cacahan
maksimal 350. Nilai pembatas dapat dilakukan dengan memasukkan bahsa
assembly kedalam mikrokontroler sesuai yang dikehendaki. Rangkaian lampu
akan merah saat nilai pembatas sama dengan jumlah cacahan. jarak antara
photodiode dengan inframerah mempengaruhi output tegangan dari photodiode.
Photodiode dapat mendeteksi sinar infra merah hingga jarak 60 cm dengan output
tegangan 5 volt. Setelah jarak 60 cm photodiode tidak menangkap sinar infra
merah dan output tegangan 0 volt.
Kata kunci : photodiode, mikrokontoler, assembly
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perubahan nilai pada SFR setelah Reset
Tabel 2.2. Fungsi keluaran port 3
Tabel 2.3. Urutan penghitung suatu pencacah
Tabel 2.4. Urutan bilangan biner
Tabel 2.5.. Kode warna resistor
Tabel 3.1. Peralatan Praktek
Tabel 3.2. Bahan Praktek
Halaman
6
7
12
13
17
23
24
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin IC AT89S51
5
Gambar 2.2. LED Infra Merah
11
Gambar 2.3. Bentuk susunan karakter didisplay seven segment
14
Gambar 2.4 Rangkaian internal display seven segment common
anoda dan rangkaian eksternal disolay seven segmen 14
Gambar 2.5. Jenis transistor dan simbol
15
Gambar 3.1. Rangkaian Catu Daya
25
Gambar 3.2. rangkaian sensor gerak
25
Gambar 3.3. Rangkaian Clock
25
Gambar 3.4. Rangkaian Display Sevan Segmen
26
Gambar 3.5. Rangkaian Buzzer
27
Gambar 3.6. Rangkaian Mikrokontroler
27
Gambar 3.7. Diagram Alir Penelitian
31
Gambar 3.8. Flowchart Pemrogram
32
Gambar 3.9. Flowchart mekanisme kerja alat
33
v
Daftar Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Gambar Penelitian
46
Lampiran 2. List Program
48
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem parkir yang digunakan saat ini khususnya di Medan, masih
menggunakan sistem parkir yang bersifat manual. Dalam pengertian bahwa jika
suatu area parkir sudah penuh, petugas parkir pada pintu masuk tidak dapat
mengetahui secara otomatis bahwa area parkir di dalam sudah penuh. Petugas
parkir pintu masuk akan mengetahui area parkir sudah penuh ketika mendapatkan
informasi dari petugas parkir yang di dalam melalui Handy Talky. Setelah itu
petugas parkir pintu masuk akan memberikan informasi kepada pengunjung
bahwa area parkir sudah penuh, dengan meletakkan papan yang bertuliskan
”PARKIR PENUH” di depan pintu masuk. Keterlambatan informasi dari petugas
parkir dalam, membuat para pemakai jasa parkir dihadapkan pada masalah antrian
yang panjang untuk masuk ke area parkir, setelah lama mengantri, masuk ke area
parkir, dan mencari tempat parkir ternyata tempat parkir tidak ada yang kosong.
Masalah ini sering terjadi terutama di pusat perbelanjaan yang ramai dikunjungi
pembeli. (Swardi dalam Istiqomah : 2008)
Penggunaan komponen mikrokontroler saat ini dipastikan telah dapat
diaplikasikan hampir pada semua peralatan yang menggunakan sistem kontrol.
Aplikasi kontrol dapat berguna bagi kehidupan manusia maupun dalam bidang
industri, dan memungkinkan untuk menciptakan perangkat yang mendukung
kinerja manusia lebih praktis atau sebagai alat bantu kerja yang efisien. Salah
satunya adalah sistem pendeteksi pengunjung parkir yang keluar masuk tempat
parkir secara otomatis yang dikontrol oleh mikrokontroller.
Penelitian dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan infrared
dengan sensor LDR telah dilakukan (istiqomah:2013). Keterbatasan pembacaan
data yang telah dibuat tersebut adalah 200 mobil dan peneliti terdahulu memakai 3
saven
segment,
dan
yang
menggunakan
infrared
dengan
photodiode
(Dipranoto:2008). Keterbatan pembacaan 99 karena menggunakan 2 seven
segment.. Sehingga akan di buat simulasi sebuah alat penghitung pengunjung
2
parkiran dengan konsep digital counter dilengkapi dengan list program yang dapat
menghitung 350 pengunjung.
