Sistem Pengendali Pintu Dan Lampu Menggunakan Remote Control Berbasis AT89C51

(1)

SISTEM PENGENDALI PINTU DAN LAMPU MENGGUNAKAN

REMOTE CONTROL BERBASIS AT89C51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar

Ahli Madya

SULVINA MAULIN

052408086

PROGRAM STUDI DIII FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

(2)

PERSETUJUAN

Judul : SISTEM PENGENDALI PINTU DAN LAMPU

MENGGUNAKAN REMOTE CONTROL BERBASIS AT89C51

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : SULVINA MAULIN

Nomor Induk Mahasiswa : 052408086

Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan,10 Juli 2008

Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua, Program D3 FIN Pembimbing,

Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc.

(3)

iii

PERNYATAAN

SISTEM PENGENDALI PINTU DAN LAMPU MENGGUNAKAN REMOTE CONTROL BERBASIS AT89C51

TUGAS AKHIR

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

Medan , Juli 2008

SULVINA MAULIN 052408086

(4)

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT dengan limpahan rahmat dan karunia-Nya kertas kajian ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah

ditetapkan.

Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Drs Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing pada Tugas Akhir ini yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Dan tidak lupa pula terima kasih kepada paman saya Rahmat Fauzi ST, MT dan keluarga yang selamja ini

membantu saya dari awal proyek hingga Tugas Akhir ini ,

tidak lupa pula kepada teman teman seperjuangan buat dewan terima kasih atas bantuannya selama ini buat elis , tuti, sukri, aisyah ,demi, bayu, abduh, puja , deny, dewi,yuni,rahmi, yani , neri yang selama ini banyak memberikan keceriaan dan kebahagian sebagai seorang sahabat dan khususnya buat yanti dan laidi yang telah memberikan tumpangan gratis selama ini terima kasih juga buat Dekan dan Pembantu Dekan dan para staf pengajar dan pegawai FMIPA USU . Akhirnya, terima kasih yang sebesar-besarnya yang paling saya cintai didunia ini Kedua Orangtua saya yang

memberikan dukungan moril dan materiil dan tentunya kakak dan adik saya sekeluarga . Semoga ALLAH SWT memberikan Rahmat nya dan membalasnya di Akhir kelak.

(5)

ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat Sistem Pengendali Pintu Dan Lampu menggunakan remote control berbasis AT89C51. Pengendalian pintu dan lampu dilaksanakan dengan cara menekan tombol pada remote control. Kita misalkan tombol 1 pada remote mengeluarkan kode pulsa dengan biner 01 dan mikrokontroller mengenal bilangan tersebut untuk mengeluarkan logic 1 dari port yang ditentukan , begitu juga dengan tombol yang lainnya sehingga dapat mengontrol beban. Alat ini dirancang dan dibangun dari IC mikrokontroller AT89C51 , IC 7404 , relay , motor DC dan komponen pendukung lainnya. IC AT89C51 berfungsi sebagai pengolah data, IC 7404 sebagai penguat, relay sebagai penghubung untuk menghidupkan beban , motor DC berfungsi untuk menutup dan membuka pintu. Alat ini telah diuji coba dan hasilnya sesuai dengan tujuan yang ditentukan.

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR TABEL vii

BAB 1 : PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Batasan Masalah 2

1.3. Tujuan Penulisan 2

1.4. Metode Penulisan 2

1.5. Sistematika Penulisan 3

BAB 2 : DASAR TEORI 5

2.1. Mikrokontroller AT89C51 5

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroller AT89C51 6

2.1.2 Struktur Memori 9

2.1.2.1 RAM Internal 10

2.1.2.2 Register Fungsi Khusus 11

2.1.2.3FlashPEROM 11

2.1.3 Reset 12

2.1.4 Instruksi Transfer Data 13

2.1.5 Instruksi Aritmatika ( Instruksi Perhitungan ) 14

2.1.6 Instruksi Logika 15

2.1.7 Instruksi Transfer Kendali 16

2.2. Pemancar Remote 16

2.3. Motor DC 19

2.4. Transistor Sebagai Saklar 20

2.5. Relay 22

2.6. Osilator Kristal 23

2.7. Catu Daya 24

BAB 3 : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM 32

3.1. Perancangan Hardware 32

(7)

vii

3.1.2 Rangkaian penerima Remote 37

3.1.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89C51 38

3.1.4 Rangkaian Driver Beban Lampu 39

3.1.5 Rangkaian Driver beban Motor DC 42

3.2. Perancangan Software 44

BAB 4 : PENGUKURAN DAN ANALISA 46

4.1. Pengujian unit Penerima Infra Merah 46

4.2. Pengujian Sistem Mikrokontroller AT89C51 49

4.3. Pengujian rangkaian Driver Lampu 51

4.4. Pengujian Rangkaian Driver Motor DC 53

4.5. Analisa Program 56

BAB 5 : PENUTUP 60

5.1. Kesimpulan 60

5.2. Saran 60

DAFTAR PUSTAKA 61

(8)

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroller AT89C51 6

Gambar 2.2. Blok diagram Fungsional AT89C51 7

Gambar 2.3. Aliran arus dan perubahan tegangan pada reset otomatis 13

Gambar 2.4. Pulses Coded 19

Gambar 2.5. Space Coded 19

Gambar 2.6. Shift Coded 19

Gambar 2.7. Hubungan antara Sinyal Tx dan Rx 20

Gambar 2.8. Pulsa Remote Control Sony 22

Gambar 2.9. Format Sinyal Remote Control 23

Gambar 2.10. Prinsip Kerja Motor 23

Gambar 2.11. (a) Transitor Pada saat Tidak Menghantar 26

(b) transistor Pada Saat menghantar 26

Gambar 2.12. Karakteristik Transistor 27

Gambar 2.13. (a) Normally Open 29

(b) Normally Close 29

Gambar 2.14. (a) Simbol Osilator X TAL 30

(b) Rangkaian Ekivalen Osilator X TAL 31

Gambar 2.15. Rangkaian PSA 33

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem 35

Gambar 3.2. Hubungan Antar Sinyal Tx dan Rx 35

Gambar 3.3. Format Sinyal Remote Control Sony 37

Gambar 3.4. Rangkaian Penerima Remote 37

Gambar 3.5. Rangkaian Mikrokontroller AT89C51 38

Gambar 3.6. Rangkaian Driver Beban Lampu 40

Gambar 3.7. Rangkaian Driver Motor DC 43

(9)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Deskripsi Pin 8

Tabel 2.2. Isi Rangkaian Setelah Reset 12

Tabel 3.1. Format Data Remote Sony 35

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Rangkaian Penerima Infra Red 47 Tabel 4.2. Data yang diterima Oleh Rangkaian Infra 47 Tabel 4.3. Titik Pengukuran Kondisi Power On Reset 49

Tabel 4.4. Titik Pengukuran Driver Lampu 51

(10)

ABSTRAK

(11)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kegiatan yang kita lakukan yang berhubungan dengan perangkat listrik. Oleh karena itu dengan inovasi teknologi di bidang elektronika mencoba untuk mempermudah didalam hal menghidupkan dan mematikan beban yang merupakan alat elektronik secara cepat.

Berdasarkan hal diatas maka penulis ingin mencoba dan membuat alat yang berjudul SISTEM PENGENDALI PINTU DAN LAMPU MENGGUNAKAN REMOTE CONTROL BERBASIS AT89C51 . Digunakannya remote control karena banyak perangkat elektronik yang menggunakan remote control untuk itu fungsinya kita lebih maksimalkan lagi untuk menghidupkan dan mematikan perangkat yang ada disekitar kita. Alat ini terdiri atas 3 bagian secara besar yaitu bagian penerima remote control, mikrokontroller AT89C51 untuk melaksanakan fungsi logika serta adanya driver untuk mengaktifkan relay atau lainnya. Alat ini dijadikan sebagai tugas akhir karena memiliki manfaat bagi masyarakat modern dan pembuatannya membutuhkan dana yang sedikit sehingga ada kemungkinan untuk dijadikan sebuah produk elektronik dipasaran kiranya laporan ini dapat bermanfaat.

(12)

1.2 Batasan Masalah

Dalam merancang dan membuat sistem pengendali pintu dan lampu menggunakan remote control, penulis akan membahas dan menganalisa rangkaian tersebut secara blok per blok. Komponen yang digunakan dalam Perancangan akan dibahas fungsinya secara umum dan karakteristik tidak dibahas . Perencanaan dan analisa rangkaian,dijelaskan secara blok per blok. Membahas perhitungan besar arus dan tegangan pada rangkaian circuit elektroniknya. Tidak membahas bagaimana cara pembuatan program dan hasilnya hanya sekilas tentang bagaimana program tersebut bekerja .

