Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

PERANCANGAN ALAT PENGIRIM DAN PENERIMA DATA TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN SINAR INFRA MERAH

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya HERMAN TAMBUNAN

062408030

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA INSTRUMENTASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

PERSETUJUAN

JuduI : PERANCANGAN ALAT PENGIRIM DAN

PENERIMA DATA TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN SINAR INFRA MERAH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : HERMAN TAMBUNAN

Nomor Induk Mahasiswa : 062408030

Program Studi : D3 FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 29 juni 2009

Ketua Program Studi

D3 Fisika Instrumentasi Pembimbing

(Drs. Syahrul Humaidi, MSc) (Drs. Syahrul Humaidi, MSc) NIP 132 050 870 NIP 132 050 870

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENGIRIM DAN PENERIMA DATA TEMPERATUR DENGAN MENGGUNAKAN SINAR INFRA MERAH

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

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

Medan, Mei 2009

HERMAN TAMBUNAN 062408030

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Drs.Tenang Ginting,MS selaku Dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan tugas akhir ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada ketua Departemen Fisika Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan ketua jurusan Fisika Instrumentasi Bapak Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc serta Dosen-dosen pengajar pada jurusan Fisika Instrumentasi,dan kawan-kawan stambuk 2006 khususnya adek tersayang atas segala bantuan dan motivasinya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Dan saya juga tidak lupa mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis yang begitu banyak memberikan dukungan berupa materil maupun spirituil pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini hingga selesai. Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan berkat yang berlimpah kepada kita semua.

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

ABSTRAK

Salah satu alat yang cerdas yang dibutuhkan oleh manusia adalah alat pengirim data jarak jauh dengan menggunakan infra merah. Alat ini akan mengirimkan data dari jarak tertentu melalui transmitter dan akan diterima oleh receiver pada jarak tertentu juga.

Pada alat ini akan digunakan dua buah mikrokontroler AT89S51, sebuah pemancar infra merah, sebuah penerima sinar infra merah ( TSOP 1738 ). Beberapa buah penguat sinyal dan Beberapa buah seven segmen, Mikrokontroler AT89S51 sebagai otak dari system, dimana yang satu berfungsi mengolah data yang akan dikirimkan, kemudian menampilkannya pada seven segmen sekaligus mengirimkan data tersebut ke rangkaian penerima. Sedangkan mikrokontroler yang kedua berfungsi untuk mengolah data yang dikirimkan oleh mikrokontroler pertama melalui infra merah, kemudian menampilkannya pada seven segmen.

Pemancar infra merah berfungsi untuk mengirimkan data ke rangkaian penerima. Penerima infra merah berfungsi untuk menerima data yang dipancarkan oleh pemancar infra merah. Seven segmen berfungsi sebagai display dari nilai yang dikirimkan atau yang diterima.

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataaan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penulisan 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 2

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Sistematika Penulisan 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Perangkat Keras 5

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 5 2.1.2 Konstruksi AT89S51 6

2.2 Perangkat Lunak 10

2.2.1 Bahasa Assembly MCS -51 10 2.2.2 Software 8051 Editor,Assembler,Simulator (IDE) 14 2.2.3 Software Downloader 15 2.3 Komponen Pendukung 16 2.3.1 Resistor 16

2.3.1.1 Fixed Resistor 16

2.3.1.2 Variabel Resistor 18

2.3.2 Kapasitor 20

2.3.2.1 Elktrolytic Capasitor 21

2.3.2.2 Ceramic Capasitor 22

2.3.3 Transistor 24 BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok Rangkaian 28 3.2

Rangkaian Power Supplay (PSA) 29

3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 31 3.4 Rangkaian Display Seven segment 32

3.5 Rangkaian Pengirim Data melalui Infrared 34

3.6 Rangkaian Penerima Data 40

3.7 Rangkaian ADC 44

BAB 4 ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA) 46 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 46

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

4.3 Pengujian Rangkaian Display Sevn segment 48 4.4 Pengujian Rangkaian Pengirim Data melalui Infra Merah 51 4.5 Pengujian Rangkaian Penerima Infra Merah 54

4.6 Pengujian Rangkaian ADC 56

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 58

5.2 Saran 58

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Port 3 dan Fungsi Masing-Masing Pin 9

Tabel 2.2 Gelang Resistor 17

Tabel 2.3 Nilai Kapasitor ` 23

Tabel 3.1 Waktu Mikrokontroler AT89S51 Mengerjakan Perintah 37 Tabel 4.1 Waktu Tunda Mikrokontroler AT89S51 Mengeksekusi Program 47 Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Rangkaian Display Seven Segment 50 Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Rangkaian ADC 57

Herman Tambunan : Perancangan Alat Pengirim Dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 IC mikrokontroller AT 89S51 8

Gambar 2.2 Softwer 8051 Editor,Assembler,Simulator (IDE) 14

Gambar 2.3 ISP. Flash Programmer 3.a 15

Gambar 2.4 Resistor Karbon 17

Gambar 2.5 Potensiometer 19

Gambar 2.6 Grafik Perubahan Pada Nilai Potensiometer 19

Gambar 2.7 Skema Kapasitor 20

Gambar 2.8 Electrolytic Capacitor (ELCO) 21

Gambar 2.9 Ceramic Capasitor 22

Gambar 2.10 Simbol Tipe Transistor 24

Gambar 2.11 Transistor Sebagai Saklar ON 25

Gambar 2.12 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor 26

Gambar 2.13 Transistor Sebagai Saklar OFF 27

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 28

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply(PSA) 29

Gambar 3.3 Rangkaian Minimum AT89S51 31

Gambar 3.4 Rangkaian Display Seven Segment 32

Gambar 3.5 Rangkaian Pengirim Data Melalui Infra Merah 35

Gambar 3.6 Rangkaian Penerima Infra Merah 41

Gambar 3.7 Rangkaian ADC 44

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Masalah

Kebutuhan manusia terhadap peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis semakin meningkat, disamping cara kerjanya yang teliti juga peralatan ini tidak perlu dipantau setiap saat, tetapi mengaktifkan peralatan tersebut dan kemudian mengaturnya sesuai keinginan, maka peralatan tersebut akan mengerjakan tugasnya sesuai dengan program yang telah diberikan.

