TRANSDUSER Prosiding.Seminar.Radar.Nasional.2008

Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921. 97 transduser dibedakan atas dua prinsip kerja yaitu: pertama, Transduser Input dapat dikatakan bahwa transduser ini akan mengubah energi non-listrik menjadi energi listrik. Kedua, Transduser Output adalah kebalikannya, mengubah energi listrik ke bentuk energi non-listrik. Tegangan rectangular dengan frekuensi sebesar 41 KHz dikeluarkan dari mikrokontroler melalui port 3.4 sebagai sinyal listrik ultrasonik.Pulsa ultrasonik diperkuat dan dipancarkan dengan menggunakan rangkaian pemancar ultrasonik. Pada gambar 3 inverter U 1B dipakai untuk membalikan fasa sehingga tegangan output gabungan U 1A dan U 1C akan selalu berlawanan dengan tegangan output gabungan U 1D dan U 1E , dengan demikian amplitudo pulsa ultrasonik yang sampai pada tranduser ultrasonik menjadi dua kali lipat dari amplitudo yang dikeluarkan oleh mikrokontroler melalui port 3.4. U1F MC14069 19 18 2 1 U1E 4069 11 12 VCC U1C 4069 7 6 P3.4 U1A 4069 3 2 U1B 4069 5 4 ultra_out LS1 Ultrasonic Transmitter C1 220 nf U1D 4069 9 10 Gambar 3 : Rangkaian Pemancar ultrasonik Untuk meningkatkan arus yang menuju transmitter ultrasonik maka digunakan dua buah gate inverter CMOS 4069 yang diparalel. Gelombang ultrasonik yang dipancarkan akan diterima oleh rangkaian penerima ultrasonik. Kemudian sinyal ultrasonik dikuatkan oleh transistor Q 1 dan Q 2 , C 1 dan C 2 berfungsi untuk menahan arus DC, sehingga hanya sinyal ultrasonik saja yang diterima oleh transistor Q 1 dan Q2 seperti yang terlihat pada gambar 4. R3 56K R6 100 VCC R4 470 C5 1uF C3 100 nf LS2 Ultrasonic Receiv er C2 100 nf R1 10K Q2 BC548 R2 3.9K C4 100 nf D1 1SS106 D2 1SS106 Q1 BC548 + - LM111 ECHO_IN 3 2 7 6 4 1 8 5 R8 10K R5 250K R9 100K P3.5 R7 680 Gambar 4 : Rangkaian Penerima Ultrasonik Pendeteksian sinyal ultrasonik dilakukan dengan menngunakan rangkaian Halfwave rectifier, dimana C 2 , D 1 , D 2 dan C 4 membentuk sebuah rangkaian pendeteksi sinyal ultrasonik seperti yang diperlihatkan pada gambar 5. Gambar 5 : Rangkaian pendeteksi sinyal ultrasonik Untuk membuang komponen sinyal dengan frekuensi tinggi maka perlu dipasang sebuah kapasitor didepan Halfwave rectifier sehingga hanya didapatkan komponen DC nya saja.

4. MIKROKONTROLER

Mikrokontroler AT89C51 memiliki ruang alamat memori data dan program yang terpisah, sebagaimana ditunjukan pada gambar 6. Pemisahan memori program dan data tersebut membolehkan memori data diakses dengan alamat 8-bit, sehingga dapat dengan cepat dan mudah disimpan dan dimanipulasi oleh CPU 8-bit. Namun demikian, alamat memori data 16-bit bisa juga dihasilkan melalui register DPTR. Mikrokontroler AT89C51 memiliki 4 ruang alamat address space yaitu: 1. Internal data address space yang dapat dialamati secara langsung, terdiri atas : Byte pada internal RAM address 0H – 127HByte pada hardware register address 128H – 256H 2. Internal data address space yang seluruhnya dialamati dengan mode pengalamatan tidak langsung. 3. Eksternal data address space sebanyak 64 Kbyte diluar chip AT89C51 yang ditambahkan. 4. Bit address space dapat dialamati dengan mode pengalamatan langsung. 5. Gambar 6 : Struktur Memori AT89C51 Mikrokontroler AT89C51 memiliki kapasitas memori flash sebesar 4 Kbyte, RAM internal sebesar 128×8 Bit, saluran port IO sebanyak 32 saluran dengan kecepatan operasi maksimal hingga 24 MHz, enam sumber intrupsi dan dua buah TimerCounter 16 Bit. Prosiding Seminar Radar Nasional 2008., Jakarta, 30 April 2008., ISSN : 1979-2921. 98 Gambar 7 : Sistem Minimum AT89C51

5. TAMPILAN

Rangkaian display terdiri dari rangkaian seven segment common anoda dan driver digit seven segment . Pada gambar 8 diperlihatkan gambar rangkaian Unit tampilan atau display, kaki 1 hingga 7 P1.0-P1.6 dari mikrokontroler AT89C51 dihubungkan dengan resistor secara seri dan diteruskan secara paralel dengan kaki-kaki pada seven segment 1, 2, 3 dan 4 seperti yang terlihat pada gambar 8 Gambar 8 : Rangkaian Unit Tampilan Display Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 , merupakan rangkaian driver digit dari seven segment yang berfungsi untuk menggerakan digit dari seven segment. Sebuah resistor dihubungkan dengan ground yang berfungsi untuk menyalakan dot pada seven segment . 6. PERANGKAT LUNAK Perangkat lunak yang digunakan dirancang menggunakan format bahasa assembly AT89C51. Program dibuat dengan bantuan perangkat kata teks editor, yang menghasilkan file dalam bentuk ASCII American Standard Code for Information Interchange . Diagram alir untuk program membangkitkan pulsa ultrasonik seperti terlihat pada gambar 9. Pulsa ultrasonik yang diinginkan adalah sebanyak 12 cycle dengan frekwensi 41 KHz dan T adalah 1f maka periodanya adalah sebesar 24 uS atau 12 cycle. B a n g k it k a n p u ls a u lt ra so n ic 2 4 u S Co m p le m e n t p u lsa u lt r a so n ic 1 2 Cy c le R e t u r n T id a k T id a k Y a Y a Gambar 9 : Flowchart membangkitkan pulsa ultrasonik Pembuatan program untuk mengukur waktu pantulan seperti terlihat pada gambar 10 adalah dengan cara mengaktifkan timer 1 dan apabila timer 1 sudah overflow maka timer 1 akan berhenti menghitung dan kembali ke return. Sedangkan apabila timer 1 tidak terjadi overflow maka timer 1 akan menunggu pulsa pantulan yang masuk ke echo_ in atau baru timer 1 akan berhenti setelah didapat waktu pantulan pada saat pulsa pantulan diterima kembali oleh echo_in. U k u r w a k t u p u l s a p a n t u l a n J a l a n k a n T i m e r 1 T i m e r 1 o v e r f l o w E c h o _ i n H e n t i k a n T i m e r 1 R e t u r n Y a T i d a k Y a T i d a k Gambar 10 : flowchart pengukuran waktu pantulan Pada gambar 11 diperlihatkan diagram blok dari perhitungan selang waktu menjadi jarak. Frekwensi yang digunakan adalah sebesar 41 KHz maka periodanya sebesar 1f yaitu sebesar 24 mikro detik sedangkan kecepatan rambat suara diudara adalah 341 mdetik jadi dalam 1 cm diperlukan waktu tempuh sebesar 29 mikro