MONITORING SISTEM TELEMETRI BERBASIS PC

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah. Setiap tahun, perkembangan yang disebabkan oleh kemajuan alat komunikasi

  sangat pesat. Dampak yang muncul bagi perkembangan ilmu pengetahuan sangatlah besar dan penting selain untuk kebutuhan informasi, sistem komunikasi dapat juga digunakan dalam pengendalian jarak jauh dalam pentransmisian data.

  Suatu informasi baik berupa data pengukuran atau hasil pengamatan dikirim dan diterima, kemudian diproses sangat dibutuhkan sarana transmisi data yang cepat, akurat dan bisa dipindah-pindah sehingga untuk mengirim data yang sulit untuk dijangkau, hal ini dapat dengan mudah untuk diatasi. Pentransmisian data dapat menggunakan berbagai media, salah satunya adalah dengan gelombang radio. Gelombang radio digunakan sebagai media transmisi karena bersifat fleksibel dan mempunyai rentang frekuensi yang cukup lebar. Selain itu mudah dipindahkan karena tidak terkait dengan jaringan kabel.

  Sistim Telemetri dengan Metode Multi Tone menggunakan prinsip sinyal informasi menggunakan frekuensi tone yang mewakili perubahan data hasil pengukuran sensor. Sisi pemancar membangkitkan frekuensi tone berdasar perubahan data keluaran sensor, frekuensi-frekuensi tersebut kemudian dijumlahkan untuk kemudian diumpankan pada modulator frekuensi [1]. Sisi penerima mengembalikan frekuensi diterima kemudian memisahkan kedua frekuensi dengan tapis pelewat jalur bawah (LPF) , tapis pelewat jalur atas (HPF), dan tapis pelewat bidang (BPF) [2]. Keluaran dari bagian penapis ini berupa frekuensi dengan range tertentu dan melalui mikrokontroler akan dikonversi sehingga data keluarannya bukan lagi frekuensi melainkan data biner. Data biner inilah yang akan dikirim ke penampil.

  Untuk mendapatkan hasil tampilan yang memuaskan bagi pengguna (friendly user) maka penulis membuat suatu alat/aplikasi penampil hasil pengukur jarak jauh ( telemetri) dengan menggunakan PC (Personal Computer) sehingga aplikasi ini diharapkan bisa membantu kegiatan pengukuran.

  1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

  Tujuan yang ingin dicapai dari pembuatan alat ini adalah

  1. Membuat software yang dapat menampilkan data-data dari tiga buah sensor yaitu sensor suhu, sensor kelembaban dan sensor tekanan.

  2. Mengaplikasikan mikrokontroler sebagai frekuensi counter. Sedangkan manfaat dari pembuatan alat ini adalah :

  1. Sebagai salah satu bagian dari keseluruhan sistem telemetri termodulasi frekuensi dengan metode multitone.

  2. Sistem pembacaan pengukuran yang dilakukan menjadi lebih mudah.

  3. Sebagai dasar pengembangan untuk aplikasi lainnya yang lebih bervariasi.

  1.3. Batasan Masalah

  Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

  1. Data masukan yang diterima mikrokontroler dari 3 buah sensor berupa frekuensi dengan rentang 2KHz sampai 20 KHz.

  2. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor suhu adalah 2 KHz – 7 KHz.

  3. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor tekanan adalah 8 KHz – 13 KHz.

  4. Rentang frekuensi untuk data masukan dari sensor ketinggian adalah 14 KHz – 20 KHz.

  5. Mikrokontroler sebagai frekuensi counter.

  6. Port serial berfungsi sebagai pengirim data dari mikrokontroler ke PC.

  7. PC berfungsi untuk mengkonversi data keluaran mikrokontroler dan penampil.

  8. Visual Basic merupakan software yang dipakai untuk mengkonversi dan menampilkan hasil akhir pengukuran.

  9. Hasil tampilan dapat disimpan berupa database.

  1.4. Metode Penelitian

  Dalam penyusunan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metodologi penelitian. Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :

  1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang berkaitan dengan sistem telemetri secara umum dan penampil telemetri secara khususnya sehingga informasi yang diperoleh dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.

  2. Melakukan dialog secara langsung dengan pembimbing tugas akhir.

  3. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk perancangan software maupun hardware.

  4. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan agar dapat diketahui hasil secara realistis.

  5. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori yang ada.

  6. Mengambil kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang telah dilakukan.

BAB II DASAR TEORI Monitoring sistem telemetri berbasis PC dibuat untuk mengetahui keadaan

  (suhu,tekanan udara dan ketinggian) pada suatu tempat. Untuk membangun aplikasi tersebut secar garis besar dibutuhkan mikrontroler, serial port, dan PC. Dimana berfungsi sebagai frekuensi counter karena akan mencacah data masukan

  mikrokontroler

  berupa frekuensi, serial port berfugsi sebagi media pengirim data keluaran dari mikrokontroler ke PC, dan PC sebagai media penampil. Hal-hal pendukung di atas akan dijelaskan sebagi berikut.

