Perancangan Perangkat Lunak Pendeteksi Gempa Bumi Dengan Memanfaatkan Prinsip Ayunan Bandul Dengan Bahasa Asembly ASM 51

PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI GEMPA BUMI DENGAN

MEMANFAATKAN PRINSIP AYUNAN BANDUL DENGAN BAHASA ASEMBLY

ASM 51

TUGAS AKHIR

ASTINI WATI SIMANJUNTAK

102408006

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

PERSETUJUAN

Judul :PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI GEMPA BUMI DENGAN MEMANFAATKAN PRINSIP AYUNAN BANDUL DENGAN BAHASA ASEMBLY ASM 51 Kategori : TUGAS AKHIR

Nama : ASTINI WATI SIMANJUNTAK No.Induk Mahasiswa : 102408006

Program Studi : D3 FISIKA Departemen : FISIKA

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

Diluluskan di Medan, 28 Agustus 2013

Diketahui/ Disetujui oleh

Ketua Program Studi D3 Fisika Pembimbing

(Dr.Susilawati M.Si) (Dr. Bisman Perangin-angin, M. Eng, Sc) NIP.197412072000122001 NIP. 195609181985031002

PERNYATAAN

PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI GEMPA BUMI DENGAN MEMANFAATKAN PRINSIP AYUNAN BANDUL DENGAN BAHASA ASEMBLY ASM 51

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, 28 Agustus 2013

Astini wati Simanjuntak 102408006

PENGHARGAAN

Atas berkat anugerah tuhan Yang Maha Esa penulis mengucapakan Puji dan syukur kepada-nya atas segala kasih dan karunia-Nya yang telah dilimpahkan kepada penulis,

sehingga penulis dapat melaksanakan proyek yang berjudul “PERANCANGAN

PERANGKAT LUNAK PENDETEKSI GEMPA BUMI DENGAN MEMANFAATKAN PRINSIP AYUNAN BANDUL DENGAN BAHASA ASEMBLY ASM 51”

Sesuai kurikulum yang berlaku di Universitas Sumatera Utara, bahwa setiap mahasiswa D-III Fisika Instrumentasi harus melaksanakan sebuah tugas akhir disemester VI. Adapun tujuan diadakannya tugas akhir ini adalah ntuk pengembangan pemahaman dan pengaplikasiannya dengan ilmu yang diperoleh dibangku kuliah. Tugas akhir ini juga merupakan alah satu syrat untuk memperoeh gelar Ahlimadya dijurusan Fisika Instrumentasi Fakultas matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tugas akhir yang saya laksanakan, saya tidak lupa mengucapkan terima kasih banyak terhadap :

1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

2. Ibu Dr. Susilawati, M.si selaku ketua Program Studi D-III Fisika Instrumentasi

3. Bapak Dr.Bisman Perangin-angin, M. Eng, Sc selaku dosen pembingbing yag telah banyak membeikan bimbingan dan arahan selama pelaksanaan tugas akhir ini.

4. Bapak Dr. Sutarman, M, Sc selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh staf pengajar dan staf pegawai administrasi di lingkungan departemen Fisika Instrumentasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, universitas Sumatera Utara.

6. Orangtua penulis yang telah banyak mendidik, berdoa dan berkorban baik secara moril maupun materil kepada penulis.

7. Kak Irma Girsang yang selalu membantu dan memberi penulis motivasi dalam menyelesaikan perancangan tugas akhir ini sehingga dapat diselesaikan dengan baik. 8. Bang Prandani Sidabutar dan Bang Okto gultom yang selalu memberi motivasi dalam

menyelesaikan tugas akhir ini sehingga dapat selesau dengan baik.

9. Rekan-rekan mahasiswa/I Fisika Instrumentasi yang telah banyak memberikan dukungan khususnya stambuk 2010.

Penulis menyadari bahwa didalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan-kekurangan. Untuk itu,penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasihkepada semua pihak, semoga Tugas Akhir ini berguna bagi kita semua.

Medan, Agustus 2013

ABSTRAK

Kajian ini bertujuan untuk merancang sebuah pendeteksi Alarm Gempa bumi berbasis Mikrokontroler AT89S51. Sistem ini dibangun dengan menggunakan perangkat lunak Mikrokontroler AT89S51. Dimana mikrokontroler ini merupakan otak dari semua sistem yang ada pada rancangan ini. Sensor yang digunakan pada rancangan ini adalah sensor inframerah yang terdiri dari pemancar inframerah dan penerima. Sebagai pemancar digunakan inframerah sedangkan penerima menggunakan fotodioda. Dimana konstruksi pancaran inframerah ditentukan oleh bandul yang mendeteksi ayunan, jika bandul dalam keadaan diam, maka pemancar tidak mengenai photodioda sehingga sensor akan menerima cahaya inframerah sedangkan pada saat terjadi ayunan, bandul akan bergerak yang membuat pemancar mengenai photodioda.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN... ii

PERNYATAAN... iii

PENGHARGAAN... iv

ABSTRAK... vi

DAFTAR ISI………... vii

DAFTAR TABEL……….. ix

DAFTAR GAMBAR……….. x

BAB I. PENDAHULUAN……… 1

1.1Latar Belakang Masalah... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan Penulisan... 2

1.4Batasan Masalah... 2

1.5Manfaat Penelitian………... 3

1.6Sistematika Penulisan………... 3

BAB II. LANDASAN TEORI……… 5

2.1 Transduser dan Sensor……… 5

2.1.1Photodioda……….……… 5

2.2 Dioda Pemancar Cahaya Inframerah (LED Inframerah)…… 7

2.3 LED Inframerah………..…………... 7

2.4 Transistor ………... 8

2.4.1 Transistor Sambungan Bipolar……….………. 8

2.4.2 Jenis-Jenis Transistor………... 10

2.5 Sirene (Buzzer)……….... 11

2.6 Mikrokontroler AT89S51………... 13

2.6.1 Konstruksi AT89S51……..……….. 14

2.7 Perangkat Lunak……….. 18

2.7.1 Pemograman bahasa asembly untuk IC AT89S51 ……... 18

BAB III.PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM………..………. 23

3.1. Diagram Blok Sistem……… 23

3.2 Catu daya ... 24

3.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51………. 26

3.5 Rangkaian Penguat Arus……… 27

3.6 LCD (Liquid Cristal Display)... 29

3.7 Perancangan Perangkat Lunak Sistem... 34

3.8 Diagram alir Program... 47

BAB IV. PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISAPROGRAM… 49 4.1. Pengujian Rangkaian ………..……….. 49

4.1.1 Pengujian Data Mikrokontroler AT89S51... 49

4.1.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51……… 51

4.1.3 Pengujian Rangkaian Penerima Infra merah... 54

4.1.4 Rangkaian Penguat arus……… 56

4.1.5 Pengujian rangkaian Keseluruhan………... 57

4.1.6 Spesifikasi Alat………. 58

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN……… 59

5.1 Kesimpulan……… 59

5.2 Saran……….. 59

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Port 3 (Pin 10-17)... 18 Tabel 4.1 Pengukuran tegangan terhadap pin mikrokontroler AT89S51... 51

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1 Photodioda……….. ... 6

Gambar 2.2 Simbol Transistor dan Berbagai tipe ... 10

Gambar 2.3 Rangkaian Buzzer... 12

Gambar 2.4 IC Mikrokontroler AT89S51 ……... 16

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 23

Gambar 3.2 Transistor sebagai penguat pada buzzer ... 28

Gambar 3.3 Diagram alir flowchart………..………... 47

ABSTRAK

Kajian ini bertujuan untuk merancang sebuah pendeteksi Alarm Gempa bumi berbasis Mikrokontroler AT89S51. Sistem ini dibangun dengan menggunakan perangkat lunak Mikrokontroler AT89S51. Dimana mikrokontroler ini merupakan otak dari semua sistem yang ada pada rancangan ini. Sensor yang digunakan pada rancangan ini adalah sensor inframerah yang terdiri dari pemancar inframerah dan penerima. Sebagai pemancar digunakan inframerah sedangkan penerima menggunakan fotodioda. Dimana konstruksi pancaran inframerah ditentukan oleh bandul yang mendeteksi ayunan, jika bandul dalam keadaan diam, maka pemancar tidak mengenai photodioda sehingga sensor akan menerima cahaya inframerah sedangkan pada saat terjadi ayunan, bandul akan bergerak yang membuat pemancar mengenai photodioda.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Kebutuhan manusia terhadap peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis semakin meningkat, sehingga peralatan-peralatan otomatis ini sedikit demi sedikit mulai menggantikan peralatan manual. Selain sistem kerjanya yang sama, peralatan otomatis dapat melakukan pekerjaannya sendiri tanpa harus dikendalikan oleh pengguna.

