Perancangan Sistem Pengendalian Suhu Berbasis Mikrokontroler AT89S51

KARYA AKHIR

PERANCANGAN

SISTEM PENGENDALIAN SUHU

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Oleh

MUHAMMAD SAFWAN

Nim. 02 5203 021

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERANCANGAN

SISTEM PENGENDALIAN SUHU

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Oleh

Muhammad Safwan Nim. 02 5203 021

Disetujui Oleh Pembimbing

Ir. Syahrawardi Nip. 131 273 469 Diketahui Oleh

Ketua Program Diploma-IV Teknologi Instrumentasi Pabrik

Ir. Nasrul Abdi MT Nip.

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Pada ruang kontrol suatu industri atau pabrik banyak menggunakan peralatan yang membuat sistem kerja dari produksi berjalan secara otomatis. Peralatan tersebut diantaranya adalah PLC (Programmable Logic Controller) ataupun DCS (Distributed Control Sistem). Ruangan kontrol yang menggunakan PLC atau DCS ini temperaturnya harus di-setting dibawah 20 oC agar sistem kontrol dapat bekerja dengan baik.

Sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi temperatur dalam suatu ruangan adalah sensor suhu seperti LM35. Sensor ini bekerja berdasarkan kenaikan suhu ruangan, artinya setiap kenaikan suhu 1 oC akan menyebabkan kenaikan tegangan 1 mV. Perubahan tegangan pada sensor temperatur ini menjadi masukan untuk ADC (Analog to Digital Converter) yang akan diubah menjadi besaran digital 8 bit.

Besaran digital 8 bit dari ADC menjadi masukan untuk mikrokontroler. Data yang didapat dari ADC akan ditampilkan pada peraga seven segment. Untuk mempertahankan temperatur ruangan digunakan sebuah motor DC sebagai pengerak kipas yang berfungsi untuk menurunkan temperatur, dan sebuah hair drayer yang berfungsi untuk menaikkan temperatur

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, yang merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Tak lupa selawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW.

Karya akhir ini ditulis berdasarkan penelitian dan percobaan langsung terhadap rangkaian yang telah diteliti dan dipelajari dari buku dan internet. Pada Karya Akhir ini penulis membahas masalah proses pembuatan sebuah alat yang dapat mempertahankan temperatur dalam suatu ruangan . Karya akhir ini penulis beri judul ”PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51”.

Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dalam penulisan Karya Akhir. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak penulis Abdul Aziz, Ibu penulis Husnaida, Kakak penulis Nurazizah SKM, Nurainun AMKeb, Zulkhairani Spd, Husnizar SP, Nasriana Spdi, Marlina, adik penulis Nurul Zakiah AM R.O

2. Bapak Ir. Nasrul Abdi MT. selaku Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Rahmat Fauzi ST. MT. selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri.

4. Bapak Ir. Syahrawardi . selaku dosen pembimbing Karya Akhir. 5. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi.

6. Teman - teman angkatan 2002 khususnya Dedek, Indra, Yuliandra, Lany, Mia, Hafiz, Faisal, Kurniadi, Dannie, Riza, Fakhruddin dan lain-lain.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih belum sempurna dan masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran serta kritikan yang konstruktif dan edukatif guna penyempurnaan Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Medan, November 2007 Penulis

(MUHAMMAD SAFWAN) NIM : 02 5203 021

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar... vii

Daftar Tabel ... viii

Daftar Lampiran ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah...1

1.2. Tujuan Karya Akhir ...2

1.3. Rumusan Masalah ...2

1.4. Batasan Masalah ...2

1.5. Metode Penulisan ...4

1.6. Sistematika Penulisan ...5

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Perangkat Keras ...6

2.1.1. Mikrokontroler AT89S51 ...6

2.1.1.1. Konfigurasi Dan Fungsi Kaki Pin AT89S51 ...7

2.1.1.2. Struktur Memori...10

2.1.2. Analog to Digital Conevrter (ADC)...13

2.1.3 Sensor (LM 35) ...14

2.2. Perangkat Lunak ...16

2.2.1. Software 8051 Editor, Assemble, Simulator (IDE) ...16

2.2.2. Software Downloader (ISP – Flash Programer 3.0a) ...17

BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1. Diagram Blok ...19

3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51 ...20

3.3. Relay ...21

3.4. Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) ...22

3.5. Rangkaian Jembatan H...24

3.6. Rangkaian Catu Daya...25

3.7. Rangkaian Peraga (Seven Segmen) ...27

3.8. Rangkaian Keypad 3 ...29

BAB IV PRINSIP KERJA ALAT DAN PROGRAM 4.1. Prinsip Kerja Alat...30

4.2. Program ...31

4.3. Diagram Alir ...32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ...33

5.2. Saran...33

Lampiran 1 ...35

Lampiran 2 ...38

Lampiran 3 ...39

Lampiran 4 ...53

Lampiran 5 ...65

Lampiran 6 ...72

Lampiran 7 ...77

Lampiran 8 ...81

Lampiran 9 ...83

Daftar Gambar

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51 ...7

Gambar 2.2. Konfigurasi Kaki ADC 0804...14

Gambar 2.3. Sensor Suhu Umum...15

Gambar 2.4. Tampilan Hasil Compile Program dengan menggunakan Notepad ..17

Gambar 3.1. Blok Diagram Sensor Temperatur...19

Gambar 3.2. Relay...21

Gambar 3.3. Rangkaian pembagi tegangan...23

Gambar 3.4. Penyearahan Gelombang Penuh...26

Gambar 3.5. Penyearahan Gelombang Penuh setelah diberi kapasitor...26

Gambar 3.6. Diagram pewaktuan (dari lembaran data) ...28

Gambar 3.7. Diagram pewaktuan bilangan 21 heksadesimal ...28

Daftar Tabel

Daftar Lampiran

Lampiran 1. Rangkaian Perangkat Keras

Lampiran 2. Rangkaian Keseluruhan Dari Sensor Temperatur Lampiran 3. Program

Lampiran 4. LM 35 Lampiran 5. LM7805

Lampiran 6. Transistor NPN BD437 Lampiran 7. Transistor PNP BD438 Lampiran 8. Dioda 1N5399

ABSTRAK

Pada ruang kontrol suatu industri atau pabrik banyak menggunakan peralatan yang membuat sistem kerja dari produksi berjalan secara otomatis. Peralatan tersebut diantaranya adalah PLC (Programmable Logic Controller) ataupun DCS (Distributed Control Sistem). Ruangan kontrol yang menggunakan PLC atau DCS ini temperaturnya harus di-setting dibawah 20 oC agar sistem kontrol dapat bekerja dengan baik.

Sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi temperatur dalam suatu ruangan adalah sensor suhu seperti LM35. Sensor ini bekerja berdasarkan kenaikan suhu ruangan, artinya setiap kenaikan suhu 1 oC akan menyebabkan kenaikan tegangan 1 mV. Perubahan tegangan pada sensor temperatur ini menjadi masukan untuk ADC (Analog to Digital Converter) yang akan diubah menjadi besaran digital 8 bit.

Besaran digital 8 bit dari ADC menjadi masukan untuk mikrokontroler. Data yang didapat dari ADC akan ditampilkan pada peraga seven segment. Untuk mempertahankan temperatur ruangan digunakan sebuah motor DC sebagai pengerak kipas yang berfungsi untuk menurunkan temperatur, dan sebuah hair drayer yang berfungsi untuk menaikkan temperatur

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang Masalah

Pada zaman sekarang ini dibutuhkan suatu peralatan industri yang dapat membuat suatu sistem kontrol dapat bekerja secara otomatis. Peralatan otomatis ini harus efisien dan teliti dalam proses pengontrolan sehingga diharapkan sistem menghasilkan suatu keluaran sesuai dengan yang diinginkan.

Untuk merancang suatu peralatan yang cerdas dan otomatis tersebut, dibutuhkan suatu peralatan atau komponen yang dapat menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Kemampuan ini dimiliki oleh sebuah komputer (PC), namun tidaklah efisien jika harus mengunakan komputer hanya untuk keperluan diatas. Untuk itu komputer dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler.

Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC (Integrated Circuit) yang di dalamnya terdapat sebuah prosessor dan sebuah flash memori yang dapat dibaca atau ditulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan lebih murah karena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan kebutuhan.

Salah satu peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis yang dibutuhkan di dalam dunia industri adalah alat pendeteksi temperatur dan mengolah datanya secara otomatis sesuai kebutuhan. Peralatan pendeteksi temperatur ini diperlukan untuk mengetahui temperatur pada suatu tempat.

1.2.Tujuan Karya Akhir

Adapun tujuan dalam penulisan Karya Akhir ini adalah:

Untuk merancang suatu alat yang dapat mendeteksi temperatur berbasis mikrokontroler AT89S51.

1.3.Rumusan Masalah

- Bagaimana cara kerja mikrokontroler yang berfungsi sebagai pusat pengolahan data.

- Bagaimana cara membuat suatu perangkat yang dapat mendeteksi

temperatur mulai dari perancangan rangkaian hingga alat selesai dibuat.

1.4.Batasan Masalah

Mengingat masalah yang akan diangkat sebagai karya akhir ini mempunyai ruang lingkup yang relatif luas, maka penulis membatasi masalah karya akhir ini hanya pada :

- Hanya memaparkan cara kerja mikrokontroler sebagai pusat pengolahan data.

- Hanya membahas prinsip kerja alat.

- Hanya membahas proses perancangan alat.

1.5.Tinjauan Pustaka

Mikrokontroler AT89S51, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor 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 mikroprosesor).

Perbandingan sederhana antara mikrokontroler dengan mikroprosesor adalah di dalam mikrokontroler telah terdapat prosesor dan flash memori sehingga tidak dibutuhkan lagi memori eksternal, sedangkan mikroprosesor di dalamnya hanya terdapat prosesor saja sehingga masih diperlukan memori eksternal (tambahan). Perbandingan lain antara mikrokontroler dengan mikroprosesor adalah jumlah input/outputnya (I/O). Pada mikrokontroler AT89S51 terdapat 4 buah port yakni dari port 0 sampai port 3. Masing - masing port terdiri dari 8 buah I/O, jadi jumlah keseluruhan I/O dari mikrokontroler AT89S51 ada 32 buah. Pada mikroprosesor terdapat banyak I/O, misalkan mikroprosesor intel pentium 4 yang memiliki 478 pin. Dari data di atas dapat dijelaskan bahwa jumlah I/O mikroprosesor lebih banyak dari jumlah I/O mikrokontroler.

Pada perancangan sensor temperatur ini, mikrokontroler sangat penting keberadaannya, yang mana di sini mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengolahan data yang didapat dari ADC (Analog to Digital Converter). Besaran analog yang didapat dari sensor temperatur (LM 35) diubah menjadi besaran digital oleh rangkaian ADC sehingga keluaran dari ADC berupa besaran digital 8 bit berbentuk bilangan biner (01010101) yang dapat dikenali oleh mikrokontroler. Juga rangkaian peraga/tampilan yakni dengan menggunakan tiga buah ”seven segment” agar dapat dikenali nilai yang didapat dari ADC. Display ini dihubungkan ke port serial buffer dari mikrokontroler. Prinsipnya, nilai yang didapat dari ADC dimasukkan ke salah satu port mikrokontroler dan kemudian dikirim ke serial buffer.

Kenaikan temperatur akan menyebabkan perubahan tegangan yang dihasilkan oleh sensor sehingga besaran digital yang dihasilkan oleh ADC juga berbeda. Untuk mengatur temperatur sesuai dengan yang di-setting, diperlukan suatu peralatan yang dapat mempertahankan agar temperatur selalu stabil.

Pada perancangan sensor temperatur berbasis mikrokontroler AT89S51 ini digunakan sebuah motor DC sebagai pengerak kipas untuk mendinginkan sensor. Kecepatan putaran motor DC ini diatur sedemikian rupa agar temperatur yang

di-setting dapat tercapai. Misalkan temperatur yang di-setting 25 oC, maka pada temperatur di atas 25 oC kipas akan berputar untuk mendinginkan ruangan. Untuk mengatur sistem kendali otomatis inilah diperlukan mikrokontroler.

