Pemanfaatan Dtmf Sebagai Pengendali Alat-Alat Listrik Jarak Jauh Berbasis Mikrokontroler AT89S52.

(1)

PEMANFAATAN DTMF SEBAGAI PENGENDALI

ALAT-ALAT LISTRIK JARAK JAUH

BERBASIS MIKROKONTROLER

AT89S52

TUGAS AKHIR

GIAT FRANSISCO BATUBARA

062408032

DEPARTEMEN FISIKA

JURUSAN FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009


(2)

PEMANFAATAN DTMF SEBAGAI PENGENDALI

ALAT-ALAT LISTRIK JARAK JAUH

BERBASIS MIKROKONTROLER

AT89S52

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

GIAT FRANSISCO BATUBARA 062408032

DEPARTEMEN FISIKA

JURUSAN FISIKA INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


(3)

PERSETUJUAN

Judul : PEMANFAATAN DTMF SEBAGAI PENGENDALI ALAT-ALAT LISTRIK JARAK JAUH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : GIAT FRANSISCO BATUBARA Nomor Induk Mahasiswa : 062408032

Program studi : DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 15 juli 2009

Diketahui :

Ketua Program Studi Pembimbing

D3 Fisika Instrumentasi

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


(4)

PERNYATAAN

PEMANFAATAN DTMF SEBAGAI PENGENDALI ALAT-ALAT LISTRIK JARAK JAUH

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

TUGAS AKHIR

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

Medan, 15 juli 2009

Giat Fransisco Batubara 062408032


(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan limpah kurnia-Nya kertas kajian ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimah kasih kepada: Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Ibu Dra. Justinon, M.Si, Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Semua dosen dan pegawai di FMIPA USU, serta rekan-rekan FIN stambuk 2006, khususnya Micro Community ( Achong, Sony Cheng, Pak Uda, Anris BKP, Monic, Oranges, Ma Birin9 ).dan rekan-rekan di Menwa serta komunitas Pasar VII yang telah membantu dan memberikan semangat pada penulis untuk menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

Ucapan terima kasih yang tidak terlupakan untuk Ayahanda G. Batubara dan ibunda tersayang R. Br. Sitorus Pane atas doa, kasih sayang serta bantuan yang berupa materi maupun non materi yang telah diberikan pada penulis selama ini, buat adik-adikku tersayang Bellina dan Deri terima kasih buat doa dan dukungannya.

Penulis menyadari dalam laporan ini terdapat kekurangan baik secara materi maupun penyajiannya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis ucapkan banyak terima kasih kepada pihak yang telah memberikan bantuan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca.


(6)

ABSTRAK `

Serba otomatis merupakan suatu hal yang di inginkan oleh setiap orang. Begitu banyak rancangan-rancangan yang dilakukan orang untuk membuat segala sesuatunya itu menjadi serba otomatis. Pintu otomatis bekerja dengan menggunakan sensor Infra merah sebagai pemancar dan Foto dioda sebagai penerimanya. Pintu otomatis akan terbuka apabila ada yang menghalangi pancaran infra merah ke foto dioda. Setelah pintu terbuka, pintu akan menutup kembali secara otomatis dengan selang waktu 4 detik. Pada saat pintu akan tertutup, ada benda yang menghalangi pancaran infra merah, maka pintu akan terbuka kembali, begitu seterusnya. Pintu otomatis digunakan untuk memudahkan keluar-masuknya orang dari dalam ke luar suatu ruangan, tanpa melibatkan seseorang sebagai operator pembuka/penutup pintu. Pintu otomatis banyak digunakan di beberapa tempat, seperti gedung perkantoran, swalayan, mall dan lain-lain. Sedangkan pintu manual melibatkan seorang operator sebagai pembuka dan penutup pintu, pembukaan/penutupan dilakukan dengan cara menekan tombol manual/saklar. Pintu manual ini digunakan apabila pintu otomatis dalam keadaan rusak.


(7)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Sitematika Penulisan 3

BAB 2 LANDASAN TEORI 6

2.1 Umum

2.2 Komponen-komponen pendukung 6

2.2.1 Resistor (tahanan) 6

2.2.2 Kapasitor 7

2.2.3 Dioda 10

2.2.4 Transistor 11

2.2.4.1 Transistor Sebagai Saklar 12

2.2.5 Integreated Circuit (IC) 16

2.2.5.1 IC Mikrokontroler AT89S51 17 2.2.5.1.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 17 2.2.5.1.2 Kontruksi Mikrokontroler AT89S51 19

