Perancangan Alat Pengukur Tinggi Badan Digital Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler.

i

yang mampu melakukan pekerjaan manusia. Pekerjaan manusia yang dapat dilakukan oleh alat pengukur tinggi badan digital tersebut adalah mengukur tinggi badan seseorang tanpa bantuan petugas. Tetapi apabila melakukan pengukuran tinggi badan dilakukan dengan cara manual maka sangat merepotkan bagi petugas penjaganya, maka dibuatlah alat pengukur tinggi badan digital ini yang dibuat secara minimalis hingga menyerupai bentuk aslinya.

Berangkat dari sinilah penulis ingin sekali memecahkan permasalan yang ada di atas dengan membuat sebuah program yaitu PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN DIGITAL MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLER. Jika dilihat dari segi penampilan alatnya mungkin tidak jauh berubah,hanya fungsinya lebih baik untuk digunakan sebagai alat ukur dan tingkat akurasinya lebih terjamin. Soalnya kita menggunakan sensor ultrasonik yang sudah diprogram untuk parameter angkanya,dan penunjuk angkanya kita menggunakan layar LCD display tepat di depan kita dengan penunjuk digital sebagai penunjuk angka meternya. Dari permasalahan diatas dapat diatasi dengan merancang dan membuat alat pengukur tinggi badan digital yang dilengkapi dengan sensor jarak ping parallax, layar LCD Display, dan mikrokontroler AT89C51.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa tingkat keberhasilan dalam pengukuran tinggi badan seseorang terletak pada obyek yang akan diukur yang tidak mengandung unsur menyerap sinyal.

ii

yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir yakni dengan judul “Perancangan Alat Pengukur Tinggi Badan Digital Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler”.

Tujuan disusun Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata Satu (S1) pada jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Industri, UPN “VETERAN” Jawa Timur.

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis menyadari telah banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik dari segi moril maupun materiil. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya.

2. Bapak Ir. Mu’tasim Billah, MS selaku Wakil Dekan 1 Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya. 3. Bapak Basuki Rahmat, S.Si, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya. Beliau sekaligus menjadi dosen pembimbing I dan penguji, yang sangat penulis banggakan. Karena arahan dan motifasi beliau saat membimbing, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

4. Ibu Fetty Tri Anggraeny, S.Kom, selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan arahan, bimbingan.

iii

6. Spesial buat Mbah Thok, do’akan “uut” supaya sukses dalam mencari kerja dan jodoh, Amin.

7. Buat “PERMATA HATI” yang sedang mencari uang, saya mohon maaf belum bisa membuat sampean “BISA”.

8. Buat ”ANDHALISTRA”, terima kasih atas dorongan motifasi, mental dan kisahnya. Tanpa kamu semua ini tak kan mampu ku jalani seorang diri.

9. Buat “ADIK” Dwi Yunanti, saya mohon maaf belum bisa mewujudkan apa yang kita rencanakan selama ± 5 tahun ini. Sekali lagi Mas Uut minta maaf. 10.Teman terbaikku Adi Pria sekeluarga dengan bantuannya pada program dan

rangkaian elektronika alat pengukur tinggi badan digital, saya berhutang banyak, terima kasih banyak “Di”.

11.Mas Gondrong “Mostofa” terima kasih atas bantuan bikin laporannya dan rangkaian minimum sistemnya maaf selalu ganggu dan ngrepotin.

12.Buat rekan-rekan Teknik Informatika terima kasih atas motifasinya, sehingga tugas akhir ini dapat selesai lebih cepat.

13.Buat seluruh anggota SWCC “Sidotopo Wetan Cycling Community” terima kasih atas dorongan, motifasi dan sharingnya untuk mempercepat pengerjaan tugas akhir ini. Kapan touring lagi nich ???

14.Buat anak “kompor mleduk” Fitra ’genteng’ makasih saran,bantuan dan waktunya, Rika ’pendek 1’ makasih buat masukannya, Resti ’pendek 2’ makasih buat nasehatnya selama ini, kapan anakmu diajak main ke surabaya ?

iv

yudha” kangen pengen bercanda tawa sama adek-adek semua.