2.1. Mikrokontroler AT89S52

  Meskipun perkembangan mikrokontroler didahului dengan munculnya mikroprosesor yang berdampak pada pesatnya pengembangan teknologi komputer, mikrokontroler sangat dibutuhkan untuk menjadi pengontrol utama sistem elektronika digital berukuran kecil dan menengah. Pada mikrokontroler sudah terdapat komponen – komponen mikroprosesor dengan bus – bus internal yang saling berhubungan. Komponen

• – komponen tersebut adalah RAM, ROM, timer, komponen I/O paralel dan serial, dan interrupt kontroler.

  Dalam perancangan ini, mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S52 buatan Atmel.

2.2.1 Fasilitas yang dimiliki AT89S52

  Pada mikrokontroler AT89S52 mempunyai beberapa fitur standar yaitu memiliki

  8K bytes flash memory, 256 bytes RAM, 32 jalur I/O, watchdog timer, dua data pointer

  

register , tiga timer/counter 16-bit, 6 sumber interupsi (dua buah interupsi eksternal, tiga

  buah interupsi internal dan satu buah interupsi port serial), port serial full-duplex, on-chip

  

oscillator , dan untai clock. AT89S52 juga terdapat fasilitas ISP (In System Programming),

yang artinya mikrokontroler ini mampu diprogram meskipun dalam kondisi bekerja.

  Mikrokontroler AT89S52 memakai pin MOSI, MISO, dan SCK untuk flash programming

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin AT89S52.

2.2.2 Deskripsi fungsi pin dari AT89S52 : a.

   Port 0 (pin 32-39).

  Merupakan port I/O bertipe open drain bidirectional. Port 0 dapat dikonfigurasikan sebagai bus alamat/data bagian rendah saat proses pengaksesan memori data dan program eksternal.

  b.

   Port 1 (pin 1-8).

  Merupakan port I/O dwi-arah yang dilengkapi dengan pullup internal. Port 1 juga menerima alamat bagian rendah (low byte) selama proses pemrograman dan verifikasi flash. Beberapa pin port 1 ini memiliki fungsi tambahan, yaitu sebagai berikut :

Tabel 2.1 Fungsi tambahan pada port 1

  Port pin Fungsi P1.0 T2 (masukan cacahan eksternal untuk

  Timer/Counter 2) P1.1 T2EX (masukan picu untuk Timer/Counter 2) c.

   Port 2 (pin 21-28).

  Merupakan port I/O dwi arah di mana akan memberikan byte alamat bagian tinggi

  (high byte) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan

  Merupakan port I/O dwi arah dan mempunyai fungsi kendali khusus. Fungsi kendali khusus port 3 ditunjukkan pada tabel berikut :

Tabel 2.2 Fungsi kendali khusus pada port 3

  Port pin Fungsi

  P3.0 RXD (port masukan serial) P3.1 TXD (port keluaran serial) P3.2

  INT (interupsi eksternal 0)

  P3.3

  INT (interupsi eksternal 1)

  1 P3.4 T0 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 0) P3.5 T1 (masukan ekternal pewaktu/pencacah 1) P3.6

  WR (sinyal tanda baca memori data eksternal)

  P3.7

  RD (sinyal tanda tulis memori data eksternal) e.

   PSEN (Program Store Enable, pin 29).

  PSEN merupakan sinyal tanda baca untuk memori program eksternal.

  f.

  

ALE/ PROG (Address Latch Enable, pin 30). Sinyal keluaran ALE

  menghasilkan pulsa-pulsa untuk mengunci byte rendah (low byte) alamat selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa program( PROG ) selama pemrograman.

  g.

  

EA /VPP (External Access Enable, pin 31). Saat mikrokontroler akan

  mengeksekusi program dari memori eksternal lokasi 0000h hingga FFFFh maka kaki ini harus dihubungkan ke ground. Sedangkan jika untuk mengakses program secara internal maka harus dihubungkan ke VCC.

  h.

   RST (Reset, pin 9).

  Jika diberikan logika tinggi selama paling sedikit 2 siklus mesin, akan mereset mikrokontroler.

  i.

   VCC (pin 40).

  Berfungsi sebagai pin masukan suplai tegangan mikrokontroler.

  j.

   GND (kaki 20).

2.2.3 Sistem Interupsi AT89S52

  Untuk mematikan dan menghidupkan seluruh interupsi secara serentak.

  Bit aktivasi interupsi external 0

  IE.0

  EX0

  Bit aktivasi interupsi timer 0

  IE.1

  ET0

  Bit aktivasi interupsi external 1

  IE.2

  IE.3 Bit aktivasi interupsi timer 1 EX1

  

IE.4 Bit aktivasi interupsi Port Serial/SPI dan UART.

ET1

  IE.5 Bit aktivasi interupsi timer 2 ES

  IE.7

  k.

