1.4 Batasan Masalah
Penulisan tugas akhir ini dibatasi pada: 1. Studi cara kerja rangkaian yang meliputi diagram blok dan menguraikan secara
umum fungsi dari masing-masing komponen utama dalam blok tersebut 2. Penulis menggunakan sensor LM35 sebagai sensor temperature pada heater
ini. 3. Sebagai otak kerja sistem digunakan mikrokontroler AT89S52, sehingga yang
dibahas hanya yang berhubungan dengan perangkat dan prinsip kerjanya hardware dan software saja.
1.5 Teknik Pengumpulan Data
1. Dilakukan pengumpulan teori yang berkaitan dengan proyek ini dari buku- buku perpustakaan dan internet.
2. Dilakukan perancangan dan perakitan proyek. 3. Dilakukan pengujian sistem dan kinerja rangkaian.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB 1. PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, teknik pengumpulan data, serta sistematika
penulisan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2. LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori pendukung itu
antara lain tentang komponen-komponen pendukung yang digunakan dalam alat.
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
mengaktifkan 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 perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja
yang sama.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Perangkat Keras
2.1.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 termasuk kedalam keluarga MCS-51 merupakan suatu mikrokomputer CMOS 8 bit dengan daya rendah, kemampuan tinggi, memiliki 8
Kbyte Flash Programmable and Erasable Read Only Memory PEROM. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki
dua macam memori yang sifatnya berbeda yaitu:
1. Read Only Memory ROM yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51
memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program. 2. Random Access Memory RAM yang isinya akan hilang begitu IC kehilangan
catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada saat IC
mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler
Universitas Sumatera Utara
menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programmable-Eraseable ROM yang disingkat dengan PEROM. Jenis memori yang dipakai untuk Memori AT89S52
adalah Flash PEROM. Program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM
Progammer.
Mikrokontroler AT89S52 memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor, 1 kristal dan catu daya 5 volt. Kapasitor 10µF dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk
membenuk 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.
Fasilitas yang terdapat dalam mikrokontroler AT89S52 antara lain : 1. Sesuai dengan produk-produk MCS-51.
2. Terdapat memori Flash yang terintegrasi dalam sistem. Dapat ditulis ulang hingga 1000 kali.
3. Beroperasi pada frekuensi 0 sampai 24 MH. 4. Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.
5. Terdapat 32 jalur masukankeluaran terprogram. 6. Tiga buah 16 bit TimerCounter.
7. Delapan sumber interupsi. 8. Kanal serial terprogram.
9. Mode daya rendah dan mode daya mati.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S52
Konfigurasi dan Deskripsi kaki-kaki mikrokontoler AT89S52 adalah sebagai berikut :
1. VCC Pin 40 Sebagai supply tegangan.
2. GND Pin 20 Ground.
3. Port 0 Pin 39 – Pin 32 Port 0 adalah port dua arah masukankeluaran 8 bit saluran terbuka. Sebagai
port keluaran, tiap kaki dapat menerima masukan TTL. Ketika logika 1 dimasukkan ke kaki-kaki port 0, kaki-kaki dapat digunakan sebagai masukan
impedansi tinggi. Port 0 juga dapat diatur sebagai bus alamatdata saat mengakses program dan data dari memori luar. Pada mode ini port 0 memiliki
pull-up internal. Port 0 juga menerima byte-byte kode saat pemrograman Flash
Universitas Sumatera Utara
dan mengeluarkan byte kode saat verifikasi. Pull-up eksternal diperlukan saat memverifikasi program.
4. Port 1 Pin 1 – Pin 8 Port 1 adalah port dua arah masukankeluaran 8 bit dengan pull-up internal.
Sebagai tambahan, P1.0 dan P1.1 dapat diatur sebagai pewaktupencacah-2 eksternal masukan pencacah P1.0T2 dan pewaktupencacah-2 masukan
pemicu P1.1T2EX. Port 1 juga menerima byte-byte alamat saat pemrograman dan verifikasi Flash.
5. Port 2 Pin 21 – Pin 28 Port 2 adalah port masukankeluaran dua arah 8 bit dengan pull-up internal.
Port 2 juga menerima bit-bit alamat dan beberapa sinyal kendali saat pemrograman dan verifikasi Flash.
6. Port 3 Pin 10 – Pin 17 Port 3 adalah port masukankeluaran dua arah 8 bit dengan pull-up internal.
Port 3 juga menyediakan fasilitas bebagai fungsi khusus dari AT89C51. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kendali saat pemrograman dan verifikasi Flash.
