Prototipe Alat Pendeteksi Dan Pemadam Kebakaran Dengan Menggunakan Sensor Asap AF30 Dan Sensor Suhu LM35

PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DAN PEMADAM KEBAKARAN

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP AF30 DAN SENSOR

SUHU LM35

TUGAS AKHIR

MUHAMMAD HUNAIFI 072408012

PROGRAM STUDI FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DAN PEMADAM KEBAKARAN

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP AF30 DAN SENSOR

SUHU LM35

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

MUHAMMAD HUNAIFI 072408012

PROGRAM STUDI FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

PERSETUJUAN

Judul : PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DAN PEMADAM

KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP AF30 DAN SENSOR SUHU LM35

Kategori : LAPORAN PRAKTEK PROYEK

Nama : MUHAMMAD HUNAIFI

Nomor Induk Mahasiswa : 072408012

Program Studi : DIPLOMA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Desember 2010

Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua Program Studi, Pembimbing

Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc Prof.Dr.Muhammad Zarlis, Msc NIP.196505171993031009 NIP. 195707011993031003

PERNYATAAN

PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DAN PEMADAM KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP AF30 DAN SENSOR SUHU LM35

TUGAS AKHIR

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

Medan, Desember 2010

MUHAMMAD HUNAIFI 072408012

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha penyayang, dengan limpahan karunia –Nya penyelesaian Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan.

Tugas Akhir ini disusun berdasarkan perancangan alat yang penulis lakukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Program Diploma (D3) pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Departemen Fisika Jurusan Fisika Instrumentasi, Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof.Dr.Muhammad Zarlis,Msc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan bimbingan dan kepercayaan penuh kepada saya untuk menyempurnakan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Dr.Eddy Marlianto,M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi, Bapak Drs.Syahrul Humaidi dan sekretaris Departemen Fisika Ibu Dra.Justinon,M.Si dan seluruh dosen pengajar serta pegawai di Departemen Fisika FMIPA USU.

Ucapan terima kasih saya yang spesial buat Ayahanda tercinta Drs. Usmar Chan dan Ibunda Azizah Nst. yang selalu sedia memberikan bantuan dan dukungan materi, dorongan dan doa. Tidak terlupakan juga saya ucapkan buat adik-adikku tersayang Muhammad Husaini, dan Muhammad Fudhaili, terima kasih buat doa dan dukungannya.

Terima kasih saya ucapkan buat teman-teman saya di Fisika Instrumentasi yang mau membantu saya dalam penyelesaian tugas akhir ini, khususnya Hendi, Ary Aryzky, Suci, Juhendra, Echi, Tuya, Aseng, Gatot, Widya, Ocha, Ferri dan Bang Ifantri sebagai partner saya. Buat teman-teman saya Kelompok BFF dan SJ Community, dan Bang Brian serta semua pihak yang membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis banyak menyadari banyak terdapat kekurangan dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk menyempurnakan tugas akhir ini.

ABSTRAK

Ada banyak sensor suhu yang dipakai dalam implementasi system elektronika, salah satu contohnya adalah LM35. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung. LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. LM35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya lumayan bagus. Sensor LM35 dikonfigurasikan untuk dapat mendeteksi suhu antara 0O sampai 150O C. Sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap 10 mV mewakili kenaikan suhu 1O C. Sensor AF30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR ix

LAMPIRAN x

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan 2

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Sistematika Penulisan 3

1.5 Metodologi Penulisan 5

BAB 2 LANDASAN TEORI 6

2.1 Sistem Pendeteksi dan Pemadam Otomatis 6

2.2 Komponen – Komponen Dasar 8

2.2.1 Relay 8

2.3 Perangkat Keras 9

2.3.1 ADC (Analog to Digital Converter) 9

2.3.2 Mikrokontroler 11

2.3.3 Mikrokontroler AT89S51 12

2.3.4 Penjelasan Fungsi PIN Mikrokontroler AT89S51 13

2.3.5 Display Seven Segment 16

2.4 Perangkat Lunak 17

2.4.1 Instruksi Transfer Data 18

2.4.2 Instruksi Aritmatik 19

2.4.4 Instruksi Transfer Kendali 20

BAB 3 PERANCANGAN ALAT 22

3.1 Diagram Blok Rangkaian 22

3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 23

3.3 Display Seven Segment 24

3.4 Rangkaian Relay 25

3.5 Rangkaian ADC 26

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 28

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 28

4.2 Pengujian Rangkaian Display Seven Segment 30

4.3 Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) 33

4.4 Pengujian Rangkaian Relay 35

4.5 Pengujian Sensor AF30 36

4.6 Pengujian Sensor LM35 38

BAB 5 PENUTUP 39

5.1 Kesimpulan 39

5.2 Saran 40

DAFTAR TABEL

Halaman

Table 2.1 Tabel Fungsi Khusus Port 3 14

Table 4.1 Tabel Data Pada Rangkaian Display Seven Segmen 31

Table 4.2 Tabel Data Hasil Pengujian ADC 35

Table 4.3 Tabel Data Tegangan Output Sensor Pada Saat Udara Bersih

Dan Pada Saat Terdapat Asap 36

Table 4.4 Tabel Data Out ADC Pada Setiap Kenaikan Output Sensor 37 Table 4.5 Tabel Data Hasil Pengujian Rangkaian ADC 38

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Pendeteksi dan Pemadam Otomatis 7

Gambar 2.2 Gambar ADC Secara Umum 10

Gambar 2.3 Pin-Out Mikrokontroler AT89S51 13

Gambar 2.4 Seven Segmen 17

Gambar 3.1 Diagram Blok 22

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 23

Gambar 3.3 Rangkaian Display Seven Segmen 24

Gambar 3.4 Rangkaian Relay 25

Gambar 3.5 Rangkaian ADC 27

Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 28

Gambar 4.2 Rangkaian Display Seven Segmen 31

Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian ADC 34

Gambar 4.4 Rangkaian Pengujian Sensor AF-30 36

LAMPIRAN 1. Gambar Rangkaian 2. Program Rangkaian

3. Data Sheet Mikrokontroler AT89S51 2. Data Sheet LM35

ABSTRAK

Ada banyak sensor suhu yang dipakai dalam implementasi system elektronika, salah satu contohnya adalah LM35. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung. LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. LM35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya lumayan bagus. Sensor LM35 dikonfigurasikan untuk dapat mendeteksi suhu antara 0O sampai 150O C. Sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap 10 mV mewakili kenaikan suhu 1O C. Sensor AF30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat pesat. Perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu manusia terhadap suatu hal yang pada akhirnya diharapkan akan mempermudah manusia. Dengan pesatnya laju perkembangan teknologi tersebut banyak bermunculan alat-alat yang canggih yang dapat bekerja secara otomatis.