1.6.Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan karya akhir ini antara lain adalah :

1. Dengan melakukan riset terlebih dahulu (try and error) dan mencari rangkaian yang setara di internet dan buku-buku yang mendukung.

2. Merancang alat mulai dari perancangan PCB dengan mengunakan

software Eagle 4.13, mentransfer gambar dengan menggunakan kertas transfer paper ke pcb polos, kemudian dilarutkan dan selanjutnya mengebor dan mensolder komponen ke PCB.

3. Mempelajari cara pemrograman dari buku-buku yang mendukung dan

1.7.Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan karya akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika penulisan ini merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisikan tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan penulisan karya akhir dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan tentang teori-teori dasar dan hardware serta software yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN ALAT

Bab ini berisikan bagaimana langkah-langkah perancangan alat, dimulai dari perancangan blok diagram rangkaian sampai dengan pembuatan alatnya.

BAB IV : PEMBAHASAN RANGKAIAN DAN PROGRAM

Bab ini berisikan pengujian alat yang telah dibuat serta pembahasan rangkaiannya dari segi prinsip kerja rangkaiannya dan pembahasan program yang telah dibuat dan dimasukkan ke dalam mikrokontroler.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang dapat diambil penulis dan saran untuk kesempurnaan penulisan karya akhir.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras

Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Vendor dari mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens. Selain mengunakan mikrokontroler juga digunakan LM 35 sebagai sensor dan ADC sebagai pengkonversi besaran analog menjadi besaran digital.

2.1.1. Mikrokontroler AT89S51

AT89S51 merupakan keluaran atmel dengan 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory). Isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. AT89S51 merupakan memori dengan teknologi non-volatile memory (data tidak hilang walaupun catu daya dimatikan). Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi berstandar MCS-51 code

sehingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory

2.1.1.1 Konfigurasi dan Fungsi Kaki Pin AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki diantaranya adalah kaki untuk keperluan Port paralel. Satu Port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah Port paralel. Berikut adalah gambar konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 :

Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51

Pada Gambar 2.1. terlihat bahwa AT89S51 mempunyai 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal dengan Port 0, Port 1, Port 2, dan Port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari Port paralel mulai dari 0 sampai 7, jalur pertama Port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk Port 3 adalah P3.7.

Adapun fungsi dari masing-masing pin AT89S51 dapat kita lihat pada Tabel 2.1 Nomor Pin Nama Pin Alternatif Keterangan

20 GND Ground

40 VCC Power Supply

32…39 P0.7… P0.0

D7…D0 & A7…A0

1. Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O

biasa, low order multiplex address/data

ataupun menerima kode byte pada saat

Flash Programming.

2. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink kedelapan buah TTL Input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.

3. Pada fungsi sebagai low order

multiplex address/data port ini akan mempunyai internal pull up.

4. Pada saat Flash Programming

diperlukan external pull up terutama pada saat verifikasi program.

1…8 P1.0… P1.7

1. Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau

menerima low order address bytes selama pada saat Flash Programming.

2. Port ini mempunyai internal pull up

dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1.

3. Sebagai output port ini dapat

memberikan output sink keempat buah input TTL.

21…28 P2.0… P2.7

A8…A15 1. Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau

memori secara 16 bit (Movx @ Dptr).

2. Pada saat mengakses memori secara 8

bit (Mov @ Rn), port ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function Register.

3. Port ini mempunyai internal pull up

dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1.

4. Sebagai output, port ini dapat

memberikan output sink keempat buah input TTL.

10…17

10

Port 3

P3.0 RXD

Sebagai I/O biasa Port 3 mempunyai sifat yang sama dengan Port 1 maupun Port 2. Sedangkan sebagai fungsi special port-port ini mempunyai keterangan sebagai berikut : Port Serial Input

11 P3.1 TXD Port Serial Output

12 P3.2 INT0 Port External Interrupt 0

13 P3.3 INT1 Port External Interrupt 1

14 P3.4 T0 Port External Timer 0 Input

15 P3.5 T1 Port External Timer 1 Input

16 P3.6 WR External Data Memory Write Strobe

17 P3.7 RD External Data Memory Read Strobe

9 RST Reset akan aktif dengan memberikan input

high selama 2 cycle.

30 ALE PROG 1. Pin ini dapat berfungsi sebagai

Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal.

2. Sedangkan pada saat Flash

Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input, pada operasi normal ALE akan

mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekuensi oscillator kecuali pada saat mengakses memorieksternal. Sinyal clock pada pin ini dapat pula di-disable dengan men-set bit 0 dari Special Function Register di alamat 8EH.

3. ALE hanya akan aktif pada saat

mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC).

29 PSEN Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi

program yang terletak pada memori ekternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle.

31 EA VP 1. Pada kondisi low, pin ini akan

berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah di-reset.

2. Jika berkondisi high, pin ini akan

berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal.

3. Pada saat Flash Programming, pin ini akan mendapatkan tegangan 12 Volt (VP). 19 XTAL

1

Input Oscillator

18 XTAL 2

Output Oscillator

Tabel 2.1 Diskripsi Fungsi Pin Mikrokontroler AT89S51

2.1.1.2.Struktur Memori

AT89S51 mempunyai struktur memori yang terdiri dari RAM internal,

Special function register dan Flash PEROM. Spesifikasi dari masing-masing struktur memori tersebut adalah sebagai berikut :

1. RAM Internal: Merupakan memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang sifatnya sementara. RAM internal dialamati oleh RAM Address Register.

2. Special Function Register : Memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain. AT89S51 mempunyai 21 Special Function Register yang terletak antara alamat 80H hingga FFH.

