Pengendali Jarak Jauh (Remote Control)Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Dengan Dioda Led Sebagai Pemancar Gelombang Inframerah

PENGENDALI JARAK JAUH (REMOTE CONTROL)

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DENGAN DIODA LED

SEBAGAI PEMANCAR GELOMBANG INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

RUTH VERAWATY MARBUN

052408066

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

PENGENDALI JARAK JAUH (REMOTE CONTROL)

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DENGAN DIODA LED

SEBAGAI PEMANCAR GELOMBANG INFRAMERAH

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

RUTH VERAWATY MARBUN

052408066

PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : PENGENDALI JARAK JAUH (REMOTE CONTROL)

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DENGAN DIODA LED SEBAGAI PEMANCAR GELOMBANG INFRA MERAH Kategori : LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : RUTH VERAWATY MARBUN Nim : 052408066

Program studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Juli 2008

Diketahui

Ketua Program Studi Pembimbing

D3 Fisika Instrumentasi

Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc Drs. Wilfried Lubis, M.Sc

PERNYATAAN

PENGENDALI JARAK JAUH (REMOTE CONTROL) BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DENGAN DIODA LED SEBAGAI

PEMENCAR GELOMBANG INFRA MERAH

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, Juli 2007

Ruth Verawaty Marbun 052408066

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala Kasih dan karunia-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

Terimakasih juga penulis ucapkan teristimewa kepada Ayahanda S.Marbun dan Ibunda M.Simanullang, serta Abang, Kakak, Adek-adek (B’Fredy, K’Vivi, Joel and Piudan’s) penulis yang telah banyak memberikan bantuan, dukungan dan doa, baik materi maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :

1. Bapak Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara

2. Bapak Drs. Wilfried Lubis, M.Sc, selaku dosen pembimbing pada penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan tugas akhir ini. 3. Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi Bapak Syahrul Humaidi, M.Sc. 4. Dosen-dosen pengajar pada jurusan Fisika Instumentasi.

5. Teman-teman satu kost Q (K’Niar, K’Derma, K’Pasti, K’Ellana, Elfrida, Agustina, Hendri, Fendy, Boge, Nance) yang telah memberikan semangat dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Semoga Tuhan Memberkati. 6. Personil kelompok AGAPE (K’Rika, Liona, Nuri and Netty, Maria) juga buat

sahabat Q Serta, Steffi, Zuiver. Khusus buat Mampe Thank’s for attention dan teman-teman Stambuk ’05 yang tak bisa di sebutkan satu persatu. Makacih yach penulis ucapkan atas segala bantuan dan motivasinya.

7. Buat Bang Bryant juga, makacih banyak yach bang atas bantuannya.

8. Semua pihak yang ikut membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Karya Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis ucapkan banyak terimakasih Semoga Tuhan memberkati Syaloom...

ABSTRAK

Telah dibuat suatu pengendali jarak jauh (remote control) yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu dengan jarak yang relatif jauh. Rancangan ini dikembangkan dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai tempat memproses data, LED infra merah sebagai pemancar gelombang infra merah, serta perangkat lunak yaitu bahasa assembly MCS-51. Pengembangan ini dimulai dari tombol input dan mikrokontroler akan membandingkan data yang diterima dari tombol input, apakah tombol ON atau tombol OFF, jika tombol ON maka data yang dikirimkan oleh LED infra merah adalah perintah untuk membuka pintu, dan jika tombol OFF maka data yang dikirimkan oleh LED infra merah adalah perintah untuk menutup pintu.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

BAB 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penelitian 2

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Sistematika Penulisan 3

BAB 2 Landasan Teori Pemancar Gelombang Infra Merah 5 2.1 Diagram Blok Pemancar Gelombang Inframerah 5

2.2 Tombol ON dan Tombol OFF 6

2.3 Mikrokontroler AT89S51 6

2.3.1 Kontruksi AT89S51 8

2.3.2 Pin-Pin pada Microcontroller AT89S51 10

2.4 Sinar Inframerah 13

2.4.1 Dioda Pemancar Infra Merah (LED Infra merah) 16

2.4.2 Photodioda 19

2.5 Perangkat lunak 20

2.5.1 Bahasa Assembly MCS-51 20

2.5.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator 24

2.5.3 Software Downloader 25

BAB 3 Rancang Bangun dan Program 26

3.1 Perancangan Power Supply (PSA) 26

3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 27

3.3 Rangkaian Pemancar Infra Merah 28

3.4 Flowchat 30

3.5 Program 31

BAB 4 Pengujian dan Analisa Rangkaian 33

4.1 Rangkaian Power Supplay (PSA) 33

4.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 34

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 42

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 43

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Lembar Ekspedisi Perbaikan Tugas Akhir Gambar Rangkaian Pemancar

Datasheet Mikrokontroler AT89S51 Datasheet LED Inframerah

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing Pin pada Port 3 Mikrokontroller 12

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Diagram Blok Pemancar Gelombang Inframerah 5 Gambar 2.2 IC Mikrokontroler AT89S51 10 Gambar 2.3 Spektrum Elektromagnetik 14

Gambar 2.4 Inti dalam atom 16

Gambar 2.5 Simbol dan rangkaian sebuah LED 17

Gambar 2.6 Photodioda 20

Gambar 2.7 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator 24 Gambar 2.8 ISP- Flash Programmer 25