2.2.6 Op – Amp 23

2.2.7 Gerbang Logika 24

2.3 Sensor 25

2.4 Motor Langkah (stepper) 26

BAB 3 PERANCANGAN ALAT 29

3.1 Diagram Blok Rangkaian 29

3.2 Perancangan Power Supply (PSA) 31

3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 32 3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Gerak 33 3.5 Perancangan Rangkaian Driver Motor Stepper 36 3.6 Perancangan Rangkaian Saklar Batas (sensor buka dan tutup) 37


(8)

3.7 Perancangan Rangkaian Tombol Manual 39

3.8 Flowchart 40

BAB 4 Pengujian Alat dan Program 39

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA) 42 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 42 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor Gerak 45 4.4 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper 46 4.5 Pengujian Rangkaian Saklar Batas 49 4.6 Pengujian Rangkaian Tombol Manual 50

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 52

5.1 Kesimpulan 52

5.2 Saran 53


(9)

DAFTAR TABEL

Halaman


(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Simbol Resistor 7

Gambar 2.2 Pemberian Kode Warna Pada Resistor 8

Gambar 2.3 simbol kapasitor 9

Gambar 2.4 simbol diode dan jenisnya 10

Gambar 2.5 simbol transistor jenis NPN dan PNP 12 Gambar 2.6 Transistor Sebagai Saklar ON 13 Gambar 2.7 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor 14 Gambar 2.8 Transistor Sebagai Saklar OFF 15 Gambar 2.9 Contoh Transistor Sebagai Saklar ON 16

Gambar 2.10 IC Mikrokontroller AT89S51 21

Gambar 2.11 Simbol Op – Amp 24

Gambar 2.12 simbol gerbang logika 25

Gambar 2.13 Diagram Motor Langkah (Stepper) 27 Gambar 2.14 Pemberian Pulsa/data Pada Motor stepper 28

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 29

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA) 31 Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 32 Gambar 3.4 Rangkaian Pemancar Infra Merah 34 Gambar 3.5 Rangkaian Penerima Sinar Infra Merah 35 Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor Stepper 36

Gambar 3.7 Rangkaian Saklar Batas 38


(11)

ABSTRAK `

Serba otomatis merupakan suatu hal yang di inginkan oleh setiap orang. Begitu banyak rancangan-rancangan yang dilakukan orang untuk membuat segala sesuatunya itu menjadi serba otomatis. Pintu otomatis bekerja dengan menggunakan sensor Infra merah sebagai pemancar dan Foto dioda sebagai penerimanya. Pintu otomatis akan terbuka apabila ada yang menghalangi pancaran infra merah ke foto dioda. Setelah pintu terbuka, pintu akan menutup kembali secara otomatis dengan selang waktu 4 detik. Pada saat pintu akan tertutup, ada benda yang menghalangi pancaran infra merah, maka pintu akan terbuka kembali, begitu seterusnya. Pintu otomatis digunakan untuk memudahkan keluar-masuknya orang dari dalam ke luar suatu ruangan, tanpa melibatkan seseorang sebagai operator pembuka/penutup pintu. Pintu otomatis banyak digunakan di beberapa tempat, seperti gedung perkantoran, swalayan, mall dan lain-lain. Sedangkan pintu manual melibatkan seorang operator sebagai pembuka dan penutup pintu, pembukaan/penutupan dilakukan dengan cara menekan tombol manual/saklar. Pintu manual ini digunakan apabila pintu otomatis dalam keadaan rusak.


(12)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Seiring kemanjuan jaman saat ini semakin memaksa setiap individu untuk meningkatkan mobilitasnya. Sering sekali dalam kehidupan sekarang ini kita harus meninggalkan rumah untuk melakukan pekerjaan ataupun aktivitas lain dalam jangka waktu yang cukup lama. Sehingga sering sekali aktivitas yang seharusnya di kerjakan setiap hari di rumah terbengkalai, seperti harus menghidupkan lampu dimalam hari, mematikan pendingin ruangan yang lupa dimatikan saat berpergian, menghidupkan motor penggerak untuk suatu aplikasi rumah dan lain sebagainnya.

Untuk menjawab kebutuhan kita akan hal seperti ini maka diperlukan suatu alat yang dapat membantu kita untuk mengontrol rumah kita dari tempat lain. Oleh karena hal saya coba mengembangkan suatu sistem pengendalian alat-alat elektronik jarak jauh yang memungkinkan kita untuk dapat merawat dan menjaga rumah kita dari jarak yang tidak terbatas.


(13)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dirancang sebuah pengendali alat-alat elektronik otomatis yang dapat dikendalikan melalui handphone. Jadi dengan menekan tombol-tombol tertentu yang terdapat pada handphone, maka alat akan bekerja secara otomatis.