3. Flash PEROM : Memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi MCS51. Flash PEROM dialamati oleh Program Address Register. AT89S51 mempunyai 4Kb Flash PEROM, yaitu ROM yang dapat ditulis ulang atau

dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer, yang mempunyai

kemampuan untuk ditulis ulang hingga 1000 kali. Program yang ada pada Flash PEROM akan dijalankan pada saat sistem di-reset, pin EA/VP berlogika 1 sehingga mikrokontroller aktif berdasarkan program yang ada pada Flash PEROM-nya. Namun jika pin EA/VP berlogika 0, mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada pada memori eksternal.

2.1.1.3. Antarmuka Serial AT89S51

Pada port serial AT89S51 penerimaan dan pengiriman data port serial melalui register SBUF. Penulisan ke SBUF berarti mengisi register pengiriman ke SBUF, sedangkan pembacaan dari SBUF berarti membaca register penerimaan SBUF. Port serial pada AT89S51 bisa digunakan dalam 4 mode kerja yang berbeda, terdiri dari 1 mode bekerja secara sinkron dan 3 lainnya bekerja secara asinkron.

Adapun mode kerja dari port serial, antara lain yaitu :

1. Mode 0 : Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima melalui kaki P3.0 (Rxd), sedangkan kaki P3.1 (Txd) digunakan untuk menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan oleh AT89S51. Data dikirim dan diterima 8 bit sekaligus dimulai dari bit LSB dan diakhiri dengan bit MSB. Kecepatan boud rate 1/12 frekuensi kristal yang digunakan. 2. Mode 1 : Pada mode ini data dikirim melalui kaki P3.1 (Txd) dan diterima

melalui kaki P3.0 (Rxd) secara asinkron (juga mode 2 dan 3). Pada mode 1 data dikirim atau diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang dimulai dari bit LSB dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S51/52 yang berfungsi sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register SCON. Kecepatan boud rate bisa diatur sesuai dengan keperluan dengan menggunakan timer. Mode 2 dan 3 yang umum dikenal dengan UART.

3. Mode 2 : Data dikirim atau diterima 11 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit

start, disusul 8 bit data, kemudian bit ke 9 yang bisa diatur lebih lanjut, diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S51/52 yang berfungsi sebagai pengirim, bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON dan yang berfungsi sebagai penerima, bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON, sedangkan bit stop diabaikan tidak ditampung. Boud rate bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi kristal yang digunakan.

4. Mode 3 : Mode ini sama dengan mode 2 hanya saja boud rate-nya bisa diatur sesuai dengan keperluan seperti mode1.

2.1.2. Analog to Digital Converter (ADC)

ADC digunakan sebagai rangkaian yang mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Hal yang paling penting dalam suatu rangkaian ADC adalah resolusi, yaitu besaran analog terkecil yang masih dapat dikonversi menjadi satuan digital, yaitu :

Resolusi (r) = _n.Vref

2 1

... (2.3.)

dimana ; n adalah banyaknya bit ADC dan Vref adalah tegangan referensi yang digunakan. Data-data digital yang dihasilkan ADC hanyalah merupakan pendekatan proporsional terhadap masukan analog. Hal ini karena tidak mungkin melakukan konversi secara sempurna berkaitan dengan kenyataan bahwa informasi digital berubah dalam step-step, sedangkan analog berubahnya secara kontinu.

ADC 0804 dapat mentransformasikan sebuah tegangan analog menjadi sebuah angka dalam bentuk bilangan biner 8 bit. Jumlah bit yang dihasilkan, didapat dari hasil pengkonversian tegangan yang biasanya besar tegangan tersebut antara 0 volt sampai dengan +5 volt. Dengan demikian, apabila kita memasukan sebuah tegangan antara 0 volt sampai dengan 5 volt pada sebuah ADC 8 bit maka setelah proses konversi akan menghasilkan sebuah kombinasi bilangan biner

yang ditunjukkan dengan bilangan biner antara 0 sampai dengan 255.

Metode ADC yang digunakan dalam konversi analog ke digital adalah metode aproksimasi berturut-turut, pada keluaran digital ke analog

menggerakkan masukan membalik dari sebuah pembanding, perbedaannya dengan keluaran analog ke digital yaitu terletak pada proses yang ditempuh register aproksimasi berturut-turut. Apabila konversi telah selesai dilaksanakan, data digital yang ekivalen akan dipindahkan ke register buffer keluaran dan jika konversi telah selesai rangkaian kendali mengirimkan sinyal selesai konversi yang rendah, sinyal ini akan mengisikan data digital yang ekivalen kedalam register buffer, dengan demikian keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun memulai siklus konversi yang baru.

Gambar 2.2. konfigurasi kaki ADC 0804

2.1.3 Sensor (LM 35)

LM 35 adalah jenis sensor temperatur dengan rangkaian ketetapan yang terintegerasi dan tegangan outputnya secara linier proposional terhadap derajat celcius (oC), keuntungannya melebihi sensor temperatur yang dikalibrasi oleh satuan Kelvin serta output impedansi yang rendah. LM 35 mempermudah dalam pembacaan pengendalian rangkaian, ini biasa digunakan dengan catu daya tunggal

(single) atau dengan suplay plus dan minus (Vin sebesar 5V). Pada karya akhir ini

sensor yang digunakan adalah sensor temperatur umum seperti terlihat pada gambar 2.3. (a).

(a) (b)

Gambar 2.3. (a) Sensor Temperatur Umum (+2 oC sampai +150 oC) (b) Sensor Temperatur Dengan Rentang Penuh (-55oC- +150 oC)

Keuntungan menggunakan LM 35 adalah :

- Dikalibrasi langsung pada derajat celcius (oC).

- Skala faktor linier + 10,0 mV/ oC

- Jaminan akurasi 0,5 oC (pada +25 oC).

- Berkisar antara -55 oC - +150 oC. - Arus kurang dari 2μA

- Beroperasi dari 4V sampai 30V.

- Pemanasan rendah 0,08 oC - Tipe non linier hanya ±1⁄_4°C

Ada beberapa jenis LM 35 yang terdapat di pasaran antara lain :

- LM 35, LM 35A berkisar antara -55 oC - +150 oC.