Untuk merancang sebuah peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis tesebut, dibutuhkan sebuah alat/komponen yang dapat menghitung, mengingat, dan mengambil pilihan. Kemampuan ini dimiliki oleh sebuah komputer (PC), namun tidaklah efisien jika harus menggunakan komputer hanya untuk keperluan tersebut diatas. Untuk itu komputer dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC yang di dalamnya terdapat sebuah prosessor dan flash memori yang dapat dibaca/tulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan menjadi murah karena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan kebutuhan.

Salah satu alat yang cerdas yang dibutuhkan oleh manusia adalah alat pengirim data jarak jauh dengan menggunakan infra merah. Alat ini akan mengirimkan data dari jarak tertentu melalui transmitter dan akan diterima oleh receiver pada jarak tertentu juga.

Alat seperti ini dibutuhkan untuk mengefisiensikan dalam hal pengiriman data karena dengan adanya alat ini kita tidak perlu lagi menggunakan dua computer atau dua alat yang saling terhubung untuk pengiriman data.

I.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dibuat sebuah Perancangan Alat Pengirim dan Penerima Data Temperatur Dengan Menggunakan Sinar Infra Merah Berbasis Mikrokontroler AT89S51

Pada alat ini akan digunakan dua buah mikrokontroler AT89S51, sebuah pemancar infra merah, sebuah penerima sinar infra merah. Beberapa buah penguat sinyal dan beberapa buah seven segmen, Mikrokontroler AT89S51 sebagai otak dari system, dimana yang satu berfungsi mengolah data yang akan dikirimkan, kemudian menampilkannya pada seven segmen sekaligus mengirimkan data tersebut ke rangkaian penerima. Sedangkan mikrokontroler yang kedua berfungsi untuk mengolah data yang dikirimkan oleh mikrokontroler pertama melalui infra merah, kemudian menampilkannya pada seven segmen. Pemancar infra merah berfungsi untuk mengirimkan data ke rangkaian penerima. Penerima infra merah berfungsi untuk menerima data yang dipancarkan oleh pemancar infra merah. Seven segmen berfungsi sebagai display dari nilai yang dikirimkan atau yang diterima.

I.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Memanfaatkan mikrokontroler sebagai alat pengiriman dan penerimaan data secara wireless, dengan menggunakan infra merah.

I.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, saya membuat alat yang dapat mengirimkan data secara jarak jauh dengan menggunakan infra merah . Alat ini akan menggunakan mikrokontroler AT89S51, sebagai pusat dari semua operasi, meliputi pengolahan data, penampilan data, pengiriman dan penerimaan data.

Alat ini akan memanfaatkan sinar infra merah sebagai media pengiriman data, dan menggunakan IC TSOP 1738 sebagai penerima sinar infra merah. Alat ini akan menggunakan seven segmen sebagai penampil nilai yang dikirimkan atau nilai yang diterima.

I.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat yang dapat mengontrol temperatur ruangan secara otomatis sekaligus dapat mengirimkan data temperaturnya ke tempat lain, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

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

BAB II. LANDASAN TEORI

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.

BAB III. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S51.

BAB IV. ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.

BAB V. 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.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 PERANGKAT KERAS

2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih.

Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan computer PC yang harus dipasang disamping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan.

Selain sistem tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau ynag dikenal dengan sistem telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu sistem pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. Sistem pengukuran jarak jauh ini

jelas membutuhkan suatu sistem akuisisi data sekaligus sistem pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

Tidak seperti 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-nya dan ROM. Pada sistem computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

2.1.2 Kontruksi 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 AT89S51 otomatis direset, begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu

daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.

Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya,

dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S51 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer.

Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S51 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51 Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 :

VCC (Pin 40) Suplai tegangan GND (Pin 20) Ground

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 programming. 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, 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 I/O 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 I/O. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1 Port 3 dan fungsi masing-masing Pin Nama pin Fungsi

P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial) P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial) P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal) P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal) P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)

P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori) P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)

RST (pin 9)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. 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 program (PROG) selama memprogram Flash.

PSEN (pin 29)

Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal. EA (pin 31)

Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.

XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 18)

Output dari osilator.

2.2 PERANGKAT LUNAK 2.2.1 Bahasa Assembly MCS-51

Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 adalah bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa ini

hanya ada 51 instruksi. Dari 51 instruksi, yang sering digunakan orang hanya 10 instruksi. Instruksi –instruksi tersebut antara lain :

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

Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0). 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 : DJNZ R0, Loop

...

ACALL TUNDA ...

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 ...

7. Instruksi JNB (Jump if Not bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika Low (0). Contoh,

Loop:

JNB P1.0,Loop ...

8. Instruksi CJNE (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,

...

DEC R0 R0 = R0 – 1 ...

10.Instruksi INC (Increament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh,

MOV R0,#20h R0 = 20h ...

INC R0 R0 = R0 + 1 ...

11.Dan lain sebagainya

2.2.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Tampilannya seperti di bawah ini.

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.

Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroler.

2.2.3 Software Downloader

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini

Gambar 2.3 ISP- Flash Programmer 3.a

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler.

2.3 Komponen-Komponen Pendukung

2.3.1 Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable R esistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang kondukt if, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.

2.3.1.1 Fixed Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa

mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association).

Gambar 2.4. Resistor karbon

Tabel 2.2 Gelang Resistor

WARNA GELANG I GELANG II GELANG III NILAI TOLERANSI

Hitam 0 0 1 -

Coklat 1 1 10 -

Merah 2 2 100 -

Jingga 3 3 1000 -

Kuning 4 4 10000 -

Hijau 5 5 100000 -

Biru 6 6 1000000 -

Violet 7 7 10000000 -

Abu-abu 8 8 100000000 -

Putih 9 9 1000000000 -

Emas - - 0,1 5%

Perak - - 0,01 10%

Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.