17.Buat “pak nardi dan bu mamik”, yudha minta maaf belum bisa jadi yang terbaik di keluarga tambak segaran dan mungkin yudha pernah melakukan ke khilafan selama main disana, sekali lagi yudha minta maaf.

18.Buat “lek war”, yudha terima kasih banyak atas semua pengorbanan yang “lek war” lakukan buat yudha, perhatian dan kasih sayang yang takkan terlupakan. “lek kulo kangen” suasana tambak segaran 78 yang ceria.

19. Buat “bapak dan ibu kedinding tengah baru I / 41, bapak Supojo dan ibu Trisnawati”, yudha minta maaf belum bisa menjadi “anak” yang baik di keluarga. Semoga bapak dan ibu diberikan kesehatan selalu.

20.Buat keisha dan thalita, ’om yudha’ kangen sama tingkah laku kalian yang gak bisa diem dan bikin “tante anty, om yudha, mbah kakung dan mbah uti” jengkel.

Surabaya, 10 Desember 2010

v

ABSTRAK ...i

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI...v

DAFTAR GAMBAR... viii

DAFTAR TABEL ...x

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ...1

1.2. Rumusan Masalah ...3

1.3. Batasan Masalah ...4

1.4. Tujuan Penulisan...4

1.5. Manfaat Penulisan...4

1.6. Metodologi Perancangan ...5

1.7. Sistematika Penulisan ...5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Mikrokontroler AT89C51 ...7

2.1.1. Pin-Pin Mikrokontroler AT89C51 ...8

2.1.2. Struktur Perangkat Keras AT89C51 ...11

2.1.3. Struktur Memori...12

2.1.4. Register Mikrokontroler AT89C51...15

2.1.5. Pewaktu/Pencacah ( Timer/Counter ) ...19

2.1.6. Sistem Interupsi ...21

2.2. Sensor Ultrasonik...22

2.3. LCD Display ...25

BAB III PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN 3.1. Perancangan Perangkat Keras...27

vi

3.1.4. Perancangan Mikrokontroler dengan LCD Display...33

3.1.5. Perancangan Seluruh Rangkaian...34

3.2. Perancangan Perangkat Lunak ...36

3.2.1. Perancangan Sensor Ultrasonik ...36

BAB IV IMPLEMENTASI PERANCANGAN 4.1. Implementasi Perangkat keras ...39

4.1.1. Kerangka Pengukur Tinggi Badan...39

4.1.2. Mikrokontroler AT89C51 ...44

4.1.3. Rangkaian Sensor Ultrasonik Dengan Mikrokontroler...47

4.1.4. Rangkaian LCD Dengan Mikrokontroler ...48

4.2. Implementasi Perangkat Lunak...51

4.2.1. Mikrokontroler AT89C51 ...52

4.2.1.1. Keil C51 ...52

4.2.1.2. EDT Programmer...53

4.2.2. Perangkat Lunak Sensor Ultrasonik...55

4.2.3. Perangkat Lunak LCD ...56

BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA ROBOT 5.1. Pengujian...59

5.1.1. Pengujian Sensor Ultrasonik...59

5.1.1.1. Pengujian Sensor Ultrasonik Manual...59

5.1.1.2. Pengujian Sensor Ultrasonik Pada Alat Pengukur Tinggi Badan ...61

5.1.2. Pengujian LCD...63

5.1.2.1. Pengujian LCD Manual ...63

vii

5.2. Analisa ...72 5.2.1. Analisa Alat Pengukur Tinggi Badan ...72 5.2.2. Analisa Pengujian ...74 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan ...78 6.2. Saran ...78 DAFTAR PUSTAKA

viii

Gambar 2.3. Struktur AT89C51...12

Gambar 2.4. Blok struktur memori ...13

Gambar 2.5. Sensor Ultrasonik Ping Parallax ...23

Gambar 2.6. Pulsa Ping))) Paralax Ultrasonic Range Finder ...24

Gambar 2.7. LCD Display ...25

Gambar 3.1. Aluminium ...27

Gambar 3.2. perancangan kerangka Pengukur Tinggi Badan...28

Gambar 3.3. Rangkaian Reset...29

Gambar 3.4. Rangkaian Clock ...30

Gambar 3.5. Kristal...31

Gambar 3.6. Mikrokontroler Avr Dengan Sensor Ultrasonik Ping ...31

Gambar 3.7. Mikrokontroler MCS-51 Dengan Sensor Ultrasonik Ping...32

Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Ultrasonik Dan Mikrokontroler...33