Untuk dapat megendalikan alat-alat listrik secara otomatis, maka diperlukan rangkaian driver pengndali alat-alat listrik tersebut, dan untuk mengenali penekanan tombol-tombol pada handphone diperlukan sebuah IC DTMF dan sebuah mikrokontroler untuk membandingkan nilai-nilai yang dikirimkan oleh handphone.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari Tugas Ahir ini adalah sebagai berikut:

1. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengenali nilai-nilai yang dikirimkan oleh handphone.

2. Mengendalikan aliran listrik melalaui kontak relay.

3. Memanfaatkan transistor sebagai saklar


(14)

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, saya merancang sebuah kendali alat-alat listrik melalui handphone dengan batasan-batasan sebagai berikut :

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S52.

2. Pemakaian relay untuk tegangan AC 220V.

3. Pengubah nada tombol pada hanphone menjadi kode biner (DTMF Dekoder)

4. Pemanfaatan motor sebagai pengerak.

5. Menggunakan bahasa pemprograman assembly

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah pengendali alat-alat listrik jarak jauh yang dimana alat ini dikendalikan melalui handphone, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN

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


(15)

BAB 2. 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 AT89S52 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari IC DTMF decoder.

BAB 3. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

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

BAB 4. ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

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

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan


(16)

perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


(17)

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Telepon Dual Tone Multi Frequency (DTMF)

Dewasa ini hampir semua telepon yang ada sudah menggunakan tombol tekan yang disebut pesawat Telepon Dual Tone Multi Frequency (DTMF).

Pada pesawat telepon jenis ini setiap tombol membangkitkan nada sebagai pengganti pulsa dial. Nada ini dihasilkan dari kombinasi dua frequensi yang berbeda. Kedelapan frekuensi ini dibagi dalam dua kelompok yaitu kelompok frekuensi rendah dan kelompok frekuensi tinggi. Gambar 2.2 memperlihatkan keyset equitment dari sebuah pesawat telepon DTMF.

Dari gambar 2.2. memperlihatkan sebuah ascilator yang mempunyai delapan frekuensi kerja. Frekuensi kerja oscilator disesuaikan dengan tombol telepon yang ditekan.


(18)

EC T R A N S M IS S IO N N E T W O TRAC KS R1 697 Hz S1 R2 D1 S1 R3 DIODA RECTIF RINGE R CO S2 770 Hz 852 Hz 941 Hz 1633 Hz 1477 Hz 1366 Hz 1 2 3 4 4 3 2 1 L1 L2

Gambar 2.1 Keyset Equitment Telepon DTMF

2.2 Transistor Sebagai Saklar

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


(19)

Gambar 2.2. Transistor sebagai Saklar ON

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

Rc Vcc

Imax= ………..……….(2.13)

Rc Vcc I

.

hfe B = ……….……….(2.14)

Rc . hfe

Vcc

IB= ……….(2.15)

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

B BE B B R V V

I = − ……….(2.16)

VB = IB . RB + BE………..(2.17)

BE B B V Rc . hfe R . Vcc

V = + ………(2.13)

Saklar On Vcc

Vcc

IC R

RB VB

IB VBE


(20)

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

V = + , maka transistor akan

saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.

Gambar 2.2.2 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 2.2.2 dikenal sebagai daerah saturasi.

Gambar 2.2.2. Karakteristik daerah saturasi pada transistor

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

Titik Sumbat (Cut off) IB > IB(sat)

IB = IB(sat)

IB

Penjenuhan (saturation) IC

Rc Vcc

IB = 0


(21)

arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.2.3.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 = ………(2.19)

IC = IB . hfe ….………(2.20)

IC = 0 . hfe ………..………(2.21)

IC = 0 ………..(2.22)

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

Vcc = Vc + VCE ………..………(2.23) Saklar Off

Vcc Vcc

IC R

RB VB

IB VBE


(22)

VCE = Vcc – (Ic . Rc) ..………(2.24)

VCE = Vcc ..………(2.25)

2.3Arsitektur Mikrokontroler AT89S825

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontoler 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 missal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontelor 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.


(23)

Selain system tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan system telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu system 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 system akuisisi data sekaligus system pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

Tidak seperti system komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM-nya dan ROM. Pada system computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program 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.


(24)

2.3.1 Kontruksi AT89S52

Mikrokontrol AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

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

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.

Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra


(25)

Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S52 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer.

Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.

Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasa. AT89S52 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).

AT89S52 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, seningga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai.


(26)

AT89S52 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.

Port1 dan 2, UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin Regeister (SFR).


(27)

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52 :

VCC (Pin 40)

Suplai tegangan

GND (Pin 20)

Ground

Port 0 (Pin 39-Pin 32)

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.

Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, por ini akan mempunyai

internal pull up.

Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat

verifikasi program.