Dalam bidang elektronika, perlahan - lahan peralatan - peralatan manual mulai digantikan dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis, contohnya dalam bidang keamanan. Sistem keamanan merupakan hal yang sangat penting bagi kehidupan kita sehari-hari. Dan seiring dengan perkembangan teknologi, telah banyak kita lihat peralatan - peralatan elektronika yang berfungsi untuk menciptakan keamanan di lingkungan kita sehari-hari. Baik itu keamanan dari pencurian bahkan sampai hal hal yang tidak diinginkan lainnya seperti kebakaran misalnya.

Pada kasus kebakaran, Tingkat kerugian yang dihasilkan oleh bencana kebakaran tentunya sangat besar. Kebakaran yang terjadi dapat di atasi, dan dapat meminimalkan kerugian yang terjadi apabila kita mengetahui gejala - gejala akan terjadi kebakaran sejak dini. Untuk merealisasikan hal tersebut, diperlukan suatu peralatan yang cerdas yang dapat

memberitahukan kepada kita bahwa telah terjadi kebakaran di suatu ruangan atau di tempat umum secara dini sehingga dengan adanya alat ini kita dapat melakukan antisipasi yang lebih lanjut guna menghindari kerugian yang disebabkan oleh kebakaran.

Alat pendeteksi kebakaran sebenarnya tidak terlalu sukar untuk dibuat hanya saja kita memerlukan suatu sensor yang sensisitif agar hasil yang di dapat lebih teliti dan akurat dan diharapkan dengan adanya alat pendeteksi kebakaran ini kerugian yang dihasilkan oleh kebakaran dapat dicegah dan diminimalkan.

1.2.Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Melakukan rancang bangun suatu alat yang dapat mendeteksi dan memadamkan api secara otomatis apabila terjadi kebakaran di dalam suatu ruangan.

2. Memanfaatkan sensor asap AF30 dan sensor suhu LM35 sebagai sensor pendeteksi kebakaran.

3. Memperluas aplikasi sensor AF30, LM35, serta aplikasi dari uC AT89S51.

1.3.Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:

1. Penelitian ini hanya difokuskan pada perancangan dan pembuatan alat yang mampu mendeteksi dan memadamkan api secara otomatis apabila terjadi kebakaran di dalam suatu ruangan.

2. Menjelaskan bagaimana prinsip kerja alat / instrument sehingga dapat mendeteksi dan memadamkan api secara otomatis apabila terjadi kebakaran di dalam suatu ruangan. 3. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala terjadinya kebakaran adalah sensor

asap AF30 dan sensor suhu LM35.

4. Pendeteksian kebakaran dilakukan hanya dengan cara membandingkan tingkat kenaikan suhu dan ada atau tidaknya asap di ruangan tersebut.

5. Alat tidak dapat mendeteksi sumber api.

1.4.Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat pendeteksi dan pemadam kebakaran secara otomatis dengan menggunakan sensor asap AF30 dan Sensor suhu LM35, maka penulis menulis laporan ini dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

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

BAB II. LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S51 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari Sensor asap AF30, LM35, dan ADC0804

BAB III. 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 AT89S51.

BAB IV. 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 mengaktifkan rangkaian, 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.

1.5. Metodologi Penulisan

Adapun metode laporan praktek proyek ini adalah :

1. Identifikasi masalah dengan penelurusan referensi baik dari buku maupun dari hasil browsing di situs-situs internet.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Sistem Pendeteksi dan Pemadam Kebakaran Otomatis

Dalam bidang elektronika, perlahan-lahan peralatan-peralatan manual mulai digantikan dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis.contohnya dalam bidang keamanan. Sistem keamanan merupakan hal yang sangat penting bagi kehidupan kita sehari hari. Dan seiring dengan perkembangan teknologi, telah banyak kita lihat peralatan - peralatan elektronika yang berfungsi untuk menciptakan keamanan di lingkungan kita sehari hari. Baik itu keamanan dari pencurian bahkan sampai hal hal yang tidak diinginkan lainnya seperti kebakaran misalnya.

Pada kasus kebakaran, Tingkat kerugian yang dihasilkan oleh bencana kebakaran tentunya sangat besar. Kebakaran yang terjadi dapat di atasi, dan dapat meminimalkan kerugian yang terjadi apabila kita mengetahui gejala - gejala akan terjadi kebakaran sejak dini. Untuk merealisasikan hal tersebut, diperlukan suatu peralatan yang cerdas yang dapat memberitahukan kepada kita bahwa telah terjadi kebakaran di suatu ruangan atau di tempat umum secara dini sehingga dengan adanya alat ini kita dapat melakukan antisipasi yang lebih lanjut guna menghindari kerugian yang disebabkan oleh kebakaran.