Gambar 3.9. Pemasangan Layar LCD Display Ke Mikrokontroler...34

Gambar 3.10. Diagram Blok Rankaian Pengukur Tinggi Badan Digital...35

Gambar 3.11. Skema Rangkaian Alat Pengukur Tinggi Badan Digital...35

Gambar 3.12. Diagram Alir Pembacaan Sensor Ultrasonik ...37

Gambar 3.13. Diagram Alir Pengukuran Tinggi Badan ...38

Gambar 4.1. Kerangka Pengukur Tinggi Badan Tampak Atas...40

Gambar 4.2. Kerangka Pengukur Tinggi Badan Tampak Bawah...40

Gambar 4.3. Kerangka Pengukur Tinggi Badan Tampak Depan ...41

Gambar 4.4. Pemasangan Rangkaian Mikrokontroler Pada Kerangka...42

Gambar 4.5. Pemasangan Sensor Ultrasonik Pada Kerangka...42

Gambar 4.6. Pemasangan LCD Pada Kerangka ...43

Gambar 4.7. Pemasangan Baterai Pada Kerangka...43

Gambar 4.8. Rangkaian Mikrokontroler ...44

Gambar 4.9. Rangkaian Reset Dan Rangkaian Oscillator ...45

ix

Gambar 4.15. Rangkaian R Array...51

Gambar 4.16. Tampilan Keil C51...53

Gambar 4.17. Sofware Dan Hardware EDT Programmer ...54

Gambar 5.1. Pengujian Sensor Ultrasonik Manual...60

Gambar 5.2. Pengujian Sensor Ultrasonik Pada Alat ...62

Gambar 5.3. Pengujian LCD Manual ...63

Gambar 5.4. Pengujian LCD Dengan Sensor Ultrasonik ...64

Gambar 5.5 Pengujian LCD Dengan Alat Pengukur Tinggi Badan ...65

Gambar 5.6 Pengujian Alat Pengukur Tinggi Badan...66

Gambar 5.7 Hasil Pengukuran Dengan Alat Pengukur Tinggi Badan Digital...68

x

Tabel 2.3. Keterangan Register Timer Control...19

Tabel 2.4. Mode Operasi Timer ...20

Tabel 2.5. Mode Operasi Timer/Counter ...20

Tabel 2.6. Register IE Interrupt Enable Pada AT89C51...22

Tabel 5.1. Pengujian Sensor Ultrasonik...60

Tabel 5.2. Pengujian Alat Dengan 10 X Pada Satu Orang ...70

1 1.1 Latar Belakang

Teknologi adalah cara untuk mendapatkan suatu kualitas yang lebih baik, lebih mudah, lebih murah, lebih cepat dan lebih menyenangkan. Salah satu teknologi yang berkembang pesat pada era saat ini adalah teknologi dibidang mikrokontroler. Belakangan ini kita sering tidak mengetahui dan tidak pernah mengetahui berapa tinggi badan kita bila ditanya oleh seseorang,bahkan jika ada yang bertanya soal berat badan kita selalu menjawab kira-kira sekian kg berat badan dan tinggi sekian cm. Pada dasarnya setiap orang merasa enggan memberitahu (terutama wanita) berapa tinggi badannya dan berat badannya saat itu bila ditanya teman rumah,teman kampus atau rekan kerjanya walaupun tidak semua orang yang memiliki perasaan seperti itu bila ditanya kawannya. pada media cetak maupun media elektronik sering kita jumpai bila ada tawaran lowongan pekerjaan misalnya,dibutuhkan seorang SPG/SPB untuk produk makanan ringan dengan kriteria sebagai berikut: wanita/pria berpenampilan menarik,usia max.24 thn,tinggi min 170 cm(pria) dan 160 cm(wanita). Mau tidak mau kita harus memenuhi kriteria tersebut jika kita berminat untuk mendaftar di lowongan pekerjaan tersebut,bila kita tidak ingin kecewa karena yang menggagalkannya hanya karena tinggi badan kita yang kurang memenuhi persyaratan yang dibutuhkan oleh perusahaan tersebut. Rasanya pertanyaan tersebut seolah—olah menghantui kaum hawa setiap harinya yang memiliki rasa

percaya diri yang kurang. Sebaliknya jika wanita yang memiliki berat badan dan tinggi badan yang ideal malah merasa sangat senang untuk sebuah pertanyaan diatas,dengan tinggi dan berat badan yang proporsional sepertinya seorang wanita memiliki rasa kepercayaan diri yang tinggi bila ingin melakukan segala aktifitas bahkan untuk sebuah pekerjaan pun sepertinya tanpa ada masalah yang mengahambatnya.