  Simbol Posisi Fungsi EA

Tabel 2.3 Register IE (Interrupt Enable Register)

  Fungsi-fungsi register IE dapat dilihat pada tabel 2.3 berikut ini :

Gambar 2.2 Register Interrupt Enable

  artinya bit pasif (disable interrupt). Gambar 2.4 menunjukkan register IE pada mikrokontroler AT89S52 . [3]

  

Register ) dalam SFR. Jika isinya ’1’ artinya bit aktif(enable interrupt) sedangkan ’0’

  Semua sumber permintaan interupsi yang dibahas di atas, masing-masing bisa diaktifkan atau di-non-aktifkan secara tersendiri lewat bit-bit register IE (Interrupt Enable

  1 INT , tiga interupsi Pewaktu (Timer Interrupt) yang berasal dari Timer 0, Timer 1 dan Timer 2 dan sebuah interupsi Port Serial (Serial Port Interrupt) yang berasal dari bagian penerima dan bagian pengirim port Serial.

  INT dan

  Mikrokontroler AT89S52 menyediakan enam sumber interupsi. Dua interupsi eksternal (External Interrupt) yang berasal dari kaki

  Sebagai masukan dari rangkaian osilator.

   XTAL (kaki 18 dan 19).

• - IE.6 Cadangan ATMEL seri berikutnya ET2

Pin IE7 digunakan sebagai kontrol utama bagi interupsi-interupsi yang lain. Bila bit ini bernilai ’0’, maka apapun kondisi bit lain dalam register ini, semua interupsi tidak akan dilayani. Oleh karena itu untuk mengaktifkan salah satu interupsi, bit ini harus bernilai ’1’. Pin IE5 dipergunakan untuk bit aktivasi interupsi timer 2, Pin IE4 dipergunakan sebagai bit aktivasi interupsi port serial(SPI dan UART), apabila aktif maka interrupt akan terjadi setiap ada data yang masuk ataupun keluar melalui port serial yang membuat Flag RI (Receive Interrupt Flag) ataupun TI (Transmit Interrupt Flag) bernilai 1. Pin IE3 dan IE1 digunakan untuk timer 0 dan timer 1. Bila terjadi limpahan pada masing-masing timer, interupsi ini akan bernilai tinggi atau 1. Pin IE2 dan IE0 dipergunakan sebagai input interupsi yang berasal dari luar, interrupt akan terjadi pada saat terjadi pulsa low pada

  INT1 dan INT0. [3]

2.2.4 Sistem Timer AT89S52

  Pada AT89S52 memiliki 3 buah timer yaitu timer 0, timer 1 dan timer 2 yang merupakan Timer/counter 16-bit.

a. Timer 0 dan Timer 1

  Timer 0 dibentuk dengan register TL0 (timer 0 low byte, alamatnya pada RAM internal adalah 6AH) dan register TH0 (timer 0 high byte, alamatnya 6BH).

  Sedangkan timer 1 dibentuk dengan register TL1 (timer 1 low byte, alamatnya 6CH) dan register TH1 (timer 1 high byte, alamatnya 6DH).

  Untuk mengatur kerja timer/counter dipakai 2 register tambahan yang dipakai bersama oleh timer 0 dan timer 1. Register tambahan tersebut adalah register

  TCON (timer control register, alamatnya 88H dan bisa dialamat secara bit) dan register TMOD (timer mode register, alamatnya adalah 89H).

Gambar 2.3 Register TCON TF1/TF0 : sebagai bit flag penampung overflow timer 1/timer 0.

  TR1/TR0 : sebagai bit pengatur aktif tidaknya timer 1/timer 0.

  IE1/IE0 : sebagai bit flag adanya interupsi eksternal I/O.

Gambar 2.4 Register TMOD

  Timer/counter akan bekerja Jika TRx (TR1 atau TR0, dalam TCON) bernilai

  ’1’ dan gate bernilai ’1’. C/T sebagai bit selektor untuk memilih timer atau counter dan gate merupakan pengatur saluran sinyal clock. M1/M0 digunakan sebagai bit pemilih mode kerja timer. [3]

Tabel 2.4 Mode Kerja timer/counter

  M1 M0 Mode kerja

  Pencacah biner 13 bit Pencacah biner 16 bit

  1

  1

  1

  2 8 bit auto reload timer/counter 3 Gabungan pencacah biner 16 bit dan 8 bit.

  1

1 Pada mode 0, mode 1 dan mode 2, timer 0 dan timer 1 masing-masing bekerja

  sendiri, artinya bisa dibuat timer 0 bekerja pada mode I dan timer 1 bekerja pada mode 2, atau kombinasi mode lainnya sesuai dengan keperluan. Berikut ini mode- mode operasi sistem timer pada AT89S52: a.