Adapun skema dan penjelasan dari sistem pendeteksi dan pemadam kebakaran otomatis dengan menggunakan sensor asap AF30 dan sensor suhu LM35 yang dirancang dapat dilihat dari diagram blok berikut :

Sensor Suhu LM35

Sensor Asap AF30

Analog to Digital Converter (ADC)

Analog to Digital Converter (ADC)

Display 7 segment

Display Dot Matrix 7 x 16

uC AT89S51

Driver Relay

Driver Relay

Driver Relay Pompa Air

Kipas Alarm

Gambar 2.1. Blok Diagram Pendeteksi dan Pemadam Kebakaran Otomatis

Secara umum, pada sistem pendeteksi dan pemadan kebakaran otomatis dengan menggunakan sensor Asap AF30 dan Sensor suhu LM35 ini terdiri dari tiga belas blok diagram utama. Sensor suhu lm35 berfungsi untuk mendeteksi kenaikan suhu pada ruangan. Sedangkan sensor asap AF30 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang terdapat di dalam ruangan. Output sensor yang berupa data analog tidak dapat di olah langsung oleh mikrokontroller karena mikrokontroller hanya dapat mengolah input data berupa data digial yang diberikan kepadanya, agar mikrokontroller dapat membaca dan mengolah data dari sensor maka terlebih dahulu data analog sensor dikonversi menjadai data data digital dengan menggunakan ADC. Mikrokontroller disini berfingsi sebagai otak dari keseluruhan sistem (Main System). Untuk dapat menghidupkan kipas,pompa,dan alarm secara otomatis diperlukan suatu rangkaian driver (pengendali). driver ini terdiri dari rangkaian relay dimana relay ini berfungsi sebagai saklar elktronik. Yang mana Relay akan aktif dengan sendirinya bila diberikan data kepadanya. Display 7 segment berfungsi untuk menampilkan nilai suhu

yang terdeteksi oleh sensor suhu. Dan display dot matrix 7 x 16 berfungsi untuk menampilkan pesan bila telah terjadi kebakaran.

2.2. Komponen-komponen Dasar

Rancangan yang penulis buat menggunakan beberapa komponen-komponen elektronika, untuk memudahkan memahami fungsi dan karakteristik dari masing – masing komponen maka penulis mencoba untuk membahasnya disini.

2.2.1 Relay

Relay adalah suatu peranti yang menggunaka seperangkat kontak penghantar yang dililit pada inti besi. Bila kumparan ini dienergikan, medan magnet yang terbentuk menarik armatur berporos yang digunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar.

Berdasarkan cara kerjanya, Relay dapat dibedakan beberapa jenis, yaitu : 1. Normal terbuka. Kontak sakelar tertutup hanya jika relay dihidupkan. 2. Normal tertutup. Kontak sakelar terbuka hanya jika relay dihidupkan.

3. Tukar-sambung. Kontak sakelar berpindah dari satu kutub ke kutub lain saat relay dihidupkan.

4. Bila arus masuk pada gulungan maka seketika gulungan, maka seketika gulungan akan berubah menjadi medan magnet. Gaya magnet inilah yang akan menarik luas sehingga sakelar akan bekerja.

2.3. Perangkat Keras

Perangkat keras merupakan bentuk fisik dari alat pendeteksi dan pemadam kebakaran yang terdiri dari power supply, ADC, Mikrokontroller AT89S51, Display 7 Segment, Display Dot Matrix 7 x 16.

2.3.1. ADC (Analog to Digital Converter)

ADC (Analog to Digital Converter) adalah suatu rangkaian pengubah informasi dari tegangan analog ke digital. A/D Converter ini dapat dipasang sebagai pengonversi tegangan analog dari suatu peralatan sensor ke konfigurasi digital yang akan diumpankan ke suatu sistem minimum.

Secara umum Rangkaian di dalam IC ADC memiliki 2 bagian utama, yaitu:

1. Bagian Sampling dan Hold, yang berfungsi menangkap atau menahan tagangan analog input sesaat untuk seterusnya diumpankan ke rangkaian pengonversi.

2. Rangkaian Konversi A/D (plus rangkaian kontrolnya).

Gambar berikut menggambarkan bagaimana aliran sinyal analog diubah ke sinyal digital.

Konversi A/D & Kontrol

0/1

Ke INT CPU

PB7-PB0 Ke parallel Input port S/H Input analog 0/1

START Konversi, SOC Chip Select, CE

END Konversi, EOC

Rangkaian di atas dioperasikan sebagai berikut. Pertama, kontroler, dalam hal ini mikroprosesor / mikrokontroller menghubungi ADC dengan mengirim sinyal CE. Artinya, ADC diaktifkan. Kemudian SOC (start of conversion) dikirimkan sehingga ADC mulai melakukan sampling sinyal dan diikuti dengan konversi ke digital.

Bila konversi selesai maka ADC akan mengirimkan tanda selesai EOC (end of

conversion) yang artinya hasil konversi telah siap dibaca di (PB7-PB0). Program yang sesuai

harus dibuat mengikuti prosedur seperti di atas. Artinya, program utama mikroprosesor harus dimuati dengan suatu program loop tertutup dan menunggu tanda untuk membaca data dari ADC. Meski tanda ini tidak harus diperhatikan, tetapi berakibat data yang dipaksa dibaca akan sering invalid karena CPU tidak dapat membedakan keadaan ambang (ketika ADC tengah melakukan konversi) dengan keadaan data siap (valid). Agar lebih efektif, fungsi interrupt harus diaktifkan untuk menghindari terjebaknya CPU dalam loop saat menunggu ADC siap. Dengan demikian CPU hanya akan membaca data bila mendapatkan interrupt.

Secara singkat, ADC memerlukan bantuan sekuensi kontrol untuk menangkap dan mengkonversi sinyal. Seberapa lama ADC dapat sukses mengkonversi suatu nilai sangat tergantung dari kemampuan sampling dan konversi dalam domain waktu. Makin cepat prosesnya, makin berkualitas pula ADC tersebut. Karena inilah maka karakteristik ADC yang paling penting adalah waktu konversi (conversion time). Namun demikian, kemampuan riil ADC dalam kontrol loop tertutup dalam sebuah sistem lengkap justru sangat dipengaruhi oleh kemampuan kontroler atau prosesor dalam mengolah data input-output secara cepat, dan bukan hanya karena kualitas ADC-nya.