Untuk merancang sebuahperalatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomatis tersebut, dibutuhkansebuah alat atau komponen yang dapat menghitung, mengingat, dan mengambil pilihan. Kemampuan dimiliki oleh sebuah komputr (PC), namun tidaklah efisien jika harus menggunakan komutter hanya untuk keperluan tersebut diatas. Untuk itu komputer dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC yang didalamnya terdapat sebuah pprosesor dan flash memori yang dapat dibaca/tulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan menjadi murah karrena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan kebutuhan.

Salah satu alat otomatis yang diperlukan ketika terjadi bencana alam adalah alarm gempa bumi. Alat ini bekerja secara otomatis dengan menggunakan metode ayunan bandul. Jadi disini tidak perlu ditakutkan lagi terjadi ggempa terutama dimalam hari saat kita sedang dalam keadaan tidurkita cukup menggunakan alarm gempa bumi.

Atas dasar pemikiran diatas, akan dirancang sebuah alat yaitu alarm gempa bumi dengan metode ayunan bandulyang dapat mengetahui adanya gempa bumi, sehingga ini akan memudahkan dan membantu masyarakat dalam menghidari gempa bumi.

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut kedalam

bentuk skripsi sebagai Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Perangkat Lunak

Pendeteksi Gempa bumi Dengan Memanfaatkkan Prinsip Ayunan Dengan Bahasa asembly ASM 51”

Pada rangkaian ini akan digunakan mikrokontroler AT89S51 yang akan menentukan alamat memori program yang akan dibaca, dan melakukan proses baca data di memori. Data yang akan dibaca menggunakan instruksi dari program yang digunakan. Maka untuk membaca instruksi tersebut dapat digunakan program bahasa asembly ASM 51.

1.3Tujuan Penulisan

Tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Memanfaatkan mikrokontroler sebagai pusat kendali dari sebuah sistem yang cerdas 2. Memanfaatkan inframerah sebagai pemancar dan photodioda sebagai penerima

3. Memanfaatkan program bahasa asembly ASM 51 untuk melakukan pemograman (proses baca data) pada mikrokontroler yang digunakan.

1.4Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, kami membuat alat yang dapat mendeteksi gempa bumi dengan metode ayunan bandul dengan batasan-batasan sebagai berikut:

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S51

2. Sensor yang digunakan adalah sensor inframerah sebagai pemancar dan photodioda sebagai penerima.

3. Sebuah bandul yang digunakan untuk mengetahui adanya gempa yang akan merubah intensitas cahaya inframerah.

1.5Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian rancangan alat ini adalah untuk memonitoring suatu tempat yang sering mengalami getaran gempa seperti rumah, perkantoran, perhotelan, supermarket, dll.

1.6Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat yang menggunakan bandul untuk mengetahui adanya gempa.

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini berisi tentang teori dasar yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam pemahaman prinsip kerja dari rangkaian pada sistem.

BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

Pada bab ini akan akan dibahas perancangan dan sistem kerja rangkaian, diagram blok .

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini berisi tentang pengujian sistem dan analisa rangkaian dari system alat proyek ini.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan dari pembahasan yang diperoleh dari laporan proyek ini dan saran yang diberikan penulis

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Transduser dan Sensor

Transducer adalah alat yang mengubah energy dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Transducer dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu trasducer input dan transducer output. Transducer input listrik mengubah energy non listrik,misalnya suara atau sinar menjadi tebnaga listrik. Transducer output listrik bekerja pada urutan sebaliknya. Transducer output listrik mengubah energy listrik pada bentuk energy non listrik.

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transducer yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan arus listrik. Sensor biasanya dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata, pendengaran, hidung, dan lidah untuk menjadi otak mikroprosesor dari system otomatisasi industry. Sensor yang digunakan pada perancangan ini adalah sensor inframerah.

2.1.1. Photodioda

Potodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya. Potodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut p-i-n atau PIN potodioda. Cahaya diserap di daerah pengambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya.

Mode operasi

1. Mode potovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada potodioda menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil

2. Mode potokonduktivitas : disini, potodioda diaplikasikan sebagai tegangan revers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran menghasilkan arus poto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol). Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier

Karakteristik bahan potodioda:

1. Silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm).

2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm).

3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300 sampai 1600nm).

Gambar Photodioda ditunjukkan pada gambar berikut:

2.2 Dioda Pemancar Cahaya Infra Merah (LED infra Merah)

LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energy listrik. Dalam bias maju sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang (hole). Energi ini tidak seluruhnya diubah kedalam bentuk energi cahaya atau photon melainkan dalam bentuk panas sebagian. Proses pemancara cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. Material lain misalnya Galium Arsenida Pospat (GaAsP) atau Galium Pospat (GaP): photon energi cahaya dipancarkan untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari LED digunakan untuk menghasilkan energi tidak tampak seperti yang dipancarkan oleh pemancar laser atau inframerah.

Pemancar inframerah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda ini dibias maju. Bila diberi bias maju elektron dari daerah-n akan menutup lubang elektron yang ada didaerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar keluar dari permukaan p dan n dalam bentuk photon. Photon-photon yang dihasilkan ini ada yang diserap lagi dan ada yang meninggalkan permukaan dalam betuk radiasi energi.

2.3 LED Infra Merah

Beberapa ragam indikator status LED yang tampak (visible) adalah merah, hijau, kuning. Selain itu juga terdapat LED dengan cahaya tak tampak (invisible) seperti LED infra merah. Infra merah adalah sinar dengan panjang gelombang ( ) lebih besar dari 800 nm dan tidak dapat dilihat oleh mata.

LED dengan cahaya tidak tampak (Invisible) banyak digunakan dalam proses film dan dalam sistem keamanan. LED infra merah digunakan ketika diperlukan daya penekanan optis yang tinggi. LED ini mempunyai intensitas sinar lebih besar dibanding LED dengan cahaya tampak. LED infra merah merupakan padanan spectral terbaik untuk kebanyakan fototransistor sebagai elemen penerima sinar penginderaan photoelektronik.

Rangkaian sensor infra merah menggunakan foto transistor dan led infra merah yang dihubungkan secara optik. Fototransistor akan aktif apabila terkena cahaya dari led infra merah. Antara Led dan foto transistor dipisahkan oleh jarak. Jauh dekatnya jarak memengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh foto transistor. Apabila antara Led dan foto transistor tidak terhalang oleh benda, maka foto transistor akan aktif. Transistor BC 547 akan tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor BC 547 Karena transistor tersebut tidak aktif, maka tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor.

Infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.

2.4 Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang mempunyai tiga kaki atau lebih sehingga daya dapat diperkuat. Fungsi transistor sebagai penguat atau amplifier dari sinyal listrik, tahanan variabel atau sebagai saklar.

2.4.1 Transistor Sambungan Bipolar

Banyak sistem elektronik yang sangat tergantung pada kemampuan transistor untuk bertindak sebagai saklar. Transistor yang digunakan sebagai saklar mempunyai keuntungan yaiatu tidak mempunyai bagian yang berputar, yang dapat beroperasi ON dan OFF pada

kecepatan yang sangat tinggi, memerlukan tegangan dan arus penggerak yang sangat rendah untuk memicu aksi penghubungan.

Emitor yang diberi banyak bahan campuran bertindak sebagai sumber utama dari arus elektron. Basis dengan sedikit bahan campuran bertindak untuk mengontrol aliran arus. Pada transistor NPN, kolektor diberi dengan bahan yang cukup dan menerima sebagian besar elektron dari emitor. Arus pada ujung basis disebut arus basis menentukan jumlah arus kolektor. Dengan tidak adanya arus basis tidak ada arus kolektor(normally OFF). Gain arus adalah perbandingan arus kolektor terdapat arus basis. Transistor sambungan bipolar

mempunyai dua variabel: NPN, aksi dari masing-masing adalah sama tetapi polaritasnya terbalik.