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan dari tugas akhir ini adalah agar penulis dapat lebih mengerti tentang mikrokontroller ,transistor sebagai saklar , relay , motor DC, dan pemancar remote. Penulis juga berharap agar tulisan ini dapat juga berguna bagi pembaca.

1.4 Metode Penulisan

1. Mengumpulkan bahan dan mempelajari sistem mikrokontroller AT89C51. 2. Membuat diagram blok rangkaian sebagai dasar rancangan

3. Merancang dan membuat rangkaian pendukung mikrokontroller AT89C51 4. Merancang dan membuat diagram alir ( flowchart ).

(13)

xii 5. Membuat dan menguji rangkaian dalam satu sistem yang utuh .

6. Menguji program pada mikrokontroller AT89C51.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan penulisan laporan ini ,penulis mebuat susunan bab bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika penulisan lapoaran dengan urutan sebagai berikut :

BAB 1 : Pendahuluan

Dalam bab ini berisikan latar belakang, batasan masalah, tujuan pembuatan alat, dan sistematika penulisan laporan .

BAB 2 : Dasar Teori

Bab ini berisikan tentang teori-teori penunjang yang mendukung pemecahan masalah pada bagian pembahasan .

BAB 3 : Perancangan Dan Pembuatan Sistem

Berisikan tentang proses Perancangan dan pembuatan sistem . Mulai dari Perancangan dan pembuatan sistem secara hardware dan software.

(14)

xiii

BAB 4 : Pengukuran Dan Analisa

Bab ini berisikan tentang pengukuran dan analisa secara hardware dan software.

BAB 5 : Kesimpulan Dan Saran

Bagian ini berisikan kesimpulan dari laporan proyek dan saran-saran dari penulis.

(15)

xiv

BAB 2 DASAR TEORI

Dalam bab ini penulis akan membahas tentang komponen komponen yang digunakan dalam seluruh unit sistem ini. Agar pembahasan tidak melebar dan menyimpang dari topik utama laporan ini, maka setiap komponen hanya dibahas sesuai dengan fungsi nya pada masing-masing unit.

2.1 Mikrokontroller AT89C51

AT89C51 adalah mikrokontroller keluaran Atmel dengtan 4 K byte Flash PEROM ( Programmable and Erasable Read Only Memory ), AT89C51 merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memory tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali .

Memory ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi ( perintah ) berstandar MCS-51 code sehingga memungkinkan mikrokontroller ini untuk bekerja dalam mode single chip operation ( mode operasi keeping tunggal ) yang tidak memerlukan external memory ( memory luar ) untuk menyimpan source tersebut .

(16)

2.1.1. Arsitektur Mikrokontroller AT89C51

(17)

(18)

xvii

Gambar 2.1 Blok diagram fungsional AT89C51

Tabel 2.2 Deskripsi Pin Nomor

Pin Nama Pin Alternatif Keterangan

20 GND Ground

20 VCC Power Supply

32 39 P0.7 .P0.00 D7 D0 & A7 A0 Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa,low order multiflex address data ataupun menerima kode byte pada saat flash programming. 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.Pada fungsi sebagai low order multiflex address data port ini akan mempunyai internal pull up terutama pada saat verifikasi.

1 .8 P1.0 P2.7 Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low order address byte pada saat flash programming.Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output port ini dapat memberikan sink keempat buah input TTl.

21 28 P2.0 P2.7 A8 A15 Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit (movx@Dptr). Pada saat mengakses memori secara 8 bit (Mov@Rn) port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special fungtion 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.

10 17 Port 3 Sebagai I/O biasa port 3 mempunyai sifat yang sama dengan port 1 dan port2.

sedangkan sebagai fungsi spesial port - port ini mempunyai keterangan sebagai berikut :

(19)

xviii

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 TO Port External Timer 0 Input 15 P3.5 T1 Port External Timer 1 Input 16 P3.6 WR Port Data Memory Write Stroble 17 P3.7 RD Port Data Memory Read Stroble

9 RST Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

30 ALE PROG Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch byte address pada saat mengakses memory eksternal. Sedangkan pada saat flash programming (PROG) berfungsi sebagai fulse input untuk pada operasi ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekuensi oscillator kecuali pada saat mengkakses memori eksternal. Sinyal clock pada pin ini dapat pula di disable dengan men-set bit 0 dari special fungtion register dialamat 8 EH ALE hanya aktif pada saat mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC).

29 PSEN Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori ekternal. PSN akan aktif pada 2 kali setiap cycle.

31 EA VP Pada kondisi low maka pin akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada memori eksternal setelah sistem diriset. Apabila berkondisi high maka pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming pin ini akan mendapatkan tegangan 12 Volt (VP)

19 XTAL1 Input Oscillator 18 XTAL2 Output Oscillator

2.1.2 Struktur Memori

Memori dari AT89C51 terbagi menjadi : 2.1.2.1 Ram Internal

(20)

xix

 Register Bank

 Bit addressable RAM

 General Purpose RAM

2.1.2.2 Register Fungsi Khusus (Special Function Register) 2.1.2.3 FlashPEROM

2.1.2.1. RAM Internal

RAM Internal terdiri dari :

 Register Bank

AT89C51 mempunyai delapan buah register yang terdiri atas R0 hingga R7 . Kedelapan buah register ini selalu terletak pada alamat 00H hingga 07 H pada setiap kali sistem direset . Namun, hingga posisi R0 dan R7 dapat dipindahkan ke Bank 1 ( 08 hingga 0FH ). Bank 2 ( 10H hingga 17H ) atau Bank 3 ( 18H hingga 1FH ) dengan mengatur bit RS0 dan RS1.

 Bit addressableRAM

RAM pada alamat 20H hingga 2FH dapat diakses secara pengalamatan bit ( bit addressable ) sehingga hanya dengan sebuah instruksi saja setiap bit dalam area ini dapat diset,clear,AND dan OR .

Dengan adanya sistem bit addressable RAM, proses yang seharusnya dijalankan dengan tiga cycle seperti pada listing diatas

(21)

xx dapat digantikan dengan instruksi yang hanya membutuhkan satu cycle saja .

 RAM Keperluan Umum ( General Purpose RAM )

RAM keperluan umum dimulai dari alamat 30H hingga 7FH dan dapat diakses dengan pengalamatan langsung maupun tidak langsung . Pengalamatan langsung dilakukan ketika salah satu operand merupakan bilangan yang menunjukkan lokasi yang dialamati. Sedangkan pengalamatan secara tak langsung pada lokasi dari RAM internal ini adalah akses data dari memori ketika alamat memori tersebut tersimpan dalam suatu register R0 atau R1 adalah dua buah register pada mikrokontroller berasitektur MCS 51 yang dapat digunakan sebagai pointer dari sebuah lokasi memori pada RAM internal.

2.1.2.2 Register fungsi Khusus

AT89C51 mempunyai 21 Special Function Register ( Register Fungsi Khusus) yang terletak pada antara alamat 80H hingga FFH . Beberapa dari register-register ini mampu dialamati dengan pengalamatan bit sehingga dapat dioperasikan seperti yang ada pada RAM yang lokasinya dapat dialamati dengan pengalamatan bit.

(22)

xxi

2.1.2.3 Flash PEROM

AT89C51 mempunyai 4 Kb Flash Perom ( Programmable erasable Read Only Memory ), yaitu ROM yang dapat ditulis ulang atau dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer. Flash PEROM dalam Atmel s High-density Non Volatile Technology yang mempunyai kemampuan untuk ditulis ulang hingga 1.000 kali dan berisikan perintah standard MC51.

Program yang ada pada Flash PEROM akan dijalankan jika pada sistem di reset, pin EA/VP berlogika satu sehingga mikrokontroller aktif berdasarkan program yang ada pada Flash PEROM-nya. Namun jika pin EA/VP berlogika nol, mikrokontroller aktif berdasarkan program yang ada pada memori eksternal .

2.1.3. Reset

Reset dapat dilakukan secara manual maupun otomatis saat power diaktifkan (Power and Reset ). Saat terjadi reset isi dari register akan berubah sesuai yang ada pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Isi Rangkaian Setelah Reset

Register Isi Register

(23)

xxii

Akumulator 00H

PSW 00H

Stack Pointer ( A ) 07H

DPTR 0000H

Port 0 3 FFH

Interrupt Priority ( IP ) XXX00000B Interrupt Enable ( IE ) 0XX00000B

SCON 00H

SBUF 00H

PCON ( HMOS ) 0XXXXXXXB

PCON ( CMOS ) 0XXX0000B

Reset terjadi dengan adanya logika 1 selama minimal 2 cycle pada kaki RST. Setelah kondisi pin RST kembali Low, mikrokontroller akan mulai menjalankan program dari alamat 0000H. Kondisi pada internal RAM tidak terjadi perubahan selama reset.