Gambar 3.1 Rangkaian Power Supply (PSA) 26 Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 27 Gambar 3.3 Rangkaian Pengirim Data Melalui Infra Merah 29

Gambar 3.4 Flowchart 30

Gambar 4.1 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 34

ABSTRAK

Telah dibuat suatu pengendali jarak jauh (remote control) yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu dengan jarak yang relatif jauh. Rancangan ini dikembangkan dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai tempat memproses data, LED infra merah sebagai pemancar gelombang infra merah, serta perangkat lunak yaitu bahasa assembly MCS-51. Pengembangan ini dimulai dari tombol input dan mikrokontroler akan membandingkan data yang diterima dari tombol input, apakah tombol ON atau tombol OFF, jika tombol ON maka data yang dikirimkan oleh LED infra merah adalah perintah untuk membuka pintu, dan jika tombol OFF maka data yang dikirimkan oleh LED infra merah adalah perintah untuk menutup pintu.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini banyak memberikan kemudahan kepada kita untuk melakukan berbagai aktivitas mulai dari hal-hal yang mudah sampai yang rumit sekalipun. Hal ini terlihat pada kecenderungan pemakaian ‘remote control‘ ataupun tombol input sebagai salah satu pemancar sinyal yang terdapat pada beberapa alat elektronik misalnya Tv remote, mobil dengan alarm, radio, AC (Air Conditioner), dan alat elektronik lainnya.

Hal ini jelas menunjukkan bahwa saat ini terdapat kecenderungan untuk melakukan berbagai aktivitas menggunakan pengontrolan jarak jauh dan akan semakin populer pada berbagai aplikasi alat elektronik yang digunakan oleh konsumen.

Pada alat ini digunakan pengontrolan jarak jauh dengan remote control dengan infra merah sebagai pemancar, seperti yang terdapat pada pintu jarak jauh. Infra merah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat pada lokasi yang sama dan tidak terlalu jauh. Penggunaan infra merah sebagai pemancar tidak dapat digunakan lagi jika peralatan yang ingin dikendalikan terhalangi oleh benda yang memiliki ketebalan misalnya dinding beton.

2

Alasan mengapa orang menggunakan remote control sebagai pengendali jarak jauh supaya pengguna tidak perlu mengalami kesulitan ketika akan membuka/menutup pintu, dan menghidupkan alat elektronik lainnya. Dalam hal keamanan adakalanya setiap orang membutuhkan sebuah kamar/ruangan pribadi dimana dalam kamar/ruangan tersebut disimpan peralatan-peralatan, benda-benda atau apapun yang tidak ingin diketahui oleh orang lain.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dibuat sistem pengontrolan jarak jauh dengan infra merah sebagai pemancar.

Pada alat ini digunakan mikrokontroler AT89S51, LED Infra merah sebagai pemancar infra merah. Mikrokontroler AT89S51 sebagai otak dari sistem yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal dari pemancar ke penerima. Alat akan terbuka apabila tombol buka ditekan dan akan tertutup secara otomatis apabila tombol tutup ditekan.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan pembuatan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Memahami mikrokontroler AT89S51 sebagai tempat pemprosesan data pada remote control

2. Memahami prinsip kerja LED Infra merah sebagai pemancar infra merah.

3

1.4 Batasan Masalah

Penulisan Tugas Akhir ini dibatasi pada:

Prinsip kerja alat dijelaskan secara sederhana, tanpa pembuktian rumus yang dipakai .

Prinsip kerja LED hanya menjelaskan bagaimana LED dapat memancarkan galombang inframerah.

Penjelasan mikrokontroller AT89S51, hanya meliputi bentuk, fungsi tiap pin dan program yang tersedia.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari rangkaian pemancar, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN

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

BAB 2. LANDASAN TEORI PEMANCAR GELOMBANG

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 AT89S51 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari pemancar infra merah.

4

BAB 3. RANCANG BANGUN DAN PROGRAM

Dalam bab ini meliputi perancangan rangkaian pemancar infra merah dan program pemancar yang digunakan.

BAB 4. PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian pemancar dan cara kerja dari rangkaian.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan yang didapat setelah merakit proyek ini dan saran yang diberikan demi kesempurnaan dan pengembangan proyek ini pada masa yang akan data

BAB 2

LANDASAN TEORI PEMANCAR GELOMBANG INFRAMERAH

2.1 Diagram Blok Pemancar Gelombang Inframerah

Tombol ON

Tombol OFF

Pemancar inframerah A

T 8 9 S 5

1 Pulsa gelombang _inframerah

Gambar 2.1 Diagram Blok Pemancar Gelombang Inframerah

Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu di perhatikan yaitu bagaimana cara merancang alat yang akan di buat sesuai dasar teori. Sebelum merancang suatu sistem atau rangkaian terlebih dahulu membuat blok diagramnya.

Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir kesalahan dari suatu sistem.

6

Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen lainya.

Diagram blok memiliki arti yang khusus dengan memberikan keterangan di dalamnya. Untuk setiap blok di hubungkan dengan suatu garis yang menunjukkan arah kerja dari setiap blok yang bersangkutan

2.2 Tombol ON dan Tombol OFF

Jika tombol ON ditekan maka mikrokontroler akan memproses data untuk mengirimkan perintah pada pemancar inframerah untuk menghidupkan alat-alat elektronik khususnya pada pintu jarak jauh. Keluaran yang dipancarkan oleh infra merah berupa pulsa gelombang inframerah yang akan diterima oleh pemancar gelombang infra merah.