2.3.1.2 Variable Resistor

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC,

fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering

digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.

Gambar 2.5 Potensio meter

Pada gambar 2.5 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed

Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai

dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga ma. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio

N

il

ai

ha

m

ba

ta

n (

ohm

)

Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok

digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.

2.3.2 Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.

dielektrik

Elektroda Elektroda

Gambar 2.7 Skema kapasitor.

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan

energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.3.2.1. Electrolytic Capacitor (ELCO)

Gambar 2.8 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati- hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “meledak”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian

power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya

Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5Volt = 10 Volt.

2.3.2.2. Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

Gambar 2.9 Ceramic Capacitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah.

Tabel 2.3 Nilai Kapasitor

3rd Digit Multiplier Letter Tolerance

0 1 D 0.5 pF

1 10 F 1 %

2 100 G 2 %

3 1,000 H 3 %

4 10,000 J 5 %

5 100,000 K 10 %

6,7 Not Used M 20 %

8 .01 P +100, -0 %

9 1 Z +80, -20 %

Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 * 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).

2.3.3 Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.

Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1. Transistor germanium PNP. 2. Transistor silikon NPN. 3. Transistor silikon PNP. 4. Transistor germanium NPN.

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Gambar 2.10 simbol tipe transistor C

B

E

C B

E

Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis

Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada

kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai

saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Transistor sebagai Saklar ON

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :

Saklar On Vcc

Vcc

IC _R

RB

VB

IB VBE

Rc Vcc

Imax= ………..……….(2.1)

Rc Vcc I

.

hfe _B = ……….……….(2.2)

Rc . hfe

Vcc

I_B= ……….(2.3)

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :

B BE B B R V V

I = − ……….(2.4)

VB = IB . RB + VBE………..(2.5)

BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + ………(2.5)

Jika tegangan VB telah mencapai BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Gambar 2.12 dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah

harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar

data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat

besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.12 dikenal sebagai daerah saturasi.

Gambar 2.12 Karakteristik daerah saturasi pada transistor

Titik Sumbat (Cut off)

IB > IB(sat)

IB = IB(sat)

IB Penjenuhan

(saturation)

IC

IB = 0

VCE

Q

Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc).

Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.13 Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan

tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :

hfe I

I C

B = ………(2.6)

IC = IB . hfe ….………(2.7)

IC = 0 . hfe ………..………(2.8)

IC = 0 ………..(2.9)

Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :

Vcc = Vc + VCE …………..………(2.10)

VCE = Vcc – (Ic . Rc) …..………(2.11)

VCE = Vcc …..………(2.12)

Saklar Off Vcc

Vcc

IC _R

RB

VB

IB VBE

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 DIAGRAM BLOK

Secara garis besar rangkaian untuk lift 4 lantai terdiri dari 5 blok utama, yaitu rangkaian tombol, rangkaian display, rangkaian mikrokontroler, rangkaian display, rangkaian driver motor stepper dan motor stepper. Diagram blok rangkaian tampak seperti gambar berikut:

uC AT89S51

( 1 ) ADC

Sensor suhu LM35

display

Pemancar infra merah

penerima infra merah

uC AT89S51

( 2 )

display

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian

Secara umum pada perancangan alat pengirim data temperatur jarak jauh ini terdiri dari delapan blok diagram utama. Sensor suhu LM35 digunakan untuk mendeteksi suhu pada ruangan. Data analog yang dihasilkan oleh sensor suhu LM35 kemudian akan dikirimkan ke ADC untuk diolah menjadi data digital. Data yang telah dikonversi menjadi data digital inilah

Vreg

LM7805CT

IN OUT

TIP32C

100ohm

100uF

330ohm 220V 50Hz 0Deg

TS_PQ4_12

2200uF 1uF

1N5392GP 1N5392GP

12 Volt

5 Volt

yang dikirimkan ke mikrokontroler ( 1 ) untuk diolah. Display berfungsi untuk menampilkan data temperatur. Untuk dapat mengirimkan data temperatur yang diterima oleh sensor suhu LM35 ke mikrokontroler ( 2 ) maka digunakan pemancar infra merah. Dan untuk dapat menerima data yang dikirimkan oleh mikrokontroler (1) digunakan penerima infra merah.

3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke motor stepper. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 F. 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.

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.Transistor tipe PNP ini akan aktif jika tegangan pada basis > 0,7 volt dari tegangan positif. Tegangan positif yang dihubungkan ke emitor sebesar 12 volt, sehingga transistor akan aktif jika diberi tegangan yang lebih kecil dari 12 volt – 0,7 volt = 11,3 volt. Dalam kondisi biasa (LM7805 tidak kekurangan arus), maka basis akan mendapatkan tegangan 12 volt, sehingga transistor tidak aktif, emiter tidak terhubung dengan kolektor, sehingga tegangan pada kolektor sama dengan tegangan pada output regulator LM7805 yaitu 5 volt. Namun jika rangkaian membutuhkan arus yang lebih banyak, maka regulator akan mengambil arus dari inputnya, sehingga tegangan pada input regulator akan turun hingga lebih kecil dari 11,3 volt, transistor akan aktif, maka arus akan mengalir dari emiter ke kolektor. Pada transistor ini jika aktif, maka yang mengalir dari emiter ke kolektor adalah arusnya, sedangkan tegangannya tidak, sehingga tegangan pada kolektor tetap 5 volt. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

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

3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51 ditunjukkan pada gambar 4.2 berikut ini :

Gambar 3.3 Rangkaian minimum AT89S51

Pin 29 merupakan PSEN (Program Store Enable) dan pin 30 sebagai Address Latch Enable (ALE)/PROG dihubungkan ke ground (diset low), sedangkan Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroler AT89S51 tidak menggunakan memori eksternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT89S51 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multiplex

bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan dengan resistor array. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.