2.3.2. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk tugas-tugas yang berorientasi kontrol. Mikrokontroler berkembang dengan dua alasan utama, yaitu kebutuhan pasar (market needed) dan perkembangan teknologi baru. Yang dimaksud dengan kebutuhan pasar yaitu kebutuhan manusia yang semakin besar terhadap alat-alat elektronik dengan perangkat pintar sebagai pengontrol dan pemroses data. Sedangkan yang dimaksud dengan perkembangan teknologi baru adalah perkembangan teknologi semikonduktor yang memungkinkan pembuatan chip dengan kemampuan komputasi yang sangat cepat, bentuk yang semakin mungil, dan harga yang semakin murah.

2.3.3. Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler seri 8051 merupakan salah satu seri mikrokontroler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia karena memiliki fasilitas onchip memory. Perusahaan ATMEL membuat seri ini dengan nama AT89S51. Mikrokontroler AT89S51 memiliki fitur sebagai berikut :

• 4K byte ROM

ROM atau Read Only Memory adalah tempat penyimpanan program yang diisikan pada mikrokontroler. ROM hanya bisa dibaca. ROM biasanya berisi kode/ program untuk mengontrol kerja mikrokontroler. Kapasitas memori yang disediakan oleh AT89S51 ini adalah 4 kilobyte

• 128 bytes RAM

RAM atau Random Access Memory adalah memori yang berisi data yang akan dieksekusi oleh mikrokontroler. RAM bisa ditulis dan dibaca, bersifat volatile

(isinya hilang jika power/ sumber tegangan dihilangkan). Kapasitas memori yang disediakan oleh AT89S51 adalah 128 bytes.

• 4 buah 8-bit I/O (Input/Output) port

Port ini berfungsi sebagai terminal input dan output. Selain itu, dapat digunakan

sebagai terminal komunikasi paralel, serta komunikasi serial (pin10 dan 11). • 2 buah 16 bit timer

• Interface komunikasi serial

• 64K pengalamatan code (program) memori • 64K pengalamatan data memori

• Prosesor Boolean (satu bit-satu bit)

Dengan fitur ini, mikrokontroler dapat melakukan operasi logika seperti AND, OR, EXOR, dan lain-lain.

• 210 lokasi bit-addressable, dan

• 4 µs operasi pengkalian atau pembagian

2.3.4. Penjelasan Fungsi PIN Mikrokontroler AT89S51

Arsitektur hardware mikrokontroler AT89S51 dari perspektif luar atau biasa disebut pin out digambarkan pada gambar 2.3 di bawah ini:

Berikut adalah penjelasan mengenai fungsi dari tiap-tiap pin (kaki) yang ada pada mikrokontroler AT89S51.

• Port 0

Merupakan dual-purpose port (port yang memiliki dua kegunaan). Pada disain yang minimum (sederhana), port 0 digunakan sebagai port Input/Output (I/O). Sedangkan pada disain lebih lanjut pada perancangan dengan memori eksternal digunakan sebagai data dan address (alamat) yang di-multiplex. Port 0 terdapat pada pin 32-39.

• Port 1

Merupakan port yang hanya berfungsi sebagai port I/O (Input/Output). Port 1 terdapat pada pin 1-8.

• Port 2

Merupakan dual-purpose port. Pada disain minimum digunakan sebagai port I/O (Input/Output). Sedangkan pada disain lebih lanjut digunakan sebagai high byte dari

address (alamat). Port 2 terdapat pada pin 21-28.

• Port 3

Merupakan dual-purpose port. Selain sebagai port I/O (Input/Output), port 3 juga mempunyai fungsi khusus. Fungsi khusus tersebut diperlihatkan pada tabel 2.1. Port 3 terdapat pada pin 10-17.

No. Pin Port Pin Nama Port Fungsi Alternatif

10 P3.0 RXD Menerima data untuk port serial 11 P3.1 TXD Mengirim data untuk port serial 12 P3.2 INT 0 Interrupt 0 eksternal

13 P3.3 INT 1 Interrupt 1 eksternal

14 P3.4 T0 Timer 0 input eksternal

15 P3.5 T1 Timer 1 input eksternal

16 P3.6 WR Memori data eksternal write strobe 17 P3.7 RD Memori data eksternal read strobe

Tabel 2.1. Fungsi khusus Port 3

• PSEN (Program Store Enable)

PSEN adalah sinyal kontrol yang mengizinkan untuk mengakses program (code) memori eksternal. Pin ini dihubungkan ke pin OE (Output Enable) dari EPROM. Sinyal PSEN akan “0” (LOW) pada tahap fetch (penjemputan) instruksi. PSEN akan selalu bernilai “1” (HIGH) pada pembacaan program memori internal. PSEN terdapat pada pin 29.

• ALE (Address Latch Enable)

ALE digunakan untuk men-demultiplex address (alamat) dan data bus. Ketika menggunakan program memori eksternal, port 0 akan berfungsi sebagai address (alamat) dan data bus. Pada setengah paruh pertama memori cycle ALE akan bernilai “1” (HIGH) sehingga mengizinkan penulisan address (alamat) pada register eksternal. Dan pada setengah paruh berikutnya akan bernilai “1” (HIGH) sehingga

port 0 dapat digunakan sebagai data bus. ALE terdapat pada pin 30.

• EA (External Access)

Jika EA diberi input “1” (HIGH), maka mikrokontroler menjalankan program memori internal saja. Jika EA diberi input “0” (LOW), maka AT89S51 menjalankan program memori eksternal (PSEN akan bernilai “0”). EA terdapat pada pin 31.

• RST (Reset)

RST terdapat pada pin 9. Jika pada pin ini diberi input “1” (HIGH) selama minimal 2

machine cycle, maka sistem akan di-reset ( kembali ke awal ).

• On-Chip oscillator

AT89S51 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja jika didrive menggunakan kristal. Tambahan kapasitor diperlukan untuk menstabilkan sistem. Nilai kristal yang biasa digunakan pada AT89S51 ini adalah 12 MHz. On-chip

oscillator tidak hanya dapat di-drive dengan menggunakan kristal, tetapi juga dapat

dengan menggunakan TTL Oscillator.