   Mode 0 (pencacah biner 13-bit) Timer /Counter bekerja sebagai pencacah 13-bit, yaitu pada TLx(bisa TL0

  dan TL1) sebagai pencacah 5-bit dan limpahan dari pencacah biner 5-bit ini dihubungkan ke THx(bisa TH0 dan TH1) sebagai pencacah 13-bit. Limpahan dari pencacah 13-bit ini ditampung di TFx(bisa TF0 dan TF1) yang berada pada register TCON. Saat terjadi limpahan (dari 1FFFh ke 0000h) maka flag interupsi Timer 1 (TF1) akan diset (=’1’). Masukan pencacah (baik dari eksternal (Tx) maupun internal (1/2 F.osc)) diaktifkan jika TRx berlogika tinggi (‘1’) dan gate berlogika rendah (‘0’) atau INTx berlogika tinggi. [3]

b. Mode 1 (pencacah biner 16-bit)

  Mode ini sama dengan mode 0, hanya saja register TLx dipakai sepenuhnya sebagai pencacah biner 8-bit, sehingga kapasitas pencacah biner yang terbentuk adalah 16-bit. Seiring dengan sinyal clock, kondisi pencacah biner 16-bit dimulai dari 0000h sampai FFFFh, kemudian kembali menjadi 0000h (pada saat itu terjadi sinyal overflow pada TFx). [3] c.

   Mode 2 (pencacah biner 8-bit reloaded) TLx dipakai sebagai pencacah biner 8-bit, sedangkan THx dipakai untuk

  menyimpan nilai yang diisikan ulang ke TLx setiap kali kondisi TLx melimpah (overflow) atau berubah dari FFh menjadi 00h. Dengan cara ini bisa diperoleh sinyal overflow yang frekuensinya bisa ditentukan oleh nilai yang disimpan dalam THx. [3] d. Mode 3 (Gabungan pencacah 16-bit dan 8-bit)

  Pada mode 3 ini TL0, TH0, TL1 dan TH1 dipakai untuk membentuk 3 rangkaian pencacah. Yang pertama pencacah biner 16-bit tanpa fasilitas pemantau sinyal overflow dibentuk dengan TL1 dan TH1. Yang kedua pencacah biner 8-bit dengan TF0 sebagai sarana pemantau overflow dibentuk dengan TL0. Dan yang ketiga pencacah biner 8-bit dengan TF1 sebagai sarana pemantau overflow dibentuk dengan TH0 dimana TH0-lah yang mengendalikan interupsi timer 1 (TF1). [3] b.

   Timer 2 Timer 2 adalah sebuah Timer/Counter 16-bit. Ini merupakan tambahan

  kemampuan, selain itu terdapat 5(lima) register fungsi khusus (SFR) tambahan yaitu register-register TL2 dan TH2, register kontrol timer T2CON dan register- register capture RCAP2L dan RCAP2H.

  Jenis mode operasi untuk timer 2 ditentukan oloh bit C / T 2 pada SFR T2CON.

  Timer 2 terdiri dari 2 buah register 8-bit, TH2 dan TL2. Saat berfungsi sebagai timer , register TL2 akan meningkat setiap siklus mesin. Berikut ini adalah mode

  operasi untuk timer 2. [3]

Tabel 2.5 Mode-mode operasi Timer 2

  RCLK/TCLK CP/RL2 TR2 Mode

  1 Isi-ulang 16 bit

  1

  1 Capture 16 bit

  1 X

  1 Generator baud-rate

  X X OFF

2.2.5 On-chip Oscillator

  Mikrokontroler AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan XTAL2. Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk menstabilkan sistem.

Gambar 2.8 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan mikrokontroler AT89S52. Jika sumber detak yang digunakan adalah kristal maka besar

  kapasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada

  

datasheet . Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan 2 kapasitor 30 pico-Farad

  dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. [3] _{C1 XTAL XTAL1 (pin 19) C2}

  XTAL2 (pin 18)

Gambar 2.6 Rangkaian osilator

2.2.6 Komunikasi Serial

  Ada dua macam cara pengiriman (transmisi) secara serial yaitu komunikasi sinkron dan komunikasi asinkron. Pada komunikasi sinkron sinyal detak dikirim bersama-sama dengan data serial. Selanjutnya dalam transmisi data serial secara asinkron, detak tidak dikirim bersama data serial.

  Port serial pada AT89S53 bersifat duplex penuh atau full-duplex, artinya port

serial bisa menerima dan mengirim data pada waktu bersamaan. Port serial memiliki

  penyangga penerima yaitu serial buffer (SBUF). Port serial dapat menerima byte yang kedua sebelum byte yang pertama dibaca oleh register penerima, melalui register SBUF. SBUF selalu berhubungan dengan akumulator dalam mengisi dan menerima data.

  Port serial pada AT89S53 bisa digunakan dalam empat mode kerja. Dari ke-empat

  mode tersebut, 1 mode diantaranya bekerja secara sinkron dan tiga mode lainnya bekerja secara asinkron. Semua mode dapat diatur melalui register kontrol serial (SCON). Keempat mode kerja tersebut adalah :

  Mode 0

  Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima melalui kaki P3.0 (RxD), sedangkan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan AT89S53. Data dikirim/diterima 8 bit sekaligus, dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil atau LSB (bit 0), diakhiri dengan bit yang bobotnya paling besar atau MSB (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah 1/12 frekuensi kristal yang digunakan.