Gambar diatas merupakan gambar rangkaian reset yang bekerja secara manual maupun otomatis saat sumber daya diaktifkan . Pada saat sumber daya diaktifkan , maka kapasitor C1 sesuai dengan sifat kapasitor akan terhubung singkat tegangan pada kapasitor ( Vc

)yaitu tegangan antara VCC dan titik antara kapasiotor C1 dan Resistor R2 mencapai

VCC, otomatis tegangan pada R2atau tegangan RST akan turun menjadi 0 sehingga kaki

RST akan berlogika 0 ( seperti gambar disebelahnya ) dan proses reset selesai. Vcc= 5 Volt.

(24)

xxiii RST Vcc R2 R2 8.2 K S1

Vcc Vcc

Arus dari Vcc mengalir Ke kaki RST

8.2 K S1 R1 100 R C1 10uF/16V VR2 R1 100 R Vcc

Gambar 2.3 Aliran Arus dan Perubahan Tegangan Pada Reset Otomatis

2.1.4. Instruksi Transfer Data

Instruksi transfer data terbagi menjadi dua kelas operasi sebagai berikut :

1. Transfer data umum ( general Purpose Transfer ), yaitu : MOV,PUSH dan POP.

2. Transfer spesifik Akumulator (Accumulator Spesific Transfer),yaitu : XCH,XCHD, dan MOVC.

Instruksi transfer data adalah instruksi pemindahan atau pertukaran antara operand tujuan. Operand-nya dapat berupa register ,memori atau suatu memori.

Deskripsi instruksi transfer data tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. MOV = Transfer bit atau byte dari operand sumber ke operand tujuan 2. PUSH = Transfer byte dari operand sumber ke suatu lokasi stack yang

ditunjuk oleh register penunjuk ( stack pointer ). 3. POP = Transfer byte dalam stack ke operand tujuan.

(25)

xxiv 4. XCH = Pertukaran data antara operand akumulator dengan operand

sumber.

5. XCHD = Pertukaran nibble rendah antara RAM internal ( lokasinya ditunjukkan oleh R0 dan R1 ) dengan akumulator .

2.1.5. Instruksi Aritmatika ( Instruksi Perhitungan )

Operasi dasar aritmatika seperti penjumlahan,pengurangan, perkalian dan pembagian dimiliki oleh AT89C51 dengan mnemonic, INC, ADD, ADDC, SUBB, DEC, MUL dan DIV.Deskripsi mnemonic tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. INC = Menambahkan satu isi sumber operand dan menyimpan hasilnya ke operand tersebut .

2. ADD = Penjumlahan antara akumulator dengan sumber operand,lalu dikurangi satu bila CY diset,hasilnya disimpan daloam operand tersebut .

3. ADDC = Hasil dari instruksi ADD ditambah satu bila CY diset.

4. SUBB = Pengurangan akumulator dengan sumber operand dengan satu, dan hasilnya disimpan dalam operand tersebut.

5. DEC = Mengurangi sumber operand dengan satu, dan hasilnya disimpan dalam operand tersebut .

6. MUL = Perkalian antara akumulator dengan register B.

7. DIV = Pembagian antara akumulator dengan register B dan hasilnya disimpan dalam akumulator, sisanya di register B .

(26)

xxv

2.1.6. Instruksi Logika

Mikrokontroller AT89C51 dapat melakukan operasi logika bit maupun operasi logika byte. Operasi logika tersebut dibagi atas dua bagian, yaitu :

 Operasi Logika Operand Tunggal

Yaitu terdiri dari : CLR ,SETB , CPL , RLC , RR , RRL dan SWAB.  Operasi logika ke operand

Yaitu terfiri dari : ANL, ORL , dan XRL

Operasi yang dilakukan oleh AT89C51 dengan pembacaan instruksi logika dapat dijelaskan sebagai berikut :

CLR -- Menghapus bit atau byte menjadi satu. SETB -- Menset bit atau byte menjadi satu. CPL -- Mengkomplemenkan akumulator.

RL -- Rotasi akumulator 1 bit digeser melalui carry flag RR -- Rotasi akumulator 1 bit ke kanan

RRL -- Rotasi akumulator 1 bit ke kiri

SWAB-- Pertukaran nibble orded rendah dengan nibble orded Tinggi

ANL -- Operasi logika AND dan hasilnya disimpan dalam operand pertama ORL -- Operasi logika OR dan hasilnya disimpan dalam operand pertama XRL -- Operasi logika X-OR dan hasilnya disimpan dalam operand pertama

(27)

xxvi

2.1.7 Instruksi Transfer Kendali

Instruksi transfer kendali ( control transfer ) terdiri dari tiga kelas operasi yaitu  Lompat tidak Bersayarat ( Unconditional Jump )

Yaitu terdiri dari : ACALL ,AJMP , LJMP ,JMP@A + DPTR.  Lompat bersyarat ( Conditioning Jump )

Yaitu terdiri dari : JZ , JNZ , JNB , CJNE dan DJNZ  Interupsi

Yaitu terdiri dari : RET 1 dan RET.

Instruksi diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :

ACALL = Pemanggilan subrutin yang mempunyai alamat antara 2 Kbyte sampai dengan 64 Kbyte

AJMP = Lompat untuk percabangan 2 Kbyte LJMP = Lompat untuk percabangan 64 Kbyte

JMP@A+DPTR = Instruksi percabangan ke suatu lokasi yang ditunjuk oleh DPTR + isi akumulator. Instruksi pemanggilan subrutin bila alamat subrutin tidak dari 2 Kbyte.

JNB = Percabangan jika bit tidak diset.

JZ = Percabangan akan dilakuakan jika isi akumulator adalah nol.

(28)

xxvii CJNE = Operasi perbandingan operand pertama dengan operand

kedua, jika tidak sama akan dilakukan percabangan.

DJNZ = Mengurangi isi operand sumber dan percabangan akan dilakukan apabila isi operand tersebut tidak nol.

RET = Kembali ke subrutin

RET1 = Instruksi kembali ke program intrusi utama

Sebagai operand dari perlengkapan instruksi tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

Rn = Register R0 sampai R7 yang dipilih dari kumpulan register.

Data = Lokasi alamat data internal 8 bit, yang dilokasikan pada data RAM internal, 90-127 SFR pada 128 255 (I/O port register pengontrol, register status.

R1 = Data RAM internal lokasi 0 -255 delapan bit, yang dialamati secara tidak langsung melalui R0 dan register 1.

#Data = Yang diisikan ke dalam instruksi adalah 8 bit #Data 16 = Yang diisikan kedalam instruksi adalah 16 bit.

Addr 16 = Untuk tujuan alamat 16 bit. Digunakan pada operasi LCALL dan LJMP yang dapat dilakukan dimana saja dlam 64 Kbyte daerah alamat program memori.

Add.11 = 11 bit alamat tujuan dipakai oleh operasi CALL dan AJMP percabangan dapat dilakukan dimana saja dalam 2 Kbyte daerah program.

(29)

xxviii

Remote control dibagi menjadi 3 menurut jenis pengkodeannya : 1. Pulses Coded

Jenis ini mengatur panjang pulsanya, sehingga pulsanya di variasi untuk menunjukkan data itu berlogik high atau low. Yang dijadikan variasi adalah pulsa highnya. Metode ini dipakai oleh remote sony

Gambar 2.4 Pulses Coded

2. Space Coded

Metode ini juga mengatur panjang pulsanya untuk menunjukkan data tersebut berlogik low atau high. Tetapi yang diatur adalah lebar pulsa lownya. Jenis ini diterapkan oleh remote Panasonic.

Gambar 2.5. Space Coded

3. Shift Coded

Metode ini yang paling berbeda diantara kedua metode diatas .Metode ini menggunakan prinsip perbedaan fase untuk menunjukkan data yang dikirim

(30)

xxix berlogik low atau high. Metode pengiriman data ini diterapkan oleh remote Philips.

0 1 0

Gambar 2.6. Shift Coded

Penggunaan infra red sangat bagus dalam komunikasi dan control suatu sistem. Infra red adalah frekuensi radiasi yang bekerja di bawah tingkat sensitivitas mata manusia.Jadi manusia tidak dapat melihat sinar tersebut. Gambaran sinyal yang dikirimkan oleh transmitter dan diterima oleh IR demodulator dapat dilihat pada gambar 2.7 sebagai contoh yang dikirimkan oleh header.