• Koneksi power

AT89S51 beroperasi pada tegangan 5 volt. Pin Vcc terdapat pada pin 40, sedangkan pin Vss (ground) terdapat pada pin 20.

2.3.5. Display Seven Segment

Seven Segment adalah suatu segmen- segmen yang digunakan menampilkan angka. Seven segmen ini tersusun atas 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a - f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segmen ini terdiri dari 1 atau 2 Light Emitting Diode ( LED ).

Gambar 2.4. Seven segmen

Seven segmen dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu Common Anoda dan Common Katoda.

• Common Anoda

Pada Common Anoda, semua anoda dari dioda disatukan secara parallel dan semua itu dihubungkan ke Vcc dan kemudian LED dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak. Karena dihubungkan ke Vcc, maka Common Anoda ini berada pada kondisi Aktif High.

• Common Katoda

Pad Common Katoda, semua katoda disatukan secara paralel dan dihubungkan ke ground. Karena seluruh katoda dihubungkan ke ground, maka Common Katoda ini berada pada kondisi Aktif Low.

2.4. Perangkat Lunak

Perangkat lunak (software) adalah seperangkat intruksi yang disusun menjadi sebuah program untuk memerintahkan microcomputer melakukan suatu pekerjaan. Sebuah instruksi selalu berisi kode operasi (op-code), kode pengoperasian inilah yang disebut dengan bahasa mesin yang dapat dimengerti oleh mikrokontroller. Instruksi-instruksi yang digunakan dalam memprogram suatu program yang diisikan pada AT89S51 adalah instruksi bahasa

pemograman assembler atau sama dengan intruksi pemograman pada IC mikrokontrller 8031 dan MCS51.

2.4.1. Instruksi Transfer Data

Instruksi transfer data terbagi menjadi dua kelas operasi sebagai berikut :

• Transfer data umum ( General Purpose Transfer ), yaitu : MOV, PUSH dan POP. • Transfer spedifik akumulator ( Accumulator Specific Transfer ), yaitu : XCH,

XCHD, dan MOVC.

Instruksi transfer data adalah intruksi pemindahan /pertukaran data antara operand sumber dengan operand tujuan. Operand-nya dapat berupa register, memori atau lokasi suatu memori. Penjelasan instruksi transfer data tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.

MOV : Transfer data dari Register satu ke Register yang lainnya, antara Register dengan Memory.

PUSH : Transfer byte atau dari operand sumber ke suatu lokasi dalam stack yang alamatnya ditunjuk oleh register penunjuk.

POP : Transfer byte atau dari dalam stack ke operand tujuan.

XCH : Pertukaran data antara operand akumulator dengan operand sumber.

XCHD : Pertukaran nibble orde rendah antara RAM internal ( lokasinya ditunjukkan oleh R0 dan R1 )

2.4.2. Instruksi Aritmatik

Operasi dasar aritmatik seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian dimiliki oleh AT89S51 dengan mnemonic : INC, ADD, SUBB, DEC, MUL dan DIV. Penjelasan dari operasi mnemonic tersebut dijelaskan sebagai berikut :

INC : Menambah satu isi sumber operand dan menyimpan hasilnya ke operand tersebut

ADD : Penjumlahan antara akumulator dengan sumber operand dan hasilnya disimpan di akumulator

SUBB : Pengurangan akumulator dengan sumber operand, hasilnya disimpan dalam

operand tersebut.

DEC : Mengurangi sumber operand dengan 1. dan hasilnya disimpan pada operand tersebut.

MUL : Perkalian antara akumulator dengan Register B.

DIV : Pembagian antara akumulator dengan Register B dan hasilnya disimpan dalam akumulator, sisanya di Register B.

2.4.3. Instruksi Logika

Mikrokontroller AT89S51 dapat melakukan operasi logika bit maupun operasi logika byte. Operasi logika tersebut dibagi atas dua bagian yaitu :

• Operasi logika operand tunggal, yang terdiri dari CLR, SETB, CPL, RL, RR, dan SWAP.

Operasi yang dilkukan oleh AT89S51 dengan pembacaan instruksi logika tersebut dijelaskan dibawah ini :

CLR : Menghapus byte atau bit menjadi nol. SETB : Menggeser bit atau byte menjadi satu. CPL : Mengkomplemenkan akumulator. RL : Rotasi akumulator 1 bit ke kiri. RR : Rotasi akumulator ke kanan. SWAP : Pertukaran nibble orde tinggi.

2.4.4. Instruksi Transfer Kendali

Instruksi transfer kendali (control transfer) terdiri dari (3) tiga kelas operasi yaitu :

• Lompatan tidak bersyarat ( Unconditional Jump ) seperti : ACALL, AJMP, LJMP,SJMP

• Lompatan bersyarat ( Conditional Jump ) seperti : JZ, JNZ, JB, CJNE, dan DJNZ. • Insterupsi seperti : RET dan RET1.

Penjelasan dari instruksi diatas sebagai berikut :

ACALL : Instruksi pemanggilan subroutine bila alamat subroutine tidak lebih dari 2 Kbyte.

LCALL : Pemanggilan subroutine yang mempunyai alamat antara 2 Kbyte – 64 Kbyte.

AJMP : Lompatan untuk percabangan maksimum 2 Kbyte. LJMP : Lompatan untuk percabangan maksimum 64 Kbyte.

JNB : Percabangan bila bit tidak diset.

JZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah nol. JNZ : Percabangan akan dilakukan jika akumulator adalah tidak nol. JC : Percabangan terjadi jika CY diset “1”.

CJNE : Operasi perbandingan operand pertama dengan operand kedua, jika tidak sama akan dilakukan percabangan.

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

RET : Kembali ke subroutine.