Port 2 (Pin 21 – pin 28)

Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan


(28)

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 dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :

Nama pin Fungsi

P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial)

P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial)

P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal)

P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal)

P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0)

P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)

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


(29)

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 progam (PROG) selama memprogam Flash.

PSEN (pin 29)

Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.

EA (pin 31)

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

XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal.

XTAL2 (pin 18)


(30)

2.4 IC MT8870

IC MT8870 merupakan IC penerima DTMF yang didalamnya terdapat dua fungsi sekaligus, yaitu sebagai filter band pass dan penerjemah data digital (digital decoder). Pada bagian filternya menggunakan tehnik switch dari kapsitor untuk kelompok filter high pass dan filter low pass. Pada bagian dekodernya menggunakan tehnik penghitungan digital untuk mendeteksi dan menerjemahkan 16 pasangan nada DTMF menjadi 4-bit kode. IC MT 8870 ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 2.4 IC MT8870

IC MT8870 ini akan menterjemahkan sinyal yang ada diberikan pada inputnya, yang merupakan sinyal DTMF, menjadi 4 bit data digital pada outputnya

2.5Motor Langkah (Stepper)

Motor langkah (stepper) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, dipergunakan apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau di perlukan sebagian dari putaran motor. Suatu contoh dapat di jumpai pada disk drive, untuk proses pembacaan dan/atau penulisan data ke/dari cakram(disk), head baca-tulis ditempatkan pada


(31)

tempat yang tepat di atas jalur atau track pada cakram, untuk head tersebut di hubungkan dengan sebuah motor langkah.

Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga di jumpai dalam bidang industri atau untuk jenis motor langkah kecil dapat di gunakan dalam perancangan suatu alat mekatronik atau robot. Motor langkah berukuran besar digunakan, misalnya, dalam proses pengeboran logam yang menghendaki ketepatan posisi pengeboran, dalam hal ini di lakukan oleh sebuah robot yang memerlukan ketepatan posisi dalam gerakan lengannya dan lain-lain.

Pada gambar di bawah ditunjukkan dasar susunan sebuah motor langkah (stepper).

Gambar 2.5 Diagram motor langkah (stepper)

Magnet permanen N-S berputar kearah medan magnet yang aktif. Apabila kumparan stator dialiri arus sedemikian rupa, maka akan timbul medan magnet dan rotor akan berputar mengikuti medan magnet tersebut.setiap pengalihan arus ke kumparan berikutnya menyebabkan medan magnet berputar berputar menurut suatu sudut tertentu, biasanya informasi besar sudut putar tertulis pada badan motor langkah

A

D B

A C

B U


(32)

yang bersangkutan. Jumlah keseluruhan pengalihan menentukan sudut perputaran motor.Jika pengalihan arus di tentukan, maka rotor akan berhenti pada posisi terakhir. Jika kecepatan pengalihan tidak terlalu tinggi, maka slip akan dapat dihindari. Sehingga tidak di perlukan umpan balik (feedback) pada pengendalian motor langkah.

Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fase (pole atau kutub), pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan secara bergantian, masing-masing 4 data (sesuai dengan jumlah phase-nya), sebagian di tunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar.2.5.1 Pemberian data/pulsa pada motor stepper

Pada saat yang sama ,untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua) masukan atau lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan kata lain, pada suatu saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan lainnya bernilai 0 (nol)

C D A B


(33)

2.6 PERANGKAT LUNAK

2.6.1 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

...


(34)

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.


(35)

3. Instruksi ACALL

Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :

...

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:

...


(36)

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,


(37)

JNB P1.0,Loop

...

8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan suatu nilai tertentu. Contoh,

Loop:

...

CJNE R0,#20h,Loop

...

Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan instruksi selanjutnya..

9. Instruksi DEC (Decreament)

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

MOV R0,#20h R0 = 20h


(38)

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

...


(39)

2.6.2 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.

Gambar 2.6.2 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

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 mikrokontroller.


(40)

2.6.3 Software Downloader

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

Gambar 2.6.3 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 mikrokontroller.


(41)

H a n d p h o n e

P e n g u a t

D T M F D E C O D E R

M IK R O K O N T R O L E R A T 8 9 S 5 2

P O W E R S U P P L A Y

D R IV E R R E L A Y

D R IV E R K IP A S

D R IV E R M O T O R S T E P P E R

K A B E L H A N D F R E E

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Secara garis besar, perancangan pengendalian alat-alat elektronik jarak jauh dengan menggunakan HP ini terdiri dari power supplay, mikrokontroler AT89S52,


(42)

Penguat op-amp, DTMF dekoder, driver relay, driver kipas,driver motor stepper . Diagram blok dari alat ini ditunjukkan pada gambar 3.1 diatas.