  Mode 1 Pada mode ini, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima

  melalui kaki P3.0 (RxD) secara sinkron (begitu juga mode 2 dan 3). Pada mode ini, data dikirim/diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S53 yang berfungsi sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register Serial

  

Control (SCON). Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai dengan

  keperluan. Mode inilah (mode 2 dan juga mode 3) yang umum dikenal sebagai UART atau Universal Asynchronous Receiver/Trasmitter.

  Mode 2 Data dikirim 11 bit, diawali dengan 1 bit start, kemudian 8 bit data.

  Bit ke-9 yang dapat diatur lebih lanjut dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S53 yang berfungsi sebagai pengirim bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON. Pada AT89S53 yang berfungsi sebagai penerima bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register

  SCON, sedangkan bit stop diabaikan dan tidak ditampung. Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi kristal yang digunakan.

  Mode 3 Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman

  data (baudrate) bisa diatur sesuai keperluan, seperti halnya pada mode asinkron (mode 1, mode 2, mode 3).

  Register kontrol dan status untuk port serial berada dalam SCON seperti diperlihatkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Susunan bit dalam register SCON

  Nilai baudrate pada komunikasi serial ditentukan oleh kristal yang digunakan, karena berpengaruh pada jumlah limpahan timer. Perhitungan baudrate sesuai dengan persamaan 2.1. _SMOD

  2

  baudrate   Laju Limpahan timer

  1 ……………………(2.1) [3]

  32 2.2.

   Konfigurasi Port Serial

Gambar 2.9 merupakan gambar konektor port serial DB-9 pada bagian belakang

  CPU. Pada komputer IBM PC kompatibel terdapat konektor serial DB-9 yang dinamai COM1 dan atau COM2. Standar RS232 menyangkut komunikasi data antara komputer (Data Terminal Equipment/DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data Circuit- Terminating Equipment /DCE).

Tabel 2.9 menunjukkan konfigurasi kaki-kaki dan nama sinyal konektor serial DB-

  9. Keterangan mengenai fungsi saluran RS 232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut :

   Received Line Signal Detect. Dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal input ada data masuk.

   Received Data , digunakan DTE menerima data dari DCE.

   Transmit Data , digunakan DTE mengirim data ke DCE.  Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan terminal siap.

   Signal Ground , saluran ground.

   . Pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa

  Ring Indikator sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.

   Clear To Send . Dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE memulai mengirim data.

   Request To Send . Dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE.  DCE Ready. Sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.

Tabel 2.6 Konfigurasi kaki-kaki DB-9

  Nomor Nama Sinyal Direction Keterangan

  1 DCD In Data carrier detect/Received

  2 RxD In Received Data

  3 TxD Out

  Transmit Data

  4 DTR Out Data Terminal Ready

• 5 GND Ground

  6 DSR In Data Set Ready

  7 RST Out Request to Send

  8 CTS In Clear to Send

  9 RI In Ring Indikator Untuk dapat menggunakan port serial perlu diketahui alamatnya. Tersedia dua port COM2 adalah 760 (2F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasa digunakan. Tepatnya pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000 0400H untuk

  base address COM1 dan memori 0000 0402H untuk base address COM2 [4].

2.2 VISUAL BASIC 6.0 ENTERPRISES

  2.2.1 Window Property Window ini digunakan untuk menampilkan pengaturan property control atau form

  yang dipilih. Sebuah property merupakan karakteristik obyek seperti size, caption, atau color [5].

  2.2.2 Form Designer Form designer merupakan sebuah window yang digunakan untuk mengatur

  aplikasi. Dalam Form ini dapat ditambahkan kontrol, grafik, dan gambar ke dalam form sesuai posisi yang diinginkan [5].

  2.2.3 Form Window Layout

  ini digunakan untuk mengontrol posisi form pada aplikasi

  Form Window layout dengan menggunakan sistem grafik dalam sebuah layar [5].

  2.2.4 Komunikasi Serial Dengan Visual Basic 6.0 Enterprises

  Dikenal dua cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data secara sinkron dan asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirim bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi data secara asinkron, clock tidak dikirim bersama data serial, tetapi dibangkitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmiter) maupun penerima (receiver). Komunikasi data secara serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asinchronous Receiver/Transmiter).

  Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi

  

transmiter dan receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara transmiter

  dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘start’ dan bit ‘stop’. Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan logika ‘1’. Ketika transmiter ingin mengirimkan data, output UART akan diset lebih dahulu ke logika ‘0’ untuk waktu 1 bit. Sinyal pada receiver akan dikenali sebagai sinyal ‘start’ yang digunakan untuk akan dikirim secara serial dari bit paling rendah (bit0) sampai bit tertinggi. Selanjutnya akan dikirim sinyal ‘stop’ sebagai akhir pengiriman data serial [4].

  A. Konfigurasi Port Serial

Gambar 2.19 menunjukkan gambar konektor port serial DB-9. Pada komputer IBM

  PC kompatibel biasanya kita dapat menemukan dua konektor yang dinamai COM1 dan COM2 [4]

Gambar 2.9 Konfigurasi Port Serial

  B. Pengaksesan Port Serial Untuk mengakses port serial terdapat dua cara yaitu :

  1. Pengaksesan secara langsung melalui register UART Saluran yang digunakan UART untuk komunikasi baik untuk pengiriman maupun penerimaan data adalah saluran RxD dan TxD serta saluran-saluran kontrol seperti DCD,

  DSR, RTS, CTS, DTR, dan RI. Saluran-saluran ini ada yang sebagai output dan ada yang sebagai input. Kecuali saluran RxD, saluran-saluran ini dapat diakses secara langsung melalui register UART. Tabel 2.4 berisi alamat dan lokasi bit saluran tersebut pada register UART.