BAB 3

PERANCANGAN ALAT

3.1. Diagram Blok Rangkaian

Analog to Digital Converter (ADC) Sensor suhu LM35 uC AT89S51 Analog to Digital

Converter (ADC) Sensor asap AF30 Display 7 segment Relay Relay Relay alarm kipas Pompa air

Gambar 3.1. diagram blok

Pada sistem perancangan alat pemadam kebakaran otomatis terdapat sebelas blok diagram utama. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mendeteksi kenaikan suhu ruangan. Sensor asap AF30 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang terdapat di dalam ruangan. Output sensor yang berupa data analog kemudian masuk ke ADC untuk di ubah datanya menjadi data digital. Untuk dapat menghidupkan kipas secara otomatis diperlukan suatu rangkaian driver. Driver kipas ini terdiri dari rangkaian relay dimana relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik. Driver relay yang sama juga digunakan untuk mengaktifkan alarm dan pompa. Display berfungsi untuk menampilkan nilai suhu yang terdeteksi oleh sensor suhu.

3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar.3.2. Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S51 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan kapasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89S51 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm. Resistor 4k7 ohm yang dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up ( penaik tegangan ). Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3. Pin 20 merupakan ground dihubungkan

dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.

3.3. Display seven segment

Untuk menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan diperlukan suatu rangkaian display yang dapat menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan tersebut.

Rangkaian display yang digunakan untuk menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan terlihat pada gambar berikut :

Gambar.3.3. Rangkaian Display Seven Segment

Display ini menggunakan 3 buah seven segment yang dihubungkan ke IC HEF 4094BP 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 merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT89S51. Sedangkan P3.1 merupakan sinyal clock untuk pengiriman data

serial. Pada rangkaian display ini digunakan dua buah dioda yang berfungsi untuk menurunkan tegangan supply untuk seven segment. Satu buah dioda dapat menurunkan tegangan sekitar 0,6 volt. Jadi, apabila dioda yang digunakan dua buah maka tegangan yang dapat diturunkannya adalah 1,8 volt. Tegangan ini diturunkan agar umur seven segment lebih tahan lama dan karena tegangan maksimum seven segment adalah 3,7 volt.

3.4. Rangkaian Relay

Rangkaian relay pada alat ini berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan sumber tegangan 12 volt dengan alarm. Gambar rangkaian pengendali alarm ini ditunjukkan pada gambar 3.4 berikut ini :

Gambar 3.4 Rangkaian Relay

Output dari relay yang satu dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan yang lainnya dihubungkan ke pompa/alarm ataupun kipas. Hubungan yang digunakan adalah normally close. Prinsip kerja rangkaian ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai saklar elektronik. Tegangan atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari mikrokontroler Port 1.0 (P1.0). Pada saat logika pada port 1.0 adalah tinggi (high), maka transistor mendapat tegangan bias dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias ini maka transistor akan aktip (saturation), sehingga adanya arus yang mengalir ke kumparan relay.

Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay menjadi terbuka, sehingga hubungan sumber tegangan 12 volt ke buzzer / alarm akan terhubung dan alarm akan menyala. Begitu juga sebaliknya pada saat logika pada P1.0 adalah rendah (low) maka relay tidak dialiri arus. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay terputus, sehingga sumber tegangan 12 volt dengan pompa/alarm ataupun kipas tidak menyala.

3.5. Rangkaian ADC

Rangkaian ADC ini berfungsi untuk merubah data analog yang dihasilkan oleh sensor LDR menjadi bilangan digital. Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler. Sehingga mikrokontroler dapat mengetahui perbedaan intensitas warna yang dibaca oleh sensor. Dengan demikian proses pembacaan warna dapat dilakukan. Gambar rangkaian ADC ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.5 Rangkaian ADC

Input ADC dihubungkan ke sensor LDR, sehingga setiap perubahan tegangan pada sensor LDR 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.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler AT89S51 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51 dengan power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 Volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Rangkaian pengujian mikrokontroller AT89S51 dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut ini :

Dari rangkaian, tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 Volt. Langkah selanjutnya adalah dengan cara menghubungkan pin 39 (P0.0) dan pin 37 (P0.2) dengan sebuah LED indikator. LED indikator pada rangkaian berfungsi sebagai output dari program yang diisikan ke dalam mikrokontroller AT89S51. Pengujian ini dilakukan untuk memastikan bahwa mikrokontroller AT89S51 dapat mengesekusi program dengan baik.

Selanjutnya program sederhana diisikan pada mikrokontroler AT89S51. Program yang diisikan adalah sebagai berikut :

Loop:

Setb P0.0

Clr P0.2

Call delay

Clr P0.0

setb P0.2

Call delay

Jmp loop

Delay:

Mov r7,#255

Dly:

Mov r6,#255

Djnz r6,$

Djnz r7,dly

Ret

End

Program di atas bertujuan untuk menyalakan / mematikan LED yang terhubung ke P0.0 dan P0.2 Secara bergantian (flip - flop). Perintah Setb P0.0 akan menjadikan P0.0

berlogika high yang menyebabkan LED tidak mendapat hubungan dengan ground sehingga LED akan mati. Perintah Clr P0.2 akan menjadikan P0.2 berlogika low yang menyebabkan LED terhubung dengan ground sehingga LED akan menyala.

Call delay akan menyebabkan LED ini menyala dan mati selama beberapa saat.

Perintah jmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut menyala secara bergantian ( flip – flop ).

Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S51, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 telah bekerja dengan baik.

4.2. Pengujian Rangkaian Display Seven Segmen

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.

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

Angka Data yang dikirim

1 0ECH

2 18H

3 88H

4 0C4H

5 82H

6 02H

7 0E8H

8 0h

9 80H

0 20H

Tabel 4.1 Data Pada Rangkaian Display Seven Segmen

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

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.

