Maksud dan Tujuan Batasan Masalah Teknik Pengumpulan Data PERANGKAT KERAS

lebih teliti semakin meningkat yang kemudian menghasilkan perkembangan- perkembangan baru dalam perencanaan dan pemakaian. Proyek untuk membuat alat pendeteksi level kecepatan angin ini tidak membutuhkan banyak komponen sehingga mudah dibuat dan tidak membutuhkan biaya yang banyak tetapi menghasilkan kepekaan yang baik. Pendeteksi level kecepatan angin di dalam proyek ini tidaklah dititikberatkan pada ketelitian pengukuran tetapi pada tingkatan kecepatan angin yang berhembus.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan di atas, penulis mencoba merakit suatu alat yang dapat mendeteksi level kecepatan angin. Alat ini akan membagi tingkatan kecepatan angin dalam empat tingkatan yaitu kecil, sedang, agak tinggi,dan tinggi. Pada alat ini digunakan perbedaan tegangan yang dihasilkan oleh motor induksi sebagai sensor kecepatan putaran rotor. Perbedaan tegangan inilah yan nantinya akan di ubah oleh ADC menjadi data-data digital. Mikrokontroller AT89S52 digunakan sebagai otak dari seluruh sistem dan mengolah data yang dihasilkan oleh sensor menampilkan hasilnya pada display.

1.3 Maksud dan Tujuan

Universitas Sumatera Utara Tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Merancang suatu alat yang dapat mendeteksi level kecepatan angin. 2. Memanfaatkan mikrokontroller sebagai alat pengolah data yang diberikan oleh sensor. 3. Memanfaatkan motor induksi sebagai alat untuk mendeteksi perbedaan kecepatan angin.

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal di atas, penulis akan merakit alat pendeteksi level kecepatan angin berbasis mikrokontroler AT89S52, dengan batasan-batasan sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S52. 2. Untuk dapat membedakan kecepatan angin digunakan perbedaan induksi magnet yang dihasilkan motor induksi. 3. Alat ini hanya mendeteksi level kecepatan angin dan membaginya dalam empat tingkatan yaitu kecil, sedang , agak tinggi, dan tinggi. 4. Kecepatan angin yang dideteksi tidak dikalibrasikan dengan data sebenarnya yang sesuai dengan ketentuan internasional. Universitas Sumatera Utara

1.5 Teknik Pengumpulan Data

1. Dilakukan pengumpulan teori yang berkaitan dengan proyek ini dari buku- buku perpustakaan dan internet. 2. Dilakukan perancangan dan perakitan proyek. 3. Dilakukan pengujian sistem dan kinerja rangkaian.

1.6 Sistematika Penulisan

BAB 1. PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, teknik pengumpulan data, 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 komponen-komponen pendukung yang digunakan dalam alat.

BAB 3. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan Universitas Sumatera Utara diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S52.

BAB 4. ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S52.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama. Universitas Sumatera Utara BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 PERANGKAT KERAS

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler, 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. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih. Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan Universitas Sumatera Utara jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan computer PC yang harus dipasang disamping atau di belakang mesin permainan yang bersangkutan. Selain sistem tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau ynag dikenal dengan system telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu sistem pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. Sistem pengukuran jarak jauh ini jelas membutuhkan suatu sistem akuisisi data sekaligus sistem pengiriman data secara serial melalui pemancar, yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan. Tidak seperti system komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya, mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM-nya dan ROM. Pada system computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program Universitas Sumatera Utara control disimpan dalam ROM bisa Masked ROM atau Flash PEROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