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk

mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

Simbol sirkit kedua jenis transistor itu hampir sama. Perbedaannya terletak pada arah panah di ujung emitter. Seperti yang telah diketahui, arah panah ini menunjukkan arah aliran arus konvensional yang berlawanan arah dalam ke dua jenis tadi tetapi selalu dari bahan jenis p ke jenis n dalam sirkit emitter dasar. Untuk menghindarkan kesalahan, transistor yang dibicarakan disini selalu n p n, kecuali bahwa polaritas tegangan suplai pada sirkit yang memakai transistor jenis p n p terbalik dan arus yang mengalir berlawanan dengan sirkit yang memakai transistor n p n.

2.4.2 Jenis-Jenis Transistor

PNP P-channel

NPN N-channel

BJT JFET

Gambar 2.2 Simbol Transistor dari Berbagai Tipe

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain

3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.

4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

6. Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain

7. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

2.5 Sirene (Buzzer)

Pengertian buzzer adalah alat penderu (sirene) atau suatu alat penggetar yang menggunakan sumber arus listrik untuk menghasilkan bunyi menderu terus menerus. Sirene tersusun atas sebuah piringan yang diberi lubang dengan jumlah berbeda pada setiap jari-jarinya, kemudian diputar dengan cepat. Pada rangkaian ini digunakan transistor sebagai penguat arus yang dimana penguat ini berfungsi untuk menguatkan arus pada buzzer yaitu jika arus mengalir maka buzzer akan mengeluarkan bunyi, dan sebaliknnya jika tidak ada arus yang mengalir pada penguat maka buzzer tidak akan menghasilkan bunyi.

Gambar 2.3 gambar rangkaian Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Definisi buzzer atau pengertian buzzer adalah alat penderu (sirene) atau suatu alat penggetar yang menggunakan sumber arus listrik untuk menghasilkan bunyi menderu terus menerus. Sirene tersusun atas sebuah piringan yang diberi lubang dengan jumlah berbeda pada setiap jari-jarinya, kemudian diputar dengan cepat. Pada saat piringan itu berputar, diembuskan udara dengan compressor ke arah lubang secara bergantian sehingga terdengar bunyi yang menderu terus menerus dengan suara yang bergantian pula. Buzzer bisa digunakan untuk membangun viral awareness, yang sangat didambakan oleh para pemilik brand saat ini, entah itu personal brand atau corporate brand. Personal brand berupa sosok seorang manusia yang dianggap sebagai sebuah merek, seperti seorang seniman, pemusik,

politikus, dan sebagainya. Sementara corporate brand ialah perusahaan yang ingin mereknya makin dikenal dan akhirnya digunakan masyarakat. Syarat menjadi buzzer ialah memiliki pemahaman mengenai produk dan target audiens yang dibidik.

2.6 Mikrokontroler AT89S51

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 komputer PC yang harus dipasang disamping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan.

Selain system tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau ynag 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.

2.6.1 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 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S51 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 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 AT89S51 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer.

Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 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. AT89S51 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).

AT89S51 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.

AT89S51 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), SFR (Register Fungsi Khusus).

Gambar 2.4 IC Mikrokontroler AT89S51

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 :

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 1 ( pin 1 – pin 8 )

Port 1 disediakan sebagai port I/O dan berada pada pin 1-8. Beberapa pin pada port ini memiliki fungsi khusus yaitu P1.5 (MOSI), P1.6 (SCK) yang digunakan untuk jalur download program.

Port 2 ( pin 21 – pin 28 )

Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saatmengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan 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 ) INT 0 (interrupt 0 eksternal) P3.3 (pin 13) INT 1(interrupt 1 eksternal ) P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0) P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)

P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)

Tabel 2.1 Port 3 (Pin 10 – pin 17) 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 Memprogram 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 programming, pin ini akan mendapat tegangan 12 volt.

.XTAL1 (pin 19)

input untuk clock internal.

XTAL2 (pin 18)

Output dari osilator.

2.7 Perangkat Lunak

2.7.1 Pemrograman Bahasa Assembly untuk IC AT89S51

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang dapat melakukan pemrosesan data secara digital serta pengontrolan rangkaian elektronik sesuai dengan perintah bahasa assembly yang diberikan pada IC tersebut. Perbedaan antara mikroprosesor dan mikrokontroler yaitu

mikroprosesor merupakan CPU tanpa memori dan I/O pendukung sebuah komputer, sedangkan mikrokontroler terdiri dari CPU, memori, I/O dan unit pendukung lain seperti ADC yang terintregrasi didalamnya. Penggunaan mikrokontroler menjadi modern pada desain teknologi elektronika, karena chip ini dapat mereduksi sistem digital diskrit dengan perangkat lunak yang diprogram dan disisipkan dalam chip tersebut. Mikroprosesor dikembangkan kearah perangkat berbasis komputer sedangkan mikrokontroler lebih banyak ke sistem instrumentasi elektronik.

Untuk berinteraksi dengan perangkat keras yang meliputi memberi perintah maupun pengaturan perangkat dapat digunakan suatu bahasa pemrograman dasar tingkat rendah yaitu bahasa pemrograman Assembly. Assembly merupakan bahasa dasar mesin, meskipun saat ini telah banyak bahasa pemrograman tingkat tinggi yang lebih sederhana dan mudah dipahami namun semua bahasa tersebut sesungguhnya juga merupakan pengembangan dari bahasa assembly. Agar kita dapat menguasai lebih mendalam akan interaksi antara user (manusia) dengan mesin maka pada kuliah microprosesor dan microkontroler di gunakan bahasa assembly sebagai bahasa pemrograman sistem microkontroler. Pemograman yang dipakai untuk membaca data pada rangkaian ini yaitu bahasa asembly ASM 51.

Secara fisik, kerja dari sebuah mikrokontroler dapat dijelaskan sebagai siklus pembacaan instruksi yang tersimpan di dalam memori. Mikrokontroler menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca, dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca diinterprestasikan sebagai instruksi. Alamat instruksi disimpan oleh mikrokontroler di register, yang dikenal sebagai program counter. Instruksi ini misalnya program aritmatika yang melibatkan 2 register.

Sarana yang ada dalam program assembly sangat minim, tidak seperti dalam bahasa pemrograman tingkat atas (high level language programming) semuanya sudah siap pakai. Penulis program assembly harus menentukan segalanya, menentukan letak program yang ditulisnya dalam program, membuat data konstan dan tablel konstan dalam

memori-program, membuat variabel yang dipakai kerja dalam memori-data dan lain sebagainya. Beberapa instruksi yang sering digunakan pada bahasa asembly untuk ASM-51 antara lain:

1. Intruksi pemindahan data ( MOV ) instruksi (MOV)

Instruksi ini merupakan perintah untuk memindahkan data dari satu tempat ke tempat lain, atau juga digunakan untuk memindahkan data dari satu pin microcontroler ke pin yang lain.

2. Instruksi lompatan SJMP (Short Jump)

Instruksi ini merupakan perintah untuk melompat ke alamat untuk alamat kode yang pendek.

AJMP (Absolut Jump)

Instruksi ini merupakan kebalikan dari perintah SJMP yaitu perintah untuk melompat ke alamat kode yang jauh.

ACALL

Instruksi ini merupakan perintah untuk memanggil subrutin ke sebuah sub program atau perintah ini juga dapat membuat logika menjadi 0.

RET (Return)

Instruksi ini merupakan perintah untuk menghentikan subrutin dan melanjutkan ke instruksi berikutnya atau perintah untuk kembali kerutin pemanggil setelah instruksi acaal dilaksanakan

3. Instruksi operasi bit SETB (Set Bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk mengisi alamat bit dengan nilai 1( menghidupkan buzzer)

instruksi ini merupakan perintah untuk Mengosongkan atau mengubah alamat bit dengan nilai 0

4. Instruksi lompatan bersyararat.

CJNE (Compare and Jump if Not Equal)

instruksi merupakan perintah untuk membandingkan nilai sebuah register dengan suatu data atau register lain dan akan melompat ke alamat yang dituju jika belum sama nilainya.