(31)

xxx Jika transmitter mengirimkan sinyal on dan off maka pada receiver juga menerima sinyal on dan off. Tetapi receiver hanya mendeteksi ada carrier atau tidak. Jika ada data carrier maka pulsa yang dikirimkan adalah high sebaliknya jika tidak ada carrier

Maka pulsa yang dikirimkan adalah low.Sinyal carier sebesar 40 Khz yang diterima oleh receiver akan hilang karena pada receiver sudah dibatasi dengan menggunakan rangkaian high pass filter dan low pass filter , frekuensi yang kurang dari 159,23 Hz dan lebih dari 7,24 kHz tidak dilewatkan .Sedangkan sinyal informasi sebesar 4T=2200 s (1.82kHz) akan diterima untuk diolah sebagai data header . salah satu contoh aplikasi dari penggunaan infrared adalah pada TV/VCR remote control. Infra red ini bekerja pada range frekuensi antar

30-60 KHz . Pada

dasarnya , data dikirimkan oleh suatu remote disertai dengan carriernya hal ini dimaksudkan supaya data dapat ditransmisikan untuk mencapai jarak yang lebih jauh , pada remote control sony ditumpangkan pada carrier sebesar 40kHz sehingga sebetulnya didalam pulsa high tersebut terdapat pulsa-pulsa kecil dengan frekuensi yang lebih tinggi. Dengan melihat karakteristik ini maka remote control menggunakan frekuensi carrier sekitar 36-40kHz.

Untuk membangkitkan sinyal dengan frekuensi 40kHz tidak sulit tetapi untuk menerima sinyal dengan frekuensi 40kHz itu membutuhkan filters, penguatan sinyal dan menghasilkan sinyal carrier sehingga data yang diterima benar-benar valid. Remote yang digunakan dalam hal ini adalah remote TV sony. Format data dari remote sony terdiri dari 12 bits data. Data yang dikirimkan pertama kali

(32)

xxxi adalah header selanjutnya baru data. Remote sony ini memiliki karakteristik yaitu memiliki periode (1T) = 550 s dan carrier 40 kHz. Untuk remote sony memiliki header high 4T dan low 1 T, untuk logic 1 memiliki pilsa high sepanjang 2T dan low 1T, dan untuk logic 0 memiliki pulsa high 1T dan low 1T . Ini merupakan format aslinya sedangkan jika mengamati sinyal yang dikirimkan remote melalui IR modul kebalikannya karena pada IR modul ada inverternya. Berikut contoh bentuk gambar pulsa dari header , logic 1 dan logic 0 dari remote TV sony yang sebenarnya ( belum melalui gerbang inverter)

Gambar 2.8. Pulsa Remote Control Sony

Berikut ini adalah bentuk-bentuk sinyal dari remote sony setelah keluar dari output 7404 pada gambar ( setelah melalui gerbang inverter ).

(33)

xxxii

Gambar 2.9. Format Sinyal Remote Control Sony

2.3. Motor DC

Motor merupakan mesin yang mengubah tegangan DC menjadi gerakan yang berupa putaran dari torsi motor.

Gambar 2.10. Prinsip Kerja Motor

Bila penghantar dibentuk seperti gambar diatas, maka gaya yang dihasilkan pada kedua sisi penghantar yang tegak lurus dengan arah medan magnet akan menghasilkan torsi yang menyebabkan penghantar berputar . dari gambar diatas terlihat bahwa penghantar tegak lurus terhadap medan magnet.

Ada tiga jenis motor DC yaitu wound-field , magnet-permanen , dan motor printed-circuit. Daya dari motor DC dari 0,02 sampai 100 hp dan cocok digunkkan dalam berbagai aplikasi termasuk robotic dan mesin CNC ( Computer Numerical Control ). Keuntungan dengan menggunakan motor DC yaitu menghasilkan tenagan putaran yang lebih pada saat kecepatan rendah dibandingkan saat kecepatan tinggi.

(34)

xxxiii Hal ini terjadi sejak motor DC mampu mempercepat beban dengan cepat mulai dari saat berhenti. Dan juga motor DC mampu menghasilkan tenaga putaran yang membalik sehingga menjadi lambat motornya menjadi lambat motornya menjelang mendekati posisi sebenarnya. Tenaga putaran yang diteruskan/maju akan tinggi saat motor berhenti atau kecepatannya rendah. Kecepatan tenaga putaran dengan motor DC mampu mendekati letak yang diinginkan sehingga motor akan melambat bebannya dan mencegah untuk tidak melampaui batas.

Prinsip sederhana dari motor DC wound-field adalah sama prinsip dari motor DC konvensional. Motor ini diatur oleh tegangan dinamo. Sedangkan motor DC magnet permanent menggunakan magnet secara konstan sebagai sumber arus. Motor DC magnet permanent mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan wound-field diantaranya yaitu peningkatan efisiensi, kecilnya ukuran,tenaga putaran yang tinggi dan rendahnya tenaga input.

2.4. Transistor Sebagai Saklar

Transistor selain berfungsi sebagai penguatan dapat juga berfungsi sebagai saklar.Apabila transistor berfungsi sebagai saklar artinya transistor dioperasikan pada dua titik kerja yaitu daerah jenuh, maka resitansi antara kolektor dan emitter sangat kecil, maka transistor tersebut seperti sebuah saklar yang sedang menutup ( On ). Sedangkan apabila transistor dalam keadaan cut off, maka resistansi antara kolektor dan emitter sangat besar

(35)

xxxiv , sehingga transistor bekerja sebagai sebuah saklar yang membuka ( Off ) . Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Rc Ia

( a ) ( b )

Gambar 2.11 a. Transistor pada saat tidak menghantar b. Transistor pada saat menghantar

Saat transistor pada keadaan cut-off ( terbuka ) Vi= V0 = 0 Volt, I.R = 0 mA,

sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui Rc kecuali arus bocor kolektor emitter. Selanjutnya tegangan Vin diberikan ke basis pada transistor, maka

transistor akan menjadi hidup , maka besar arus basis dapat dihitung sebagai berikut :

IB =VBB - VBE

I C = VCC - VCE

Dimana :

I C = Arus kolektor ( A)

(36)

xxxv VBE =Tegangan antara basis dengan Emitter ( V )

VCC = Tegangan Sumber ( V )

Vce = Tegangan antara kolektor dan emitter ( V )

Gambar 2.12. Karakteristik transistor

2.5. Relay

Relay merupakan suatu perangkat yang menggunakan magnet listrik untuk mengendalikan seperangkat kontak. Fungsi utamanya adalah sebagai saklar yang mengatur penyambungan arus yang lebih besar dengan menggunakan arus masukan lebih kecil,sesuai dengan batas arus keluaran perangkat elektronik umumnya.

Susunan sederhana diperlihatkan pada gambar 2.13. dan terdiri atas kumparan kawat penghantar yang digulungkan pada former memutari teras magnet. Bila kumparan itu

(37)

xxxvi dienergikan oleh arus , medan magnet yang dibangun menarik armatur ini dipakai melalui pengungkit, untuk membuka atau menutup kontak-kontak.

Beberapa susunan kontak yang umum dipakai , semuanya terisolasi secara listrik dari rangkaian kumparan :

1. Normal terbuka ( Normally Open , NO) : kontak-kontak tertutup bila relay diberi arus listrik.

2. Normal tertutup ( Noramally Close , NC ) : kontak-kontak terbuka bila dialiri arus listrik.

3. Tukar sambung ( Change Over, CO ) : relay ini mempunyai kontak tengah yang normalnya tertutup tetapi akan terbuka bila diberi arus listrik.

Gambar 2.13. Simbol Relay

a) Normally Open , b) Normally Close , c) Change Over

Relay-relay ini terdapat dalam dua jenis penggunaan arus , AC dan DC. Relay AC menggunakan daya jaringan listrik umum yaitu 220 Volt dan 110 Volt. Sedangkan relay DC menggunakan tegangan antar 5 Volt sampai 24 Volt dan membutuhkan arus kerja sekitar 100 mA.

(38)

xxxvii

Osilator adalah sebuah rangkaian elektronika yang dirancang untuk menghasilkan gaya gerak listrik bolak-balik dengan frekuensi dan bentuk gelombang yang diketahui.

Rangkaian listrik ekivalen dari Kristal diperlihatkan pada gambar 2.14. Induktor L, kapasitas C, dan resistor R adalah analogi dari massa koefisien kepatuhan ( Coplane, yaitu kebalikan dari konstanta pegas ) dan faktor peredam.