Tabel 2.7. Alamat dan lokasi bit register UART

  

Nama Pin Nomor Pin COM1 COM2 Bit Arah

Pada DB-9

  TxD

  3

  2FBh

  2FBh

  6 Output DTR

  4

  2FCh

  2FCh Output RTS

  7

  2FCh

  2FCh

  1 Output CTS

  8

  2FEh

  2FEh

  4 Input DSR

  6

  2FEh

  2FEh

  5 Input RI

  9

  2FEh

  2FEh

  6 Input DCD

  1

  2FEh

  2FEh

  7 Input Untuk dapat mengaksesnya kita dapat menggunakan fungsi Port_Out dan Port_In yang terdapat pada Port_IO.DLL dan untuk men-set atau meng-clear-kan bit-bit tertentu kita dapat menggunakan prosedur Set_Bit atau Clear_Bit.

  2. Pengaksesan dengan menggunakan MSComm Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data melalui port serial.

  Beberapa property yang sering dipakai adalah sebagai berikut : i. CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai ii. Setting : Digunakan untuk mengatur nilai baud rate, parity, jumlah bit data, dan jumlah stop bit. iii. PortOpen : Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm ini. iv. Input : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima. v. Output : Digunakan untuk menulis data string pada buffer pengirim. [4]

BAB III PERANCANGAN Sistem telemetri ini sebagai suatu sistem pengukuran suatu parameter dari jarak

  jauh. Terdiri dari dua bagian besar yaitu bagian pemancar dan penerima. Pada perancangan dibutuhkan beberapa bagian sebagai berikut, di bagian pemancar terdiri dari buah sensor, pengkondisi sinyal, VCO, pengubah dari gelombang kotak ke gelombang sinusoidal, rangkaian summing dan sebuah pemancar FM. Sedangkan pada bagian penerima terdiri dari bagian rangkaian penerima FM, rangkaian filter, pengubah dari gelombang sinusoidal ke gelombang kotak, clamper, buffer, rangkaian mikrokontroler sebagai pengkonversi, LCD dan PC(Personal Computer).

  Blok A Blok B Bagian Pemancar Bagian Penerima

Gambar 3.1 Sistem telemetri

  Dalam pembuatan “Monitoring Sistem Telemetri berbasis” ini diperlukan perancangan perangkat lunak. Perancangan peralatan yang dibuat meliputi penyusunan diagram blok, bagan alir program (flow chart).

3.1 Diagram Blok

  Secara garis besar diagram blok “Monitoring sistem Telemetri berbasis PC” dapat ditunjukkan seperti pada gambar 3.2. suhu tekanan kelembaban

  PC MIKROKONTROLER (Personal Port Serial AT 89S52 Computer)

Gambar 3.2 Diagram blok monitoring sistem telemetri berbasis PC

3.2 Perancangan

  3.2.1 Bagian Masukan Bagian masukan pada sistem monitoring ini berupa tiga buah data masukan dimana

  data-datanya berupa frekuensi. Ketiga data masukkan tersebut meliputi suhu, tekanan dan kelembaban .

Gambar 3.3 Diagram bagian masukkan

  3.2.1 Bagian Pengolah Bagian kontrol terletak pada mikrokontroler. Fungsi pada bagian ini digunakan

  untuk mencacah(counter) data dari bagian masukkan dan mengatur pengiriman data ke PC dengan menggunakan port serial. Diagaram alir utama dapat dilihat pada gambar 3.4.

  Karena data masukkan sudah berupa data gelombang kotak maka untuk kondisi awal (iddle) diberi nilai high(logika 1) . Mula-mula program akan melakukan inisialisasi timer dan dilanjutkan dengan

Gambar 3.4 Diagram Alir Utama Program Frekuensi Counter

  Program frekuensi counter ini bekerja dengan mengecek nilai tiap-tiap 1 periode gelombang dimana nilai satu periode yang akan disimpan terlebih dahulu kemudian dikirimkan ke PC. Perioda diukur dengan cara mengaktifkan dan menonaktifkan timer setiap kali terjadi perubahan (LOW) pada gelombang. Bentuk data masukan yang akan diterima dapat dilihat pada gambar 3.5 dan diagram alir dari program ini dapat dilihat pada gambar 3.6

  1 perioda

Gambar 3.5 Gelombang Masukan

  Proses pengiriman data oleh mikrokontroler (lihat gambar 3.7) dilakukan dengan memberi pelabelan karakter pada ketiga jenis data untuk membedakan data yang akan dikirimkan ke PC yaitu :