JB (Jump if Bit Set)

instruksi ini merupakan perintah untuk melakukan lompatan menurut isi (nilai) sebuah bit. Yang di cari adalah nilai “1″ pada bit yang diamati nilainya. Jika bit bernilai “0″ akan melanjutkan instruksi berikutnya, namun jika bit bernilai “1″ akan melompat ke alamat yang ditentukan.

JNB (Jump if Not Bit Set)

instruksi ini merupakan Kebalikan dari JB, yang dicari adalah nilai NOL (0) pada bit yang dialamati.

DJNZ (Decrement and Jump if Not Zero)

instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai sebuah register atau alamat tertentu dengan nilai 1 dan jika hasilnya sudah NOL (0) maka instruksi selanjutnya akan dijalankan.

5. Instruksi aritmatika INC (Increment)

instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan “1″ angka dari register/data yang dituju dan hasilnya disimpan pada register tersebut.

Menambahkan isi Akumulator dengan sebuah nilai dan hasilnya disimpan kembali akumulator tersebut.

instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi “1″ angka dari register yang dituju dan hasilnya disimpan pada register tersebut.

6. Instruksi geser RR (Rotate Right)

Instruksi ini merupakan perintah untuk Menggeser ke kanan perbit isi akumulator. RL (Rotate Left)

Instruksi ini merupakan perintah untuk menggeser ke kiri perbit isi akumulator 7. Jbc (Jump bit carry)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat jika ada bit carry (C=1) 8. End

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

3.1 Diagram Blok Sistem

Pemancar

Photodioda

AT89S51

Kontroler

IR

Penguat

Buzzer

Display

LCD

PD

Laser

pointer

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Diagram blok diatas menggambarkan aliran proses dari input hingga output yaitu proses kerja sistem. Kerja sistem dimulai dari kondisi bandul diam (ayunan tidak bergerak) maka pemancar yaitu laser pointer tidak mengenai photodioda dimana logika yang dihasilkan berlogika high, sehingga sensor photodioda akan menerima cahaya inframerah dan memberikan outputnya pada mikrokontroler yang akan menghasilkan logika Low yang akan ditampilkan pada LCD dengan tampilan nama alat tersebut yaitu RANCANGAN ALARM DIGITAL GEMPA BUMI, sedangkan pada saat terjadi gempa maka ayunan bandul akan bergerak yang akan membuat pemancar laser pointer mengenai photodioda sehingga logika yang dihasilkan adalah Low sehingga sensor akan mengirimkan outputnya pada mikrokontroler dengan logika high, Rangkaian akan mendeteksi logika tersebut dengan menampilkannya pada LCD yaitu TERDETEKSI GEMPA, buzzer telah diaktifkan dengan

dikeluarkannya logika high yang akan membuat transistor mengaktifkan buzzer untuk menghasilkan bunyi.

3.2 Catu daya

Adaptor adalah sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah tegangan AC menjadi DC. Rangkaian ini alterbnatif pengganti sumber tegangan DC, misalnya batu baterai ddan accumulator. Keuntungan dari adaptor dibanding dengan batu baterai atau accumulator adalah sangan praktis berhubungan dengan ketersediaan tegangan karena adaptor dapat diambil dari sumber tegangan AC yang ada dirumah, dimana pada jaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik. Selain adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas asal ada tegangan AC. Tegangan AC sudah mmerupakan kebutuhan primer dalam kehidupan manusia.

Bagian-bagian adaptor:

1. Adaptor sederhana terdiri dari:

Bagian input tegangan yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghubung sumber tegangan AC daru stop kontak yang ada didalam rumah. Bagian ini terdiri dari jack/steker kabel input.

2. Bagian penurun tegangan

Bagian ini berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 v menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya 3 voolt, 4,5 volt, 7,5 volt, 9 volt atau 12 volt. Untuk memilih output tegangan ini digunakan rotary switch/saklar 1 induk 6 anak. Trafo yang digunakan adalah jenis step down, dapat menggunakan trafo denggan tegangan arus 500 mA.

3. Bagian penyearah

Bagian ini berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Komponen utamanya adalah dioda. Diod yang digunakan berjumllah 4 dirangkai sedemikian rupa

sehingga membentuk jembatan dioda. Bagian filter ini berfunngsi untuk menghilangkan tegangan AC yang masih lewat. Efek dari tegangan AC yang lewat ini adalah munculnya suara dengung. Komponen yang dibutuhkan antara lain IC penstabil tegangan dan elco.

4. Bagian output tegangan

Bagian ini berfungsi untuk menurunkan tegangan sebagai keluaran tegangan berupa tegangan DC. Bbesar keluaran tegangan DC ini sesuai dengan tegangan output pada trafo step down yang diatur oleh rotary switch sesuai yang diinginkan.AC 220 Volt menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya

3.3 Sensor Photodioda dan rangkaian pemancar

Sensor photodioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor photodioda adalah salah satu jenis sensor yang peka terhadap ccahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjang undur. Tanggapan frekuensi sensor photodioda memiliki tanggapan paling baik terhadap cahaya inframerah, tepatnya pada cahaya dengan panjang gelombang sekitar 0,9 µm.

Photodioda adalah sensor yang termasuk kategori cahaya photo conductive yaitu sensor cahaya yang akan mengubah perubahan intensitas cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktivitas pada terminal sensor tersebut. Dioda photo merupakan sensor cahaya yang akan mengalirkan arus listrik satu arah saja dimana akan mengalirkan arus listrik dari kaki katoda pada saat menerima intensitas cahaya. Photo dioda sering digunakan pada aplikasi penerima cahaya inframerah. Photo dioda ini dapat dikonfigurasikan untuk memberikan logika high atau low tergantung dari konfigurasi rangkaian yang digunakan. Jika ada cahaya

yang mengenai photodioda maka akan berlogika Low, sedanngkan pada saat photodioda tidak dikenai oleh cahaya maka akan berlogika high.

Pada saat rangkaian pemancar yaitu laser pointer mengenai sensor photodioda maka menghasilkan logika low, dan sebaliknnya jika laser pointer tidak mengenai photodioda maka akan menghasilkan logika high.

3.4 Rangkaian mikrokontroler AT89S51

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Mikrokontroler tipe AT89S51 merupakan mikrokontroler keluarga MCS-51 dengan konfigurasi yang sama persis dengan AT89S51 yang cukup terkenal, hanya saja AT89S51 mempunyai fitur ISP (In- System Programmable Flash Memory). Fitur ini memungkinkan mikrokontroler dapat diprogram langsung dalam suatu sistem elektronik tanpa melalui Programmer Board atau Downloader Board. Mikrokontroler dapat diprogram langsung melalui kabel ISP yang dihubungkan dengan paralel port pada suatu Personal Computer. Adapun fitur yang dimiliki mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut:

1. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk keluarga MCS51. 2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu, RAM internal 128 byte (on chip). 3. Empat buah programmable port I/O, masing-masing terdiri atas 8 jalur I/O. 4. Dua buah Timer Counter 16 bit.

5. Lima buah jalur interupsi (2 interupsi external dan 3 interupsi internal). 6. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART

7. Kemampuan melaksanakan operasi perkalian, pembagian dan operasi Boolean (bit). 8. Kecepatan pelaksanaan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi clock 12 Mhz 9. 4 Kbytes Flash ROM yang dapat diisi dan dihapus sampai 1000 kali.

10.In-System Programmable Flash Memory.

Mikrokontroler AT89S51 memiliki 5 buah ruang alamat, yaitu :

 Ruang alamat kode (Code Address Space) sebanyak 64 Kbyte, yang seluruhnya merupakan ruang alamat kode eksternal.

 Ruang alamat memori data internal yang dapat dialamati secara langsung, yang terdiri atas :

1. RAM sebanyak 128 byte

2. Hardware register sebanyak 128 byte

 Ruang alamat memori data internal yang dialamati secara tidak langsung sebanyak 128 byte, seluruhnya diakses dengan pengalamatan tidak langsung.

