Komunikasi Serial Asinkron RS232 pada Mikrokontroler MCS-51 Driver Motor DC L298

2.4 Komunikasi Serial Asinkron RS232 pada Mikrokontroler MCS-51

Komunikasi serial adalah salah satu metode komunikasi data di mana hanya satu bit data yang dikirimkan melalui seuntai kabel pada suatu waktu tertentu [2] . Hal ini berbeda dengan komunikasi parallel yang umumnya mengirim data per 8 bit 1 byte. Berdasarkan cara transmisi datanya komunikasi serial dibedakan atas dua cara transmisi yaitu komunikasi serial sinkron dan asinkron. Komunikasi serial secara sinkron adalah bentuk komunikasi serial yang memerlukan sinyal clock untuk sinkronisasi, sedangkan komunikasi asinkron tidak memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi, namun memiliki start bit dan stop bit untuk memvalidasi data yang dikirim. Port serial MCS-51 bisa dipakai dalam 4 mode kerja yang berbeda. Dari 4 mode tersebut, 1 mode diantaranya bekerja secara sinkron dan 3 lainnya bekerja secara asinkron. Register pengendali port serial adalah SFR yaitu SBUFserial port buffer dan SCON serial port control. SBUF adalah buffer untuk pengiriman dan penerimaan data serial, sedangkan SCON menyimpan bit status pengiriman dan penerimaan data dan mengatur mode kerja port serial. Gambar 2.6 dan 2.7 menunjukkan susunan bit pada register SBUF dan SCON [13] . Gambar 2.6 Susunan bit Register SBUF Gambar 2.7 Susunan Bit Register SCON Universitas Sumatera Utara Dalam komunikasi serial secara asinkron dikenal istilah baud rate yang menunjukkan jumlah data yang dikirim melalui interface serial per detik. Sebagai pembangkit baud rate pada mikrokontroler MCS-51 dapat digunakan Timer. Pada pembahasan ini timer yang digunakan adalah Timer 1. Timer diatur oleh register TMOD timer mode dan TCON timer control. Gambar 2.8 dan 2.9 menunjukkan susunan bit pada register TMOD dan TCON [13] . Gambar 2.8 Susunan bit Register TMOD Gambar 2.9 bit Register TCON

2.5 Aktuator

Aktuator adalah bagian yang berfungsi sebagai penggerak dari perintah yang diberikan oleh input [4] . Aktuator biasanya merupakan peranti elektromekanik yang menghasilkan gaya gerakan. Aktuator secara umum terdiri dari dua jenis, yaitu [9] : 1. Aktuator elektrik 2. Aktuator pneumatik dan hidrolik. Pada penelitian ini aktuator yang akan digunakan adalah aktuator elektrik yaitu motor DC dan motor servo yang akan dijelaskan sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara

2.5.1 Motor DC

Motor DC adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listik arus searah menjadi energi gerak atau energi mekanik [4] . Motor DC terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian yang berputar atau armature, berupa koil dimana arus listrik dapat mengalir. Stator adalah bagian yang tetap dan menghasilkan medan magnet dari koilnya. Prinsip kerja motor DC adalah jika kumparan dialiri arus listrik maka pada kedua kumparan akan bekerja gaya Lorentz [14] . Pada gambar 8.10 dapat dilihat prinsip kerja gaya Lorentz, dimana gaya yang jatuh pada telapak tangan F, jari yang direntangkan menunjukan arah medan magnet B, ibu jari menunjukkan arah arus listrikI. Gambar 2.10 Prinsip Gaya Lorentz Sumber: http:hyperphysics.phy-astr.gsu.edu Dengan berdasarkan pada prinsip gaya Lorentz, memberikan tegangan pada DC motor akan membuat motor berputar secara kontinyu ke arah tertentu. Membalik arah putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah polaritas arus yang mengalir pada motor. Gambar 2.11 memperlihatkan arah perputaran motor DC berdasarkan polaritas arus yang mengalir. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.11 Arah perputaran motor DC Motor DC biasanya mempunyai kecepatan putar yang cukup tinggi dan sangat cocok digunakan untuk roda robot yang membutuhkan kecepatan gerak yang tinggi. Juga dapat digunakan sebagai baling-baling propeller pengerak robot. Pada penelitian ini motor DC digunakan sebagai penggerak utama robot IUV.

2.5.2 Motor Servo Standar

Motor servo adalah motor DC yang dilengkapi dengan sistem kontrol. Sistem kontrol ini akan memberikan umpan balik posisi perputaran motor dari 0 sampai 180 derajat. Disamping itu motor ini juga memiliki torsi relatif cukup kuat [5] . Gambar 2.12 menunjukkan penampang dan pengkabelan dari motor servo. Sistem pengkabelan motor servo terdiri atas 3 bagian, yaitu Vcc, Gnd, dan Kontrol PWM= Pulse Width Modulation. Pemberian PWM pada motor servo akan membuat servo bergerak pada posisi tertentu dan kemudian berhenti kontrol posisi. I I Universitas Sumatera Utara Gambar 2.12 Motor servo dan konfigurasi pin Prinsip utama dari pengendalian motor servo adalah pemberian nilai PWM pada kontrolnya. Frekuensi PWM yang digunakan pada pengontrol motor servo selalu 50 Hz sehingga pulsa dihasilkan setiap 20 ms. Lebar pulsa akan menentukan posisi servo yang dikehendaki. Pemberian lebar pulsa 1,5 ms akan membuat motor servo berputar ke posisi netral 90 derajat, lebar pulsa 1,75 ms akan membuat motor servo berputar l;;\mendekati posisi 180 derajat, dan dengan lebar pulsa 1,25 ms motor servo akan bergerak ke posisi 0 derajat. Gambar 2.13 berikut memperlihatkan hubungan antara lebar pulsa PWM dengan arah putaran motor servo. Gambar 2.13 Hubungan Lebar Pulsa PWM dengan Arah Putaran Motor Servo Universitas Sumatera Utara

2.6 Driver Motor DC L298

IC H-Bridge driver motor DC L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC [8] . IC L298 masing-masing dapat mengantarkan arus hingga 2A. Namun, dalam penggunaannya, IC ini dapat digunakan secara paralel, sehingga kemampuan menghantarkan arusnya menjadi 4A. Prinsip kerja IC L298, IC ini memiliki empat channel masukan yang didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Masing-masing channel masukan ini memiliki channel keluaran yang bersesuaian. Gambar 2.14 memperlihatkan penampang IC L298. Dengan memberi tegangan 5 volt pada pin enable A dan enable B, masing-masing channel output akan menghasilkan logika high 1 atau low 0 sesuai dengan input pada channel masukan. Untuk lebih jelasnya prinsip kerja IC L298 dapat dilihat pada tabel 2.2. Gambar 2.14 Penampang IC L298 Tabel 2.2 Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298 Enable A,B Input 1,3 Output 1,3 Input 2,4 Output 2,4 1 1 1 1 1 x x 1 x 1 x Keterangan: x : kondisi don’t care tidak dihiraukan Universitas Sumatera Utara

2.7 Driver Servo IC Timer 555