Sama halnya pada tombol OFF, jika pengguna ingin mematikan alat elektronik maka pengguna hanya menekan tombol OFF saja.

2.3 Mikrokontroler AT89S51

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

7

(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 canggih 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 AT89S51 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.

8

Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh microcontroller AT89S51 adalah sebagai berikut :

1. Sebuah Central Processing Unit 8 bit 2. Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu 3. RAM internal 128 byte

4. Flash memori 4 Kbyte

5. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal)

6. Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur I/O

7. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART

8. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika 9. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada

frekuensi 12 MHz

2.3.1 Kontruksi AT89S51

Mikrokontroller AT89S51 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 AT89C4051 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.

9

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. 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.

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.

Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan Microcontroller diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89C4051 flash PEROM Programmer. Memori data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 kilo byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

AT89S51 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

10

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.

AT89S51 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).

2.3.2Pin-Pin pada Microcontroller AT89S51

Deskripsi pin-pin pada Microcontroller AT89S51 :

11

1. VCC (Pin 40) Suplai tegangan

2. GND (Pin 20 ) Ground

3. Port 0 (Pin 39-Pin 32)

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O 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 address/data, por ini akan mempunyai internal pull up.

Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program.

4. Port 2 (Pin 21 – pin 28)

Port 2 berfungsi sebagai I/O 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.

5. 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 :

12

Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing Pin pada Port 3 Mikrokontroler

Nama Pin Fungsi Alternatif

P3.0 (pin 10) RXD Untuk menerima data port serial

P3.1 (pin 11) TXD Untuk mengirim data port serial P3.2 (pin 12) INT0 Interupsi Eksternal waktu pencacah 0 P3.3 (pin 13) INT1 Interupsi Eksternal waktu pencacah 1

P3.4 (pin 14) T0 Input Eksternal waktu pencacah 0

P3.5 (pin 15) T1 Input Eksternal waktu pencacah 1

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

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

6. RST (pin 9)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

7. 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.

8. SEN (pin 29)

Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.

9. 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.

13

10. XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal.

11. XTAL2 (pin 18)

Output dari osilator

2.4 Sinar Inframerah

Inframerah adalah

"bawah infra, "bawah"), merah merupakan

cahaya tampak dengan gelombang terpanjang.

Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antar Inframerah berarti “bawah merah”, berasal dari bahasa latin infra yang berarti bawah. Memiliki panjang gelombang lebih dari cahaya nampak dan kurang dari mikrogelombang, yaitu diantara 0,75 mikrometer dan 1000 mikrometer. Gelombang inframerah dan milimeter dapat digunakan dengan meluas sebagai saluran komunikasi jarak dekat seperti penggunaan alat kawalan jarak jauh (remote control) bagi televisi, radio dan sebagainya. Infrared merupakan sebuah cahaya pada panjang gelombang yang titik puncaknya berada di luar respon mata manusia adalah merupakan cahaya yang mempunyai banyak fungsi pada bidang elektronika maupun robotik.

Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan

14

spectrum dari berbagai panjang gelombang. Sinar infra merah mempunyai panjang gelombang antara (0,75 – 1000) µm.

Spektrum sinar matahari terdiri dari sinar tampak dan sinar tidak tampak. Dimana sinar tampak meliputi: merah, orange, kuning, hijau, biru, dan ungu. Sinar yang tidak tampak antara lain: sinar ultraviolet, sinar – X, sinar gamma, sinar kosmik, microwave, gelombang listrik dan sinar inframerah. Gelombang elektromagnetik diantara sinar tampak dan sinar microwave dinamakan sinar inframerah, dengan karakteristik adalah tidak kasat mata atau tidak terlihat, bersifat linier atau menyebar, refraktif atau dapat dipantulkan dan dapat diserap oleh beberapa obyek

Dibawah ini terdapat gambar berdasarkan pembagian panjang gelombang, yaitu:

15

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 μm – 50 μm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm.

Sebuah sambungan pn dapat memancarkan cahaya bila sebuah elektron yang berada di alas sebuah pita konduksi dari sebuah semikonduktor jatuh kedalam sebuah lubang yang berada di puncak pita valensi, maka energi Eg dilepaskan, dimana Eg

v c

adalah lebar sela. Apa yang terjadi pada energi ini? Setidak tidaknya ada dua kemungkinan. Mungkin energi itu ditransformasikan mejad energi termal dari kisi yang bergetar dan, dengan kemungkinan yang tinggi, dan itulah yang betul – betul terjadi dalam sebuah semikonduktor berbasis silikon.

Akan tetapi di dalam beberapa bahan semi konduktor kondisinya akan sedemikian rupa sehingga energi yang dipancarkan itu dapat juga muncul sebagai radiasi elektromagnetik, yang panjang gelombangnya adalah :

λ = =

h E

c

g /

= g

E hc

Dimana :

λ adalah panjang gelombang

Eg adalah lebar sela antara pita konduksi dan pita valensi.

c adalah kecepatan cahaya

16

Sebuah semikonduktor tipe-n yang memperlihatkan tingkat-tingkat energi donor yang telah mengkontribusikan elektron ( pengangkutan mayoritas) kepada pita konduksi. Jumlah lubang yang sedikit (pengangkut minoritas) di dalam pita valensi juga. Hal ini dapat dilihat pada gambar

Pita valensi Pita konduksi

Eg = energi gav celah energi

Gambar 2.4 Inti dalam Atom

Infra merah yang digunakan sebagai transmisi data dalam artikel ini hanya memanfaatkan pancaran cahaya infra merah. Jika LED infra merah memancarkan cahaya berarti datanya dianggap 1, sedangkan jika LED infra merah tidak memancarkan cahaya berarti datanya adalah 0.

