Diantara alat otomatis yang umum digunakan adalah pintu otomatis, dimana pintu yang dimaksud akan terbuka secara otomatis jika ada orang yang
akan melewatinya, dan kemudian akan langsung menutup secara otomatis beberapa saat setelah ketika tidak ada orang yang melewati atau melintasinya.
Pintu otomatis ini dapat dikembangkan, sehingga hanya sebagian orang saja yang dapat masuk melalui pintu tersebut. Untuk itu dibutuhkan suatu alat pengenal,
yang dengan alat pengenal tersebut seseorang dapat masuk melalui pintu itu. Alat pengenal tersebut berupa kartu identitas yang di dalamnya terdapat kode bar.
Atas dasar pemikiran di atas, akan dirancang sebuah pintu otomatis yang dapat membacamengenali kode bar dari kartu identitas tersebut. Sehingga hanya
orang-orang yang memiliki kartu identitas dengan kode bar yang disesuaikan yang dapat memasuki dan kemudian melintasi pintu tersebut.
1.2 Batasan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut kedalam Tugas Akhir dengan judul Prototipe Pintu
Otomatis Dengan Sistem Pembacaan Kode Bar Berbasis Mikrokontroler AT89S51 .
Pada alat ini akan digunakan mikrokontroler AT89S51, motor stepper dan beberapa LED inframerah serta fotodioda sebagai sensor. Mikrokontroler
AT89S51 sebagai otak dari sistem, yang berfungsi mengendalikan seluruh sistem. Motor stepper sebagai mesin penggerak pintu buka-tutup. Serta sensor yang
Universitas Sumatera Utara
berfungsi penuh dalam proses pembacaan kode bar yang terdapat pada kartu identitas.
Universitas Sumatera Utara
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma
3 D-III Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara 2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui. 3. Untuk ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan terhadap
realita. 4. Membuat dan mengetahui prinsip kerja Mikrokontroler AT89S51 pada
pintu otomatis dengan sistem pembacaan kode bar. .
1.4 Metoda Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dilakukan oleh perancang adalah: 1.
Melakukan studi ke perpustakaan mengenai teori-teori yang berkaitan dengan judul proyek ini.
2. Mengumpulkan dan analisa data sheet komponen yang digunakan.
3. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing serta dosen-dosen
staf pengajar yang berkaitan dengan realisasi dibidang masing-masing. 4.
Melalui pengujian alat.
Universitas Sumatera Utara
1.5 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, batasan masalah, tujuan proyek, metode pengumpulan data dan juga sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab dengan pembahasan secara teoritis yang meliputi arsitektur dan konstruksi mikrokontroler yang digunakan serta beberapa
komponen pendukung.
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM
Meliputi mengenai perancangan rangkaian, sistem kerja dan program.
BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN SISTEM
Pembahasan rangkaian dan program yang dijalankan serta pengujian rangkaian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari laporan proyek ini serta saran
apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitnya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja
yang sama.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler adalah sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikro-komputer, telah hadir untuk memenuhi kebutuhan pasar market needs dan
teknologi. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan sebuah ruang
kecil serta dapat diproduksi secara massal dalam jumlah banyak sehingga harga menjadi lebih murah dibandingkan mikroprosessor. Sebagai kebutuhan pasar,
mikrokontroler hadir untuk memenuhi industri dan konsumen dengan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya,
Mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka
perangkat keras akan disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program
Universitas Sumatera Utara
kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk
register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis mikrokontroler ini pada dasarnya dapat digunakan untuk
mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri
terdapat beberapa set instruksi dan kemudian setiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :
a. Satu Central Processing Unit 8 bit. b. Osilator : internal dan rangkaian pewaktu.
c. RAM internal 128 byte. d. Flash memori 4 Kbyte.
e. Lima jalur interupsi dua interupsi eksternal dan tiga interupsi internal. f. Empat programable port I0 yang masing-masing terdiri dari delapan jalur
I0. g. Port serial dengan kontrol serial full duplex UART.
h. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika. i. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada
frekuensi 12 MHz.
Universitas Sumatera Utara
2.1.1. Konstruksi AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 mikro-farad dan resistor
10 kiloOhm dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini AT89S51 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal
dengan frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja
mikrokontroler.
