MULTI TIMER PRESISI YANG DAPAT DIPROGRAM UNTUK MULTI BEBAN LISTRIK.
LAPORAN AKHIR PENELITIAN
BIDANG ILMU TEKNIK ELEKTRO
TAHUN 2015
MULTI TIMER PRESISI
YANG DAPAT DIPROGRAM
UNTUK MULTI BEBAN LISTRIK
Tim Peneliti :
PRATOLO RAHARDJO, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
TAHUN 2015
1
RINGKASAN
MULTI TIMER PRESISI YANG DAPAT DIPROGRAM
UNTUK MULTI BEBAN LISTRIK
Telah banyak alat atau rangkaian pewaktu (timer) yang dijual di pasaran
hanya memiliki spesifikasi teknis yang sangat terbatas. Baik itu ditinjau dari segi
lamanya waktu (durasi) on-off, dari segi jumlah periode pengendalian on-off
dalam selang waktu tertentu, dari segi jumlah beban yang akan dikendalikan
secara on-off, ataupun ditinjau dari segi tingkat kepresisian waktu on-off, dan
sebagainya. Untuk mengatasi keterbatasan atau kekurangan yang telah disebutkan
di atas, maka pada usulan riset ini akan membahas realisasi sebuah alat atau
rangkaian multi timer presisi yang dapat diprogram untuk multi beban elektronik.
Pada alat ini, mikrokontroler AT89S51 bekerja berdasarkan input tanggal
dan waktu dari keypad 4x4. Input tanggal dan waktu tadi, akan dibandingkan
dengan tanggal dan waktu dari IC RTC DS12887 yang merupakan sumber timer.
Jika input tanggal dan waktu sesuai dengan tanggal dan waktu dari IC RTC
DS12887 maka mikrokontroler AT89S51 akan mengontrol alat yang terhubung
melalui rangkaian switching yaitu menghidupkan atau mematikan peralatan listrik.
Untuk memudahkan pengoperasian digunakan LCD sebagai tampilan outputnya
dan rangkaian umpan balik yang terhubung dengan rangkaian switching untuk
mengetahui alat yang sedang aktif.
Manfaat utama riset ini adalah dihasilkannya sebuah alat multi timer
presisi yang dapat diprogram dan juga dapat digunakan sebagai pengendali on-off
untuk multi beban listrik. Sehingga dapat menghemat konsumsi energi listrik
karena pemakaian energi listrik yang tidak berguna dapat kita kurangi pada jamjam tertentu.
Untuk riset yang berikutnya, alat ini juga dimungkinkan untuk dapat
dikembangkan lagi secara on line dan long distance, misalnya melalui media
saluran telepon umum atau telepon seluler, internet, dan sebagainya, sehingga kita
dapat mengendalikan secara on-off otomatis untuk multi beban listrik.
Kata-kata kunci :
Mikrokontroler AT89S51, Keypad 4x4, IC RTC DS12887,
LCD, Rangkaian Switching dan Feedback.
2
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL HALAMAN DEPAN .................................................................... i
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR ........................ ii
RINGKASAN .............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ................................................................................................. v
DAFTAR ISI ................................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xiii
BAB I.
PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 3
1.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ................................................. 3
1.4. Tujuan ................................................................................................. 4
1.5. Manfaat ............................................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan .......................................................................... 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 6
2.1. Mikrokontroler MCS-51 ..................................................................... 6
2.2. Keypad 4x4 .......................................................................................... 10
2.3. Liquid Crystal Display (LCD) ............................................................. 11
2.4. Real Timing Clock (RTC) .................................................................... 12
2.5. Relay ................................................................................................... 14
2.6. Triac .................................................................................................... 15
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ............................................. 20
3.1. Tujuan Penelitian ................................................................................ 20
3.2. Manfaat Penelitian .............................................................................. 20
BAB IV
METODE PENELITIAN ........................................................................... 17
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................. 17
4.1.1. Tempat Penelitian ..................................................................... 17
3
4.1.2. Waktu Penelitian ...................................................................... 17
4.2. Data Penelitian .................................................................................... 17
4.2.1. Sumber Data Penelitian ............................................................ 17
4.2.2. Jenis Data Penelitian ................................................................ 17
4.2.3. Teknik Pengumpulan Data Penelitian ...................................... 17
4.3. Metode Perancangan ........................................................................... 18
4.4. Perancangan Perangkat Keras ............................................................. 20
4.4.1. Diagram Blok Perangkat Keras ................................................ 20
4.4.1.1. Perancangan Sistem Minimum AT89S51 ................... 21
4.4.1.2. Perancangan Interfacing Keypad ................................ 23
4.4.1.3. Perancangan Interfacing LCD ...................................... 24
4.4.1.4. Perancangan Interfacing RTC ...................................... 25
4.4.1.5. Perancangan Teknik Switching dan Feedback ............. 27
4.5. Perancangan Perangkat Lunak ............................................................ 32
BAB V
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 29
4.1
Realisasi Keseluruhan Perangkat Keras .................................................... 54
4.2
Pengujian dan Pembahasan Perangkat Keras ........................................... 55
4.2.1 Pengujian dan Pembahasan keypad ............................................. 55
4.2.2 Pengujian dan Pembahasan LCD ................................................. 57
4.2.3 Pengujian dan Pembahasan RTC DS12887 ................................. 59
4.2.4 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian Switching dan
Feedback ................................................................................... 60
4.2.5 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian catu daya ........................ 62
4.3
Petunjuk dan Pembahasan Operasional Sistem ........................................ 63
4.4
Data Hasil Percobaan Alat ....................................................................... 75
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 32
6.1. Kesimpulan ......................................................................................... 32
6.2. Saran .................................................................................................... 32
BAB VII DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 33
4
LAMPIRAN ................................................................................................................. 34
1. Daftar Riwayat Hidup Peneliti ......................................................................... 34
5
BIDANG ILMU TEKNIK ELEKTRO
TAHUN 2015
MULTI TIMER PRESISI
YANG DAPAT DIPROGRAM
UNTUK MULTI BEBAN LISTRIK
Tim Peneliti :
PRATOLO RAHARDJO, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
TAHUN 2015
1
RINGKASAN
MULTI TIMER PRESISI YANG DAPAT DIPROGRAM
UNTUK MULTI BEBAN LISTRIK
Telah banyak alat atau rangkaian pewaktu (timer) yang dijual di pasaran
hanya memiliki spesifikasi teknis yang sangat terbatas. Baik itu ditinjau dari segi
lamanya waktu (durasi) on-off, dari segi jumlah periode pengendalian on-off
dalam selang waktu tertentu, dari segi jumlah beban yang akan dikendalikan
secara on-off, ataupun ditinjau dari segi tingkat kepresisian waktu on-off, dan
sebagainya. Untuk mengatasi keterbatasan atau kekurangan yang telah disebutkan
di atas, maka pada usulan riset ini akan membahas realisasi sebuah alat atau
rangkaian multi timer presisi yang dapat diprogram untuk multi beban elektronik.
Pada alat ini, mikrokontroler AT89S51 bekerja berdasarkan input tanggal
dan waktu dari keypad 4x4. Input tanggal dan waktu tadi, akan dibandingkan
dengan tanggal dan waktu dari IC RTC DS12887 yang merupakan sumber timer.
Jika input tanggal dan waktu sesuai dengan tanggal dan waktu dari IC RTC
DS12887 maka mikrokontroler AT89S51 akan mengontrol alat yang terhubung
melalui rangkaian switching yaitu menghidupkan atau mematikan peralatan listrik.
Untuk memudahkan pengoperasian digunakan LCD sebagai tampilan outputnya
dan rangkaian umpan balik yang terhubung dengan rangkaian switching untuk
mengetahui alat yang sedang aktif.