1. Power supplay berfungsi sebagai sumber tegangan dari seluruh system agar system dapat bekerja.

2. AT89S8252 merupakan pusat kendali dari seluruh rangkaian. Dimana mikrokontroler akan mengambil data yang dikirimkan oleh DTMF dekoder kemudian membandingkannya dengan nilai yang benar dan juga mengecek sinyal yang dikirimkan oleh saklar batas, kemudian mengendalikan motor stepper.

3. Driver relay berfungsi sebagai saklar untuk menghidupkan lampu yang di Kontrol melalui mikrkontroler.

4. Driver kipas berfungsi untuk saklar dimana menggunakan Transistor TIP 122 sebagai komponen utamanya.

Driver motor stepper befungsi untuk mengendalikan perputaran dari motor stepper, sehingga dengan demikian perputaran dari motor stepper dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi rumah tangga seperti membuka dan menutup gerbang, menggerakkan mesin penyiram taman otomatis dll.


(43)

Vreg LM7805CT

IN OUT TIP32C

100Ω 330Ω

2200uF 220 V AC

0 V

(+) 5 Volt DC

Ground (+) 12 Volt DC

D1 1B4B42 1 2 4 3 LM7812CT LINE VREG COMMON VOLTAGE 100uF 1uF-POL LM7912CT LINE VREG COMMON VOLTAGE 2200uF 1.0kΩ 100uF 1.0k

(-) 12 Volt DC

6. DTMF dekoder berfungsi untuk menterjemahkan sinyal DTMF yang dikirimkan oleh HP menjadi 4 bit data biner agar dapat dikenali oleh mikrokontroler.

3.2 Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari tiga keluaran, yaitu (+) 5 volt, (+) 12 volt dan (–) 12 volt. Keluaran (+) 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian, keluaran (+) 12 volt digunakan untuk menghidupkan relay dan keluaran (-) 12 volt untuk mensupplay tegangan negatip Op-Amp. Rangkaian tampak seperti gambar di bawah ini:


(44)

Trafo merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 15 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 15 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digu nakan 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. Tegangan (+) 12 volt DC langsung dihasilkan oleh regulator tegangan LM7812. Dan tegangan (-) 12 volt dihasilkan oleh regulator tegangan LM7912.

3.3 Perancangan Rangkain µC AT89S8252

Rangkaian µC AT89S8252 pada penelitian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem. Rangkaian mikrokontroler AT89S8252 ini akan menunggu pengiriman sinyal dari kedua saklar batas ketika sedang membuka/menutup pintu gerbang. Sinyal yang ditunggu adalah sinyal low. Jadi dalam keadaan normal, maka masing-masing saklar akan terus-menerus mengirimkan sinyal high. Ketika terjadi pengiriman sinyal low dari salah satu saklar, maka rangkaian mikrokontroler AT89S8252 ini akan melihat saklar mana yang mengirimkan sinyal low tersebut kemudian rangkaian mikrokontroler AT89S8252 memerintahkan motor untuk berhenti berputar. Rangkaian mikrokontroler AT89S8252 ditunjukkan oleh gambar 3.3 berikut :


(45)

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

XTA L 12 MHz

AT89S8252 P0.3 (AD3) P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) Vcc P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) RST EA/VPP P3.0 (RXD) P3.1 (TXD) P3.2 (IN T0) P3.3 (IN T1) P3.4 (T0) ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P3.6 (WR) P3.5 (T1) P3.7 (RD) XTAL2 XTAL1

GN D P2.0 (A8) 1 2 3 4 5 6 7 8 40 39 38 37 36 35 34 33 9 10 11 12 13 14 15 32 31 30 29 27 26 16 17 18 19 20 25 24 23 22 21 2SA733 4.7kΩ 5V VCC 330

Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler AT89S8252

Selain mengecek sinyal yang dikirimkan oleh saklar batas, mikrokontroler ini juga melihat data yang dikirimkan oleh DTMF dekoder dan membandingkannya dengan data yang benar.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S8252. Kapasitor 10 µF dan resistor K ohm bekerja sebagai “ power on reset” bagi mikrokontroler AT89CS8252 dan kristal 12 MHZ bekerja sebagai penentu nilai clock

kepada mikrokontroler, sementar kapasitor 30 µF bekerja sebagai resenator terhadap kristal.

Pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakan rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8252 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah


(46)

bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubug ke Pin 17 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, LED yang terhubung ke in 17 ini tidak digunakan lagi.