- LM 35C, LM 35CA berkisar antara -40 oC - +100 oC.

- LM 35D berkisar antara 0oC - +100 oC.

2.2. Perangkat Lunak

Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu

software yang dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal. Untuk menulis program dapat digunakan Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Untuk men-download program heksadesimal ke dalam mikrokontroler dapat digunakan Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a).

2.2.1. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan setelah itu 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 mikrokontroler.

Apabila program yang telah di-compile dilihat dengan mengunakan

software notepad, maka akan jelas terlihat bilangan heksadesimal di dalamnya.

Gambar 2.4 Tampilan Hasil Compile Program dengan menggunakan Notepad

2.2.2. Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a)

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di download dari internet.

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 mikrokontroler. Untuk mengecek apakah mikrokontroler bisa ditulisi atau tidak dapat diketahui dengan dua cara, yaitu dengan cara meng-klik Signature dan Read. Untuk mengamankan agar program pada mikrokontroler tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak diinginkan,

dapat digunakan Lock Bit-1, Lock Bit-2 dan Lock Bit-3 yang masing-masingnya memiliki tingkat keamanan yang berbeda. Makin tinggi tingkatan Lock Bitnya maka makin sulit membongkar programnya. Tetapi apabila telah di lock (dikunci) maka mikrokontroler tidak dapat lagi ditulisi.

BAB III

PERANCANGAN ALAT 3.1. Diagram Blok

Secara garis besar, blok diagram sensor temperatur berbasis mikrokontroler AT89S51 dapat ditunjukkan pada gambar 3.1. di bawah ini :

Gambar 3.1. Blok Diagram Sensor Temperatur

Pada diagram blok di atas jelas terlihat keterhubungan masing-masing perangkat dari peralatan sensor temperatur. Mulai dari LM35 sebagai sensor temperatur yang mendeteksi temperatur ruangan dan keluaran (output) dari LM35 dihubungkan ke input ADC pada rangkaian ADC untuk diubah menjadi besaran digital. Data digital yang telah dikonversikan oleh ADC di hubungkan langsung ke port 0 mikrokontroler AT89S51 guna diproses datanya. Data dari sensor diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan pada rangkaian peraga. Keypad yang berfungsi sebagai tombol masukan berguna untuk memberikan masukan temperatur yang diinginkan. Motor DC digunakan untuk memutar kipas dan rangkaian relay digunakan untuk mengaktifkan hair dryer yang berfungsi untuk menaikkan temperatur

3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian skematik sistem minimum mikrokontroler AT89S51 dapat

dilihat pada Lampiran 1. Mikrokontroler AT89S51 membutuhkan logika high (1) selama 2 siklus (cycle) pada kaki RST agar reset mikrokontroler dapat terjadi secara otomatis. Dengan menggunakan kristal 11,0592 MHz, dari rumus :

t = 12

1

x Frekwensi ... (3.1.)

t =

12 1

x 11.0592 MHz = 0.92 µs

Selama 2 siklus berarti 0,92 x 2 = 1,84 µs.

Waktu pengisian kapasitor elektrolis 10 uF 16v yang dihubungkan dengan resistor 8k2 Ohm. Diketahui, Tahanan = R = 8200 Ohm, muatan kapasitor = Q = 10 x 10-6 Farad.

Konstanta waktu = Ts = 4T = 4RC

= 4 x 8200 x 10 x 10-6

= 0,328 detik

Jadi kapasitor 10 uF 16v sudah cukup untuk mereset otomatis mikrokontroler. Dari kaki 9 dihubungkan ke sebuah keypad dan keluarannya langsung dihubungkan ke Vcc. Keypad ini berguna untuk mereset mikrokontroler secara manual.

Ada beberapa alasan kenapa mikrokontroler AT89S51 digunakan pada perancangan ini, yaitu :

1. Dari segi harga, mikrokontroler AT89S51 harganya relatif murah jika dibandingkan dengan mikrokontroler lainnya (misalnya PIC mikro, AVR).

2. Dari segi ketersediaan benda, mikrokontroler AT89S51 ketersediaan benda dipasaran (di kota Medan) relatif banyak dan mudah dicari.

3. Pemogramannya relatif mudah, karena jumlah instruksi yang sering digunakan hanya sedikit.

3.3. Relay

Relay merupakan saklar elektromagnetik yang cara kerjanya ditentukan oleh arus yang mengalir pada kumparan kawat penghantar yang dipasang pada sebuah angker elektromagnetik bersama-sama dengan sebuah kumparan. Bila

relay dialiri arus, maka akan terjadi medan magnet disekitar kumparan sehingga angker akan menjadi magnet. Medan magnet pada angker akan menarik saklar sehingga akan menutup. Jika arus yang mengalir pada kumparan terlepas maka hubungan akan terputus.

Gambar 3.2 Relay

Saklar dapat menjadi kontaktor magnet. Kontaktor magnet adalah sejumlah kotak yang mempunyai aksi menutup dan membuka akibat adanya tarikan magnet. Terdapat dua macam kontak yang berada dalam kontaktor magnet, yaitu:

2. Normally Close (NC) yaitu kontak dalam kondisi tertutup, saat kontaktor magnet bekerja.

Pada perancangan ini digunakan sebuah transistor C945 jenis NPN yang berfungsi sebagai saklar. Pada saat transistor saturasi arus kolektor transistor C945 sebesar 100 mA dan arus basisnya 10 mA (data dari lembaran data transistor C945).

Rb Vbe Vcc

Ib  ………(3.2)

Pada perancangan ini resistor yang digunakan bernilai 330 Ohm dan tegangan yang digunakan bernilai 5 volt. Jadi arus yang diterima basis adalah

330 4 , 1 5 

Ib = 0,01099A=10,9 mA

Arus ini sudah cukup untuk membuat transistor C945 saturasi. Pada kondisi saturasi kolektor dan emiter terhubung singkat (short), sehingga arus mengalir dari kolektor ke emiter atau dengan kata lain arus mengalir pada kumparan kawat penghantar yang terdapat didalam relay sehingga relay bekerja.