Digunakan mikrokontroler
AT89S51 sebagai pengolah data dan
pengontrol perangkat keras lainnya dalam sistem counter ini. Karena mikrontroler
mempunyai SFR (Special Function Register) yang merupakan alamat pada
memori RAM internal yagn dimiliki khusus pada type AT89S51.(Tim Lab.
Mikroprosesor)
Alat penghitung ini akan memakai sinar infra merah sebagai transmitter
dan photodioda sebagai receiver. Sensor akan ditempatkan pada kedua sisi pintu.
Jika ada pengunjung yang masuk, maka sinar infra merah akan terhalang oleh
pengunjung tersebut yang menyebabkan tahanan pada infra merah kecil dan
arusnya besar. Sinyal akan dikirim ke photodioda sebagai receiver, selanjutnya
diproses dan akan ditampilkan pada seven segment.
Berdasarkan uraian di atas, perlu diadakan penelitian simulasi kontruksi
suatu alat penghitung pengunjung dengan memanfaatkan sinar infra merah dan
photodioda yang dapat menghitung jumlah orang pada suatu ruangan dengan
menggunakan 3 sevent segment. Maka penelitian yang akan diteliti adalah
“Rancang Bangun Alat Penghitung Jumlah Mobil Di Parkir Dengan
menggunkan Mikrokontroler AT89S51 Memanfaatkan Inframerah Dan
Photodioda”.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan penjelasan pada latar belakang, maka penelitian ini dibatasi
pada:
1. Model rancangan dan rakitan pencacah digital dengan menggunakan
Mikrokontroler AT89S51 untuk menghitung jumlah mobil.
2. Penghitungan jumlah pengunjung dengan menggukanan list program bahasa
assembly dan buzzer sebagai indikator kapasitas ruangan sudah penuh.
3. Alat yang dirancang sebagai penghitung jumlah orang dalam gedung dengan
menggunakan sistem kontrol mikrokontroller AT89S51, maksimal jumlah
yang dihitung 350 mobil.
4. Digunakan 2 buah pintu, satu untuk pintu masuk dan 1 untuk pintu keluar
3
1.3. Rumusan masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas, maka masalah
dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat rangkaian pencacah digital yang meliputi rangkaian
minimum mikrokontroler, rangkaian sensor dan rangkaian penampil agar
dapat difungsikan sebagai penghitung mobil.
2. Bagaimana merancang dan membuat suatu program agar dapat mengendalikan
sistem minimum mikrokontroler AT89S51 supaya alat dapat bekerja secara
otomatis.
3. Bagaimana mengetahui hasil kerja dari alat penghitung jumlah pengunujung
parkir dengan mikrokkontroler AT89S51
1.4. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari pembuatan alat ini
untuk:
1. Membuat suatu rangkaian untuk menghitung dan mengatur jumlah maksimal
mobil dengan AT89S51.
2. Membuat rangkaian software dan hardware yang meliputi rangkaian
minimum mikrokontroler, rangkaian sensor, rangkaian penampil dan buzzer,
yang digunakan sebagai alat penghitung mobil di parkir yang dapat
diaplikasikan untuk meringankan beban kerja manusia.
3. Mengetahui hasil kerja alat apakah sesuai dengan yang di rencanakan dengan
melihat tampilan pada sevent segmen.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelititan ini adalah:
1. Dapat membantu bagi kelancaran transportasi dipusat-pusat perbelanjaan
terutama dalam hal perparkiran kendaraan.
2. Dapat memberikan informasi bahwa area parkir sudah penuh sehingga dapat
mengatasi kemacetan di area parkir.
3. Dapat memberi informasi bagi peneliti selanjutnya
34
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Alat ini dapat menghitung kendaraan yang masuk area parkir sebanyak 350
kendaraan. Jika ada kendaraan yang keluar area parkir maka tampilan akan
berkurang sejumlah kendaraan yang keluar tersebut.