 Ruang alamat memori data eksternal sebanyak 64 Kbyte yang dapat ditambahkan oleh pemakai.

 Ruang alamat bit. Dapat diakses dengan pengalamatan langsung

3.5 Rangkaian Penguat Arus

Driver atau penguat arus adalah banyaknya elektron (muatan listrik) yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu. Arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif, hal itu disebabkan karena kutub positif potensial lebih tinggi dibanding kutub negatif. Driver atau penguat arus adalah sebuah rangkaian untuk menguatkan arus. Fungsi penguatan arus adalah untuk mengendalikan beban yang lebih besar. Rangkaian ini terdiri dari sebuah transistor NPN dan sebuah resistor. Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan emitter. Tanda panah dalam symbol diletakkan pada kaki emitter dan menunjuk ke luar. Prinsip yang di pakai didalam transistor

sebagai penguat yaitu arus kecil pada basis dipakai untuk mengontrol arus yang lebih besar yang diberikan ke kolektor melalui transistor tersebut. Dari sini bisa kita lihat bahwa fungsi dari transistor adalah hanya sebagai penguat ketika arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitter. Kelebihan dari transistor penguat bukan sekedar bisa menguatkan sinyal, namun transistor ini juga dapat di pakai sebagai penguat arus, penguat daya dan penguat tegangan.

Gambar 3.2 transistor sebagai penguat pada buzzer

Gambar transistor sebagai pennguat pada buzzzer Dik: hfe = 110

Rb = 10 Kohm

Vcc = 12 V Vbc = 0,7 V Jika Vb = logika 1 Dit: Ib ...?

Rbeban...?

Rb Vbc Vcc Ib 

K V V 10 7 , 0 12  

Ib = 0,00113 A Ic = Ib x hfe

Ic = 0,00113 x 110 = 0,1243 A

Ic Vce Vcc Rbeban 

A V V Rbeban 1243 , 0 1 , 0 12  

Rbeban = 95,7 Ω

3.6 LCD (Liquid Cristal Display)

LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut.

LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang

berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut.

Modul prosesor M1632 pada LCD tersebut memiliki memori tersendiri yaitu: CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).

Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632

 DB0 – DB

DBO-DB adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.

 RS

RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.

 R/W

RW adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan

 Enable (E)

Enable (E) berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data high (1) untuk mode write.

Berikut adalah rancangan program dari sistem LCD yang digunakan: Buzzer Bit P2.0

Sensor Bit P1.0 Led Bit P3.0 Acall Init_LCD

TS0: ACALL Delay_1S Clr Buzzer Acall ClearLcd Mov DPTR,#ALAT Acall KirimPesan_Lcd ACALL BARIS2_LCD Mov DPTR,#Nama Acall KirimPesan_Lcd TS1: JB Sensor,$

Clr Led ACALL Delay_1S Mov R0,#5 TS2: JB Sensor,TS1

Clr Led

ACALL Delay_500mS SetB Led

ACALL Delay_500mS Djnz R0,TS2 Loop: Clr Led

ACALL Delay_100MS SetB Led

ACALL Delay_500MS JNB Sensor,Loop

SetB Buzzer Acall ClearLcd Mov DPTR,#DET Acall KirimPesan_Lcd Mov R0,#60

TS3: Clr Led

ACALL Delay_500mS SetB Led

ACALL Delay_500mS JB Rset,TS4 Ajmp TS0 TS4: Djnz R0,TS3

Ajmp TS0 Alat:

DB 'RANCANGAN ALARM',0FH NAMA:

DB ' GEMPA DIGITAL',0FH DET:

DB 'TERDETEKSI GEMPA',0FH Delay_1S:

Mov R4,#200 Tunggu_1detik:

Acall Delay_5mS

Djnz R4,Tunggu_1detik Ret

Mov R4,#100 Tunggu_500mdetik:

Acall Delay_5mS

Djnz R4,Tunggu_500mdetik Ret

Delay_100mS:

Mov R4,#20 Tunggu_100mdetik:

Acall Delay_5mS

Djnz R4,Tunggu_100mdetik Ret

Delay_5mS:

Mov TMOD,#21H Mov TH0,#0EDH Mov TL0,#0FFH Setb TR0

Tunggu_5mS:

Jbc TF0,Sudah_5mS Ajmp Tunggu_5mS Sudah_5mS:

Clr TR0 Ret

$Include(Rutin.asm) END

3.7 Perancangan Perangkat Lunak Sistem

Rancangan perangkat lunak sistem (program) adalah susunan urutan perintah yang sistematis untuk menjalankan atau mengendalikan sistem. Pada perancangan ini perangkat lunak dirancang dengan menggunakan bahasa pemograman asembly ASM-51.

Program disusun dengan kode-kode perintah sesuai dengan kode yang disediakan oleh asembly ASM-51, setelah selesai penurunan program, kemudian program di compile menjadi kode mesin agar dapat diunduh dengan rangkaian mikrokontroler sehingga dapat menjalankan sistem.

Berikut adalah rancangan program dari sistem yang digunakan: Buzzer Bit P2.0

Reset Bit P2.0 Sensor Bit P1.0 Led Bit P3.0

ACAAL Delay_1s Clr Buzzer TS1: JB Sensor, $

ACAAL Delay_1s Mov R0, #5 TS2: JB Sensor, TS1

Clr Led

ACAAL Delay_500ms SetB Led

ACAAL delay_500ms Djnz R0, TS2 Loop: Clr Led

SetB Led ACAAL Delay_1s JNB Sensor, Loop SetB Buzzer Mov R0, #60 TS3: Clr Led

ACAAL Delay_500ms Setb Led

ACAAL Delay_500ms JB Reset, TS4 Clr Buzzer Ajmp TS1 TS4: Djnz R0, TS3

Clr Buzzer Ajmp TS1 Delay_1s:

Mov R4, #200 Tunggu_1detik:

Acaal Delay_5ms

Djnz R4, Tunggu_1detik Ret

Delay_500ms

Mov R4, #100 Tunggu_500mdetik:

Acaal Delay_5ms

Ret Delay_5ms:

Mov TMOD, #21H Mov TH0, #0EDH Mov TL0, #0FFH Setb TR0

Tunggu_5ms:

Jbc TF0, sudah_5ms Ajmp Tunggu_5ms Sudah_5ms:

Clr TR0 Ret End

Penjelasan-penjelasan dari perintah diatas sebagai berikut: 1. Buzzer Bit P2.0

Reset Bit P2.0 Sensor Bit P1.0 Led Bit P3.0

Perintah diatas adalah perintah untuk memberi nama pada beberapa port yang digunakan dengan tujuan agar memudahkan penulisan program selanjutnya.

2. ACAAL Delay_1s Clr Buzzer

Perintah diatas adalah perintah untuk menunda waktu selama 1 detik dan mematikan buzzer dengan memmberi logika 0 pada port buzzer P0.0

3. TS1: JB Sensor, $ JB Sensor, TS1

Perintah diatas adalah perintah untuk mendeteksi sensor inframerah. Jika kondisi sensor yaitu port P1.0 berlogika 1 sistem akan berhenti dan menunggu hingga port tersebut berlogika 0.

4. Mov R0, #5

Perintah diatas adalah perintah untuk mengisi register 0 dengan 5. 5. Clr Led

ACAAL Delay_500ms SetB Led

ACAAL Delay_500ms Djnz R0, TS2

Perintah diatas adalah perintah untuk menghidup matikan lampu indikator selama 5 kali.

6. Loop: Clr Led ACAAL Delay_1s SetB Led ACAAL Delay_1s

Perintah diatas adalah perintah untuk melakukan detteksi sensor ddengan menjalankan lampu indikatoor hidup dan mati.

7. JNB Sensor, Loop

Perintah diatas adalah perintah untuk membaca sensor yaitu port P1.0, jika port tersebut berlogika 0 memberi arti tidak terjadi ayunan pada bbandul atau sensor sehingga sensor berlogika 1 berarti telah terjadi perubahan logika pada ssensor yang memberi arti kemungkinnan terjadinya gempa, karena ayunan bandul. Dengan demikian sistem akan mengaktifkan alarm.