3.4. Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter)

Rangkaian skematik rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) dapat dilihat pada Lampiran 1. Pada gambar skematik pin CS dan RD langsung dihubungkan ke Ground agar selalu mendapatkan logika low yang dibutuhkan ADC untuk konversi. Pin CLK dihubungkan antara resistor 10 kilo Ohm dan kapasitor 100 piko Farad, hal ini berguna untuk mendapatkan frekwensi yang berfungsi sebagai kecepatan konversi ADC. Pin WR dan INTR saling dihubungkan ke salah satu pin mikrokontroler yang berguna untuk mengetahui apakah ADC telah selesai pengkonversian atau belum. Pin WR ini akan berlogika

high pada saat pengkonversian dan akan berlogika low pada saat setelah selesai pengkonversian.

Pin CLKR dihubungkan ke sebuah resistor 10 kilo Ohm dan kapasitor 100 piko Farad yang juga berguna untuk mendapatkan frekwensi yang dibutuhkan oleh ADC. Pin AGND dan VI- langsung duhubungkan ke ground. Pin VI+ merupakan pin input sinyal analog yang akan dikonversikan ke sinyal digital, yang pada perancangan ini dihubungkan ke keluaran sensor temperatur LM35. Pin VREF merupakan pin sebagai masukan tegangan referensi ADC, yang pada perancangan ini di-setting sebesar 2,5 volt.

Rangkaian pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan suatu sumber tegangan. Tegangan output diambil dari titik tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 3.3.

Gambar 3.3. Rangkaian pembagi tegangan. Keterangan gambar 3.3. :

RA = Resistor pertama

R_B = Resistor kedua

V = Sumber tegangan DC

Vout = Tegangan keluaran

CC A B B Out V R R R V 

 ... (3.3.) Dari persamaan (4), apabila nilai V tetap, maka perubahan nilai Vout hanya bergantung pada perubahan nilai R atau R_B. Nilai R pada rangkaian ADC

sebesar 1 kilo Ohm, R sebesar 1 kilo Ohm dan Vcc sebesar 5 volt.

A A B x VOut 1000 1000 1000 

 5 volt = 2,5 volt

Tegangan keluaran dari titik ini dihubungkan ke trimmer potensio (trimpot) 100k yang juga berfungsi untuk menurunkan tegangan (apabila tegangan yang diinginkan belum tercapai). Dioda zener berfungsi sebagai pembatas tegangan.

3.5. Rangkaian Jembatan H

Rangkaian skematik jembatan H (driver motor DC) dapat dilihat pada Lampiran 1. Pada rangkaian ini digunakan tiga buah jenis transistor yaitu transistor C945 NPN, transistor daya BD 437 NPN dan transistor daya BD 438 PNP. Transistor C945 digunakan karena harganya yang cukup murah, mudah didapat dipasaran dan dapat bekerja pada frekwensi yang tinggi (30 MHz = dari lembaran data) karena transistor ini digunakan pada rangkaian ini sebagai saklar.

Transistor daya yang digunakan adalah transistor daya yang menengah (medium) yang berjenis NPN dan PNP. Pada saat saturasi, arus kolektor yang dapat dilewatkan sekitar 2 Amper (dari lembaran data), arus ini cukup untuk mensuplay arus untuk motor DC yang membutuhkan arus sekitar 700 mA (pada kerja motor DC sedang). Kelebihan transistor ini juga tidak cepat panas jadi tidak mudah rusak.

Pada basis transistor C945 digunakan resistor 330 Ohm karena arus basis yang dibutuhkan transistor C945 pada saat saturasi sekitar 10 mA, tegangan yang digunakan adalah tegangan 5 volt.

330 4 , 1 5 

Ib = 0,01099 A

Jadi arus 10,9 mA cukup untuk membuat transistor C945 saturasi. Begitu juga dengan transistor daya BD 437 atau BD 438. Arus basis yang dibutuhkan transistor BD 437 atau BD 438 saturasi sekitar 200 mA (dari lembaran data). Oleh karena itu digunakan resistor 18 Ohm dan tegangan 5 volt.

18 4 , 1 5 

Ib = 0,210A=210 mA

Jadi arus pada basis sekitar 210 mA cukup membuat transistor daya BD 437 dan BD 438 saturasi. Resistor 1 kilo Ohm digunakan agar rangkaian tidak terhubung singkat saat transistor C945 saturasi.

3.6. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian skematik catu daya dapat dilihat pada Lampiran 1. transformator yang digunakan pada perancangan ini berjenis CT (Center Tap) 2 Amper (arus maksimum yang dapat disuply oleh transformator). Pada perancangan ini digunakan dua buah dioda 5392 yang dapat melewatkan arus sebesar 2 Amper dan untuk menyearahkan gelombang sinusoidal dari transformator (AC) menjadi arus searah (DC).

Penyearahan dengan menggunakan dua buah dioda ini merupakan penyearahan gelombang penuh. Setelah disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, keluaran dari dioda ini sudah merupakan tegangan DC. Tetapi keluaran tegangan DC-nya tidak seperti baterai

Gambar 3.4. Penyearahan Gelombang Penuh

Untuk memperhalus riak puncak ke puncak keluaran penyearah yang menggunakan dua buah dioda tersebut dapat digunakan kapasitor, sehingga keluarannya seperti gambar 3.5 dibawah ini.

Gambar 3.5. Penyearahan Gelombang Penuh setelah diberi kapasitor

Semakin besar muatan kapasitor maka semakin halus riak gelombangnya dan semakin mendekati tegangan seperti baterai. Pada perancangan ini digunakan kapasitor 1000 uF 25 volt. Jika diketahui arus yang dibutuhkan rangkaian sensor temperatur sekitar 900 mA, tegangan ideal kapasitor yang digunakan adalah 25 volt, dan frekwensi yang digunakan 50 Hz (karena penyearahan gelombang

penuh, maka frekwensinya menjadi 100 Hz), tegangan riak puncak ke puncak sekitar 10 % dari tegangan ideal yang dapat diterima. Dari rumus :

Vrip = fC

I

... (3.4.)