XTAL

Cs Cp

( a ) ( b )

Gambar 2.14. a) Simbol Osilator Kristal

b) Rangkaian ekivalen Osilator Kristal 2.7. Catu Daya

Rangkaian catu daya seperti gambar 2.15. di bangun dengan menggunakan sebuah komponen utama yaitu IC register 7805, IC ini berfungsi sebagai penstabil tegangan sehingga keluaran dari catu daya tetap stabil 5 V . Tegangan dari jala-jala akan disearahkan oleh penyearah tegangan dengan menggunakan 4 ( empat ) buah dioda , ditambah dioda bright , agar tegangan DC yang dihasilkan benar-benar rata-rata dengan mengandung ripple yang sangat kecil, untuk itu digunakanlah sebuah kapasitor yang

(39)

xxxviii bernilai 10 F sebagai filter dan untuk menguatkan arus yang lemah pada rangkaian catu daya.

(40)

xxxix

BAB 3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Perancangan Sistem Pengendali Pintu dan Lampu Menggunakan Remote Control berbasis AT89C51 ini, , diawali dengan pembuatan blok diagram dari sistem tersebut. Dimana tiap-tiap blok berhubungan antara yang satu dengan yang lainnya . Perancangan sistem ini dibagi atas dua bagian yaitu perancangan secara hardware dan secara software .

3.1 Perancangan Hardware

Perancangan hardware dapat digambarkan melalui diagram blok. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir kesalahan dalam suatu sistem . Diagram blok dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Diagram blok merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari satu atau lebih komponen yang memiliki satu kesatuan kerja tersendiri , dan setiap blok rangkaian mempengaruhi blok rangkaian yang lain.

Diagram blok ini mempunyai beberapa blok penting. Adapun diagram blok sistem ini adalah sebagai berikut :

(41)

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Sebelum menjelaskan cara kerja rangkaian secara detail ada baiknya di jelaskan terlebih dahulu secara transparan fungsi setiap blok diagram rangkaian berikut. Adapun fungsi setiap blok diagram tersebut adalah sebagai berikut :

1. Remote Control : merupakan sistem yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal data yang akan diproses . Remote control buatan SONY ini akan mengirimkan kode sinyal yang telah ditentukan misalnya untuk tombol 1 berarti remote mengirimkan data 80 h ke penerima .

2. Penerima Remote : merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal yang dipancarkan oleh remote control dan difilter , dikuatkan untuk mendapatkan output sinyal yang baik .

3. Mikrokontroller AT89C51 : bagian ini berfungsi untuk membaca dan mengolah data yang diterimanya dari penerima remote serta mengeluarkan data untuk mengontrol blok driver relay sesuai dengan programnya .

(42)

xli 4. Driver Relay : berfungsi sebagai pengkopel antara mikrokontroller dengan beban dimana beban yang digunakan dengan catu daya AC, sehingga dipergunakan relay sebagai perantaranya .

5. Beban : beban merupakan sistem yang akan dikendalikan . Kita dapat menentukan beban yang akan digunakan 4 buah led dan 1 buah motor DC. Motor DC yang digunakan dapat dianggap untuk menggerakkan pintu.

3.1.1 Remote Control

Pada remote control terdapat dua bagian utama yaitu : bagian transmitter dan bagian receiver Bagian transmitter dalam hal ini menggunakan remote yang sudah jadi yaitu remote untuk TV dengan merk SONY. Dalam perancangan ini digunakan remote sony karena produsen remote sony sendiri bersedia mengeluarkan atau mempublikasikan format data atau kode yang digunakan oleh remote sony itu sendiri. Dengan demikian untuk mempermudah perancangan dan pembuatan alat ini maka digunakanlah remote sony dengan format data atau kode dat yang dimilikinya untuk mengontrol beban yang dikendalikan oleh sistem ini.

Penggunaan infra red sangat bagus dalam komunikasi dan control suatu sistem. Infra red adalah frekuensi radiasi yang bekerja dibawah tingkat sensitivitas mata manusia . Jadi manusia tidak dapat melihat sinar tersebut. Gambaran sinyal yang dikirimkan oleh transmitter dan diterima oleh IR demodulator dapat dilihat pada gambar 3.2.

(43)

xlii

RX IR Receiver Circuit Vcc

Gambar 3.2 Hubungan Antar Sinyal Tx dan Rx

Untuk dapat mengamati bentuk sinyal yang dipancarkan oleh remote maka diperlukan osiloskop . dengan ossiloskop akan diketahui bentuk sinyal dari masing-masing tombol pada remote .

Berikut ini adalah bentuk-bentuk sinyal dari remote sony .

(44)

xliii

Adapun masing-masing tombol pada remote tersebut memiliki format data yang berbeda-beda seperti pada tabel dibawah ini:

Tabel 3.1 Format Data Remote Sony Nama

Tombol HexaData Fungsi Tombol HexaData Fungsi Tombol HexaData

Tombol 1 #080 Volume - #093 Sharpness- #0A3

Tombol 2 #081 Mute #094 Tv/Video #0A5

Tombol 3 #082 Power #095 Balance L #0A6

Tombol 4 #083 Normal value #096 Balance R #0A7

Tombol 5 #084 Picture + #098 Power On #0AE

Tombol 6 #085 Picture - #099 Power Off #0AF

Tombol 7 #086 Colour + #09A Input Line A #0C0

Tombol 8 #087 Colour - #09B Input Line B #0C1

Tombol 9 #088 Brightness + #09E Input AV #0C3

Tombol 10 #089 Brightness - #09F Input Digital #0C5

Ch+ #090 Hue + #0A0 Input Vtr #0C7

Ch- #091 Hue- #0A1

Volume + #092 Sharpness #0A2

Dalam perancangan alat ini digunakan 6 buah tombol yaitu tombol 1 sampai dengan tombol 6 . Adapun fungsi dari masing-masing tombol tersebut :

1. Tombol 1 digunakan untuk menghidupkan atau mematikan lampu 1 2. Tombol 2 digunakan untuk menghidupkan atau mematikan lampu 2 3. Tombol 3 digunakan untuk menghidupkan atau mematikan lampu 3 4. Tombol 4 digunakan untuk menghidupkan atau mematikan lampu 4 5. Tombol 5 digunakan untuk membuka pintu

(45)

xliv

3.1.2 Rangkaian Penerima Remote

Komponen yang digunakan pada perancangan rangkaian penerima remote control ini antara lain adalah : Photo transistor, Resistor 10 k , Transistor NPN BC547 serta sebuah IC 7404. Adapun rangkaian yang digunakan sebagai berikut :

Sinyal informasi yang dikirimkan oleh pemancar infra-red akan diterima terlebih deahulu oleh phototransistor. Bila phototransistor menerima cahaya infra-red maka arus akan mengalir melalui 10 k masuk kedalaqm basis transistor BC 547 sehingga mengakibatkan transistor tersebut menjadi ON. Dengan ON-nya BC 547 akan menghasilkan tegangan ±5V (logika1). Secara teori memang output BC547 tersebut telah berlogika 1 ( ±5V ) namun secara praktek output tersebut masih lemah. Untuk memperkuat kembali logika 1 tersebut digunakan gerbang NOT.Agar output tersebut dapat berubah menjadi logika 1 kembali , maka digunakanlah dua buah gerbang NOT. Dengan demikian akan diperoleh ouput BC547 yang lebih kuat. Llu output tersebut

(46)

xlv dikirimkan ke port 1.0 yang dijadikan sebagai port data untuk sinyal yang dikirimkan oleh pemancar remote control. Kemudian program akan mengecek port 1.0n apakah ada sinyal informasi yang dikirimkan oleh pemancar.

3.1.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89C51

Pada rangkaian ini mikrokontroller bekerja sebagai pengolah , pembaca data yang keluar dari rangkain penerima infra red,membandsingkan data,serta mengontrol kinerja driver relay. Operasi seluruh input dan output dari pena pena tergantung pada pemrograman dengan menggunakan bahasa assembly. Dibawah ini ditunjukkan gambar rangkaian dari mikrokontroller. 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 27 28 30 pF 30 pF 40 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 19 18 12 MHZ 20 P1.0 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST INT1 INT0 T1 T0 X1 X2 GND Vcc _P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 10uF 10 K P1.1 9

(47)

xlvi

Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroller AT89C51

Penjelasan dan fungsi dari pin-pin IC Mikrokontroller AT89C51 pada pembuatan sistem ini adalah sebagai berikut :

1. Pena 1 digunakan untuk input Not Gate pada rangkaian penerima infra red 2. Pena 7 dan 8 digunakan sebagai input ubtuk limit switch pada beban motor. 3. Pena 9 sebagai reset dimana untuk mengembalikan program sistem ke awal. 4. Pena 18 dan 19 merupakan masukan dan keluaran kerangkaian osilator

internal .