4.3. Pengujian rangkaian ADC ( Analog to Digital Converter )

Untuk mengetahui tingkat ketelitian ADC dalam mengkonversi input analog yang diberikan maka terlebih dahulu ADC tersebut harus di uji ketelitiannya. Langkah yang digunakan untuk menguji tingkat ketelitian ADC adalah dengan cara memberikan tegangan yang bervariasi pada input ADC. Setiap perubahan tegangan yang diberikan merupakan input bagi ADC dan akan diubah menjadi data digital. Proses perubahan tegangan input menjadi data digital dilakukan dengan cara :

faktor ADC

V Vin

Output = …………..pers. (3.1)

Sedangkan Vfaktor adalah : Vfaktor Vcc 5Volt 0,0196Volt 255 1 255 1 = × = × =

dengan data output dapat dihitung, misalnya jika Vin ADC = 2,5 Volt, maka :

55 , 127 0196 , 0 5 , 2 = = Volt Volt Output

Data yang diubah ke bilangan biner hanya bilangan bulatnya saja. Berarti bilang biner yang dihasilkan oleh tegangan input ADC sebesar 2,5 Volt adalah (0111 1111).pada rangkaian pengujian, Output ADC melalui kaki DB0-DB7 dihubungkan dengan delapan buah led untuk mempermudah dalam pembacaan data. Rangkaian pengujian ADC dapat dilihat pada gambar 4.3 berikut :

Gambar 4.3. Rangkaian pengujian ADC

Pada tabel 4.2 berikut akan ditampilkan data biner yang di output-kan oleh ADC untuk setiap variasi tegangan yang di inputkan ke ADC, yang dihitung dengan cara yang sama seperti di atas.

No. Vin (V) Data Out ADC Biner dec

1 0 0 0000 0000 0

2 0.5 25.5 0001 1001 25

3 1 51 0011 0011 51

4 1.5 76.5 0100 1000 76

5 2 102 0110 0110 102

6 2.5 127.5 0111 1111 127

7 3 153 1001 1001 153

8 3.5 178.5 1011 0010 178

9 4 204 1100 1100 204

10 4.5 229.5 1110 0101 229

11 5 255 1111 1111 255

4.4. Pengujian Rangkaian Relay

Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktif jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktifnya transistor akan mengaktipkan relay. Pada alat ini relay digunakan untuk menghidupkan / mematikan alarm, pompa, dan kipas, dimana hubungan yang digunakan adalah normally open (NO), dengan demikian jika relay tidak aktif maka alarm dan kipas mati, sebaliknya jika relay aktif, maka alarm dan kipas akan menyala. Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor, jika relay aktif dan alarm / kipas / pompa menyala maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.

4.5. Pengujian Sensor AF30

Untuk dapat mengetahui tingkat ketelitian alat dalam penelitian ini maka harus dilakukan pengujian terhadap sensor. Adapun cara menguji sensor AF30 yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan cara menghubungkan sensor dengan sumber tegangan dan mengukur output yang dihasilkan oleh sensor pada saat udara bersih dan pada saat sensor mendeteksi keberadaan asap. Rangkaian pengujian sensor AF30 dapat dilihat pada gambar 4.4 berikut ini :

Agar dapat mengukur besar Output dari sensor AF30 pada saat udara bersih dan pada saat terdapat asap, maka output sensor dihubungkan dengan Voltmeter dan Ohmmeter. Dari hasil pengujian didapatkan hasil seperti yang ditampilkan pada tabel 4.3 dan tabel 4.4 berikut ini :

Output sensor pada saat udara bersih (V)

Output sensor pada saat terdapat asap (V)

2,5 Volt

4,5 Volt 4,6 Volt 4,7 Volt 4,8 Volt 4,9 Volt

Tabel 4.3. Data Voutput sensor pada saat udara bersih dan pada saat terdapat asap

Dari data di atas dapat dilihat bahwa pada saat udara bersih maka output ( V ) dari sensor AF30 sama dengan ½ Vcc dan akan semakin besar outputnya bila sensor mendeteksi keberadaan asap di dalam ruangan. Begitu juga halnya dengan output (Rs) dari sensor AF30, pada saat udara bersih Rsensor sama dengan RL dan Rsensor akan semakin kecil bila sensor mendeteksi keberadaan asap didalam ruangan. Output dari sensor kemudian diumpankan ke input ADC untuk dikonversi datanya menjadi bilangan digital.

Setiap perubahan tegangan yang dihasilkan oleh sensor merupakan input bagi ADC yang akan diubah menjadi data digital. Proses pengubahan tegangan input dari sensor menjadi data digital, dilakukan dengan cara yang sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

Pada tabel 4.3. berikut akan ditampilkan data biner yang di-output-kan oleh ADC untuk variasi tegangan yang dihasilkan sensor pada saat udara bersih maupun pada saat

terdapat asap, yang dihitung dengan cara yang sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

No. Vout Sensor (V) Data Out ADC Biner dec

1 2,5 Volt 127,55 0111 1111 127

2 4,5 Volt 229,59 1110 0101 229

3 4,6 Volt 234,69 1110 1010 234

4 4,7 Volt 239,79 1110 1111 239

5 4,8 Volt 244,89 1111 0100 244

6 4,9 Volt 250 1111 1010 250

Tabel 4.4. Data Out ADC pada setiap kenaikan output sensor

4.6. Pengujian Sensor LM35

Untuk dapat mengetahui tingkat ketelitian alat dalam penelitian ini maka harus dilakukan pengujian terhadap sensor. Adapun cara menguji sensor LM35 yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan cara menghubungkan sensor dengan sumber tegangan dan mengukur output yang dihasilkan oleh sensor pada saat sensor mendeteksi kenaikan suhu. Rangkaian pengujian sensor LM35 dapat dilihat pada gambar 4.6 berikut ini :

Agar dapat mengukur besar Output dari sensor LM35 pada saat mendeteksi kenaikan suhu, maka output sensor dihubungkan dengan multimeter. Dari hasil pengujian didapatkan hasil seperti yang ditampilkan pada tabel 4.4 berikut ini :

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 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari evaluasi hasil kerja alat dapat diambil beberapa kesimpulan dalam penelitian ini. Kesimpulan yang diambil oleh penulis adalah :

1. Dari data hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa pada saat udara bersih maka output ( V ) dari sensor AF30 sama dengan ½ Vcc dan akan semakin besar outputnya bila sensor mendeteksi keberadaan asap di dalam ruangan.