3.4 Rangkaian Display Seven Segment

Nilai temperatur yang terdeteksi oleh sensor temperatur (LM35) diubah menjadi 8-bit data biner oleh ADC kemudian diolah oleh mikrokontroler AT89S51 untuk selanjutnya ditampilkan pada 3-digit seven segmen. Rangkaian display seven segmen tampak seperti gambar di bawah ini :

Gambar 3.4 Rangkaian Display Seven Segmen

Display ini menggunakan 3 buah seven segmen yang dihubungkan ke IC 4094 yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah 8 bit data serial yang masuk menjadi keluaran 8 bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan dengan P3.0 dan P3.1 AT89S51. P3.0

S E V E N _ S E G _ D I S P L A Y

A B C DE F G

In Clo

c k O ut D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

4 0 9 4

D7

2 _{3 10}

14 13 12 11 7 6 5 4

S E V E N _ S E G _ D I S P L A Y

A B C DE F G

In Clo

c k O ut D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

4 0 9 4

D7

2 _{3 10}

14 13 12 11 7 6 5 4

S E V E N _ S E G _ D I S P

A B C DE F G

In Clo

c k O ut D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

4 0 9 4

D7

2 _{3 10}

14 13 12 11 7 6 5 4

5 V

V C C

i i i

P 3 . 0 A T 8 9 S 5 1 P 3 . 1 A T 8 9 S 5 1

merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT89S51. Sedangkan P3.1 merupakan sinyal clock untuk pengiriman data serial.

Dengan menghubungkan P3.0 dengan IC serial to paralel (IC 4094), maka data serial yang dikirim akan diubah menjadi data paralel. Kemudian IC 4094 ini dihubungkan dengan seven segmen agar data tersebut dapat ditampilkan dalam bentuk angka. Seven segmen yang digunakan adalah aktip low, ini berarti segmen akan hidup jika diberi data low (0) dan segmen akan mati jika diberi data high (1). Untuk menampilkan angka pada seven segmen, maka data yang harus diberikan adalah sebagai berikut:

• Untuk menampilkan angka nol, data yang harus dikirim adalah 20h Untuk menampilkan angka satu, data yang harus dikirim adalah 0ech Untuk menampilkan angka dua, data yang harus dikirim adalah 18h • Untuk menampilkan angka tiga, data yang harus dikirim adalah 88h • Untuk menampilkan angka empat, data yang harus dikirim adalah 0c4h • Untuk menampilkan angka lima, data yang harus dikirim adalah 82h • Untuk menampilkan angka enam, data yang harus dikirim adalah 02h

• Untuk tampilan kosong (tidak ada nilai yang tampil), data yang harus dikirim adalah 0ffh

Program untuk menampilkan angka pada display seven segmen adalah sebagai berikut: bil0 equ 20h

bil1 equ 0ech bil2 equ 18h bil3 equ 88h bil4 equ 0c4h bil5 equ 82h

bil6 equ 02h bilkosong equ 0ffh

mov 60h,#bil1 mov 61h,#bil2 mov 62h,#bil3 Tampil:

mov sbuf,62h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,61h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,60h jnb ti,$ clr ti

sjmp Tampil

Program di atas akan menampilkan nilai 123 pada display seven segmen. Dan nilai berapapun yang diisikan ke alamat 60h, 61h dan 62h akan ditampilkan pada display seven segmen.

3.5 Rangkaian Pengirim Data Melalui 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. Rangkaiannya seperti gambar di bawah ini :

Gambar 3.5 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 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.

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 infra merah yang dipancarkan oleh matahari, tumbuhan, bahkan badan manusia. Dengan menggunakan frekuensi 38 KHz, maka pancaran LED infra merah yang

P3.7 ( AT89S51)

LED_ir 5V VCC

330฀

R2 4.7k฀

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 nop nop

setb p3.7 nop

nop nop

nop

Program untuk mematikan bit p3.7 berhenti

brhenti

Program untuk mengaktifkan bit p3.7

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 :

s sekon x Mhz clock

µ

1 10 1 12

12 = −6 =

Tabel 3.1 Waktu Mikrokontroler AT89S51 Mengerjakan perintah.

Instruksi Siklus mesin Waktu ( S)

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 dan lamanya logika high (1) adalah 13 s, sehingga periodanya menjadi 26 s.

13 s 13 s

Low High 26 s

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.

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 s ) kemudian berubah menjadi high (1) kembali walaupun tidak ada pancaran infra merah dengan frekuensi 38 KHz. Ini sudah merupakan karakteristik dari penerima infra merah yang digunakan (TSOP 1738). Pada alat ini, logika high setelah setelah logika low sesaat itulah yang dijadikan sebagai data, sehingga dengan mengatur lebar pulsa high (1) tersebut dengan suatu nilai tertentu dan menjadikan nilai tersebut sebagai datanya, maka pengiriman data dapat dilakukan.

Pada alat ini, data yang dikirimkan sebanyak 3 data, yaitu data untuk nilai ratusan, nilai puluhan dan nilai. Setiap pengiriman masing-masing data dari ketiga data tersebut, didahului dengan pengiriman sinyal low, jadi ada 3 sinyal low dan ada 3 data. Akan terjadi masalah jika pengiriman data dilakukan seperti ini, yaitu data yang diterima urutannya tidak sesuai dengan data yang dikirimkan. Misalnya 3 data yang dikirimkan adalah 567, kemungkinan data yang diterima adalah: 675, dan 756. Sehingga hanya 1/3 kemungkinannya data yang dikirimkan benar.

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 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 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 ; 1 s Mov r7,#2 ; 1 s pls:

mov r6,#255 ; 1 s djnz r6,$ ; 2x255=510 s

djnz r7,pls ; 2 s =513x2=1026 s mov r7,#50 ; 1 s djnz r7,$ ; 2x50=100 s Ret ; 2 s Total 1131 s

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 s = 2.262 s. Demikian pula untuk data-data yang lainnya.