2.4.1. Dioda Pemancar Infra Merah (LED Infra merah)

Untuk memperoleh jarak yang cukup jauh, Diode Infrared memerlukan sinyal dengan frekwensi 38 Hingga 40KHz Berbeda dengan Diode LED yang hanya memerlukan level tegangan DC saja untuk mengaktifkan LED, Diode Infrared memerlukan sinyal dengan frekwensi 38 ingga 40KHz untuk mengaktifkannya.Cahaya infrared tersebut tidak dapat ditangkap oleh mata manusia, sehingga diperlukan

17

LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energi listrik. Dalam bias maju sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang (hole). Energi ini tidak seluruhnya dirubah kedalam bentuk energi cahaya atau photon melainkan dalam bentuk panas sebagian.

Proses pemancaran cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap sustu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. Material lain adalah misalnya Galium Arsenida Pospat (GaAsP) atau Galium pospat (GaP) : Photon energi cahaya dipancarkan untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari LED digunakan untuk menghasilkan energi tidak tampak seperti yang dipancarkan oleh pamancar laser atau infra merah.

Gambar 2.5 Simbol dan rangkaian sebuah LED

Pemancar infra merah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda ini dibias maju. Bila diberi bias maju elektron dari daerah-n akan menutup lubang elektron yang ada di daerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar keluar dari

330

฀

VCC

18

permukaan p dan n dalam bentuk photon. Photon-photon yang dihasilkan ini ada yang diserap lagi dan ada yang meninggalkan permukaan dalam bentuk radiasi energi.

Dengan menggunakan unsur-unsur diatas, pabrik dapat membuat LED yang memancarkanwarna merah, kuning dan infra merah. LED yang menghasilkan pancaran yang kelihatan dapat beguna pada display peralatan, mesin hitung, jam digital, dan lain-lain. LED infra merah dapat digunakan dalam sistem tanda bahaya pencuri dan ruang ligkup lain yang membutuhkan pancaran yang tak kelihatan. Keuntungan dari LED dibandingkan dengan lampu pijar yaitu umurnya yang lebih panjang, teganganya rendah dan saklar nyala matinya cepat.

Gelombang infra merah yang dihasilkan oleh elektron-elektron dalam molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Selain tidak dapat dilihat secara langsung sinar infra merah juga dapat menembus kabut dan awan tebal.

Dengan ciri-ciri yang spesifiktersebut, pesawat udara yang terbang tinggi atau pun satelit-satelit dapat membuat photo permukaan bumi yang tidak diperoleh dengan menggunakan cahaya infra merah.

Radiasi sinar infra merah dapat getaran-getaran atom pada suatu molekul. Getaran atom pada suatu molekul dapat memancarkan gelombang elektromagnetik. Pada frekuensi-frekuensi yang khas dalam infra merah sehingga spektroskopi. Infra merah merupakan salah satu alat penting untuk mempelajari spektrum molekul.

Energi yang terkandung dalam radiasi sinar ini tampak seperti energi panas termasuk cahaya yang diterima dari sinar matahari sejumlah besar mengandung radiasi ini.

19

2.4.2 Photodioda

Pengertian : piranti semikonduktor dengan struktur p-n atau p-i-n untuk mendeteksi cahaya. Potodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya. Potodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut p-i-n atai PIN potodioda. Cahaya diserap di daerah pengambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya.

Mode operasi

Potodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:

1. Mode potovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada potodioda menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil. 2. mode potokonduktivitas : disini, potodioda diaplikasikan sebagai tegangan

revers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran menghasilkan arus poto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol). Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier .

Karakteristik bahan potodioda:

1. Silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).

2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm).

20

3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300 sampai 1600nm)

Gambar Photodioda ditunjukkan pada gambar berikut:

a. Bentuk Fisik Photodioda b. Simbol Photodioda

Gambar 2.6 Photodioda

2.5 Perangkat lunak

2.5.1 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

21

Tanda # sebelum bilangan menunjukkan 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 menunjukkan 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

Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :

...

22

... 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 ...

23

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,

24

MOV R0,#20h R0 = 20h

...

INC R0 R0 = R0 + 1

...

2.5.2Software 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.

Gambar 2.7 . Software 8051 Editor, Assembler, Simulator

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.

25

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.

2.5.3 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.

Gambar 2.8 ISP- Flash Programmer

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.

BAB 3

RANCANG BANGUN DAN PROGRAM

3.1 Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian power supplay berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Rangkaian PSA yang dibuat dari sebuah regulator tagangan terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt, keluaran 5 volt ini digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian. Rangkaian power supplay / adaptor ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Sumber tegangan power supplay ini berasal dari baterei kering 9 volt.. 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. Dan capasitor 10mf berfungsi untku meratakan arus yang masuk dari baterai ke rangkaian. Transistor PNP

27 5V VCC 5V VCC 10uF 2 1 30pF 30pF

XTAL 12 MHz

AT89S51 P0.3 (AD3) P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) Vcc P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) RST EA/VPP P3.0 (RXD) P3.1 (TXD) P3.2 (INT0) P3.3 (INT1) P3.4 (T0) ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P3.6 (WR) P3.5 (T1) P3.7 (RD) XTAL2 XTAL1

GND P2.0 (A8)

1 2 3 4 5 6 7 8 40 39 38 37 36 35 34 33 9 10 11 12 13 14 15 32 31 30 29 28 27 26 16 17 18 19 20 25 24 23 22 21

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. .