Port 3 mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut : Bit
Nama Fungsi Alternatif
P3.0 pin 10 RXD Untuk menerima data port serial
P3.1 pin 11 TXD Untuk mengirim data port serial
P3.2 pin 12 INT0 Interrupt eksternal 0
P3.3 pin 13 INT1 Interrupt eksternal 1
P3.4 pin 14 T0 Input eksternal pewaktupencacah 0
P3.5 pin 15 T1 Input eksternal pewaktupencacah 1
P3.6 pin 16 WR Jalur untuk menulis eksternal data memori
P3.7 pin 17 RD Jalur untuk membaca eksternal data memori
Universitas Sumatera Utara
7. RST Pin 9 Merupakan masukan reset aktif tinggi. Masukan tinggi pada kaki ini selama
dua siklus instruksi mesin akan me-reset perangkat. 8. ALEPROG Pin 30
Address Latch Enable ALE adalah pulsa keluaran untuk mengunci bit rendah dari alamat saat mengakses memori eksternal. Kaki ini juga digunakan sebagai
masukan pulsa PROG saat pemrograman Flash. 9. PSEN Pin 29
Program Store Enable PSEN digunakan untuk mengakses memori program eksternal.
10. EAVpp External Access Enable Pin 31 Pada kondisi low, EA akan berfungsi menjalankan program yang ada pada
memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, EA akan berfungsi menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat memprogram
Flash, pin ini akan mendapat tegangan 12 V. 11. XTAL1 Pin 19
Masukan inverting pembalikan penguat osilator dan masukan untuk operasi rangkaian clock denyut internal.
12. XTAL2 Pin 18 Keluaran dari inverting pembalikan penguat osilator.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Sensor Suhu LM 35
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit IC, dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan dengan
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV
o
C yang berarti bahwa pada kenaikan suhu 1
o
1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius. C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
a. IC LM 35 b. Rangkaian LM 35
Gambar 2.2 Sensor LM 35 Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
2. Linieritas 10 mV
o
3. Akurasi 0,5 C.
o
4. Range -55 C pada suhu ruang.
o
C – 150
o
5. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V. C.
6. Arus yang mengalir kurang dari 60 μA.
2.1.3 Analog to Digital Converter ADC 0804
Analog to Digital Converter ADC adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital. Tampilan IC ADC 0804
dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Tampilan IC ADC 0804
ADC yang digunakan adalah ADC 0804. ADC ini akan mengubah tegangan yang merupakan keluaran dari sensor LM 35 menjadi 8 bit data biner. Data keluaran
dari ADC 0804 ini akan dikirim ke mikrokontroler dan diolah untuk kemudian ditampilkan pada seven segmen.
2.1.4 Seven Segmen
Seven segmen merupakan cacah segmen minimum yang diperlukan untuk menampilkan angka 0 sampai 9. Sejumlah karakter alfabet juga dapat disajikan
menggunakan tampilan seven segmen ini. Secara khusus, karakter heksadesimal dapat ditampilkan. Seven segmen terdiri dari LED-LED yang disusun sedemikian rupa yang
jika dinyalakan akan membentuk suatu angka tertentu. Seven segmen terdiri dari 7 buah segmen dan ditambah 1 buah segmen yang berfungsi sebagai desimal point
seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :
Gambar 2. 4 Susunan Seven Segmen
Universitas Sumatera Utara
Seven segmen terdiri dari 2 tipe yaitu : 1. Seven Segmen tipe Common Anoda
Pada seven segmen tipe ini, anoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positif dan katoda dari masing-
masing LED berfungsi sebagai input pada seven segmen.
Gambar 2.5 Konfigurasi Seven Segmen Tipe Common Anoda
Pada gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka katodanya diberi tegangan 0V atau berlogika low.
2. Seven Segmen tipe Common Katoda Pada seven segmen tipe ini, katoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satuu
kemudian dihubungkan ke ground dan anoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen.
Gambar 2.6 Konfigurasi Seven Segmen Tipe Common Katoda
Pada gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka anodanya diberi tegangan minimal 3V atau berlogika high.
Universitas Sumatera Utara
2.1.5 Relay
Relay merupakan rangkaian yang bersifat elektronis sederhana dan tersusun oleh saklar, medan elektromagnet kawat koil, dan poros besi. Relay berfungsi untuk
menghubungkan atau memutus aliran listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada koilnya. Rangkaian relay akan bekerja jika mendapat
catu. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat coil yang dililitkan pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak
menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpindah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub
asalnya. Dan relay akan kembali ke posisi semula yaitu normaly ON atau normaly OFF, bila tidak ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung
pada jenis relay yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada keadaan yang diinginkan dalam suatu rangkaian. Bentuk fisik dan simbol relay dapat dilihat
pada gambar berikut :
a. Bentuk Fisik Relay b. Simbol Relay
Gambar 2.7 Bentuk Fisik dan Simbol Relay
Universitas Sumatera Utara
Menurut kerjanya relay dapat dibedakan : 1. Normaly Open, saklar akan tertutup bila dialiri arus.
2. Normaly Close, saklar akan terbuka bila dialiri arus. 3. Change Over CO, relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya
tertutup yang lama.
Analogi rangkaian relay yang digunakan pada proyek ini adalah saat basis transistor dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat
meghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi
berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor. Jika pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter. Oleh
karena itu relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungan kawat.
2.2 Perangkat Lunak