  1. Karakter “s” sebagai suhu

  2. Karakter “t” sebagai tekanan

  3. Karakter “k” sebagai kelembaban

Gambar 3.6. Diagram alir pengukuran nilai perioda

  Selain karakter-karakter di atas, terdapat juga 2 karakter yang digunakan, antara lain :

  1. Karakter nilai, merupakan data nilai hasil cacahan.

  2. Karakter “OK” berfungsi untuk memastikan bahwa data berhasil terkirim.

3.2.2 Bagian Keluaran

  Bagian keluaran terdiri dari PC sebagai bagian penampil hasil akhir dari pengukuran tiga buah parameter. PC akan mengkonversi data yang dikirim dari mikrokontroler dan menampilkan data sensor secara bersamaan dari ketiga data sensor terrsebut. Data yang ditampilkan berupa grafik dengan menggunakan bantuan software

  Visual Basic.

  Perubahan data akan yang ditampilkan di PC merupakan perubahan data yg terjadi selama setiap menit. Agar terjadi komunikasi antara port serial DB9 dengan komputer terlebih dahulu dilakukan pengubahan level tegangan dari level tegangan TTL yang hanya mempunyai kondisi tegangan positif hingga nol ke level tegangan RS232 yang mampu menghasilkan tegangan keluaran positif, negatif, dan nol. Level tegangan RS232 ini diperlukan karena komputer tidak dapat membaca data yang dikirimkan jika hanya mempunyai tegangan positif dan nol. Pengubahan level tegangan ini dapat dilakukan dengan menambahkan IC MAX232 antara port serial DB9 dan serial port pada komputer.

  

Port Serial PC

Gambar 3.8 Blok Diagram Bagian Keluaran

3.2.3.1 Form Awal

  Pada rancangan, program dibuat untuk dapat bekerja saat komputer mulai dihidupkan ataupun secara manual dengan mengeksekusi program. Pada awal program dieksekusi tampilan berupa form awal yang akan memastian user akan masuk ke utama (Lihat gambar 3.9).

  Mulai Tampilkan Form Utama

  Selesai

Gambar 3.10 Diagram Alir Form Awal

  Tombol enter berfungsi untuk masuk ke menu utama sedangkan tombol out berfungsi untuk keluar dari aplikasi. Saat tombol keluar ditekan akan ada pilihan apakah

  

user yakin untuk menutup aplikasi, jika yes kembali ke form awal jika no aplikasi ditutup

(Lihat gambar 3.11).

Gambar 3.11 Form Batal

  Mulai

  T Batal

  Y

  Selesai

3.2.3.2 Form Utama

  Pada form utama berfungsi menampilkan ketiga data hasil telemetri secara bersamaan berupa grafik bar (Lihat gambar 3.13) dan menu pilihan untuk melihat hasil pengamatan dari ketiga serta tombol untuk keluar dari program serta menu-menu tambahan lainnya yang dapat membantu dalam mempermudah melakukan pengamatan. Tampilan grafik pada form utama akan terus berubah sesuai dengan data yang dikirimkan melalui

  port serial .3

Gambar 3.13 Form Menu Utama

  Mulai Port serial=open Penerimaan data Konversi data ke frekuensi Konversi data ke ukur Tampilan grafik Selesai

Gambar 3.14 Diagram Alir Form Utama Secara Garis Besar

  Program pada form utama sistem kerjanya mula-mula dimulai dengan melakukan inisialisasi port yang akan digunakan, inisialisasi baud rate, jumlah bit data, jumlah bit stop, serta paritas. Hal ini berguna agar komunikasi antar program visual basic yang akan digunakan dan perangkat serial port dapat terjadi. Saat terjadi kesalahan dalam proses penginisialisasian maka program penampil ini akan mengeluarkan pesan kesalahan berupa

  

message box sedangkan apabila proses penginisialisasian berjalan lancar dan tidak ada

  pesan kesalahan yang terjadi, maka program dapat dilanjutkan dengan proses penerimaan data. Untuk proses penerimaan data dapat dilihat pada gambar 3.15

  Data yang diterima sebanyak tiga buah data utama dan data-data dari ketiga data utama tersebut diterima oleh komputer berupa karakter. Untuk pengkonversian data dari perioda ke frekuensi menggunakan persamaan 3.1 dan persamaan 3.2 :

  ……….……………………………….… (3.1) dimana : F = frekuensi (kHz) T = perioda (detik) Sedangkan untuk pengkonversian dari ketiga data, menggunakan persamaan sebagai berikut :

  y = mx + c ……………………………………..… (3.2)

  dimana : y = hasil dari konversi (suhu (°C), kelembaban (kPa) dan tekanan (%)) m = x = nilai konversi tertinggi – nilai konversi terendah c = nilai konversi terendah Sehingga secara perancangan, diharapkan data tersebut adalah sebagi berikut :