2.1.2 Kontruksi AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. Read Only Memory ROM yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam. Random Access Memori RAM isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data. Universitas Sumatera Utara Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM Ultra Violet Eraseable Progamble ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah. Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S52 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer. Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana InputOuput yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S52 mempunyai 32 jalur InputOuput. Jalur InputOuput paralel dikenal sebagai Port 1 P1.0..P1.7 dan Port 3 P3.0..P3.5 dan P3.7. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S52 Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52 : VCC Pin 40 Suplai tegangan GND Pin 20 Ground Port 0 Pin 39-Pin 32 Port 0 dapat berfungsi sebagai IO biasa, low order multiplex addressdata ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai IO biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. Pada fungsi sebagai low order multiplex addressdata, por ini akan mempunyai internal pull up. Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program. Port 2 Pin 21 – pin 28 Universitas Sumatera Utara Port 2 berfungsi sebagai IO biasa atau high order address, pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL. Port 3 Pin 10 – pin 17 Port 3 merupakan 8 bit port IO. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut : Nama pin Fungsi P3.0 pin 10 RXD Port input serial P3.1 pin 11 TXD Port output serial P3.2 pin 12 INTO interrupt 0 eksternal P3.3 pin 13 INT1 interrupt 1 eksternal P3.4 pin 14 T0 input eksternal timer 0 P3.5 pin 15 T1 input eksternal timer 1 P3.6 pin 16 WR menulis untuk eksternal data memori P3.7 pin 17 RD untuk membaca eksternal data memori Universitas Sumatera Utara RST pin 9 Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. ALEPROG 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. Universitas Sumatera Utara XTAL2 pin 18 Output dari osilator.

2.1.3 Motor Induksi

Pada alat pendeteksi level kecepatan angin ini memanfaatkan motor induksi sebagai sensor gerak. Dimana perputaran motor ditimbulkan karena adanya medan magnet yang dihasilkan dalam kumparan statornya dan rotor mendapat arus yang terinduksi sebagai akibat adanya medan putar yang dihasilkan oleh arus Rotor tadi. Medan putar pada stator akan memotong konduktor-konduktor pada rotor sehingga terjadi arus. Arus ini menyebabkan adanya medan magnet pada rotor dan rotorpun akan turut berputar mengikuti medan putar stator. Pada alat pendeteksi level kecepatan angin ini memanfaatkan kebalikan dari prinsip kerja motor induksi tersebut. Dimana pada alat ini, cup terhubung ke motor induksi. Cup yang berputar akan menyebabkan motor induksi juga akan berputar. Putaran motor induksi tersebut akan menghasilkan arustegangan. Tegangangan inilah yang akan diubah oleh ADC untuk dikirim ke mikrokontroler. Semakin kencang putaran yang terjadi pada motor induksi maka tegangan yang dihasilkan juga akan semakin besar. Universitas Sumatera Utara

2.1.4 Seven Segmen

Seven segmen merupakan komponen elektronika yang banyak digunakan untuk menampilkan angka. Seven segmen ini sebenarnya merupakan LED yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu pola tertentu, dimana jika LED –LED tersebut dinyalakan dengan kombinasi tertentu, maka akan terbentuk suatu angka tertentu. Seven segmen mempunyai 7 buah segmen ditambah 1 segmen yang berfungsi sebagai desimal point. Gambar susunan dari seven segmen ditunjukkan pada gambar berikut ini : Gambar 2.2 Susunan Seven Segmen Segmen yang atas disebut segmen a, segmen sebelah kanan atas disebut segmen b, dan seterusnya sesuai gambar di atas. Dp merupakan singkatan dari desimal point. Seven segmen ada 2 tipe, yaitu common anoda dan common katoda. Pada seven segmen tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positip dan katoda dari masing-masing Universitas Sumatera Utara LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini : Gambar 2.3 konfigurasi seven segmen tipe common anoda Sesuai dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka katodanya harus diberi tegangan 0 volt atau logika low. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka katoda pada segmen a harus diberi tegangan 0 volt atau logika low, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya. Pada seven segmen tipe common katoda, kaoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke ground dan anoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini Gambar 2.4 konfigurasi seven segmen tipe common kaoda Universitas Sumatera Utara Sesuai dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka anodanya harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka anoda pada segmen a harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya.

2.1.5 Analog to Digital Converter ADC 0804

Analog to Digital Converter ADC adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital. Gambar 2.5 Tampilan IC ADC 0804 ADC yang digunakan adalah ADC 0804. ADC ini akan mengubah tegangan yang merupakan keluaran dari sensor motor induksi menjadi 8 bit data biner. Data Universitas Sumatera Utara keluaran dari ADC 0804 ini akan dikirim ke mikrokontroler dan diolah untuk kemudian ditampilkan pada seven segmen.

2.2 PERANGKAT LUNAK