Perintah diatas adalah perintah yang akan mengaktifkan atau membunyikan buzzer yaitu dengan memberi logika 1 pada port P0.0.

9. Mov R0, #60 TS3: Clr Led

ACAAL Delay_500ms Setb Led

ACAAL Delay_500ms JB Reset, TS4 Clr Buzzer Ajmp TS1

TS4: Djnz R0, TS3 Clr Buzzer

Ajmp TS1

Perintah diatas adalah perintah untuk menghitung waktu pengaktifan buzzer yaitu selama 1 menit disertai pengaktifan lampu indikator, setelah 1 menit sistem akan mematikan alarm atau buzzer dan kembali ke awal.

10.Delay_1s: Mov R4, #200 Tunggu_1detik: Acaal Delay_5ms

Djnz R4, Tunggu_1detik Ret

Perintah diatas adalah perintah untuk menunda waktu selama 1 detik dengan melakukan loop 2x200 ms.

11. Delay_500ms Mov R4, #100

Tunggu_500mdetik: Acaal Delay_5ms

Djnz R4, Tunggu_500detik Ret

Perintah diatas adalah perintah menunda waktu selama 500 mdetik dengan penundaaan loop 100x5 ms.

12.Delay_5ms: Mov TM0D, #21H Mov TH0, #0EDH Mov TL0, #0FFH Setb TR0

Tunggu_5ms: Jbc TF0, sudah_5ms Ajmp Tunggu_5ms Sudah_5ms:

Clr TR0 Ret End

Perintah diatas adalah perintah untuk menunda waktu selama 5 mdetik dengan menjalankan timer 0.

Perancanag perangkat lunak (rutin) pada LCD yaitu: PosisiAwalLCD:

Mov A,#02H

Lcall Kirim_Perintah Acall Delay_LCD Ret

PerintahLCD:

Lcall Kirim_Perintah Acall Delay_LCD Ret

ClearLCD:

Mov A,#01H

Lcall Kirim_Perintah Acall Delay_LCD Ret

Delay_LCD: Push B Mov B,#06H Delay_LCD_Loop:

Push B

Acall Delay_LCD2 Pop B

Djnz B,Delay_LCD_Loop Pop B

Ret

Delay_LCD2:

Mov B,#0FFH

Djnz B,TungguDelay Ret

Init_Serial:

MOV SCON,#52H ; MOV TMOD,#20H ; MOV TH1,#0FdH ; MOV TCON,#040H ; MOV PCON,#00H ; RET

Serial_In:

Clr RI TungguTerima:

Jnb RI,TungguTerima Mov A,SBUF

Ret Init_LCD: Setb RS Clr EClock

Lcall Delay_5mS ;Tunda 20 mS Lcall Delay_5mS ;

Lcall Delay_5mS ; Lcall Delay_5mS ;

Mov A,#30H ;Kirim 30H Acall Kirim_Perintah ;

Lcall Delay_5mS ;Tunda 5mS Mov A,#30H ;Kirim 30H

Acall Kirim_Perintah ;

Push B ;Tunda 100uS lebih Mov B,#100 ;

Djnz B,$ ; Pop B ;

Mov A,#30H ; Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#20H ;Send Init Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#28H ;8x5 2lines Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#08H ;Display OFF Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#01H ;Display Clear Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#0EH ;Display ON Acall Kirim_Perintah ;

Mov A,#06H ;Mode Increment Address Acall Kirim_Perintah ;

Ret

Kirim_Perintah: Clr RS Clr RW

Acall Kirim_DataLCD ;4 bit sebanyak 2 x Swap A

Acall Kirim_DataLCD ; Acall PeriksaBusy

Ret ; Kirim_DataLCD: Setb EClock

Mov P1,A ;Kirim ke Port 0 Clr EClock

ret

Kirim_Karakter: Clr RW Setb RS

Acall Kirim_DataLCD ;ke LCD 2x Swap A

Acall Kirim_DataLCD ; Acall PeriksaBusy

Ret

BacaRegister:

Mov P1,#0FFH ;Jadikan P0 sebagai input Setb RW ;LCD mode Read

Setb EClock ; Mov A,P1

Anl A,#0F0H Clr EClock Push ACC Setb EClock Mov A,P1 Anl A,#0F0H Clr EClock Swap A Pop B Add A,B Clr RW Ret

PeriksaBusy:

Acall BacaRegister Jb ACC.7,PeriksaBusy Ret

;--- ;LCD pindah baris 2 Baris2_LCD:

Mov A,#BarisDua Acall Kirim_Perintah Ret

;LCD pindah baris 1 Baris1_LCD:

Mov A,#HomeLCD Acall Kirim_Perintah Ret

;--- ;Geser Display ke kanan GeserDisplay_Kanan: Mov A,#RDisplay Acall Kirim_Perintah Ret

;--- ;Geser Display ke kiri GeserDisplay_Kiri: Mov A,#LDisplay Acall Kirim_Perintah Ret

RCursor EQU 14H LCursor EQU 10H RDisplay EQU 1FH LDisplay EQU 18H HomeLCD EQU 02H BarisDua EQU 0C0H RS Bit P3.5 RW Bit P3.6 EClock Bit P3.7

KirimPesan_LCD: LoopKirimPesan_LCD:

Mov A,#00H ;Ambil data dari memori yg ditunjuk Movc A,@A+Dptr ;

Cjne A,#0FH,Kirim_LCD ;Kirim ke LCD selama belum ditemukan

Ret ;0FH

Kirim_LCD:

Acall Kirim_Karakter

Inc Dptr ;Tunjuk ke memori selanjutnya Ajmp LoopKirimPesan_LCD

3.8 Diagram Alir Program (Flowchart)

Start

Inisialisasi LCD reset Hardware

Aktifkan alarm (Buzzer)

Non aktifkan Buzzer

Tampilkan pesan terdetelksi gempa pada LCD Tampilkan pesan nama alat

Baca sensor inframerah

Stop Tetrdeteksi

Y T

Keterangan:

Diagram alir flow chart diatas merupakan diagram alir perancangan. Diagram alir diatas menjelaskan satu siklus aliiran proses dari mulai start hingga stop. Dari awal start inisialisasi LCD hardware (perangkat keras) akan direset oleh rangkaian reset yang kemudian akan menampilkan nama alat yang digunakan, dan program akan mulai dari awal yaitu pembacaan sensor infra merah. Apabila telah terdeteksi gempa maka sensor inframerah sistem akan mengaktifkan alarm (buzzer) sebagai sinyal peringatan telah terjadi gempa, yang akan ditampilkan sebagai pesan pada LCD.

BAB IV

PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM

4.1. Pengujian Rangkaian

4.1.1 Pengujian Data Mikrokontroler AT89S51

Pengujian dilakukan terhadap rangkaian yang telah selesai dirancang atau dirkit. Pengujian ini dilakukan dengan serangkaian pengukuran terhadap pin-pin mikrokontroler dn tegangan catu daya, selain pengukuran yang dilakukan pengujian terhadap program yaitu respon program terhadap masukan yang diberikan dan mengamati keluaran sistem tersebut. Pengukuran Pin Mikrokontroler

PIN-PIN

MIKROKONTROLER

TEGANGAN (Volt)

1 4,98

2 4,98

3 4,98

4 4,98

5 4,98

6 4,98

7 4,98

8 4,98

9 0

10 4,98

12 4,98

13 4,98

14 4,98

15 4,98

16 4,98

17 4,98

18 1,72

19 2,16

20 0

21 4,98

22 4,98

23 4,98

24 4,98

25 4,98

26 4,98

27 4,98

28 4,98

29 4,,99

30 1,,64

31 5

32 1,46

33 1,46

34 1,48

35 1,48

37 1,57

38 1,51

39 0

40 5

Tabel 4.1 Pengukuran tegangan terhadap pin mikrokontroler AT89S51

Keterangan:

Tabel pengukuran diatas merupakan pengukuran terhadap pin-pin mikrokontroler AT89S51. Pengukuran ini dilakukan bertujuan untuk menguji apakah rangkaian mikrokontroler telah terhubung dengan baik pada rangkaian dan program telah bekerja yaitu dengan membandingkan tegangan keluaran masing-masing port mikrokontroler dengan program awal. Pada saat mikrokontroler diaktifkan dari program yang dibuat dapat dilihat port yang diberi logika 0 hanya port buzzer yaitu P0.0 sedangkan port lain tidak diberi masukan. Dengan demikian semuanaya bernilai logika 1, mikrokontroler tegangan yang terukur pada port tersebut berlogika 1 atau mendekati 5 volt.