3.6 Rangkaian Penerima Infra Merah

IC yang digunakan sebagai penerima infra merah adalah IC TSOP 1738. IC ini sering digunakan sebagai penerima/receiver remote control dari TV atau VCD. Rangkaiannya tampak seperti dibawah ini:

P3.7 ( AT89S51) 5V

VCC

100฀

10uF

i _1

0

i

i _1

i

TSOP1738

Gambar 3.6 Rangkaian Penerima Infra Merah

Pada rangkaian diatas digunakan resistor 100 ohm untuk membatasi arus yang masuk pada rangkaian, sedangkan kapasitor 10 F digunakan agar arus yang masuk ke IC TSOP 1738 lebih stabil.

IC ini mempunyai karakteristik yaitu akan mengeluarkan logika high (1) atau tegangan ± 4,5 volt pada outputnya jika IC ini mendapatkan pancaran sinar infra merah dengan frekuensi antara 38 – 40 KHz, dan IC ini akan megeluarkan sinyal low (0) atau tegangan ± 0,109 volt jika pancaran sinar infra merah dengan frekuensi antara 38 – 40 KHz berhenti, namun logika low tersebut hanya sesaat yaitu sekitar 1200 s, setelah itu outputnya akan kembali menjadi high. Sifat inilah yang dimanfaatkan sebagai pengiriman data.

Output dari IC ini dihubungkan ke P3.7 pada mikrokontroler, sehingga setiap kali IC ini mengeluarkan logika low atau hing pada outputnya, maka mikrokontroller dapat langsung mendeteksinya. Programnya sebagai berikut :

Utama:

mov 60h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai:

inc 60h

acall hitung jb P3.7,nilai mov a,60h mov b,#10 div ab dec a

cjne a,#10,Utama

Awalnya mikrokontroler akan memasukkan nilai 0 pada alamat 60h, kemudian menunggu sinyal low dari P3.7 yang terhubung ke output dari IC TSOP 1738. Jika ada sinyal low, itu berarti ada data yang akan dikirim oleh pemancar, kemudian mikrokontroler akan mengabaikan sinyal low tersebut sampai datang sinyal high, sinyal high inilah yang dihitung oleh mikrokontroler sebagai data yang masuk. Data yang masuk akan dibagikan dengan nilai 10. Hal ini dilakukan karena lebar data pengirim 10 kali lebih besar daripada lebar data penerima, sehingga harus dibagi dengan 10. Kemudian hasilnya akan dikurangi dengan 1, hal ini karena pada saat pengiriman, setiap data telah ditambah dengan nilai satu. Selanjutnya lebar data akan dibandingkan, apakah sama dengan 10 atau tidak, jika sama dengan 10 maka data ini merupakan data startbit, dengan demikian 3 data setelah ini adalah merupakan data temperatur, dan akan diambil untuk ditampilkan nilainya. Namun jika data tersebut tidak sama dengan 10, maka data ini bukan merupakan data startbit, program akan kembali ke awal sampai mendapatkan startbitSetelah mendapatkan data startbit, maka mikrokontroler akan mengambil 3 data setelah data startbit tersebut, yang merupakan dara dari nilai temperatur yang dikirimkan oleh pemancar. Programnya sebagai berikut :

mov 61h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai1:

inc 61h

acall hitung jb P3.7,nilai1 mov 62h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai2:

inc 62h

acall hitung jb P3.7,nilai2 mov 63h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai3:

inc 63h

acall hitung jb P3.7,nilai3

Pada program di atas, data nilai satuan akan disimpan di alamat 61h, data untuk nilai puluhan akan disimpan pada alamat 62h, sedangkan data untuk nilai ratusan akan disimpan pada alamat 63h . Kemudian data ini akan masing-masing akan dibagi dengan nilai 10 dan dikurangi dengan 1 seperti data pada starbit, kemudian ditampilkan pada display.

3.7 Rangkaian ADC

Rangkaian ADC ini berfungsi untuk merubah data analog yang dihasilkan oleh sensor suhu menjadi bilangan digital. output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler. Sehingga mikrokontroler dapat mengetahui suhu yang terdapat di dalam ruangan dan mendeteksi tingkat intensitas cahaya di dalam ruangan Dengan demikian proses pengukuran suhu dan pengaturan tingkat pencayaan dapat dilakukan. Gambar rangkaian ADC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

g

Gambar 3.7 Rangkaian ADC

Input ADC dihubungkan ke sensor suhu LM35 dan LDR, sehingga setiap perubahan tegangan pada LM35 akan dideteksi oleh ADC. Agar output yang dihasilkan oleh ADC bagus, maka tegangan refrensi ADC harus benar-benar stabil, karena perubahan tegangan refrensi pada ADC akan merubah output ADC tersebut. Oleh sebab itu pada rangkaian ADC di atas

tegangan masukan 12 volt dimasukkan ke dalam IC regulator tegangan 9 volt ( 7809) agar keluarannya menjadi 9 volt, kemudian keluaran 9 volt ini dimasukkan kedalam regulator tegangan 5 volt (7805), sehingga keluarannya menjadi 5 volt. Tegangan 5 volt inilah yang menjadi tegangan refrensi ADC.

Dengan demikian walaupun tegangan masukan turun setengahnya, yaitu dari 12 volt menjadi 6 volt, tegangan refrensi ADC tetap 5 volt.

Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga setiap perubahan output ADC yang disebabkan oleh perubahan inputnya akan diketahui oleh mikrokontoler.

BAB IV

ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian power supplay ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 5,1 volt. Tegangan ini dipergunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Mikrokontroler AT89S51 dapat bekerja pada tegangan 4,0 volt sampai dengan 5,5 volt, sehingga tegangan 5,1 volt ini cukup untuk mensupplay tegangan ke mikrokontroler AT89S51. Dengan demikian rangkaian ini sudah dapat bekerja dengan baik. Sedangkan tegangan keluaran kedua adalah sebesar +12,3 volt.

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler AT89S51 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroler AT89S51. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop:

Setb P3.7 Acall tunda Clr P3.7 Acall tunda Sjmp Loop Tunda:

Mov r7,#255 Tnd: Mov r6,#255

Djnz r7,tnd Ret

Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 selama ± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik secara terus menerus. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika high yang menyebabkan transistor aktif, sehingga LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika low yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga LED akan mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut tampak berkedip.

Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :

Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga 1 siklus mesin membutuhkan waktu

= 12 1

12 MHz = mikrosekon.

Tabel 4.1 Waktu tunda Mikrokontroler AT89S51 mengeksekusi program

Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi

MOV Rn,#data 2 2 x 1 d = 2 s

DJNZ 2 2 x 1 d = 2 s

Tunda:

mov r7,#255 Tnd: mov r6,#255

djnz r6,$ 255 x 2 = 510x 255 = 130.054

djnz r7,tnd ret

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.057 detik atau

0,130057 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.

Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroler AT89S51, kemudian mikrokontroler dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51 telah bekerja dengan baik.

4.3 Pengujian Rangkaian Display Seven Segment

Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian mikrokontroler, kemudian memberikan data tertentu pada port serial dari mikrokontroler. Seven segmen yang digunakan adalah common anoda, dimana segmen akan menyala jika diberi logika 0 dan sebaliknya segmen akan mati jika diberi logika 1.

Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Display Seven Segment

Dari hasil pengujian diperoleh data yang harus dikirimkan ke port serial untuk menampilkan angka desimal adalah sebagai berikut:

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Rangkaian Display Seven Segment

Angka Data yang dikirim

1 0ECH

2 18H

3 88H

4 0C4H

5 82H

6 02H

7 0E8H

8 0h

9 80H

0 20H

Program yang diisikan pada mikrokontroler untuk menampilkan nilai-nilai tersebut adalah sebagai berikut:

bil0 equ 20h bil1 equ 0ech bil2 equ 18h bil3 equ 88h bil4 equ 0c4h bil5 equ 82h bil6 equ 02h bil7 equ 0e8h bil8 equ 0h bil9 equ 80h Loop:

mov sbuf,#bil0 Jnb ti,$

Clr ti sjmp loop

Program di atas akan menampilkan angka 0 pada semua seven segmen. Sedangkan untuk menampilkan 3 digit angka yang berbeda pada seven segmen adalah dengan mengirimkan ke 3 data angka yang akan ditampilkan pada seven segmen. Programnya adalah sebagai berikut :

Loop:

mov sbuf,#bil1 Jnb ti,$

Clr ti

mov sbuf,#bil2 Jnb ti,$

Clr ti

mov sbuf,#bil3 Jnb ti,$

Clr ti sjmp loop

Program di atas akan menampilkan angka 1 pada seven segmen ketiga, angka 2 pada seven segmen kedua dan angka 3 pada seven segmen pertama.

4.4 Pengujian Rangkaian Pengirim Data Melalui Infra Merah

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 selain 38 KHz, maka pancarannya akan terganggu oleh frekuensi-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.

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

= = = ==

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 :

s sekon x MHz Clock µ 1 10 1 12

12 = −6 =

6 6

1 1 1 1 10

38461 38, 461

26 26 10 26

x

f Hz KHz

T µs x − s

= = = = = =

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 s ) kemudian berubah menjadi high (1) kembali walaupun tidak ada pancaran infra merah dengan frekuensi 38 KHz. Ini sudah merupakan karakteristik dari penerima infra merah yang digunakan (TSOP 1738). Pada alat ini, logika high setelah logika low sesaat, itulah yang dijadikan sebagai data, sehingga dengan mengatur lebar pulsa high (1) tersebut dengan suatu nilai tertentu dan menjadikan nilai tersebut sebagai datanya, maka pengiriman data dapat dilakukan.

Pada alat ini, data yang dikirimkan sebanyak 3 data, yaitu data untuk nilai ratusan, nilai puluhan dan nilai satuan. Setiap pengiriman masing-masing data dari ketiga data tersebut, didahului dengan pengiriman sinyal low, jadi ada 3 sinyal low dan ada 3 data. Akan terjadi masalah jika pengiriman data dilakukan seperti ini, yaitu data yang diterima urutannya tidak sesuai dengan data yang dikirimkan. Misalnya 3 data yang dikirimkan adalah 567, kemungkinan data yang diterima adalah 675 dan 756. Sehingga hanya 1/3 kemungkinannya data yang dikirimkan benar.

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 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.

4.5 Pengujian Rangkaian Penerima Infra Merah

IC yang digunakan sebagai penerima infra merah adalah IC TSOP 1738. IC ini sering digunakan sebagai penerima/receiver remote control dari TV atau VCD.

IC ini mempunyai karakteristik yaitu akan mengeluarkan logika high (1) atau tegangan ± 4,5 volt pada outputnya jika IC ini mendapatkan pancaran sinar infra merah dengan frekuensi antara 38 – 40 KHz, dan IC ini akan megeluarkan sinyal low (0) atau tegangan ± 0,109 volt jika pancaran sinar infra merah dengan frekuensi antara 38 – 40 KHz berhenti, namun logika low tersebut hanya sesaat yaitu sekitar 1200 s, setelah itu outputnya akan kembali menjadi high. Sifat inilah yang dimanfaatkan sebagai pengiriman data.

Output dari IC ini dihubungkan ke P3.7 pada mikrokontroler, sehingga setiap kali IC ini mengeluarkan logika low atau high pada outputnya, maka mikrokontroler dapat langsung mendeteksinya. Programnya sebagai berikut :

Utama:

mov 60h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai:

inc 60h

acall hitung jb P3.7,nilai mov a,60h

mov b,#10 div ab dec a

cjne a,#10,Utama

Awalnya mikrokontroler akan memasukkan nilai 0 pada alamat 60h, kemudian menunggu sinyal low dari P3.7 yang terhubung ke output dari IC TSOP 1738. Jika ada sinyal low, itu berarti ada data yang akan dikirim oleh pemancar, kemudian mikrokontroler akan mengabaikan sinyal low tersebut sampai datang sinyal high, sinyal high inilah yang dihitung oleh mikrokontroler sebagai data yang masuk. Data yang masuk akan dibagikan dengan nilai 10. Hal ini dilakukan karena lebar data pengirim 10 kali lebih besar daripada lebar data penerima, sehingga harus dibagi dengan 10. Kemudian hasilnya akan dikurangi dengan 1, hal ini terjadi karena pada saat pengiriman, setiap data telah ditambah dengan nilai satu. Selanjutnya lebar data akan dibandingkan, apakah sama dengan 10 atau tidak, jika sama dengan 10 maka data ini merupakan data startbit, dengan demikian 3 data setelah ini adalah merupakan data temperatur, dan akan diambil untuk ditampilkan nilainya. Namun jika data tersebut tidak sama dengan 10, maka data ini bukan merupakan data startbit, program akan kembali ke awal sampai mendapatkan startbit.