3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada. Kompoen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:

28

Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port 0, port 1, port 2 dan port 3. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah 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 program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktif.

Lamanya waktu antara aktifnya power pada IC mikrokontroler dan aktifnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Jika dihitung maka lamanya waktu antara aktifnya power pada IC Mikrokontroler adalah :

10 10 1 det

t=R x C= KΩ x µF = m ik

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

3.3 Rangkaian Pemancar Infra Merah

Data yang yang telah diolah mikrokontroler AT89S51 dikirimkan ke rangkaian penerima dengan menggunakan LED infra merah. Rangkaiannya seperti gambar di bawahi :

29

Gambar 3.3 Rangkaian Pengirim Data Melalui Infra Merah

Pada rangkaian di atas LED infra merah akan menyala jika basis pada transistor C945 diberi tegangan yang lebih besar dari 0,7 volt, ini akan sama artinya jika pada P3.7 AT89S51 diberi logika high (1), karena pin yang diberi logika high akan mempunyai tegangan 4 s/d 5 volt, cukup untuk mengaktipkan transistor. Sedangkan untuk mematikan LED infra merah, maka P3.7 AT89S51 harus diberi logika low (0), karena dengan memberikan logika low pada P3.7, maka P3.7 akan memiliki tegangan 0 s/d 0,009 volt, tegangan ini akan menyebabkan transistor tidak aktip.

Untuk pengiriman data agar data dapat dikirimkan dari jarak yang jauh, maka LED infra merah harus dipancarkan dengan frekuensi 38 KHz karena frekuensi ini bebas dari gangguan frekuensi infra merah alam. Jika LED infra merah dipancarkan dengan frekuensi selai 38 KHz, maka pancarannya akan terganggu oleh

frekuensi-P3.7 ( AT89S51)

LED_ir 5V VCC

330฀

R2

30

frekuensi infra merah dari alam, seperti frekuensi infra merah yang dipancarkan oleh matahari, tumbuhan, bahkan badan manusia. Dengan menggunakan frekuensi 38 KHz, maka pancaran LED infra merah yang dihasilkan oleh rangkaian tidak terganggu oleh pancaran infra merah alam, sehingga jarak pengiriman data semakin jauh.

3.4 Flowchat

program diawali dengan start, Jika ada sinyal input dari tombol maka program akan membandingkan datanya apakah sinyal yang diinputkan oleh tombol adalah sinyal untuk menghidupkan atau mematikan alat elektronik .

Jika input yang diterima adalah sinyal ON maka program akan mengirimkan datanya melalui pemancar ke penerima. Jika input yang diterima adalah sinyal OFF maka program mengirimkan datanya melalui pemancar ke penerima yaitu data untuk mematikan alat elektronik. Hal ini dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawa in

Gambar 3. 4 Flowchart start

Tombol ON ? Tombol OFF ?

Kirim sinyal ON Kirim sinyal OFF

ya

tidak

ya tidak

31

3.5 Program

Adapun program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51 pada Dioda LED Infra merah sebagai pemancar gelombang pulsa infra merah adalah sebagai berikut :

Mov p0,#0h ; isikan ke port 0, nilai 0h mov p1,#0h ; isikan ke port 1, nilai 0h

tbl_Satu:

acall kirimdata ; panggil routin kirim data mov p2,#0ffh ; isikan ke port 2, nilai 0ffh

mov a,p2 ; isikan nilai yang ada pada port 2 ke alamat a

cjne a,#0feh,tbl_Dua ; bandingkan nilai pada alamat a dengan nilai 0feh

Recek_tbl_Satu:

mov a,p2 ; isikan nilai yang ada pada port 2 ke alamat a

cjne a,#0feh,Recek_tbl_Satu ; bandingkan nilai pada alamat a dengan nilai 0feh jika benar recek tombol satu jmp Tbl_Satu ; kembali ke routin Tombol satu

tbl_Dua:

mov p2,#0ffh ; isikan 0ff ke port 2

mov a,p2 ; isikan nilai yang ada pada port 2 ke alamat a

cjne a,#0fdh,tbl_satu ; Bandigkan nilai pada alamat a dengan nilai 0fdh, jika tidak kembali ke tombol satu