2,5 V =

C Hz A ) 100 ( 8 , 0 C = ) 5 , 2 )( 100 ( 8 , 0 V Hz A

= 3200 uF

Jadi yang paling ideal kapasitor yang digunakan adalah kapasitor 3200 uF, tetapi jika kapasitor hanya untuk memperkecil riak (ripple) gelombang, cukup menggunakan kapasitor 1000 uF 25 Volt. Arus input untuk regulator tegangan LM7805 sekitar 230 mA (dapat dilihat pada lembaran data LM7805) , untuk itu digunakan resistor 47 Ohm sebagai pembatas arus. Jika diketahui tegangan keluaran dioda 12 volt dan tahan yang digunakan 47 Ohm maka :

I = V / R = 12 / 47 = 0,255 Amper atau 255 mA

Arus 255 mA sudah cukup untuk kerja maksimum regulator tegangan LM7805 dan memberikan output arus sebesar 1 Amper

3.7. Rangkaian Peraga (Seven Segment)

Rangkaian skematik rangkaian peraga (seven segment) dapat dilihat pada Lampiran 1. Seven Segment yang digunakan pada perancangan ini adalah seven segment common anoda. Jadi, keluaran dari IC 4094 yang bernilai low yang dapat menghidupkan LED yang terdapat dalam seven segment. Pengiriman data dari mikrokontroler merupakan pengiriman data secara serial 8 bit.

0

Gambar 3.6. Diagram Pewaktuan (dari lembaran data)

Dari diagram pewaktuan jelas terlihat metode pengiriman data serial dari mikrokontroler yang diterima oleh IC 4094. Jika nilai yang dikirim 21H yang berarti 00100001 biner, maka bentuk data masukannya adalah :

Gambar 3.7. Diagram pewaktuan bilangan 21 heksadesimal

Bilangan inilah yang akan diubah oleh IC 4094 serial to paralel menjadi data paralel yang langsung dihubungkan ke kaki-kaki masukan seven segment common anoda. Dioda 5392 dapat menurunkan tegangan sebesar 0,6 volt (setelah diukur dengan menggunakan multimeter digital). Jika digunakan tiga buah dioda, maka tegangan yang dapat diturunkan sebesar 1,8 volt. Tegangan yang digunakan adalah 5 volt jadi tegangan yang diterima oleh seven segment common anoda

pada kerja LED sedang. Pada seven segment common anoda yang digunakan tegangan balik tiap segment sebesar 5 volt. DC arus maju tiap segment sebesar 15 mA (dari lembaran data seven segment).

3.8. Rangkaian Keypad 3

Rangkaian skematik rangkaian keypad 3 dapat dilihat pada lampiran 1. Rangkaian ini terdiri dari tiga buah keypad yang masing-masing keypad berfungsi untuk :

1. Menaikkan temperatur (Keypad Atas) 2. Enter (Keypad Tengah)

3. Menurunkan temperatur (Keypad Bawah)

Masing-masing keypad dihubungkan ke Ground yang berfungsi untuk memberikan logika low ketika keypad ditekan.

BAB IV

PRINSIP KERJA ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini akan dibahas prinsip kerja alat secara keseluruhan dan program yang diisikan kedalam mikrokontroler AT89S51.

4.1. Prinsip Kerja Alat

Prinsip kerja dari perangkat sensor temperatur dapat dilihat dengan jelas pada rangkaian keseluruhan sensor temperatur. Rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada lampiran 2.

Prinsip kerja sensor temperatur dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Sensor menerima temperatur awal dari tempat sensor diletakkan dan mengubahnya menjadi tegangan.

2. Tegangan yang keluar dari output sensor LM35 dihubungkan ke input rangkaian ADC 0804 sebagai input ADC.

3. Tegangan yang berasal dari sensor temperatur (besaran analog) diubah menjadi besaran digital yang akan dikirim ke mikrokontroler untuk diproses. Tiap kenaikan tegangan sebesar 10 mV akan menyebabkan kenaikan temperatur sebesar 1 oC (dari lembaran data).

4. Sesuai program yang dimasukkan kedalam mikrokontroler AT89S51,

maka mikrokontroler akan menunggu masukkan dari tiga buah tombol (keypad) yaitu tombol menaikkan temperatur, tombol menurunkan temperatur dan tombol enter.

5. Jika tombol naik ditekan, maka temperatur akan naik sebanyak 1 oC, hingga di-setting sesuai dengan yang diinginkan. Jika dimisalkan temperatur awal adalah 27 oC dan akan dinaikkan menjadi 40 oC, maka penekanan tombol dilakukan sebanyak 13 kali.

6. Jika tombol enter ditekan, maka hair drayer akan aktif dan menaikkan temperatur ruangan dan akan berhenti jika temperatur yang di-setting telah tercapai, temperatur ini akan terus dipertahankan

7. Jika tombol turun ditekan, maka temperatur akan turun sebanyak 1 oC, hingga di-setting sesuai dengan yang diinginkan. Jika dimisalkan temperatur awal adalah 40 oC dan akan diturunkan menjadi 30 oC, maka penekanan tombol dilakukan sebanyak 10 kali.

8. Jika tombol enter ditekan, maka motor dc akan berputar memutar kipas dan mendinginkan ruangan dan akan berhenti jika suhu yang di-setting

telah tercapai. Temperatur ini akan terus dipertahankan

9. Tampilan temperaturnya dapat dilihat pada rangkaian peraga (seven segment).

4.2. Program

Agar perangkat sensor temperatur dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, maka program harus diisikan kedalam mikrokontroler. Program yang diisikan kedalam mikrokontroler. Listing program yang diisikan kedalam mikrokontroler dapat dilihat pada Lampiran 3.

4.3. Diagram alir

Prinsip kerja dan program dapat dijelaskan dalam bentuk diagram alir. Diagram alir umum dapat dilihat pada Gambar 4.1.

33

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Sensor suhu LM 35 dapat digunakan sebagai pengukuran temperatur dengan range temperatur -55 oC sampai +150 oC.