3.4 Perancangan Rangkaian Penguat

Rangkaian penguat ini berfungsi untuk menguatkan sinyal yang diterima oleh HP (kabel speaker pada hansfree). Karena sinyal yang diterima oleh HP sangat kecil, sehingga dibutuhkan penguat. Rangkaian penguat dapat dilihat pada gambar berikut ini :


(47)

Vc Vc 5V St ESt STD Q3 Q2 QI Q0 / GT INI+ IN GS VRef INH PWDN OSC1 OSC2 -TOE i VSS 3.579545 MHz AT89S8252 330100k100kC2 10nF 30pF 30pF 330100nF 100kVDD 5V 100nF Penguat

Komponen utama dari rangkaian ini adalah Op Amp 741, yang merupakan IC penguat. Pada rangkaian ini terjadi penguatan sebesar :

220.000

2 2 110.000

tan 366, 6

1 300 300

R

Pengua A kali

R

= = = = =

3.5 Perancangan Rangkaian DTMF Dekoder.

Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah nada tone yang diterima menjadi 4 bit data biner. Rangkaian DTMF decoder datunjukkan oleh gambar berikut ini :


(48)

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC MT8870. IC ini merupakan IC DTMF decoder. IC ini akan merubah tone yang ada pada inputnya menjadi 4 bit data biner. Jika tone yang diterimanya tone 1, maka output dari rangkaian ini adalah 0001, tone yang diterimanya tone 2, maka output dari rangkaian ini adalah 0010, demikian seterusnya.

Input rangkaian ini akan dihubungkan dengan penguat sehingga sinyal (tone) yang berasal dari HP akan diinputkan ke pin 2 dari IC ini.

Output dari rangkaian ini akan dihubungkan ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler dapat mengenali data yang dikirimkan oleh rangkaian ini untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk melaksanakan instruksi selanjutnya.

3.6 Perancangan Rangkaian Driver Motor Stepper

Untuk mengendalikan perputaran motor stepper dibutuhkan sebuah driver. Driver ini berfungsi untuk memutar motor stepper searah dengan jarum jam atau berlawanan arah dengan jarum jam. Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran, dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S52 dan keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja memutar motor stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya. Rangkaiannya seperti gambar di bawah :


(49)

Gambar 3.6 Rangkaian Driver Motor Stepper

Rangkaian ini terdairi dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S52. Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan emitor dihubungkan ke ground.

Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122 mendapat tegangan 5 volt, maka transistor akan aktip. Hal ini akan menyebabkan terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground. Hal ini menyebabkan arus akan mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan yang memiliki medan magnet tesebut.


(50)

Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktip dan tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet pada kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang terhubung ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Maka motor akan beralih kearah kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high diberikan secara bergantian pada input dari driver motor stepper, maka motor stepper akan berputar sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.

3.7 Rangkaian relay pengendali lampu

Untuk mengendalikan lampu tidak dapat langsung dikendalikan mikrokontroler tetapi terlebih dahulu harus melalui driver, dimana driver ini berupa rangkaian realay. Relay akan memutus dan menyambungkan arus AC untuk supplay tegangan yang

dibutuhkan lampu.

Keluaran dari mikrokontroler akan masuk ke basis transistor NPN C945, sehingga jika keluaran mikrokontroler high maka transistor akan saturasi, sehingga arus akan mengalir dari Vcc masuk ke colector dan diteruskan ke emiter. Ketika relay bekerja maka tegangan 12V DC akan disalurkan dan pompa motor akan menyala.


(51)

Gambar 3.7 Gambar rangkaian relay pengendali lampu

Transistor C945 dalam keadaan saturasi jika IB(Sat) = 15 mAmp. Keluaran dari

DATA tegangannya sebesar 5 V (High) dengan arus sebesar:

5 0, 7

4, 3 mA 1000

B

I = − =

Maka IB = 4,3 mA sehingga IB > IB(Sat), dan transistor akan saturasi ketika data

bernilai high, dan arus akan mengalir pada kumparan relay, dioda 1N4004 berfungsi menahan tegangan balik dari relay ketika keadaan berubah dari aktif menuju tidak aktif.


(52)

3.8 Rangkaian Pengendali Kipas

Alat ini secara otomatis akan mematikan kipas apabila temperatur yang terdeteksi oleh alat ini di atas atau sama dengan 360C dan akan meghidupkan kipas jika temperatur yang terdeteksi oleh alat ini di bawah atau sama dengan 330C. Rangakaian pengendali kipas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.8 Rangkaian Pengendali Kipas

Kipas yang digunakan adalah kipas 12volt DC. Kipas jenis ini hanya membutuhkan tegangan 12 volt DC untuk menghidupkannya. Pada rangkaian di atas transistor berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghidupkan dan mematikan kipas. Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip kipas dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (TIP122), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan kipas hidup. Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak


(53)

terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan kipas mati.