Memori merupakan bagian dari yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda, yakni :
a. 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. b. Random Access Memory RAM isinya akan terhapus begitu IC
kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai
memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada
saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-
Eraseable ROM yang disingkat menjadi PROM PEROM. Dulu banyak UV-
Universitas Sumatera Utara
EPROM Ultra Violet Eraseable Programble ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler kemudian diisikan ke
memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 flash PEROM Programmer. Memori data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 kilo
byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
AT89S51 dilengkapi
UART Universal
Asyncronous ReceiverTransmiter yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur
untuk komunikasi data seri RXD dan TXD diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana inputoutput bekerja
menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari osilator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1T0 dan T1
berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur inputoutput paralel kalau T0 dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur inputoutput paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal
interupsi.
Universitas Sumatera Utara
Port 1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function
Register SFR.
2.1.2. Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51
Konfigurasi pin pada mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51
Port 1 pin 1-8
Port 1 adalah IO 8 bit dua arah b bit bidirectional IO yang mempunyai rangkaian resistor pull up internal. Port 1 juga digunakan untuk menerima alamat
rendah low order address pada saat pengisian Flash EPROM Flash EPROM Programming dan pencocokan program Program Verification.
RST pin 9
Untuk reset isi register dan memori pada saat sistem dihidupkan.
Port 3 pin 10 17
Universitas Sumatera Utara
Port 3 merupakan IO 8 bit dua arah 8 bit bidirectional IO dengan resistror pull up internal, selain sebagai IO paralel 8 bit, masing-masing bit pada port 3 dapat
juga digunakan untuk tugas lain yaitu : P3.0 RXD untuk masukan data serial
P3.1 TXD untuk keluaran data serial P3.2 INT 0 untuk interupsi eksternal 0
P3.3 INT1 untuk interupsi eksternal 1 P3.4 T0 untuk timer eksternal 0
P3.5 T1 untuk timer eksternal 1 P3.6 WR untuk sinyal penulisan memori data eksternal.
P3.7 RD untuk sinyal pembacaan memori data eksternal.
XTAL2 pin 18
XTAL2 merupakan output dari osilator.
XTAL1 pin 19
XTA1 merupakan input untuk clock internal.
GND pin 20
GND berfungsi sebagai ground.
Port 2 pin 21 28
Port 2 merupakan IO 8 bit dua arah 8 bit bidirectional IO dengan resistor pull up internal. Pada saat eksekusi programdata eksternal, port 2 membentuk alamat
tinggi high order address. Port 2 juga digunakan untuk menerima masukan alamat tinggi high order address dan beberapa sinyal kontrol pada saat proses
pengisian program Flash EPROM dan verifikasi program.
PSEN pin 29
Universitas Sumatera Utara
Progam Store Enable PSE digunakan untuk mengakses dan membaca progam memori eksternal. PSEN dapat di-ground-kan bila dilakukan pembacaan program
pada memori internal.
ALEPROG pin 30
ALE Address Latch Enable berfungsi untuk membangkitkan pulsa yang digunakan sebagai sinyal pengunci untuk mengambil alamat rendah selama
mengakses program memori eksternal. Pada keadaan normal, ALE bekerja dengan siklus 16 dari frekuensi osilator, sehingga dapat juga berfungsi sebagai
pembangkit frekuensi eksternal. Selama proses pengisian Flash EPROM Flash EPROM Programming, ALEPROG akan menerima pulsa program.
EAVpp 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 pengisian Flash EPROM, pin ini akan mendapat
tegangan sebesar 12 volt.
Port 0 pin 32-39
Port 0 merupakan IO dua arah bidirectional IO 8 bit. Port 0 juga digunakan untuk membangkitkan alamat rendahdata yang di-multipleks pada saat
melaksanakan eksekusi programdata memori eksternal. Pada keadaan ini, port 0 mempunyai rangkaian pull up internal. Port 0 juga digunakan untuk masukan data
pada saat proses pengisian flash EPROM, dan sebagai keluaran kode data pada saat proses pencocokan. Pada proses pencocokan, dibutuhkan resistor pull up
eksternal yang nilainya 10 Kohm.
Universitas Sumatera Utara
VCC pin 40
VCC berfungsi sebagai suplai tegangan.
2.2. Motor Langkah Stepper