5. Pena 27 dan 28 sebagai output mikrokontroller untuk mengendalikan driver relay beban motor DC.

6. Pena 36 s/d 39 output mikrokontroller untuk mengendalikan driver relay beban untuk menghidupkan 4 buah lampu .

7. Pena 20 merupakan Ground sistem .

8. Pena 40 merupakan Vcc sebagai catu daya + 5V DC.

3.1.4 Rangkaian Driver Lampu

Komponen yang digunkan pada perancangan rangkaian driver lampu ini adalah : Opto-coupler (4N25), BC 547, Dioda IN 4002, Resistor 1 K , serta Relay 12 V. Rangkaian

(48)

xlvii driver lampu ini merupakan rangkaian yang menjadi penggerak atau pengendali proses aktifnya beban lampu yang digunakan.

Gambar 3.6 Rangkaian Driver Beban Lampu

Port mikrokontroller yang berfungsi sebagai output untuk mengendalikan rangkaian driver lampu ini adalah port 0.0 sampai dengan port 0.3 dapat kita lihat pada gambar diatas , bahwa port-port tersebut akan mengendalikan driver beban lampu1,2,3 dan 4 .

Pada perancangan driver beban lampu ini juga digunakan 4N25.4N25 merupakan sebuah transistor Optocoupler yang dapat memperkuat data keluaran dari mikrokontroller rangkaian driver menggunakan 4N25karena 4N25 sangat cocok untuk proses pengiriman data logik digital untuk jarak yang cukup jauh. Adapun cara kerja dari rangkain driver beban lampu ini adalah sebagai berikut : setelah sinyal yang diterima oleh rangkaian penerima remote diproses oleh mikrokontroller , maka sinyal tersebut akan dikeluarkan

(49)

xlviii oleh mikrokontroller pada port 0 tersebut sesuai dengan tombol yang diguakan misalnya jika tombol 1 yang ditekan maka datanya akan dikeluarkan melalui port0.0 dari mikrokontroller . Setelah itu sinyal tersebut diterima oleh 4N25 sehingga infra red akan memancarkan sinyal tersebuit ke photo transistor , sehingga opto-coupler akan ON. Kemudian sinyal tersebut dikirimkan oleh 4N25 ke transistor BC 547 dengan demikian BC 547 akan aktif sebagai saklar posisi ON. Lalu data tersebut diteruskan ke IN 4002 yang merupakan suatu dioda 2 A yang digunkan untuk menyearahkan tegangan yang dikirim ( data ). Data yang dikirimkan tersebut akan mengaktifkan relay sehingga relay menjadi ON., dimana pada awalnya relay dalam kondisi Normally Close akan berubah aktif menjadi Normally Open .

Pada saat relay aktif pada kondisi ON, maka relay bertindak sebagai saklar dan mengalirkan tegangan 220 V AC terhadap beban lampu yang digunakan , sehingga beban lampu tersebut akan menyala . Tetapi pada saat tombol remote control beban lampu tersebut ditekan untuk yang kedua kalinya, maka lampu akan padam . Hal ini dapat dilakukan dengan membuat program yang dapat melakukan perintah seperti itu ( lihat analisa program ).

3.1.5. Rangkaian Driver Beban Motor DC

Rangkaian driver motor DC ini merupakan rangkaian yang mengendalikan motor DC untuk aktif. Adapun peran motor DC dalam perancangan alat ini adalah digunakan sebagai motor untuk mengerakkan pintu bergerak menutup dan membuka . Dalam

(50)

xlix perancangan rangkaian driver motor DC ini digunakan komponen sebagai berikut : Opto-coupler 4N25, transistor BC 547 , Dioda IN4002, Relay, Resistor 1 k dan limit switch . .

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Motor DC

Perancangan motor DC ini pada dasarnya hampir sama dengan rangkaian driver beban lampu. Hanya saja pada perancangan driver motor DC ini menggunakan 2 buah driver untuk mengontrol gerakan sebuah motor DC. Adapun tujuan penggunaan 2 buah driver adalah masing-masing untuk driver bertugas pengontrolan gerakan putaran kekanan dan putaran ke kiri . Pada perancangan driver motor DC ini juga menggunakan dua buah limit switch , dimana jika limit swich tersebut tertekan maka secara otomatis ia akan memutuskan tegangan yang mengalir ke driver, sehingga motor tersebut akan

(51)

l berhenti berputar. Hal pemutusan tegangan tersebut dapat diatur dari perintah program yang digunakan ( lihat analisa program ) .

Jika mikrokontroller mengirimkan perintah untuk mengaktifkan 4N25, maka optocoupler akan aktif karena photo transistor menerima sinyal yang dikirimkan oleh infra red pada opto-coupler . Kemudian data tersebut dikiirimkan oleh 4N25 ke transistor BC 547 dengan demikian BC 547 dalam posisi ON atau aktif sebagai saklar . Lalu data tersebut diteruskan ke IN 4002 yang merupakan suatu dioda 2 A yang digunakn untuk menyearahkan tegangan yang dikirim ( data ) . Dengan adanya data tersebut akan mengaktifkan realay menjadi normally open. Jika tidak ada data yang dikirim maka relay tetap pad posisi normally close.

Pada saat relay aktif pada kondisi normally open , maka relay bertindak sebagai saklar dan mengalirkan tegangan 5 V terhadap beban motor yang digunakan, sehingga beban motor DC 1 tersebut akan bergeser ke kanan ( posisi membuka ). Pada saat pintu membuka , apabila pintu menekan limit switch 1 , maka putaran motor tersebut otomatis berhenti . Hal yang sama juga terjadi pada driver yang satu lagi , hanya saja driver ini berfungsi untuk mengontrol motor DC untuk berputar kekiri ( pintu tertutup ), Pada saat pintu menutup , apabila pintu menekan limit switch 2 , maka putaran motor tersebut otomatis berhenti . Sedangkan tombol yang digunakan untuk mengirim data membuka pintu adalah tombol 5 dan untuk pintu adalah nomor 6.

(52)

Perancangan software merupakan kunci utama dalam mengendalikan perangkat keras yang ada didalam sistem . Software ini berupa program yang dirancang kemudian hasil dari perancangan program tersebut diisikan kedalam komponen mikrokontroller AT89C51 dengan menggunakan programmer. Sebelum merancang program terlebih dahulu dirancang flowchartnya . Adapun Flowchartnya adalah :

(53)

lii

(54)

liii

Sedangkan program yang digunakan adalah :

p0 equ 080h

p1 equ 090h

p2 equ 0a0h

th0 equ 08ch

t10 equ 08ah

tcon equ 088h

lamp1 equ 30h

lamp2 equ 31h

lamp3 equ 32h

lamp4 equ 33h

data_chk equ 34h

buff equ 35h

org 0000h

start : jb p1.o.$

mov th0.#0 mov th1.#0 setb tcon.4 jnb p1.0,$ jb p1.0,$ clr tcon.4 mov @r1,th0 inc r1 djnz r2,start mov r1,#54h

ambil mov a,@r1

cjne a,#1ch, simpan setb a.7 rr a mov buff,a inc r1 cjne r1,#5dh,ambil jmp chk1

simpan: clr a.7

rr a

mov buff,a

inc r1

cjne r1,#5dh,ambil

jmp chk1

(55)

liv

lampu1 : cjne a,#80h,chk2

cpl p0.0

jmp start

chk2 : cjne a,#81h,chk3

lampu 2 : cpl p0.1

jmp start

chk3 : cjne a,#82h,chk4

lampu 3 : cpl p0.2

jmp start

chk4 : cjne a,#83h,chk5

lampu 4 : cpl p0.3

jmp start

chk5 : cjne a,#84h,chk6

buka : clr p2.7

setb p2.6

check2 : jnb p1.7,check1

clr p2.6

jmp start

chk6 : cjne a,#85h,start

tutup : clr p2.6

setb p2.7

check 2 : jnb p1.6,check2

clr p2.7

jmp start

(56)

BAB 4

PENGUKURAN DAN ANALISA

Pengujian dan pengukuran dilakukan untuk membuktukan apakah rangkaian yang sudah dibuat bekerja sesuai dengan yang direncanakan . Pertama sekali pengujian dilakukan pada setiap bloknya dan pengujian beberapa blok yang saling berkaitan . Dalam setiap pengujian dilakukan dengan pengukuran yang nantinya akan digunakan untuk menganalisa hardware dan software pendukungnya .

Setelah semua komponen dipasang dan semua instalasi selesai,lalu dilakukan pemeriksaan ulang terhadap jalur PCB, Solderan dan pengawetan agar pengujian dan pengukuran dapat dilaksanakan .