2. Aplikasi alat ini digunakan pada ruanganyang mempunyai 2 pintu, untuk
keluar masuk mobil. photodioda yang satu ditempatkan pada pintu masuk dan
yang satunya dipasang pada pintu keluar parkiran, gunanya untuk mendeteksi
adanya mobil masuk dan mobil yang keluar dari parkiran.
3. Pembuatan program dengan bahasa assembly telah dilakukan dan mampu
mengendalikan kerja dari mikrokontroler sebagai penghitung dan pembatas
jumlah pengunjung ruangan,dengan baik secara otomatis.
4. Sensitivitas dari sensor inframerah ke photodhioda hanya berjarak 6 cm
5.2. Saran
1. Counter kendaraan ini dibuat untuk menghitung mobil yang masuk dan keluar
area parkir dan menampilkan jumlahnya dalam 7 segment. Pengembangan
selanjutnya bisa dibuat agar alat mampu membuat print out karcis parkir dan
print out tagihan parkir yang dilengkapi dengan data base.
2. Alat ini sebaiknya bukan hanya penampilkn jumlah nya saja tapi juga bisa
menambahkan alat untuk melihat parker mana yang kosong.
DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51
MEMANFAATKAN INFRAMERAH DANPHOTODIODA
Oleh :
Ferry Hamdana
NIM 4101240004
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG JUMLAH MOBIL DI
PARKIR DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
AT89S51MEMANFAATKAN INFRAMERAH DAN
PHOTODIODA
Ferry Hamdana (NIM: 4101240004)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui desain rangkaian pencacah
digital dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 yang difungsikan sebagai
penghitung jumlah mobil pada suatu parkir. Prinsip dari alat ini adalah
menampilkan jumlah pengunjung yang berada didalam suatu parkir dengan
menggunakan display sevent segment sekaligus dapat membatasi pengunjung
dengan membunyikan buzzer jika ruangan penuh.
Rangkaian sensor menggunakan photodiode, yang dirangkai sehingga
dapat mendeteksi sumber cahaya yang mengenai penampang photodiode ke
bentuk energi listrik yang mampu direspon oleh mikrokontroler. Sumber cahaya
sebagai receiver menggunakan sinar inframerah yang mengeluarkan cahaya fokus.
Terdapat 2 pasang photodiode dan sinar infra merah yang masing-masing
berfungsi sebagai pendeteksi pintu masuk dan pintu keluar ruangan. Rangkaian
penampil menggunakan 3 digit sevent segment dan mampu menampilkan
maksimal 350. rangkaian lampu menggunakan relay sebagai saklar untuk
menghidupkan lampu hijau sebagai tanda parkiaran masih bisa dimasuki dan
lampu merah sebagai tanda jika parkiran penuh.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, alat ini mampu mendeteksi dan
menampilkan jumlah pengunjung yang melewati sensor dengan jumlah cacahan
maksimal 350. Nilai pembatas dapat dilakukan dengan memasukkan bahsa
assembly kedalam mikrokontroler sesuai yang dikehendaki. Rangkaian lampu
akan merah saat nilai pembatas sama dengan jumlah cacahan. jarak antara
photodiode dengan inframerah mempengaruhi output tegangan dari photodiode.
Photodiode dapat mendeteksi sinar infra merah hingga jarak 60 cm dengan output
tegangan 5 volt. Setelah jarak 60 cm photodiode tidak menangkap sinar infra
merah dan output tegangan 0 volt.