Setelah mendapatkan data startbit, maka mikrokontroler akan mengambil 3 data setelah data startbit tersebut, yang merupakan dara dari nilai temperatur yang dikirimkan oleh pemancar. Programnya sebagai berikut :

mov 61h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai1:

acall hitung jb P3.7,nilai1 mov 62h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai2:

inc 62h

acall hitung jb P3.7,nilai2 mov 63h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai3:

inc 63h

acall hitung jb P3.7,nilai3

Pada program di atas data nilai satuan akan disimpan di alamat 61h, data untuk nilai puluhan akan disimpan pada alamat 62h, sedangkan data untuk nilai ratusan akan disimpan pada alamat 63h . Kemudian data ini masing-masing akan dibagi dengan nilai 10 dan dikurangi dengan 1 seperti data pada starbit, kemudian ditampilkan pada display.

4.6 Pengujian Rangkaian ADC

Pengujian pada bagian rangkaian ADC ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ADC ini dengan rangkaian mikrokontroler. Selanjutnya rangkaian mikrokontroler dihubungkan dengan rangkaian display seven segmen. Mikrokontroler diisi dengan program

untuk membaca nilai yang ada pada rangkaian ADC, kemudian hasil pembacaannya ditampilkan pada display seven segmen. Programnya adalah sebagai berikut :

mov a,p2 mov b,#100 div ab mov 70h,a mov a,b mov b,#10 div ab mov 71h,a mov 72h,b

Dengan program di atas, maka akan tampil nilai temperatur yang dideteksi oleh sensor temperatur (LM 35). Dengan demikian maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik. Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut:

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Rangkaian ADC

Suhu terukur Output LM35 Output ADC Tampilan Display 27 derajat 28 derajat 29 derajat 30 derajat 31 derajat 32 derajat 33 derajat 270 miliVolt 280 miliVolt 290 miliVolt 300 miliVolt 310 miliVolt 320 miliVolt 330 miliVolt 00011011 00011100 00011101 00011110 00011111 00010000 00010001 027 028 029 030 031 032 033

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil Perancangan alat dapat diambil beberapa kesimpulan dalam penelitian ini. Kesimpulan yang dapat diambil oleh Penulis adalah sebagai berikut :

1. Perpaduan Mikrokontroler AT89S51 dengan sensor suhu LM35 sebagai alat yang sederhana yang dapat mengirim data secara wireless dari jarak jauh.

2. Penggunaan sensor suhu LM35 cukup baik dalam Perancangan alat Pengirim dan Penerima data temperatur dengan menggunakan sinar Infra merah.

3. Dalam Pengiriman data temperatur secara wireless dari jarak jauh digunakan sinar infra merah yang dilengkapi dengan Pemancar (Receiver) dan Penerima Infra merah (Transmitter).

5.2 Saran

1. Perlunya beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini, sehingga hasilnya akan lebih baik lagi.

2. Penambahan beberapa jenis sensor dalam perancangan alat pengirim dan penerima data temperatur ini akan membuat alat tersebut lebih kompleks dan mendekati yang

sebenarnya.

3. Diharapkan penggunaan alat pengirim dan penerima data temperatur ini, akan mempermudah kita dalam mengetahui suhu ruangan yang kita tempati.

DAFTAR PUSTAKA

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

Agfianto, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002.

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

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

Suhata, Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik Via Line Telepon, Penerbit: PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2004.

LAMPIRAN Pemrograman Rangkaian Pemancar

Program diawali dengan inisialisai data untuk masing-masing angka,

bil0 equ 20h Menampilkan angka 0 pada Seven segmen bil1 equ 0ech Menampilkan angka 1 pada Seven segmen bil2 equ 18h Menampilkan angka 2 pada Seven segmen bil3 equ 88h Menampilkan angka 3 pada Seven segmen bil4 equ 0c4h Menampilkan angka 4 pada Seven segmen bil5 equ 82h Menampilkan angka 5 pada Seven segmen bil6 equ 02h Menampilkan angka 6 pada Seven segmen bil7 equ 0e8h Menampilkan angka 7 pada Seven segmen bil8 equ 0h Menampilkan angka 8 pada Seven segmen bil9 equ 80h Menampilkan angka 9 pada Seven segmen Clr P0.7 Mematikan kipas

clr p0.0

acall tadc Memicu ADC agar dapat berjalan dengan baik setb p0.0

utama:

jb p0.0,$ Menunggu sinyal dari ADC acall tunda

mov a,p2 Memasukkan nilai dari ADC ke acumulator mov 62h,a Memasukkan nilai akumulator ke alamat 62h mov b,#100 Memasukkan nilai 100 ke register b

div ab Bagikan nilai a dengan b, hasilnya masukkan ke a mov 72h,a Masukkan nilai ya ada di akumulator ke alamat 72h mov a,b masukkan nilai yang ada di b ke akumulator

mov b,#10 div ab mov 71h,a

mov 70h,b mov r0,70h

acall konversi kerjakan rutin konversi mov 73h,r1 ;73h nilai satuan des mov r0,71h