Recek_tbl_Dua:

mov a,p2 ; isikan nilai yang ada pada p2 ke alamat a

cjne a,#0fdh,Recek_tbl_Dua ; bandingkan nilai pada alamat a dengan 0fdh , jika benar recek tombol dua

jmp Tbl_Satu ; kembali ke routin tombol

mov r0,#10 ; isikan 10 ke register 0

Kirimdata:

acall frek38khz ; panggil routine frekuensi 38KHz

acall frek38khz ; panggil routine frekuensi 38KHz acall data ; panggil data

acall frek38khz ; panggil routine frekuensi 38KHz acall frek38khz ; panggil routine frekuensi 38KHz ret

frek38khz:

mov r0,#10 ; isikan 10 ke register 0 loop:

clr p3.7 ; kosongkan p3.7 nop ; not operation

32

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

setb p3.7 ; isikan p3.7

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

nop ; not operation

djnz r0,loop ; kurangkan nilai pada register 0 sampai habis jika belum

habis terus kurangi hingga 0

ret ; kembali ke frekuensi 38Khz

data:

loop1:

acall pulsa ; panggil routin pulsa

djnz r0,loop1 ; kurangkan nilai pada register 0, jika belum 0 kembali ke loop1

ret ; kembali ke loop1

pulsa:

clr p3.7 ; kosongkan p3.7

mov r7,#2 ; isikan nilai 2 ke register 7 pls:

mov r6,#255h ; isikan nilai 255 ke register 6 djnz r6,$ ; kurangi nilai pada register 6

sampai habis,

djnz r7,pls ; kurangi nilai pada register 7 jika belum 0 kembali ke pls mov r7,#50h ; isikan nilai 50h ke register 7 djnz r7,$ ; kurangi nilai diregister 7

sampai habis

ret ; kembali ke pls

BAB 4

PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

4.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Rangkaian power supplay berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt, keluaran 5 volt ini digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian. Rangkaian power supplay / adaptor ditunjukkan oleh gambar 3.1

Sumber tegangan power supplay ini berasal dari baterei kering 9 volt.. 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. Dan capasitor 10mf berfungsi untku meratakan arus yang masuk dari baterai ke rangkaian.

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. Tegangan ini digunakan untuk mensupplay tegangan yang butuh tegangan 12 volt.

34 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0/RX0 P3.1/TX0 P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND P2.7/A16 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 PSEN ALE/PROG EA/VPP P0.7/AD7 P0.6/AD6 P0.5/AD5 P0.4/AD4 P0.3/AD3 P0.2/AD2 P0.1/AD1 P0.0/AD0 VCC AT89S51 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 1

Xtal 12 MHz

10kohm 10uF 4.7kohm 5V VCC 33pF 33pF

4.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 ditunjukkan pada gambar 4.1 berikut ini :

Gambar 4.1 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Pengujian rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan sebuah transistor A733 yang dihubungkan dengan sebuah LED indikator, dimana transistor disini berfungsi sebagai saklar untuk mengendalikan hidup/mati LED. Dengan demikian LED akan menyala jika transistor aktif dan sebaliknya LED akan mati jika transistor tidak aktif. Tipe transistor yang digunakan adalah PNP A733, dimana transistor ini akan aktif (saturasi) jika pada basis diberi tegangan 0 volt (logika low) dan transistor ini tidak akan aktif jika pada basis diberi

35

tegangan 5 volt (logika high). Basis transistor ini dihubungkan ke pin I/O mikrokontroler yaitu pada kaki 28 (P2.7).

Langkah selanjutnya adalah mengisikan program sederhana ke mikrokontroler AT89S51. Programnya adalah sebagai berikut :

Loop:

Cpl P2.7 Acall tunda sjmp loop tunda:

mov r7,#255 tnd:

mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,tnd ret

Program di atas akan mengubah logika yang ada pada P2.7 selama selang waktu tunda. Jika logika pada P2.7 high maka akan diubah menjadi low, demikian jiga sebaliknya jika logika pada P2.7 low maka akan diubah ke high, demikian seterusnya.

Logika low akan mengaktipkan transistor sehingga LED akan menyala dan logika high akan menonaktifkan transistor, sehingga LED padam. Dengan demikian program ini akan membuat LED berkedip terus-menerus. Jika LED telah berkedip terus menerus sesuai dengan program yang diinginkan, maka rangkaian mikrokontroler telah berfungsi dengan baik.

36

Pada rangkaian di atas LED infra merah akan menyala jika basis pada transistor C945 diberi tegangan yang lebih besar dari 0,7 volt, ini akan sama artinya jika pada P3.7 AT89S51 diberi logika high (1), karena pin yang diberi logika high akan mempunyai tegangan 4 s/d 5 volt, cukup untuk mengaktifkan transistor. Sedangkan untuk mematikan LED infra merah, maka P3.7 AT89S51 harus diberi logika low (0), karena dengan memberikan logika low pada P3.7, maka P3.7 akan memiliki tegangan 0 s/d 0,009 volt, tegangan ini akan menyebabkan transistor tidak aktif.

Ketika penerima infra merah menerima pancaran infra merah dengan frekuensi 38 KHz dari rangkaian pemancar, maka output dari penerima akan berlogika high (1), jika pancaran infra merah ini dihentikan, maka penerima akan mendapatkan logika low (0) sesaat (± 1200 μs ) kemudian berubah menjadi high (1) kembali walaupun tidak ada pancaran infra merah dengan frekuensi 38 KHz. Ini sudah merupakan

Kesalahan pengambilan data oleh penerima disebabkan karena adanya penghalang atau karena kesalahan pengambilan data ketika alat pertama kali dihidupkan. Seharusnya penerima mengambil sinyal low dari data yang pertama, kemudian mengambil data pertama, setelah itu mengambil sinyal low dari data kedua, kemudian mengambil data kedua, dan demikian seterusnya, sehingga data tersebut sesuai dengan urutannya. Namun jika ada penghalang sesaat atau ketika pertama kali dihidupkan terjadi kesalahan pengambilan sinyal low, maka pengambilan data seterusnya akan salah. Misalnya jika ada penghalang sesaat, sehingga sinyal low yang diterima adalah sinyal low yang kedua, maka data kedua akan dianggap sebagai data

37

pertama, dan data ketiga akan dianggap sebagai data kedua, demikian seterusnya, sehingga urutan data menjadi salah.