Transistor yang digunakan dalam rangkaian di atas adalah transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip apabila tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt. Resistor 4,7 Kohm pada basis berguna untuk membatasi arus yang masuk pada basis agar transistor tidak rusak. Dengan memberikan tahanan sebesar 4,7 Kohm

berarti arus yang masuk ke basis sebesar 5 0, 001 1 4.700

V volt

A mA

R = ohm= = .

Seperti telah dijelaskan di atas bahwa transistor jenis NPN akan aktip apabila tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt, dimana basis dihubungkan dengan P2.7 AT89S52. P2.7 akan memiliki tegangan sebesar 5 volt jika diset high (1) dan memiliki tegangan 0 volt jika diset low (0). Dengan demikian kita sudah dapat mengendalikan (menghidupkan/ mematikan) transistor melalui program.


(54)

BAB 4

PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian catu daya ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 4,9 volt. Sedangkan tegangan keluaran kedua adalah sebesar +11,9 volt. Dan tegangan keluaran ketiga sebesar – 12,1 volt.

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S8252

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT89S8252 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian.Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller AT89S8252. Programnya adalah sebagai berikut:


(55)

Loop:

Setb P3.7

Acall tunda

Clr P3.7

Acall tunda

Sjmp Loop

Tunda:

Mov r7,#255

Tnd: Mov r6,#255

Djnz r6,$

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


(56)

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 = mikrodetik.

Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi

MOV Rn,#data 2 2 x 1 µd = 2 µd

DJNZ 2 2 x 1 µd = 2 µd

RET 1 1 x 1 µd = 1 µd

Tunda:

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


(57)

djnz r7,loop3

djnz r2,loop8

ret

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.059 µdetik atau 0,130059 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.

Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S8252, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S8252 telah bekerja dengan baik.

4.3 Pengujian Rangkaian Penguat

Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada input dari Op-Amp dan tegangan pada outputnya. Dari hasil pengukuran didapat nilai tegangan sebagai berikut :

Kondisi Input Output

Tidak ada sinyal 0,9 mV 172,2 mV

Ada sinyal 18,3 mV 1,93 V

Dari data yang ada, didapatkan penguatan yang dihasilkan oleh rangkaian sebesar 191 kali untuk kondisi tidak ada sinyal dan 105 kali penguatan untuk kondisi ketika ada sinyal (penekanan pada salah satu tombol HP).


(58)

4.4 Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder

Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan mengubungkan input dari rangkaian ini ke rangkaian penguat, kemudian menghubungkannya dengan kabel speaker pada HP. Selanjutnya tombol pada HP ditekan dan dilihat outpunya. Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut :

Tombol LED1 LED2 LED3 LED4

1 ON OFF OFF OFF

2 OFF ON OFF OFF

3 ON ON OFF OFF

4 OFF OFF ON OFF

5 ON OFF ON OFF

6 OFF ON ON OFF

7 ON ON ON OFF

8 OFF OFF OFF ON

9 ON OFF OFF ON

0 OFF ON OFF ON

* ON ON OFF ON

# OFF OFF ON ON

4.5 Pengujian Rangkaian Driver motor stepper

Pengujian pada rangkaian driver motor stepper ini dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian driver motor stepper ini dengan rangakaian mikrokontroler


(59)

AT89S8252 dan menghubungkan output dari rangkaian driver motor stepper ini dengan motor stepper, kemudian memberikan program sebagai berikut:

Loop:

Clr P0.3 Setb P0.0 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.1 Acall Tunda Clr P0.1 Setb P0.2 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.3 Acall Tunda Sjmp Loop

Tunda:

Mov R7,#50 Tnd:

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Program di atas akan memberikan logika high secara bergantian pada input dari driver motor stepper, dimana input dari jembatan masing-masing dihubungkan ke P0.0,P0.1, P0.2 dan P0.3. Dengan program di atas maka motor akan bergerak searah dengan arah putaran jarum jam (menutup pintu). Untuk memutar dengan arah sebaliknya, maka diberikan program sebagai berikut :


(60)

Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.1 Acall Tunda Clr P0.1 Setb P0.0 Acall Tunda Sjmp Loop

Tunda:

Mov R7,#50 Tnd:

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Dengan program di atas, maka motor akan berputar berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam (membuka pintu). Tunda digunakan untuk mengatur kecepatan putar dari motor. Semakin besar nilai yang diberikan pada tunda, maka perputaran motor akan semakin lambat, dan sebaliknya.