4.1.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler bekerja denggan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrookontroler AT89S51. Programnya adalah sebagai berikut:

TS1: JB Sensor, $

ACAAL Delay_1s Mov R0, #5 TS2: JB Sensor, TS1

SetB Led

ACAAL delay_500ms Djnz R0, TS2 Loop: Clr Led

ACAAL Delay_1s SetB Led ACAAL Delay_1s JNB Sensor, Loop SetB Buzzer Mov R0, #60 TS3: Clr Led

ACAAL Delay_500ms Setb Led

ACAAL Delay_500ms JB Reset, TS4 Clr Buzzer Ajmp TS1 TS4: Djnz R0, TS3

Clr Buzzer Ajmp TS1

Penjelasan-penjelasan dari program diatas yaitu: 1. TS1: JB Sensor, $

ACAAL Delay_1s Mov R0, #5 TS2: JB Sensor, TS1

ACAAL Delay_500ms SetB Led

ACAAL delay_500ms Djnz R0, TS2

Perintah program diatas adalah perintah untuk memulai pendektesian ayunan bandul, akan tetapi sebelum deteksi sistem akan mencari suatu kondisi standby atau kondisi bandul dalam keadaan diam. Dalam hal ini dengan mendeteksi sensor yaitu pada port P1.0, jika sensor berlogika 1 mikrokontroler akan menunggu hingga sensor berlogika 0 yaitu pada saat sensor mendapat cahaya infra merah dari pemancar. Jika kondisi standby telah dicapai sensor akan mulai mendeteksi ayunan.

1. Loop: Clr Led ACAAL Delay_1s SetB Led ACAAL Delay_1s JNB Sensor, Loop SetB Buzzer Mov R0, #60

Perintah program diatas adalah perintah untuk mendeteksi sensor yang diiringi dengan kedipan lampu indikator sebagai tanda sistem deteksi mulai bekerja yaitu bila sennsor berlogika 0, sensor akan terus melakukan loop, sedangkan pada saat port P1.0 berlogika 1 program tidak akan lompat ke alamat loop melainkan meneruskan kebawah yaitu mengaktifkan buzzer. Dari pengujian yag dilakukan diperoleh hasil bahwa program telah bekerja dengan sempurna dan memberi respon sesuai dengan yang diprogramkan.

2. Mov R0, #60 TS3: Clr Led

Setb Led

ACAAL Delay_500ms JB Reset, TS4 Clr Buzzer Ajmp TS1

Printah program diatas adalah perintah program setelah terdeteksi ayunan bandul dan buzzer telah diaktifkan. Program tersebut melakukan penundaan waktu selama 1 menit dan mendeteksi tombol reset untuk menonaktifkan buzzer dan kembali keawal untuk mulai mendeteksi kembali. Seiring dengan tunda waktu selama 1 menit, program akan mengedipkan lampu indikator dengan durasi 500 ms selama 60 kali. Jika tombol reset ditekan sebelum 60 detik program akan langsung menghentikan atau menonaktifkan buzzer dan kembali ke awal setelah diuji program juga bekerja sesuai dengan yang diprogramkan dengan tundaan waktu yang tepat yaitu 1 menit, jika tidak dilakukan reset.

4.1.3 Pengujian Rangkaian Penerima Inframerah

Hasil pengujian ini pada rangkaian ini yaitu data yang telah diolah oleh mikrokontroler AT89S51 akan dikirimkan kerangkaian penerima dengan menggunakan LED infra merah. Pada rangkaian LED infra merah akan menyala jika basis pada transistor diberi tegangan yang lebih besar dari 0,7 volt ini akan sama artinya jika pada mikrokontroler AT 89S51 diberi logika high (1) karena pin yang diberi logika high akan mempunyai tegangan 4 sampai dengan 5 volt cukup untuk mengaktifkan transistor sedangkan untuk mematikan LED inframerah maka mikrokontroler AT89S51 harus diberi logika low (0), karena dengan memberikan logika low pada mikrokontroler, maka mikrokontroler akan memiliki tegangan 0 sampai dengan 0,009 Volt, tegangan ini akan menyebabkan transistor tidak aktif. Untuk pengiriman data agar dapat dikirimkan dari jarak yang jauh, maka LED infra merah harus dipancarkan dengan frekuensi 38 KHz karena frekuensi ini bebas ddari frekuensi infra merah

alam. Jika LED infra merah dipancarkan dengan frekuensi selain 38KHz, maka pancarannya akan terganggu oleh frekuensi-frekuensi infra merah dari alam, seperti frekuensi inframerah yang dipancarkan oleh matahari, tumbuhan bahkan badan manusia. Dengan menggunakan frekuensi 38KHz maka pancaran LED infra merah yang dihasilkan oleh rangkaian tidak terganggu oleh pancaran infra merah alam, ssehingga jarak pengiriman data semakin jauh. Rangkaian penerima inframerah ini berbentuk IC. IC ini mempunyai karakteristik yaitu akan mengeluarkan logika high (1) atau tegangan 4,5 Volt pada outputnya jika IC ini mendapatkan pancaran sinar infra merah denngan frekuensi antara 38 – 40 KHz, dan ic ini akan mengeluarkan sinyal low (0) atau tegangan 0,109 Volt jika pancaran sinar inframerah dengan frekuensi antara 38-40 KHz berhenti, namun logika low tersebut hanya sesaat yaitu sekitar 500 µs, setelah itu outputnya akan kembali menjadi high. Sifat inilah yang dimanfaatkkan sebagai pengiriman data. Output dari ic ini dihubungkan pada mikrokontroler sehingga setiap kali ic ini mengeluarkan logika low atau high pada outpuutnya, mikrokontroler dapat langsung mendeteksinya.

Cahaya infra merah mempunyai perbedaan dengan cahaya biasa pada umumnya. Kita bisa melihat dengan jelas apabila suatu sinar atau cahaya mengenai suatu benda. Lain halnya dengan sinar infra merah kita tidak bisa melihat wujud dari sinar tersebut.

Sistem sensor inframerah pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media utuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm gempa bumi, alarm kemalingan, otomatisasi pada sistem ini terdiri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, photodioda atau infrmerah module yang berfungsi untuk menerima sinar infra merah yang dikirimkan oleh pemancar.

4.1.4 Rangkaian penguat Arus

Transistor Sebagai Penguat adalah salah satu fungsi transistor selain transistor sebagai saklar. Pada saat ini penggunaan transistor sebagai penguat sudah banyak di gunakan dalam sebuah perangkat elektronik. Contohnya adalah Tone Control, Amplifier (Penguat Akhir), Pre-Amp dan rangkaian elektronika lainnya. Penggunaan transistor ini memang sudah menjadi keharusan dalam komponen elektronika.

Transistor merupakan suatu komponen monokristal semi konduktor di mana dalam komponen terdapat dua pertemuan antara P-N. Sehingga kita dapat membuat dua rangkaian yaitu P-N-P dan N-P-N. Transistor merupakan suatu komponen yang dapat memperbesar level sinyal keluaran sampai beberapa kali sinyal masukan. Sinyal masukan disini dapat berupa sinyal AC ataupun DC. Prinsip yang di gunakan dalam transistor sebagai penguat adalah arus kecil pada basis digunakan untuk mengontrol arus yang lebih besar yang diberikan ke Kolektor melewati transistor tersebut. Dari sini dapat kita lihat bahwa fungsi dari transistor hanya sebagai penguat ketik arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis mengontrol inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitter.