Tabel 3.1 Konversi frekuensi ke suhu

  Suhu (°C) frekuensi (kHz) secara teoritis

  15

  2 16 2.0625 17 2.125 18 2.1875

  19

  2.25 20 2.3125 25 2.625 30 2.9375

Tabel 3.1 (Lanjutan)Konversi frekuensi ke suhu

  Suhu (°C)

  frekuensi (kHz)

  secara teoritis 50 4.1875

  55

  4.5 60 4.8125 65 5.125 70 5.4375

  75

  5.75 80 6.0625 85 6.375 90 6.875

  95

  7 Tabel 3.2 Konversi frekuensi ke tekanan

  Tekanan frekuensi (kHz) (kPa)

  secara teoritis

  30

  8 31 8.0833 32 8.1666 33 8.2499 34 8.3332 35 8.4165 40 8.833 45 9.2495 50 10.666 55 10.0825 60 10.499 65 10.9155 70 11.332 75 11.7485

Tabel 3.2 (Lanjutan) Konversi frekuensi ke tekanan

  Tekanan frekuensi (kHz) (kPa)

  secara teoritis 85 12.5815 90 12.998

Tabel 3.3 Konversi frekuensi ke kelembaban

  Kelembaban frekuensi (kHz) (%) secara teoritis

  20

  14

  21

  14.1

  22

  14.2

  23

  14.3

  24

  14.4

  25

  14.5

  30

  15

  35

  15.5

  40

  16

  45

  16.5

  50

  17

  55

  17.5

  60

  18

  65

  18.5

  70

  19

  75

  19.5

  80

  20 Data-data frekuensi diubah lagi ke bentuk-bentuk yang akan ditampilkan antara lain

  

suhu , kelembaban dan tekanan. Secara perancangan dalamalam pengkonversian tersebut

dapat dilihat diagram alirnya dari gambar 3.16.

Gambar 3.16 Diagram Alir Persamaan Konversi Frekuensi ke nilai data

  Sesudah data-data tersebut dikonversi selanjutnya program akan melakukan manipulasi data tersebut menjadi bentuk grafik. Program ini dilengkapi dengan fasilitas penyimpanan (save) yang dilakukan secara secara auto saving setiap selang waktu 1 menit. Selama tidak ada perintah untuk mengakhiri program maka data-data yang masuk akan diterima terus dan diubah ke dalam bentuk grafik.

  Pada form tampilan berguna untuk menampilkan grafik dari ketiga data satu persatu sesuai dengan keinginan user yang pilihannya terdapat pada form utama sehingga diharapakan membantu dalam proses pengamatan. Bentuk form tampilan dapat dilihat pada gambar 3.16, 3.17 dan 3.18.

Gambar 3.17 Tampilan Grafik Suhu Yang diperjelasGambar 3.18 Tampilan Grafik Tekanan Yang diperjelasGambar 3.19 Tampilan Grafik Kelembababan Yang diperjelas

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Aplikasi ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras

  meliputi bagian yang akan menerima, mengolah dan mengirim data masukkan termasuk PC, sedangkan perangkat lunak meliputi program pembuatan frekuensi counter dan pembuatan penampil. Alat terdiri atas bagian-bagian yang bekerja membentuk rangkaian yang terpadu, apabila satu bagian tidak bekerja, maka alat tidak akan bekerja sesuai perancangan. Bagian itu antara lain :

  1. Bagian masukkan.

  2. Bagian pengolah .

  3. Bagian keluaran. Untuk keperluan tersebut alat perlu diuji dalam bagian-bagian yang terpisah dan pengujian pada keseluruhan bagian untuk suatu proses. Pengujian perbagian dilakukan pada bagian multiplek rangkaian pengolah, pengujian keseluruhan dengan melakukan proses pengukuran periode dan dan konversinya yang ditampilkan pada layar monitor.

4.1 Bagian Masukan

  Pada bagian ini ketiga data masukan masuk pada multiplex sebelum diteruskan ke mikrokontroler untuk diolah. Pengujian dilakukan dengan memberikan logika kendali pada jalur kendali A dan

  B, logika masukan diberikan pada masukan multiplek X0, X1 dan X2. Hasil pengujian diamati melalui logika keluaran X. Gambar 4.1 menunjukkan pengujian multiplek. _{keluaran logika masukan logika masukan logika masukan logika masukan logika 10 11 9}

3 B

  _{A C X X1 X0 X5 X4 X3 X2 masukan logika}

₅

₁

₁₂

₁₃

₁₅

₁₄

  5V _{16 6 7 EN VEE VDD 4051 X7 X6}

₄

₂

Gambar 4.1. Pengujian multiplek

Tabel 4.1. Hasil pengujian multiplek

  Pilhan Masukan Keluaran kanal logika logika B A

  X0 X1 X2

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1 Hasil pengujian menunjukkan logika keluaran X sesuai dengan logika masukan yang diberikan pada msing-masing kanal X0, X1 dan X2, keluaran yang sesuai ini dapat terjadi karena fungsi seleksi kanal dapat berjalan.

4.2 Bagian Pengolah

  Pada bagian ini, mikrokontroler AT89S52 berfungsi sebagai pengolah data yaitu untuk mencacah data masukkan keluaran dari multiplex dan mengirimkan hasil cacahan pada PC menggunakan komunikasi serial.

  4.2.1 Frequency Counter