1.3. Tujuan Penulisan
Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk: 1.
Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga D-III Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam ilmu instrumentasi pengontrolan
dan elektronika sebagai bidang yang diketahui. 3.
Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan terhadap realita.
4. Membuat dan mengetahui cara kerja pengukur tinggi badan berbasis
mikrokontroler AT89S51.
1.4. Batasan Masalah
Mengacu pada hal diatas, penulis membuat alat pengukur tinggi badan otomatis dengan menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler AT89S51 dengan
batasan-batasan sebagai berikut: 1
Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S51. 2
Sensor yang digunakan untuk mengukur tinggi adalah sensor ultrasonik yang terdiri dari pengirim dan penerima ultrasonik.
3 Display angka yang menampilkan nilai jarak yang terukur adalah dengan
menggunakan seven segment.
Universitas Sumatera Utara
1.5. Metoda Pengumpulan Data
Metoda pengumpulan data yang dilakukan oleh penulis adalah : 1.
Melakukan studi ke perpustakaan dan internet mengenai teori – teori yang berkaitan dengan tugas akhir ini.
2. Mengumpulkan dan membaca data sheet mengenai komponen yang
dipergunakan. 3.
Melalui pengujian alat.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat pengukur jarak
dengan menggunakan sensor ultrasonik berbasis mikrokontroler AT89S51, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Bab ini dijelaskan tentang teori pendukung tentang mikrokontroler AT89S51, ultrasonik, seven segment, dan bahasa pemograman yang
digunakan.
BAB 3 RANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas perancangan dari alat dan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan, untuk perangkat keras itu antara lain
Universitas Sumatera Utara
diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan cara kerja rangkaian. Untuk perangkat lunak tentang bahasa
program yang digunakan serta diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN
Bab ini membahas tentang pengujian alat, sistem kerja alat, penjelasan mengenai program - program yang digunakan untuk mengaktipkan
rangkaian dan penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja
yang sama.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, 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 dibandingkan mikroprosesor. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk
memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya,
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM 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
kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM
Universitas Sumatera Utara
digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register- register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk
mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada prinsipnya program pada mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan
secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :
1. Sebuah Central Processing Unit 8 bit
2. Osilator : 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 IO yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur IO
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.
Universitas Sumatera Utara
2.1.1 Kontruksi AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 mikro-farad dan resistor 10 kilo Ohm
dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89C4051 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan
frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Read Only Memory ROM yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori
penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.
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.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC
mikrokontroler dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PROM PEROM. Dulu banyak UV-EPROM Ultra Violet
Universitas Sumatera Utara
Eraseable Programble ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler 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 ReceiverTransmiter 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 inputoutput bekerja menurut fungsi waktu. Clock
penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari osilator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5,
sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur inputoutput 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 inputoutput 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.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51
Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler AT89S51 :
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51
VCC Pin 40
Suplai tegangan
GND Pin 20
Ground
Port 0 Pin 39-Pin 32
Port 0 dapat berfungsi sebagai IO biasa, low order multiplex addressdata ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai IO biasa port ini
dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai
input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Pada fungsi sebagai low order multiplex addressdata, port ini akan mempunyai internal pull up.
Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program.
Port 2 Pin 21 – pin 28
Port 2 berfungsi sebagai IO biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan
isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat
memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 Pin 10 – pin 17
Port 3 merupakan 8 bit port IO dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Tabel 2.1 Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S51
Nama Pin Fungsi
P3.0 Pin 10 RXD Port Input Serial
P3.1 Pin 11 TXD Port Output Serial
P3.2 Pin 12 INT0 Interrupt 0 Serial
P3.3 Pin 13 INT1 Interrupt 1 Serial
P3.4 Pin 14 T0 Input Eksternal timer 0
P3.5 Pin 15 T1 Input Eksternal timer 1
P3.6 Pin 16 WR Untuk menulis eksternal data memori
P3.7 Pin 17 RD Untuk membaca eksternal data memori
Universitas Sumatera Utara
RST pin 9
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
ALEPROG pin 30
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input program PROG
selama memprogram Flash.
PSEN pin 29
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
EA pin 31
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
XTAL1 pin 19
Input untuk clock internal.
XTAL2 pin 18
Output dari osilator.
2.2. Ultrasonik
Kategori