Kelebihan dari transistor penguat tidak hanya dapat menguatkan sinyal, tapi transistor ini juga bisa di gunakan sebagai penguat arus, penguat tegangan dan penguat daya. Berikut ini gambar yang biasa di gunakan dalam rangkaian transistor khusunya sebagai penguat yang biasa di gunakan dalam rangkaian amplifier sedehana. Suatu transistor sebagai penguat dapat bekerja secara optimal maka titik penguat dengan transistor harus di tentukan dan juga harus sama dengan yang di tentukan oleh garis beban AC/DC. Contohnya adalah memiliki titik kerja di daerah cut-off, titik kerja berada di tengah-tengah garis beban dan penguat kelas AB merupakan gabungan antara kelas A dan B yang bekerja secara bergantian dengan tipe transistor PNP dan NPN.

4.1.5 Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Setelah semua komponen terangkai dengan baik maka pengujian secara keseluruhan dapat dilakukan dengan catu daya kerangkaian. Setelah program diunduh ke IC yaitu pada saat rangkaian diaktifkan, rangkaian sensor akan memberikan input kemasukan mikrokontroler melalui port P1.0. Jika sensor mengenai cahaya laser sensor berlogika 0 sedangkan jika sensor tidak mengenai cahaya sensor akan berlogika 1. Pada keadaan diam logika pada input P1.0 berlogika 0. Jika terjadi gempa dan mengakibatkan ayunan, maka sinar laser akan ikut berayun dan mengakibatkan perubahan logika dari 0 menjadi 1. Rangkaian akan mendeteksi logika tersebut dan meresponnya dengan mengeluarkan peringatan berupa

lokasi tersebut. Buzzer diaktifkan dengan dikeluarkannya logika 1 pada port P2.0. Dengan demikian transistor penguat akan mengaktifkan buzzer.

3.1.6 Spesifikasi alat

Tegangan kerja 12 Volt Arus 210 mA Daya 2,52 Watt Tinggi 28 cm Lebar 7 cm Kedalaman 6 cm Berat keseluruhan 620 Gram

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil pengujian sistem merespon ayunan gempa dalam 1 detik dengan memberikan output bunyi selama 60 detik.

2. Pada saat terjadi gempa maka pemancar akan mengenai photodioda sehingga akan menghasilkan logika low sehingga sensor akan mengirimkan outputnya pada mikrokontroler dengan logika high yang akan ditampilkan pada lcd kemudian buzzer telah diaktifkan dengan dikeluarkannya logika high yang akan membuat transistor mengaktifkan buzzer untuk menghasilkan bunyi, sedangkan pada saat diam (tidak terdeteksi gempa) pemancar tidak mengenai photodioda dimana logika yang dihasilkan high, maka sensor akan menerima cahaya inframerah dan memberikan outputnya pada mikrokontroler dengan logika low.

3. Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang dapat melakukan pemrosesan data secara digital serta pengontrolan rangkaian elektronik sesuai dengan perintah bahasa asembly yang diberikan pada ic tersebut. Bahasa asembly asm 51 merupakan bahasa yang digunakan oleh keluarga mikrokontroler AT89S51 yang merupakan bahasa dasar mesin yang akan digunakan untuk membaca data pada rangkaian ini.

5.2 Saran

Sensor pendeteksi alarm gempa bumi dengan metode ayunan bandul merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi.

Oleh karena itu disarankan agar proyek ini tidak hanya semata digunakan oleh mahasiswa sebagai syarat untuk meraih gelar diploma pada program study Fisika

Instrumentasi, tetapi proyek ini dapat diaplikasikan ke fungsi yang sesungguhnya yaitu sebagai pendeteksi gempa bumi pada suatu lingkungan, sehingga mampu membantu masyarakat untuk mengetahui keadaan pemukimannya apakah bebas dari gempa bumi atau ada tanda-tanda kemungkinan gempa bumi akan datang.

Rancangan alarm gempa bumi ini hendaknya disempurnakan juga dengan mengembangkannya menjadi suatu sistem yang online sehingga dapat dibuat menjadi suatu peringatan dini telah terjadi gempa dilokasi tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemograman mikrokontroler AT89C51.

Jakarta: PT. Elex Media Kompitido.

Malvino, albert paul. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid I dan II. Edisi I. Jakarta: Salemba Teknika

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronika Industri. Edisi II. Yogyakarta : Andi.

Woolard, Barry G. 2003. Elektronika Praktis. Jakarta: PT Pradnya Paramita. http://elektronika-dasar.web.id/komponen/lcd-liquid-cristal-display-dot-matrix-2x16-m1632/ http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2108837-pengertian-sirene/#ixzz2YAMwSqXZ http://www.mytutorialcafe.com/mikrokontroler%20bahasa%20asembly.htm

4.1.5 Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Setelah semua komponen terangkai dengan baik maka pengujian secara keseluruhan dapat dilakukan dengan catu daya kerangkaian. Setelah program diunduh ke IC yaitu pada saat rangkaian diaktifkan, rangkaian sensor akan memberikan input kemasukan mikrokontroler melalui port P1.0. Jika sensor mengenai cahaya laser sensor berlogika 0 sedangkan jika sensor tidak mengenai cahaya sensor akan berlogika 1. Pada keadaan diam logika pada input P1.0 berlogika 0. Jika terjadi gempa dan mengakibatkan ayunan, maka sinar laser akan ikut berayun dan mengakibatkan perubahan logika dari 0 menjadi 1. Rangkaian akan mendeteksi logika tersebut dan meresponnya dengan mengeluarkan peringatan berupa

lokasi tersebut. Buzzer diaktifkan dengan dikeluarkannya logika 1 pada port P2.0. Dengan demikian transistor penguat akan mengaktifkan buzzer.

3.1.6 Spesifikasi alat

Tegangan kerja 12 Volt

Arus 210 mA

Daya 2,52 Watt

Tinggi 28 cm

Lebar 7 cm

Kedalaman 6 cm Berat keseluruhan 620 Gram

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil pengujian sistem merespon ayunan gempa dalam 1 detik dengan memberikan output bunyi selama 60 detik.

2. Pada saat terjadi gempa maka pemancar akan mengenai photodioda sehingga akan menghasilkan logika low sehingga sensor akan mengirimkan outputnya pada mikrokontroler dengan logika high yang akan ditampilkan pada lcd kemudian buzzer telah diaktifkan dengan dikeluarkannya logika high yang akan membuat transistor mengaktifkan buzzer untuk menghasilkan bunyi, sedangkan pada saat diam (tidak terdeteksi gempa) pemancar tidak mengenai photodioda dimana logika yang dihasilkan high, maka sensor akan menerima cahaya inframerah dan memberikan outputnya pada mikrokontroler dengan logika low.

3. Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang dapat melakukan pemrosesan data secara digital serta pengontrolan rangkaian elektronik sesuai dengan perintah bahasa asembly yang diberikan pada ic tersebut. Bahasa asembly asm 51 merupakan bahasa yang digunakan oleh keluarga mikrokontroler AT89S51 yang merupakan bahasa dasar mesin yang akan digunakan untuk membaca data pada rangkaian ini.

5.2 Saran

Sensor pendeteksi alarm gempa bumi dengan metode ayunan bandul merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi.

Instrumentasi, tetapi proyek ini dapat diaplikasikan ke fungsi yang sesungguhnya yaitu sebagai pendeteksi gempa bumi pada suatu lingkungan, sehingga mampu membantu masyarakat untuk mengetahui keadaan pemukimannya apakah bebas dari gempa bumi atau ada tanda-tanda kemungkinan gempa bumi akan datang.

Rancangan alarm gempa bumi ini hendaknya disempurnakan juga dengan mengembangkannya menjadi suatu sistem yang online sehingga dapat dibuat menjadi suatu peringatan dini telah terjadi gempa dilokasi tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Andi. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemograman mikrokontroler AT89C51. Jakarta: PT. Elex Media Kompitido.

Malvino, albert paul. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid I dan II. Edisi I. Jakarta: Salemba Teknika

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronika Industri. Edisi II. Yogyakarta : Andi.

Woolard, Barry G. 2003. Elektronika Praktis. Jakarta: PT Pradnya Paramita. http://elektronika-dasar.web.id/komponen/lcd-liquid-cristal-display-dot-matrix-2x16-m1632/ http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2108837-pengertian-sirene/#ixzz2YAMwSqXZ http://www.mytutorialcafe.com/mikrokontroler%20bahasa%20asembly.htm