Kata kunci : photodiode, mikrokontoler, assembly
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perubahan nilai pada SFR setelah Reset
Tabel 2.2. Fungsi keluaran port 3
Tabel 2.3. Urutan penghitung suatu pencacah
Tabel 2.4. Urutan bilangan biner
Tabel 2.5.. Kode warna resistor
Tabel 3.1. Peralatan Praktek
Tabel 3.2. Bahan Praktek
Halaman
6
7
12
13
17
23
24
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin IC AT89S51
5
Gambar 2.2. LED Infra Merah
11
Gambar 2.3. Bentuk susunan karakter didisplay seven segment
14
Gambar 2.4 Rangkaian internal display seven segment common
anoda dan rangkaian eksternal disolay seven segmen 14
Gambar 2.5. Jenis transistor dan simbol
15
Gambar 3.1. Rangkaian Catu Daya
25
Gambar 3.2. rangkaian sensor gerak
25
Gambar 3.3. Rangkaian Clock
25
Gambar 3.4. Rangkaian Display Sevan Segmen
26
Gambar 3.5. Rangkaian Buzzer
27
Gambar 3.6. Rangkaian Mikrokontroler
27
Gambar 3.7. Diagram Alir Penelitian
31
Gambar 3.8. Flowchart Pemrogram
32
Gambar 3.9. Flowchart mekanisme kerja alat
33
v
Daftar Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Gambar Penelitian
46
Lampiran 2. List Program
48
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem parkir yang digunakan saat ini khususnya di Medan, masih
menggunakan sistem parkir yang bersifat manual. Dalam pengertian bahwa jika
suatu area parkir sudah penuh, petugas parkir pada pintu masuk tidak dapat
mengetahui secara otomatis bahwa area parkir di dalam sudah penuh. Petugas
parkir pintu masuk akan mengetahui area parkir sudah penuh ketika mendapatkan
informasi dari petugas parkir yang di dalam melalui Handy Talky. Setelah itu
petugas parkir pintu masuk akan memberikan informasi kepada pengunjung
bahwa area parkir sudah penuh, dengan meletakkan papan yang bertuliskan
”PARKIR PENUH” di depan pintu masuk. Keterlambatan informasi dari petugas
parkir dalam, membuat para pemakai jasa parkir dihadapkan pada masalah antrian
yang panjang untuk masuk ke area parkir, setelah lama mengantri, masuk ke area
parkir, dan mencari tempat parkir ternyata tempat parkir tidak ada yang kosong.
Masalah ini sering terjadi terutama di pusat perbelanjaan yang ramai dikunjungi
pembeli. (Swardi dalam Istiqomah : 2008)
Penggunaan komponen mikrokontroler saat ini dipastikan telah dapat
diaplikasikan hampir pada semua peralatan yang menggunakan sistem kontrol.
Aplikasi kontrol dapat berguna bagi kehidupan manusia maupun dalam bidang
industri, dan memungkinkan untuk menciptakan perangkat yang mendukung
kinerja manusia lebih praktis atau sebagai alat bantu kerja yang efisien. Salah
satunya adalah sistem pendeteksi pengunjung parkir yang keluar masuk tempat
parkir secara otomatis yang dikontrol oleh mikrokontroller.
Penelitian dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan infrared
dengan sensor LDR telah dilakukan (istiqomah:2013). Keterbatasan pembacaan
data yang telah dibuat tersebut adalah 200 mobil dan peneliti terdahulu memakai 3
saven
segment,
dan
yang
menggunakan
infrared
dengan
photodiode
(Dipranoto:2008). Keterbatan pembacaan 99 karena menggunakan 2 seven
segment.. Sehingga akan di buat simulasi sebuah alat penghitung pengunjung
2
parkiran dengan konsep digital counter dilengkapi dengan list program yang dapat
menghitung 350 pengunjung.
Digunakan mikrokontroler
AT89S51 sebagai pengolah data dan
pengontrol perangkat keras lainnya dalam sistem counter ini. Karena mikrontroler
mempunyai SFR (Special Function Register) yang merupakan alamat pada
memori RAM internal yagn dimiliki khusus pada type AT89S51.(Tim Lab.
Mikroprosesor)
Alat penghitung ini akan memakai sinar infra merah sebagai transmitter
dan photodioda sebagai receiver. Sensor akan ditempatkan pada kedua sisi pintu.
Jika ada pengunjung yang masuk, maka sinar infra merah akan terhalang oleh
pengunjung tersebut yang menyebabkan tahanan pada infra merah kecil dan
arusnya besar. Sinyal akan dikirim ke photodioda sebagai receiver, selanjutnya
diproses dan akan ditampilkan pada seven segment.