2. Sensor AF30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol.

3. Sensor LM35 dikonfigurasikan untuk dapat mendeteksi suhu antara 0O sampai 150O

C. Sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap 10 mV mewakili kenaikan suhu 1O C.

4. Sistem pendeteksi dan pemadam kebakaran otomatis yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik.

5.2. Saran

1. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

2. Dengan menambah sensor kita dapat mencakup daerah yang lebih luas lagi.

3. Diharapkan pembaca dapat memberi saran dan kritik terhadap penulis dalam perancangan alat ini, dan penulis berharap alat ini dapat dikembangkan baik aplikasi maupun rancangannya agar lebih baik lagi.

DAFTAR PUSTAKA

AT89S51 Microcontroller Data Sheet,

AF30 Smoke Sensor Data Sheet,

LM35 Application Note Data Sheet,

Malvino, A. P., (1992), Prinsip-prinsip Elektronika, alih bahasa, M.O.Tjia dan Barmawi, Erlangga, Jakarta

Owen Bishop, 2004, Dasar-dasar Elektronika, Jakarta: Gramedia.

Putra, A. E. 2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 (Teori dan Aplikasi). Yogyakarta : Gava Media.

Agar dapat mengukur besar Output dari sensor AF30 pada saat udara bersih dan pada saat terdapat asap, maka output sensor dihubungkan dengan Voltmeter dan Ohmmeter. Dari hasil pengujian didapatkan hasil seperti yang ditampilkan pada tabel 4.3 dan tabel 4.4 berikut ini :

Output sensor pada saat udara bersih (V)

Output sensor pada saat terdapat asap (V)

2,5 Volt

4,5 Volt 4,6 Volt 4,7 Volt 4,8 Volt 4,9 Volt

Tabel 4.3. Data Voutput sensor pada saat udara bersih dan pada saat terdapat asap

Dari data di atas dapat dilihat bahwa pada saat udara bersih maka output ( V ) dari sensor AF30 sama dengan ½ Vcc dan akan semakin besar outputnya bila sensor mendeteksi keberadaan asap di dalam ruangan. Begitu juga halnya dengan output (Rs) dari sensor AF30, pada saat udara bersih Rsensor sama dengan RL dan Rsensor akan semakin kecil bila sensor mendeteksi keberadaan asap didalam ruangan. Output dari sensor kemudian diumpankan ke input ADC untuk dikonversi datanya menjadi bilangan digital.

Setiap perubahan tegangan yang dihasilkan oleh sensor merupakan input bagi ADC yang akan diubah menjadi data digital. Proses pengubahan tegangan input dari sensor menjadi data digital, dilakukan dengan cara yang sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

Pada tabel 4.3. berikut akan ditampilkan data biner yang di-output-kan oleh ADC untuk variasi tegangan yang dihasilkan sensor pada saat udara bersih maupun pada saat

terdapat asap, yang dihitung dengan cara yang sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

No. Vout Sensor (V) Data Out ADC Biner dec

1 2,5 Volt 127,55 0111 1111 127

2 4,5 Volt 229,59 1110 0101 229

3 4,6 Volt 234,69 1110 1010 234

4 4,7 Volt 239,79 1110 1111 239

5 4,8 Volt 244,89 1111 0100 244

6 4,9 Volt 250 1111 1010 250

Tabel 4.4. Data Out ADC pada setiap kenaikan output sensor

4.6. Pengujian Sensor LM35

Untuk dapat mengetahui tingkat ketelitian alat dalam penelitian ini maka harus dilakukan pengujian terhadap sensor. Adapun cara menguji sensor LM35 yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan cara menghubungkan sensor dengan sumber tegangan dan mengukur output yang dihasilkan oleh sensor pada saat sensor mendeteksi kenaikan suhu. Rangkaian pengujian sensor LM35 dapat dilihat pada gambar 4.6 berikut ini :

Agar dapat mengukur besar Output dari sensor LM35 pada saat mendeteksi kenaikan suhu, maka output sensor dihubungkan dengan multimeter. Dari hasil pengujian didapatkan hasil seperti yang ditampilkan pada tabel 4.4 berikut ini :

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 5

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari evaluasi hasil kerja alat dapat diambil beberapa kesimpulan dalam penelitian ini. Kesimpulan yang diambil oleh penulis adalah :

1. Dari data hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa pada saat udara bersih maka output ( V ) dari sensor AF30 sama dengan ½ Vcc dan akan semakin besar outputnya bila sensor mendeteksi keberadaan asap di dalam ruangan.

2. Sensor AF30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol.

3. Sensor LM35 dikonfigurasikan untuk dapat mendeteksi suhu antara 0O sampai 150O C. Sensor LM35 menunjukkan bahwa setiap 10 mV mewakili kenaikan suhu 1O C. 4. Sistem pendeteksi dan pemadam kebakaran otomatis yang telah dibuat dapat bekerja

5.2. Saran

1. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

2. Dengan menambah sensor kita dapat mencakup daerah yang lebih luas lagi.

3. Diharapkan pembaca dapat memberi saran dan kritik terhadap penulis dalam perancangan alat ini, dan penulis berharap alat ini dapat dikembangkan baik aplikasi maupun rancangannya agar lebih baik lagi.

DAFTAR PUSTAKA

AT89S51 Microcontroller Data Sheet,

AF30 Smoke Sensor Data Sheet,

LM35 Application Note Data Sheet,

Malvino, A. P., (1992), Prinsip-prinsip Elektronika, alih bahasa, M.O.Tjia dan Barmawi, Erlangga, Jakarta

Owen Bishop, 2004, Dasar-dasar Elektronika, Jakarta: Gramedia.

Putra, A. E. 2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 (Teori dan Aplikasi). Yogyakarta : Gava Media.