4.1. Pengujian Unit Penerima Infra Red

Setelah sinyal data yang dikirimkan pemancar remote maka akan diterima oleh phototransistor. Adanya sinyal tersebut maka mengubah logic 0 pada transitor menjadi logic 1 sehingga transistor aktif menjadi saklar. Lalu data dikirimkan ke NOT Gate. Karena sinyal dari remote yang diterima telah dinotkan maka perlu di notkan kembali sehingga didapat data yang asli sesuai dengan remotenya.

(57)

lvi

Adapun data yang didapat dari pengukuran pada test point (TP) pada rangkaian penerima infra red jika data dari remote dikirimkan terdapat pada tabel 4.1 berikut ini :

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Penerima Infra Red

Data Remote TP 1 TP2

Tidak Ada Sinyal 0.5 Volt 0.5 Volt

Ada Sinya 4.7 Volt 4.8 Volt

TP 1 adalah titik mpengukuran yang dilakukan pada titik keluaran dari optocoupler , dimana pada saat tidak ada sinyal tegangan sekitar 0.5 V , sedangkan jika terjadi penekanan atau adanya sinyal yang diterima maka tegangan yang mengalir sekitar 4.7 V . TP 2 merupakan pengukuran pada output BC 547 , Dimana saat tidak ada sinyal yang mengalir didapat tegangan 0.5 V tetapi jika ada sinyal yang didapat , maka dalam kondisi ON, tegangan yang mengalir sekitar 4.8 V . Pada saat remote ditekan dan diterma oleh penerima infra red maka data outputnya berupa sinya pulsa diman aharus dilakukan pengukuran dengan osiloskop , maka datanya mempunyai bilangan hexadecimal yang berbeda-beda antara lain :

(58)

lvii

Tabel 4.2 Data yang diterima oleh Rangkaian Penerima Infra Red Nama Tombol Data Hexa

Tombol 1 #80

Tombol 2 #81

Tombol 3 #82

Tombol 4 #83

Tombol 5 #84

Tombol 6 #85

Tombol 7 #86

Tombol 8 #87

Tombol 9 #88

Tombol 10 #89

Ch + #90

Ch - #91

Volume + #92

4.2 Pengujian Sistem Mikrokontroller AT89C51

Bagian ini merupakan Pemroses keseluruhan dari sistem ini. Rutin yang dikerjakan ditulis dalam bahasa assembling yang selanjutnya didownload pada memori internal yang tersedia.

Mikrokontroller ini bukan ATMEL yang kompatibel dengan keluarga MCS-51, didalamnya terdapat 4 Kbyte of in-system Reprogrammable Flash Memory, dengan 32 jalur I/O . 128 Bytes RAM. Pada rangkaian ini tidak semua port dipakai (P0,P1,P2,P3) sebagai input dan output .Rangkaian eksternal sebagai pembangkit frekuensi yang dipakai sesuai dengan karakteristiknya yaitu pada C2, C3 dan XTAL sedangkan untuk

(59)

lviii rangkaian reset dipergunakan komponen C1 dan R1. Dalam pengujian diapat hasil

pengukuran seperti tabel dibawah ini :

Tabel 4.3 Titik Pengukuran kondisi Power On Reset

TITIK PENGUKURAN POWER ON

TP3 H L

TP4 H L

TP5 L

Gambar 4.3 Aliran Arus dan Perubahan Tegangan Pada Reset Otomatis

Pada saat sumber daya diaktifkan , maka kapasitor C 1 sesuai dengan sifat

kapasitor akan terhubung singkat pada saat itu sehingga rangkaian ekuivalennya tampak pada gambar 4.3 a . Arus mengalir dari Vcc langsung ke kaki RST sehingga kaki tersebut berlogika 1 . Kemudian kapasitor terisi hingga tegangan kapasitor (Vc) yaitu tegangan

(60)

lix antara Vcc dan titik antara kapasitor C1dan resistor R1mencapai Vcc, otomatis tegangan

pada R1atau tegangan RST akan berlogika 0 ( gambar 4.3 b ) dan proses reset selesai .

Dari hasil pengukuran didapat bahwa pada saat terjadi Power On Reset , atau adanya penekanan Reset, maka TP3 dan TP4 yang awalnya dalam logika 1 ( high ) lalu menjadi logika 0 (low) ysng menyebabkan kembali ke keadaan awal ( program kembali ke awal start ). Sedangkan pada TP5 tetap dalam kondisi low .

4.3 Pengujian rangkaian Driver Lampu

Adapun hasil pengukuran yang didapat pada titik pengukuran diatas adalah sebagai berikut :

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Driver Lampu

Titik Pengukuran Ada Sinyal

TP 6 TP7

IF = 13.5 mA

IB = 2.5 mA VBE = 700 mV

TP8 IE = 80 mA

TP9 Ic = 80 mA VCE = 200 mV

TP10 I o = 350 mA

Hasil pengukuran di TP 6 merupakan pengukuran yang dilakukan pada saat ada sinyal yang diterima oleh rangkaian driver lampu. Dimana IF merupakan arus forward

(61)

lx masuk kedalam optocoupler dimana pada saat itu tegangan forward inputnya adalah sebesar 1.7 V .

TP7 merupakan titik pengukuran output dari 4N25 dan besarnya arus dan tegangan yang masuk ke BC 547 . Dimana pada saat tegangan VBE dalam kondisi

saturasi diperoleh tegangan 700mV dengan arus IB sebesar 2.5 mA . Sedangkan dalam

kondisi yang sama pada TP8 diperleh arus emitter nya sebesar 80 mA.

Hasil pengukuran pada TP9 merupakan pengukuran arus pada pada collector Emitter,yaitu didapat IC= 80 mA dan VCE = 200 mV.

Adapun hasil pengukuran pada TP 10 dilakukan pada saat input tegangan untuk beban lampu yang digunakan adalah 12 V DC bukan 220 V AC.

Hasil pengukuran diatas dapat kita bandingkan dengan besarnya nilai yang tercantum pada datasheet 4N25 dan BC 547 . Jika diperhatikan bahwa besar nilai dari perhitungan dan pengukuran memiliki selisih yang tidak jauh beda

4.4 Pengujian rangkaian Driver Motor DC

Pada hakikatnya pengukuran untuk rangkaian driver motor DC tidak jauh beda dengan pengukuran pada rangkaian Driver Lampu .

Adapun hasil yang didapat dari pengukuran rangkaian driver motor DC adalah sebagai berikut :

(62)

lxi

Titik Pengukuran Ada Sinyal

TP 11 Pintu Open , IDC= 100 mA

TP 12 Pintu Close , IDC= - 100 mA

TP 11 dan TP 12 merupakan hasil pengukuran besarnya arus yang mengalir pada motor DC saat pintu Open dan saat pintu Close dengan tegangan inputnya sebesar 12 DC.

4.5 Analisa Program

Pada proses pembuatan program selalu diawali dengan penempatan awal dari program, hal ini dilakukan dengan pemberian alamat awal 0000h seperti pada perintah dibawah ini :

org 0000h

Pertama-tama program akan memeriksa P1.0 diperiksa apakah terjadi logika , jika berlogika 1 maka program akan memeriksa terus-menerus , namun jika berlogika 0, maka program akan memasukkan data 00h kedalam th0 dan t10. dilanjutkan dengan memberi logika 1 tcon.4 kemudian program memeriksa apakah port P1.0 berlogika 0, jika berlogika 1 maka program akan memeriksa kembali apakah port P1.0 masih berlogika 1jika tidak maka program akan memberi logika 0 pada tcon.4.selanjutnya program mengambil data pada th0 dan menambahkan register r1 serta mengurangkan register r2, jika tidak 0 maka program akan lompat ke start, namun jika berlogika 0 maka program akan pindah ke bawahnya

(63)

lxii

start : jb p1.o.$

mov th0.#0 mov th1.#0 setb tcon.4 jnb p1.0,$ jb p1.0,$ clr tcon.4 mov @r1,th0 inc r1 djnz r2,start