Berdasarkan uraian di atas, perlu diadakan penelitian simulasi kontruksi
suatu alat penghitung pengunjung dengan memanfaatkan sinar infra merah dan
photodioda yang dapat menghitung jumlah orang pada suatu ruangan dengan
menggunakan 3 sevent segment. Maka penelitian yang akan diteliti adalah
“Rancang Bangun Alat Penghitung Jumlah Mobil Di Parkir Dengan
menggunkan Mikrokontroler AT89S51 Memanfaatkan Inframerah Dan
Photodioda”.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan penjelasan pada latar belakang, maka penelitian ini dibatasi
pada:
1. Model rancangan dan rakitan pencacah digital dengan menggunakan
Mikrokontroler AT89S51 untuk menghitung jumlah mobil.
2. Penghitungan jumlah pengunjung dengan menggukanan list program bahasa
assembly dan buzzer sebagai indikator kapasitas ruangan sudah penuh.
3. Alat yang dirancang sebagai penghitung jumlah orang dalam gedung dengan
menggunakan sistem kontrol mikrokontroller AT89S51, maksimal jumlah
yang dihitung 350 mobil.
4. Digunakan 2 buah pintu, satu untuk pintu masuk dan 1 untuk pintu keluar
3
1.3. Rumusan masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas, maka masalah
dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat rangkaian pencacah digital yang meliputi rangkaian
minimum mikrokontroler, rangkaian sensor dan rangkaian penampil agar
dapat difungsikan sebagai penghitung mobil.
2. Bagaimana merancang dan membuat suatu program agar dapat mengendalikan
sistem minimum mikrokontroler AT89S51 supaya alat dapat bekerja secara
otomatis.
3. Bagaimana mengetahui hasil kerja dari alat penghitung jumlah pengunujung
parkir dengan mikrokkontroler AT89S51
1.4. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari pembuatan alat ini
untuk:
1. Membuat suatu rangkaian untuk menghitung dan mengatur jumlah maksimal
mobil dengan AT89S51.
2. Membuat rangkaian software dan hardware yang meliputi rangkaian
minimum mikrokontroler, rangkaian sensor, rangkaian penampil dan buzzer,
yang digunakan sebagai alat penghitung mobil di parkir yang dapat
diaplikasikan untuk meringankan beban kerja manusia.
3. Mengetahui hasil kerja alat apakah sesuai dengan yang di rencanakan dengan
melihat tampilan pada sevent segmen.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelititan ini adalah:
1. Dapat membantu bagi kelancaran transportasi dipusat-pusat perbelanjaan
terutama dalam hal perparkiran kendaraan.
2. Dapat memberikan informasi bahwa area parkir sudah penuh sehingga dapat
mengatasi kemacetan di area parkir.
3. Dapat memberi informasi bagi peneliti selanjutnya
34
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian ini adalah sebagai
berikut:
1. Alat ini dapat menghitung kendaraan yang masuk area parkir sebanyak 350
kendaraan. Jika ada kendaraan yang keluar area parkir maka tampilan akan
berkurang sejumlah kendaraan yang keluar tersebut.
2. Aplikasi alat ini digunakan pada ruanganyang mempunyai 2 pintu, untuk
keluar masuk mobil. photodioda yang satu ditempatkan pada pintu masuk dan
yang satunya dipasang pada pintu keluar parkiran, gunanya untuk mendeteksi
adanya mobil masuk dan mobil yang keluar dari parkiran.
3. Pembuatan program dengan bahasa assembly telah dilakukan dan mampu
mengendalikan kerja dari mikrokontroler sebagai penghitung dan pembatas
jumlah pengunjung ruangan,dengan baik secara otomatis.
4. Sensitivitas dari sensor inframerah ke photodhioda hanya berjarak 6 cm
5.2. Saran
1. Counter kendaraan ini dibuat untuk menghitung mobil yang masuk dan keluar
area parkir dan menampilkan jumlahnya dalam 7 segment. Pengembangan
selanjutnya bisa dibuat agar alat mampu membuat print out karcis parkir dan
print out tagihan parkir yang dilengkapi dengan data base.
2. Alat ini sebaiknya bukan hanya penampilkn jumlah nya saja tapi juga bisa
menambahkan alat untuk melihat parker mana yang kosong.