acall konversi

mov 74h,r1 ;74h nilai puluhan des mov r0,72h

acall konversi

mov 75h,r1 ;75h nilai ratusan des mov r0,63h

acall konversi

mov 64h,r1 ;63h nilai koma acall kirim_disp

acall tunda acall kirimdata mov a,62h

cjne a,#30,cekcarry clr P0.7

sjmp utama

cekcarry:

mov a,psw anl a,#80h

cjne a,#0,ceklow clr P0.7

sjmp utama

ceklow:

mov a,62h

cjne a,#29,utama setb P0.7

sjmp utama

Kirimdata:

inc 70h inc 71h inc 72h ulang:

acall frek38khz acall frek38khz mov r0,#11

acall data

acall frek38khz acall frek38khz mov r0,70h

acall data

acall frek38khz acall frek38khz mov r0,71h

acall data

acall frek38khz acall frek38khz mov r0,72h

acall data

acall frek38khz acall frek38khz ret

konversi:

cjne r0,#0,satu mov r1,#bil0 ret

satu:

mov r1,#bil1 ret

dua:

cjne r0,#2,tiga mov r1,#bil2 ret

tiga:

cjne r0,#3,empat mov r1,#bil3 ret

empat:

cjne r0,#4,lima mov r1,#bil4 ret

lima:

cjne r0,#5,enam mov r1,#bil5 ret

enam:

cjne r0,#6,tujuh mov r1,#bil6 ret

tujuh:

cjne r0,#7,delapan mov r1,#bil7

ret delapan:

cjne r0,#8,sembilan mov r1,#bil8

ret sembilan:

cjne r0,#9,konversi mov r1,#bil9

ret

kirim_disp:

mov sbuf,73h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,74h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,75h jnb ti,$ clr ti ret

frek38khz:

mov r0,#10 loop:

clr p3.7 nop

nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop

setb p3.7 nop

nop nop nop nop nop nop nop nop

djnz r0,loop ret

data: loop1:

acall pulsa djnz r0,loop1 ret

pulsa:

CLR p3.7 mov r7,#2 pls:

mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,pls mov r7,#50 djnz r7,$ ret

tunda:

mov r7,#80h tnd: mov r6,#80h djnz r6,$ djnz r7,tnd ret

Pemrograman Rangkaian Penerima

bil0 equ 20h bil1 equ 0ech bil2 equ 18h bil3 equ 88h bil4 equ 0c4h bil5 equ 82h bil6 equ 02h bil7 equ 0e8h bil8 equ 0h bil9 equ 80h

mov p1,#0h mov p2,#0h mov P0,#0h

Utama:

mov 60h,#0h jb P3.7,$ nop

jnb P3.7,$ nilai:

inc 60h

acall hitung jb P3.7,nilai mov a,60h mov b,#10 div ab

div ab dec a mov 71h,a mov a,63h mov b,#10 div ab dec a mov 72h,a mov r0,70h cjne r0,#0,ke1 ljmp benar ke1:

cjne r0,#1,ke2 ljmp benar ke2:

cjne r0,#2,ke3 ljmp benar ke3:

cjne r0,#3,ke4 ljmp benar ke4:

cjne r0,#4,ke5 ljmp benar ke5:

cjne r0,#5,ke6 ljmp benar ke6:

cjne r0,#6,ke7 ljmp benar ke7:

cjne r0,#7,ke8 ljmp benar ke8:

cjne r0,#8,ke9 ljmp benar ke9:

cjne r0,#9,balik1 ljmp benar

balik1:

ljmp Utama Benar:

mov r0,71h

cjne r0,#0,ke11 ljmp benar1 ke11:

cjne r0,#1,ke21 ljmp benar1 ke21:

cjne r0,#2,ke31 ljmp benar1 ke31:

cjne r0,#3,ke41 ljmp benar1 ke41:

cjne r0,#4,ke51 ljmp benar1 ke51:

cjne r0,#5,ke61 ljmp benar1 ke61:

cjne r0,#6,ke71 ljmp benar1 ke71:

cjne r0,#7,ke81 ljmp benar1 ke81:

cjne r0,#8,ke91 ljmp benar1 ke91:

cjne r0,#9,balik11 ljmp benar1

balik11:

ljmp Utama

benar1:

mov r0,72h

cjne r0,#0,ke12 ljmp benar2 ke12:

cjne r0,#1,ke22 ljmp benar2 ke22:

cjne r0,#2,ke32 ljmp benar2 ke32:

cjne r0,#3,ke42 ljmp benar2 ke42:

cjne r0,#4,ke52 ljmp benar2 ke52:

cjne r0,#5,ke62 ljmp benar2 ke62:

cjne r0,#6,ke72 ljmp benar2 ke72:

cjne r0,#7,ke82 ljmp benar2

ke82:

cjne r0,#8,ke92 ljmp benar2 ke92:

cjne r0,#9,balik12 ljmp benar2

balik12:

ljmp Utama

benar2:

mov r0,70h acall konversi

mov 74h,r1 ;73h nilai satuan des mov r0,71h

acall konversi

mov 75h,r1 ;74h nilai puluhan des mov r0,72h

acall konversi

mov 76h,r1 ;75h nilai ratusan des acall kirim_disp

ljmp Utama balik:

ljmp Utama

konversi:

cjne r0,#0,satu mov r1,#bil0 ret

satu:

cjne r0,#1,dua mov r1,#bil1 ret

dua:

cjne r0,#2,tiga mov r1,#bil2 ret

tiga:

cjne r0,#3,empat mov r1,#bil3 ret

empat:

cjne r0,#4,lima mov r1,#bil4 ret

lima:

cjne r0,#5,enam mov r1,#bil5 ret

enam:

cjne r0,#6,tujuh mov r1,#bil6 ret

tujuh:

cjne r0,#7,delapan mov r1,#bil7

ret delapan:

cjne r0,#8,sembilan mov r1,#bil8

ret sembilan:

cjne r0,#9,konversi mov r1,#bil9

kirim_disp:

mov sbuf,74h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,75h jnb ti,$ clr ti

mov sbuf,76h jnb ti,$ clr ti ret

hitung:

mov r7,#50 djnz r7,$ ret