2. Untuk tiap kenaikan tegangan keluaran dari LM 35 sebesar 10 mV akan menyebabkan kenaikan temperatur sebesar 1 oC.

3. Untuk mengetahui apakah suhu ruangan sama dengan suhu yang ukur sensor suhu LM35, dapat digunakan Thermometer sebagai pembanding

5.2. Saran

1. Agar pendinginan ruangan lebih efektif, sebaiknya digunakan air conditioner (AC).

2. Agar pengukuran temperatur ruangan lebih merata, sebaiknya ditambah beberapa sensor LM 35 pada tiap sudut ruangan.

3. Agar pengukuran temperatur lebih mendetail (range temperatur terdapat satu angka dibelakang koma), sebaiknya digunakan ADC yang 16 bit.

0

Gambar 3.6. Diagram Pewaktuan (dari lembaran data)

Dari diagram pewaktuan jelas terlihat metode pengiriman data serial dari mikrokontroler yang diterima oleh IC 4094. Jika nilai yang dikirim 21H yang berarti 00100001 biner, maka bentuk data masukannya adalah :

Gambar 3.7. Diagram pewaktuan bilangan 21 heksadesimal

Bilangan inilah yang akan diubah oleh IC 4094 serial to paralel menjadi data paralel yang langsung dihubungkan ke kaki-kaki masukan seven segment common anoda. Dioda 5392 dapat menurunkan tegangan sebesar 0,6 volt (setelah diukur dengan menggunakan multimeter digital). Jika digunakan tiga buah dioda, maka tegangan yang dapat diturunkan sebesar 1,8 volt. Tegangan yang digunakan

pada kerja LED sedang. Pada seven segment common anoda yang digunakan tegangan balik tiap segment sebesar 5 volt. DC arus maju tiap segment sebesar 15 mA (dari lembaran data seven segment).

3.8. Rangkaian Keypad 3

Rangkaian skematik rangkaian keypad 3 dapat dilihat pada lampiran 1. Rangkaian ini terdiri dari tiga buah keypad yang masing-masing keypad berfungsi untuk :

1. Menaikkan temperatur (Keypad Atas) 2. Enter (Keypad Tengah)

3. Menurunkan temperatur (Keypad Bawah)

Masing-masing keypad dihubungkan ke Ground yang berfungsi untuk memberikan logika low ketika keypad ditekan.

BAB IV

PRINSIP KERJA ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini akan dibahas prinsip kerja alat secara keseluruhan dan program yang diisikan kedalam mikrokontroler AT89S51.

4.1. Prinsip Kerja Alat

Prinsip kerja dari perangkat sensor temperatur dapat dilihat dengan jelas pada rangkaian keseluruhan sensor temperatur. Rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada lampiran 2.

Prinsip kerja sensor temperatur dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Sensor menerima temperatur awal dari tempat sensor diletakkan dan mengubahnya menjadi tegangan.

2. Tegangan yang keluar dari output sensor LM35 dihubungkan ke input rangkaian ADC 0804 sebagai input ADC.

3. Tegangan yang berasal dari sensor temperatur (besaran analog) diubah menjadi besaran digital yang akan dikirim ke mikrokontroler untuk diproses. Tiap kenaikan tegangan sebesar 10 mV akan menyebabkan kenaikan temperatur sebesar 1 oC (dari lembaran data).

4. Sesuai program yang dimasukkan kedalam mikrokontroler AT89S51, maka mikrokontroler akan menunggu masukkan dari tiga buah tombol (keypad) yaitu tombol menaikkan temperatur, tombol menurunkan

5. Jika tombol naik ditekan, maka temperatur akan naik sebanyak 1 oC, hingga di-setting sesuai dengan yang diinginkan. Jika dimisalkan temperatur awal adalah 27 oC dan akan dinaikkan menjadi 40 oC, maka penekanan tombol dilakukan sebanyak 13 kali.

6. Jika tombol enter ditekan, maka hair drayer akan aktif dan menaikkan temperatur ruangan dan akan berhenti jika temperatur yang di-setting telah tercapai, temperatur ini akan terus dipertahankan

7. Jika tombol turun ditekan, maka temperatur akan turun sebanyak 1 oC, hingga di-setting sesuai dengan yang diinginkan. Jika dimisalkan temperatur awal adalah 40 oC dan akan diturunkan menjadi 30 oC, maka penekanan tombol dilakukan sebanyak 10 kali.

8. Jika tombol enter ditekan, maka motor dc akan berputar memutar kipas dan mendinginkan ruangan dan akan berhenti jika suhu yang di-setting telah tercapai. Temperatur ini akan terus dipertahankan

9. Tampilan temperaturnya dapat dilihat pada rangkaian peraga (seven segment).

4.2. Program

Agar perangkat sensor temperatur dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan, maka program harus diisikan kedalam mikrokontroler. Program yang diisikan kedalam mikrokontroler. Listing program yang diisikan kedalam mikrokontroler dapat dilihat pada Lampiran 3.

4.3. Diagram alir

Prinsip kerja dan program dapat dijelaskan dalam bentuk diagram alir. Diagram alir umum dapat dilihat pada Gambar 4.1.

33

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Sensor suhu LM 35 dapat digunakan sebagai pengukuran temperatur dengan range temperatur -55 oC sampai +150 oC.

2. Untuk tiap kenaikan tegangan keluaran dari LM 35 sebesar 10 mV akan menyebabkan kenaikan temperatur sebesar 1 oC.

3. Untuk mengetahui apakah suhu ruangan sama dengan suhu yang ukur sensor suhu LM35, dapat digunakan Thermometer sebagai pembanding

5.2. Saran

1. Agar pendinginan ruangan lebih efektif, sebaiknya digunakan air conditioner (AC).

2. Agar pengukuran temperatur ruangan lebih merata, sebaiknya ditambah beberapa sensor LM 35 pada tiap sudut ruangan.

3. Agar pengukuran temperatur lebih mendetail (range temperatur terdapat satu angka dibelakang koma), sebaiknya digunakan ADC yang 16 bit.