Untuk menghindari kesalahan dalam pengambilan data, maka pada alat ini ditambahkan satu data yang berfungsi sebagai startbit atau data awal. Data awal ini mempunyai nilai tertentu, jadi ketika penerima mendapatkan sinyal low, penerima akan mengambil 1 data setelah sinyal low tersebut dan membandingkannya apakah sesuai dengan data awal atau tidak. Jika tidak sama, maka penerima akan mengambil data berikutnya , kemudian membandingkan lagi sesuai atau tidak dengan data awal. Langkah ini dilakukan terus sampai didapat data awal. Ketika penerima mendapatkan data yang sesuai dengan data awal, maka penerima akan mengambil data pertama setelah data awal sebagai data pertama, data kedua setelah data awal sebagai data kedua, dan seterusnya hingga data ketiga. Dengan demikian tidak akan terjadi kesalahan urutan data, walaupun ada penghalang sesaat.

Setiap data mempunyai lebar pulsa high (1) tertentu. Untuk nilai data 0, maka lebar pulsa high yang dikirim adalah ± 1131 μ sekon. Programnya seperti berikut:

Mov 70h,#0 Inc 70h Kirim:

Mov r0,70h Acall data Sjmp kirim

data: loop1:

acall pulsa djnz r0,loop1 ret

pulsa:

Clr P0.0 ; 1μs Mov r7,#2 ; 1μs

pls:

38

mov r6,#255 ; 1μs djnz r6,$ ; 2μs

djnz r7,pls ; 2μs =513x2=1026μs mov r7,#50 ; 1μs

djnz r7, ; 2x50=100μs

ret ; 2μs Total 1131μs

Demikian juga seterusnya jika yang dikirimkan data 1 s/d data 9, maka data ini akan ditambah dengan nilai 1, dan kemudian hasil penjumlahannya digunakan sebagai banyaknya perulangan dalam pengiriman pulsa.

Sebagai contoh jika data yang dikirimkan adalah data 1, maka data ini akan ditambahkan 1 sehingga hasilnya menjadi 2. 2 inilah yang merupakan banyaknya perulangan pengiriman pulsa. Jadi lebar pulsa untuk data satu ± 2 x 1.131 μs = 2.262

μs. Demikian pula untuk data-data yang lainnya.

4.3 Rangkaian Pemancar Infra Merah

Data yang yang telah diolah mikrokontroler AT89S51, selain ditampilkan pada display seven segmen, data tersebut juga dikirimkan ke rangkaian penerima dengan menggunakan LED infra merah. Rangkaian seperti pada gambar 3.3

Pada rangkaian di atas LED infra merah akan menyala jika basis pada transistor C945 diberi tegangan yang lebih besar dari 0,7 volt, ini akan sama artinya jika pada P3.7 AT89S51 diberi logika high (1), karena pin yang diberi logika high akan mempunyai tegangan 4 s/d 5 volt, cukup untuk mengaktipkan transistor. Sedangkan untuk mematikan LED infra merah, maka P3.7 AT89S51 harus diberi logika low (0), karena dengan memberikan logika low pada P3.7, maka P3.7 akan

39

memiliki tegangan 0 s/d 0,009 volt, tegangan ini akan menyebabkan transistor tidak aktip.

Untuk pengiriman data agar data dapat dikirimkan dari jarak yang jauh, maka LED infra merah harus dipancarkan dengan frekuensi 38 KHz karena frekuensi ini bebas dari gangguan frekuensi infra merah alam. Jika LED infra merah dipancarkan dengan frekuensi selai 38 KHz, maka pancarannya akan terganggu oleh frekuensi-frekuensi infra merah dari alam, seperti frekuensi-frekuensi infra merah yang dipancarkan oleh matahari, tumbuhan, bahkan badan manusia. Dengan menggunakan frekuensi 38 KHz, maka pancaran LED infra merah yang dihasilkan oleh rangkaian tidak terganggu oleh pancaran infra merah alam, sehingga jarak pengiriman data semakin jauh.

Untuk memancarkan frekuensi 38 KHz dari LED infra merah, langkah yang harus dilakukan adalah dengan mengedipkannya (menghidupkan dan mematikannya) dengan frekuensi tersebut, yaitu dengan memberikan logika high dan low pada P3.7 dengan selang waktu (perioda) :

1 1 1₃ 0, 0000263 26, 3

38 38 10

T s s

f KHz x Hz µ

= = = = =

Untuk mendapatkan perioda tersebut, maka program yang harus diberikan pada mikrokontroler AT89S51 adalah:

38KHz:

clr p3.7 nop nop nop nop nop nop nop nop nop

40 nop nop nop setb p3.7 nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop sjmp 38KHz

Mikrokontroler AT89S51 memerlukan 12 Clock setiap satu siklus mesin. Dengan demikian, jika digunakan kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan untuk satu siklus mesin adalah :

6

12

1 10 1 12

Clock

x sekon s

MHz = = µ

Jika dihitung lamanya mikrokontroler AT89S51 mengerjakan perintah di atas

Tabel 4.1 Siklus Waktu

Instruksi Siklus mesin Waktu (μS)

CLR NOP SETB SJMP 1 1 1 2 1 1 1 2

Berdasarkan tabel di atas, maka lamanya logika low (0) pada P3.7 adalah 13 μ dan lamanya logika high (1) adalah 13 μs, sehingga periodanya menjadi 26 μs.