Selanjunya data 54h dimasukkan ke register r1, kemudian isi dari register r1 dimasukkan kedalam accumulator. Data pada accumulator dibandingkan dengan data 1 ch, jika tidak sama maka program akan lompat ke simpan , namun jika sama maka data pada bit ke 7 dari accumulator diberi logika 1, diteruskan dengan menggeser ke kanan satu kali isi dari accumulator tersebut, dan hasilnya dimasukkan kedalam buff. Perintah selanjutnya adalah menambahkan nilai register r1 dengan 1 dan membandingkannya dengan data 5dh, jika tidak sama maka program akan lompat ke ambil, namun jika sama program akan lompat ke chk.1

mov r1,#54h

ambil mov a,@r1

cjne a,#1ch,simpan setb a.7 rr a mov buff,a inc r1 cjne r1,#5dh,ambil jmp chk1

Pada routine simpan , bit ke 7 dari accumulator diberi logika 0, isi accumulator selanjutnya digeser kekanan 1 kali , kemudian hasilnya disimpan ke buff. Selanjutnya data register r1 ditambahkan dengan 1 dan dibandingkan dengan data 5dh, jika tidak

(64)

lxiii sama maka program akan lompat ke routine ambil, namun jika sama maka program akan lompat ke perintah di bawahnya.

simpan: clr a.7

rr a

mov buff,a

inc r1

cjne r1,#5dh,ambil

jmp chk1

Routine chk1 berisi pemasukan data pada buff ke accumulator , dan dibandingkan dengan data 80 h, jika tidak sama maka program akan lompat ke chk2, apabila sama maka bit p0.0 akan dikomplemen. Selanjutnya program akan lompat ke routine awal

chk1: mov a,buff

lampu1 : cjne a,#80h,chk2

cpl p0.0

jmp awal

Routine chk2 berisikan pembandingkan isi akumulator dengan data 81 h , jika tidak sama maka program akan lompat ke chk 3 , apabila sama maka bit p0.1 akan dikomplemen. Selanjutnya program akan lompat ke start

chk2 : cjne a,#81h,chk3

lampu 2 : cpl p0.1

jmp start

Routine chk3 berisikan pembandingkan isi akumulator dengan data 82h, jika tidak sama maka program akan lompat ke chk4, apabila sama maka bit p0.2 akan dicomplemen. Selanjutnya program akan lompat ke start.

chk3 : cjne a,#82h,chk4

(65)

lxiv

jmp start

Routine chk4 berisikan pembandingkan isi akumulator dengan data 83 h , jika tidak sama maka program akan lompat ke chk5, apabila sama maka bit p0.3 akan dikomplemen. Selanjunya program akan lompat ke start

chk4 : cjne a,#83h,chk5

lampu 4 : cpl p0.3

jmp start

Routine chk5 berisikan pembandingkan isi akumulator dengan data 84h , jika tidak sama maka program akan lompat ke chk6, apabila sama maka bit p2.7 akan diberi logika 0 sedangkan bit p2.6 diberi logika 1. Selanjutnya program akan memeriksa portp1.7 apakah berlogika 1 atau 0 , jika berlogika 0 maka program akan lompat ke check 1 , namun jika berlogika 1 maka port p2.6 akan diberi logika 0, dan selanjutnya program akan lompat ke start.

chk5 : cjne a,#84h,chk6

buka : clr p2.7

setb p2.6

check2 : jnb p1.7,check1

clr p2.6

jmp start

Routine chk6 berisikan pembandingkan isi akumulatordengan data 85h , jika tidak sama maka program akan lompat ke start, apabila sama maka bit p2.6 akan diberi logika 0 sedangkan bit p2.7 diberi logika 1. Selanjutnya program akan memeriksa port p1.6 apakah berlogika 1 atau 0 , jika berlogika 0 maka program akan lompat ke check 2 , namun jika berlogika 1 maka port p2.7 akan diberi logika 0, dan selanjutnya program akan lompat ke start.

(66)

lxv

chk6 : cjne a,#85h,start

tutup : clr p2.6

setb p2.7

check 2 : jnb p1.6,check2

clr p2.7

jmp start

Diakhir dari sebuah program akan selalu diakhiri dengan perintah end seperti dibawah ini, agar program dapat mengetahui akhir dari sebuah program yang akan diisikan ke dalam memori program.

(67)

lxvi

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan pembuatan dan penganalisaan sistem ini dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain :

1. Rangkaian penerima infra red dapat menerima data yang dikirimkan dari remote control dengan nilai data yang sama untuk setiap tombolnya .

2. Dengan adanya remote, mikrokontroller akan bekerja secara otomatis untuk mengendalikan beban dari jarak jauh.

3. Seluruh sistem dapat bekerja sesuai dengan yang telah dispesifikasikan .

Saran

Pada perancangan ini, penulis menggunakan mikrokontroller AT89C51 hanya untuk satu jenis pengontrollan yaitu relay. Untuk pengembangan selanjutnya penulis mengharap demi penghematan materi hendaknya satu mikrokontroller AT89C51 digunakan untuk mengontrol beberapa sistem yang berbeda fungsi , seperti mikrokontroller AT89C51 digunakan untuk mengontrol motor dan pengontrollan beban listrik melalui remote control.

(68)

lxvii

DAFTAR PUSTAKA

Barmawi malvino . 1999. Prinsip Prinsip Elektronika ; Jakarta ; Erlangga. Christianto , danny , S.T. dan Kris Pusporini, S. t. MT.2004 . Panduan Dasar

Mikrokontroller MCS 51 ;Surabaya ; Innovative Elektronics .

L.Shrader Robert .1991. Komunikasi Elektronika ; Jakarta ; Erlangga .

L.Tokheim Roger . 1995. Elektronika Digital , Edisi Kedua ; Jakarta ; Erlangga . Mac Kenzie Scoot I.1999. The 8051 Microkontrolle, Third Edition ; New Jersey ; Prentice Hall , Inc.

http://www.google.com/Atmel AT89C51.htm diakses tanggal 30juni,2008. http://www.google.com/ SN7404.htm diakses tanggal 30 juni 2008.

http://www.google.com/ BC 547. htm diakses tanggal 30 juni 2008.

(1)

start : jb p1.o.$

mov th0.#0

mov th1.#0

setb tcon.4

jnb p1.0,$

jb p1.0,$

clr tcon.4

mov @r1,th0

inc r1

djnz r2,start

mov r1,#54h

ambil mov a,@r1

cjne a,#1ch,simpan

setb a.7

rr a

mov buff,a

inc r1

cjne r1,#5dh,ambil

jmp chk1

(2)

sama maka program akan lompat ke routine ambil, namun jika sama maka program akan lompat ke perintah di bawahnya.

simpan: clr a.7

rr a

mov buff,a

inc r1

cjne r1,#5dh,ambil

jmp chk1

chk1: mov a,buff

lampu1 : cjne a,#80h,chk2

cpl p0.0

jmp awal

chk2 : cjne a,#81h,chk3

lampu 2 : cpl p0.1

jmp start

chk3 : cjne a,#82h,chk4

(3)

jmp start

chk4 : cjne a,#83h,chk5

lampu 4 : cpl p0.3

jmp start

chk5 : cjne a,#84h,chk6

buka : clr p2.7

setb p2.6

check2 : jnb p1.7,check1

clr p2.6

jmp start

(4)

chk6 : cjne a,#85h,start

tutup : clr p2.6

setb p2.7

check 2 : jnb p1.6,check2

clr p2.7

jmp start

Diakhir dari sebuah program akan selalu diakhiri dengan perintah end seperti dibawah ini, agar program dapat mengetahui akhir dari sebuah program yang akan diisikan ke dalam memori program.

(5)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan pembuatan dan penganalisaan sistem ini dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain :

1. Rangkaian penerima infra red dapat menerima data yang dikirimkan dari remote control dengan nilai data yang sama untuk setiap tombolnya .

2. Dengan adanya remote, mikrokontroller akan bekerja secara otomatis untuk mengendalikan beban dari jarak jauh.

3. Seluruh sistem dapat bekerja sesuai dengan yang telah dispesifikasikan .

Saran

(6)

DAFTAR PUSTAKA

Barmawi malvino . 1999. Prinsip Prinsip Elektronika ; Jakarta ; Erlangga. Christianto , danny , S.T. dan Kris Pusporini, S. t. MT.2004 . Panduan Dasar

Mikrokontroller MCS 51 ;Surabaya ; Innovative Elektronics .

L.Shrader Robert .1991. Komunikasi Elektronika ; Jakarta ; Erlangga .

L.Tokheim Roger . 1995. Elektronika Digital , Edisi Kedua ; Jakarta ; Erlangga . Mac Kenzie Scoot I.1999. The 8051 Microkontrolle, Third Edition ; New Jersey ; Prentice Hall , Inc.

http://www.google.com/Atmel AT89C51.htm diakses tanggal 30juni,2008. http://www.google.com/ SN7404.htm diakses tanggal 30 juni 2008.

http://www.google.com/ BC 547. htm diakses tanggal 30 juni 2008.

Sistem Pengendali Pintu Dan Lampu Menggunakan Remote Control Berbasis AT89C51