(61)

Gambar 4.6 Pengendali Driver Lampu

Untuk mengendalikan driver lampu membutuhkan program yang dapat menghasilkan sinyal high (5 Volt) untuk mengaktifkan driver lampu dan sinyal low (0Volt) untuk me-nonaktifkan driver lampu. Program tersebut adalah :

Cjne a,#4,ulang

Setb p0.0

Cjne a,#0,ulang

Clr p0.0

Pada penggalan program diatas port0.0 adalah pin mokrokontroler yang mengendalikan driver lampu, program tersebut akan menyatakan lampu apabila nilai


(62)

akumulator 4 maka driver relay akan menyalakan lampu, tetapi apabila akumulator bernilai low maka p0.0 akan bernilai low dan driver relay akan mematikan lampu.

4.7Pengujian Driver Kipas

Untuk melakukan pengujian terhadap rangkaian driver kipas kita dapat menghubungkannya dengan mikrokontroler secara langsung. Dengan memberikan program sebagai berikut akan menunjukkan driver kipas bekerja dengan baik atau tidak

Cjne a,#1,ulang Setb p2.7 Cjne a,#2,ulang Clr p2.7

Gambar 4.7 Rangkaian Pengendali Kipas

Penggalan program tersebut menerangkan apabila akumulator bernilai 1 maka p2.7 akan bernilai High dan menyebabkan transistor TIP 122 saturasi dan kipas akan hidup.


(63)

Apabila akumulator bernilai 2 maka p2.7 akan bernilai low dan transistor TIP 122 akan Cut Off maka kipas akan mati.


(64)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

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

1. Sinyal DTMF yang dikirimkan oleh handphone dapat diterjemahkan menjadi data biner oleh IC DTMF decoder.

2. Motor Stepper tidak dapat dikendalikan langsung oleh mikrokontroler,karena untuk menggerakkan motor stepper dibutuhkan tegangan sebesar 12V dan tegangan keluaran dari mikrokontroler hanya 5V, sehingga dibutuhkan rangkaian driver sebagai sarana untuk mengendalikannya.


(65)

5.2 Saran

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

1. Sebaiknya jenis capasitor yang digunkan pada rangkaian DTMF decoder adalah jenis capasitor milar karena capasitor ini lebih baik untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi.

2. Dalam pengambilan data dari DTMF decoder oleh mikrokontroler sebaiknya mengubah pembacaan data 8 bit menjadi data 4 bit, karena data keluaran DTMF decoder adalah data 4 bit.


(66)

DAFTAR PUSTAKA

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

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

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.


(1)

Gambar 4.6 Pengendali Driver Lampu

Untuk mengendalikan driver lampu membutuhkan program yang dapat menghasilkan sinyal high (5 Volt) untuk mengaktifkan driver lampu dan sinyal low (0Volt) untuk me-nonaktifkan driver lampu. Program tersebut adalah :

Cjne a,#4,ulang

Setb p0.0

Cjne a,#0,ulang

Clr p0.0

Pada penggalan program diatas port0.0 adalah pin mokrokontroler yang mengendalikan driver lampu, program tersebut akan menyatakan lampu apabila nilai


(2)

akumulator 4 maka driver relay akan menyalakan lampu, tetapi apabila akumulator bernilai low maka p0.0 akan bernilai low dan driver relay akan mematikan lampu.

4.7Pengujian Driver Kipas

Untuk melakukan pengujian terhadap rangkaian driver kipas kita dapat menghubungkannya dengan mikrokontroler secara langsung. Dengan memberikan program sebagai berikut akan menunjukkan driver kipas bekerja dengan baik atau tidak

Cjne a,#1,ulang Setb p2.7 Cjne a,#2,ulang Clr p2.7

Gambar 4.7 Rangkaian Pengendali Kipas

Penggalan program tersebut menerangkan apabila akumulator bernilai 1 maka p2.7 akan bernilai High dan menyebabkan transistor TIP 122 saturasi dan kipas akan hidup.


(3)

Apabila akumulator bernilai 2 maka p2.7 akan bernilai low dan transistor TIP 122 akan Cut Off maka kipas akan mati.


(4)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

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

1. Sinyal DTMF yang dikirimkan oleh handphone dapat diterjemahkan menjadi data biner oleh IC DTMF decoder.

2. Motor Stepper tidak dapat dikendalikan langsung oleh mikrokontroler,karena untuk menggerakkan motor stepper dibutuhkan tegangan sebesar 12V dan tegangan keluaran dari mikrokontroler hanya 5V, sehingga dibutuhkan rangkaian driver sebagai sarana untuk mengendalikannya.


(5)

5.2 Saran

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

1. Sebaiknya jenis capasitor yang digunkan pada rangkaian DTMF decoder adalah jenis capasitor milar karena capasitor ini lebih baik untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi.

2. Dalam pengambilan data dari DTMF decoder oleh mikrokontroler sebaiknya mengubah pembacaan data 8 bit menjadi data 4 bit, karena data keluaran DTMF decoder adalah data 4 bit.


(6)

DAFTAR PUSTAKA

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

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

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.