41

Low High 26 μs

Dengan demikian frekuensi yang dihasilkan oleh P3.7 adalah :

6

6

1 1 1 1 10

38461 38, 461

26 26 10 26

x

f Hz KHz

T µs x − s

= = = = = =

Jika LED infra merah dipancarkan dengan frekuensi ini, maka pancaran LED infra merah dari rangkaian tidak akan terganggu oleh frekuensi infra merah alam. Sebagai catatan frekuensi infra merah yang tidak dipengaruhi oleh frekuensi infra merah dari alam adalah anatara 38 KHz s/d 40 KHz, frekuensi inilah yang digunakan sebagai frekuensi remote kontrol dari TV, VCD dan DVD di seluruh dunia.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:

1. Mikrokontroler AT89S51 digunakan sebagai alat untuk memproses data dari sistem yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal dari pemancar ke penerima infra merah.

2. Pemancar infra merah yang digunakan adalah LED Infra merah yang mengirimkan data berupa sinyal gelombang infra merah.

3. Pemakaian remote control ataupun tombol input sebagai salah satu pemancar infra merah dalam tugas akhir ini terdapat pada beberapa alat, misalnya TV remote, mobil dengan alarm, radio, AC(Air Conditioner) dan juga pada pintu jarak jauh..

43

5.2. Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

1. Remote Control atau Tombol input ini menggunakan Mikrokontroler AT89S51, bagaimana kalau menggunakan mikrokontroler jenis lain misalnya ATMega 8535.

2. Penggunaan tombol input ini masih menggunakan jarak terbatas, untuk perancangan alat berikutnya hendaknya jaraknya tidak dibatasi, sehingga dapat digunakan di berbagai tempat.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto. 2004. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi. Edisi Kedua. Yogyakarta: Gava Media

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

David, Halliday. 1999. Fisika Modern. Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga

Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama. Jakarta: Salemba Teknika.

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronik Industri. Terjemahan sumanto. Edisi kedua. Yogyakarta: Andi

Pitowarno, Endra. 2005. Mikroprosesor & Interfacing. Yogyakarta: Andi WWW. Elektronika – elektronika : blogspot. Com

40 nop nop nop setb p3.7 nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop sjmp 38KHz

Mikrokontroler AT89S51 memerlukan 12 Clock setiap satu siklus mesin. Dengan demikian, jika digunakan kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan untuk satu siklus mesin adalah :

6

12

1 10 1

12

Clock

x sekon s

MHz = = µ

Jika dihitung lamanya mikrokontroler AT89S51 mengerjakan perintah di atas

Tabel 4.1 Siklus Waktu

Instruksi Siklus mesin Waktu (μS)

CLR NOP SETB SJMP 1 1 1 2 1 1 1 2

Berdasarkan tabel di atas, maka lamanya logika low (0) pada P3.7 adalah 13 μ dan lamanya logika high (1) adalah 13 μs, sehingga periodanya menjadi 26 μs.

41

Low High 26 μs

Dengan demikian frekuensi yang dihasilkan oleh P3.7 adalah : 6

6

1 1 1 1 10

38461 38, 461

26 26 10 26

x

f Hz KHz

T µs x − s

= = = = = =

Jika LED infra merah dipancarkan dengan frekuensi ini, maka pancaran LED infra merah dari rangkaian tidak akan terganggu oleh frekuensi infra merah alam. Sebagai catatan frekuensi infra merah yang tidak dipengaruhi oleh frekuensi infra merah dari alam adalah anatara 38 KHz s/d 40 KHz, frekuensi inilah yang digunakan sebagai frekuensi remote kontrol dari TV, VCD dan DVD di seluruh dunia.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:

1. Mikrokontroler AT89S51 digunakan sebagai alat untuk memproses data dari sistem yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal dari pemancar ke penerima infra merah.

2. Pemancar infra merah yang digunakan adalah LED Infra merah yang mengirimkan data berupa sinyal gelombang infra merah.

3. Pemakaian remote control ataupun tombol input sebagai salah satu pemancar infra merah dalam tugas akhir ini terdapat pada beberapa alat, misalnya TV remote, mobil dengan alarm, radio, AC(Air Conditioner) dan juga pada pintu jarak jauh..

43

5.2. Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

1. Remote Control atau Tombol input ini menggunakan Mikrokontroler AT89S51, bagaimana kalau menggunakan mikrokontroler jenis lain misalnya ATMega 8535.

2. Penggunaan tombol input ini masih menggunakan jarak terbatas, untuk perancangan alat berikutnya hendaknya jaraknya tidak dibatasi, sehingga dapat digunakan di berbagai tempat.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto. 2004. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi. Edisi Kedua. Yogyakarta: Gava Media

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

David, Halliday. 1999. Fisika Modern. Edisi ketiga.Jakarta: Erlangga

Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama. Jakarta: Salemba Teknika.

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronik Industri. Terjemahan sumanto. Edisi kedua. Yogyakarta: Andi

Pitowarno, Endra. 2005. Mikroprosesor & Interfacing. Yogyakarta: Andi WWW. Elektronika – elektronika : blogspot. Com

WWW. Google. Com