Manfaat utama riset ini adalah dihasilkannya sebuah alat multi timer
presisi yang dapat diprogram dan juga dapat digunakan sebagai pengendali on-off
untuk multi beban listrik. Sehingga dapat menghemat konsumsi energi listrik
karena pemakaian energi listrik yang tidak berguna dapat kita kurangi pada jamjam tertentu.
Untuk riset yang berikutnya, alat ini juga dimungkinkan untuk dapat
dikembangkan lagi secara on line dan long distance, misalnya melalui media
saluran telepon umum atau telepon seluler, internet, dan sebagainya, sehingga kita
dapat mengendalikan secara on-off otomatis untuk multi beban listrik.
Kata-kata kunci :
Mikrokontroler AT89S51, Keypad 4x4, IC RTC DS12887,
LCD, Rangkaian Switching dan Feedback.
2
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL HALAMAN DEPAN .................................................................... i
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR ........................ ii
RINGKASAN .............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ................................................................................................. v
DAFTAR ISI ................................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xiii
BAB I.
PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 3
1.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ................................................. 3
1.4. Tujuan ................................................................................................. 4
1.5. Manfaat ............................................................................................... 4
1.6. Sistematika Penulisan .......................................................................... 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 6
2.1. Mikrokontroler MCS-51 ..................................................................... 6
2.2. Keypad 4x4 .......................................................................................... 10
2.3. Liquid Crystal Display (LCD) ............................................................. 11
2.4. Real Timing Clock (RTC) .................................................................... 12
2.5. Relay ................................................................................................... 14
2.6. Triac .................................................................................................... 15
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ............................................. 20
3.1. Tujuan Penelitian ................................................................................ 20
3.2. Manfaat Penelitian .............................................................................. 20
BAB IV
METODE PENELITIAN ........................................................................... 17
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................. 17
4.1.1. Tempat Penelitian ..................................................................... 17
3
4.1.2. Waktu Penelitian ...................................................................... 17
4.2. Data Penelitian .................................................................................... 17
4.2.1. Sumber Data Penelitian ............................................................ 17
4.2.2. Jenis Data Penelitian ................................................................ 17
4.2.3. Teknik Pengumpulan Data Penelitian ...................................... 17
4.3. Metode Perancangan ........................................................................... 18
4.4. Perancangan Perangkat Keras ............................................................. 20
4.4.1. Diagram Blok Perangkat Keras ................................................ 20
4.4.1.1. Perancangan Sistem Minimum AT89S51 ................... 21
4.4.1.2. Perancangan Interfacing Keypad ................................ 23
4.4.1.3. Perancangan Interfacing LCD ...................................... 24
4.4.1.4. Perancangan Interfacing RTC ...................................... 25
4.4.1.5. Perancangan Teknik Switching dan Feedback ............. 27
4.5. Perancangan Perangkat Lunak ............................................................ 32
BAB V
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 29
4.1
Realisasi Keseluruhan Perangkat Keras .................................................... 54
4.2
Pengujian dan Pembahasan Perangkat Keras ........................................... 55
4.2.1 Pengujian dan Pembahasan keypad ............................................. 55
4.2.2 Pengujian dan Pembahasan LCD ................................................. 57
4.2.3 Pengujian dan Pembahasan RTC DS12887 ................................. 59
4.2.4 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian Switching dan
Feedback ................................................................................... 60
4.2.5 Pengujian dan Pembahasan Rangkaian catu daya ........................ 62
4.3
Petunjuk dan Pembahasan Operasional Sistem ........................................ 63
4.4
Data Hasil Percobaan Alat ....................................................................... 75
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 32
6.1. Kesimpulan ......................................................................................... 32
6.2. Saran .................................................................................................... 32
BAB VII DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 33
4
LAMPIRAN ................................................................................................................. 34
1. Daftar Riwayat Hidup Peneliti ......................................................................... 34
5