Dari alat pengukur tinggi badan dan berat badan yang sudah ada hanya menggunakan alat yang manual dan tingkat ke-akurasiannya sangat kecil sekali untuk mendekati angka sesungguhnya dan suatu saat bisa berubah tingkat akurasinya dengan sendirinya seiring berjalannya waktu dan alat tersebut sudah tidak layak lagi untuk digunakan oleh banyak orang sebagaimana mestinya. Seiring dengan perkembangan komputer yang sangat pesat, semakin banyak pekerjaan yang dulunya dilakukan oleh manusia atau dikerjakan oleh mesin yang sederhana kini digantikan oleh mesin-mesin yang bisa mempermudah aktifitas kerja manusia. Banyak peralatan yang tadinya digunakan secara manual kini digantikan dengan peralatan yang otomatis.

Berangkat dari sinilah penulis ingin sekali memecahkan permasalan yang ada di atas dengan membuat sebuah program yaitu PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN DIGITAL MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK BERBASIS MIKROKONTROLER. Jika dilihat dari segi penampilan alatnya mungkin tidak jauh berubah,hanya fungsinya lebih baik untuk digunakan sebagai alat ukur dan tingkat akurasinya lebih terjamin. Soalnya kita menggunakan sensor ultrasonik yang sudah diprogram untuk parameter

angkanya,dan penunjuk angkanya kita menggunakan layar LCD display tepat di depan kita dengan penunjuk digital sebagai penunjuk angka meternya.

Alat ini terdiri dari perangkat keras (Hardware) yaitu rangkaian mikrokontroler AT89C51, rangkaian serial dan sensor ultrasonik. Cara kerja dari alat ini adalah sensor ultrasonik (transmitter) memancarkan gelombang ultrasonik dan mendeteksi objek (orang) yang akan diukur kemudian gelombang tersebut dipantulkan kembali ke penerima (receiver) sensor ultrasonik. Data yang dihasilkan dari penerima (receiver) sensor ultrasonik kemudian dikirimkan ke mikrokontroler yang diprogram dengan perangkat lunak (Software) menggunakan bahasa pemrograman C++ untuk diolah atau diproses. Agar data tersebut bisa dilihat secara visual maka data tersebut dikirimkan ke PC (Personal Computer) dengan menggunakan komunikasi serial. Data yang dikirimkan ke PC merupakan data yang berupa angka dan angka tersebut adalah nilai dari tinggi badan dalam satuan sentimeter atau cm. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh kesimpulan bahwa pengukuran tinggi badan tidak hanya dilakukan secara manual, tetapi bisa dilakukan secara otomatis.

1.2 Rumusan Masalah

Bentuk permasalahan yang dihadapi dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengiriman data ke mikrokontroler?

2. Bagaimana perhitungan untuk mengukur tinggi badan?

4. Bagaimana peletakan posisi sensor ultrasonik ke kerangka? 5. Bagaimana menampilkan hasil pengukur dari sensor ultrasonik?

1.3 Batasan Masalah

Asumsi berikut ini sebagai batasan masalah yang dipakai dalam tugas akhir untuk mengoptimalkan kinerja dari alat:

1. Program ini dibuat untuk alat pengukur tinggi badan saja. 2. Tingkat keakurasiannya sampai dengan mm.

3. Sensor maksimal dapat mengukur 300 cm.

4. Program hanya dapat memberikan informasi kepada user melalui tampilan layar LCD Display yang ada didepannya.

5. Software yang digunakan untuk processing adalah C++.

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah :

1. Dapat mengetahui keakuratan data yang didapat oleh alat ukur.

2. Merubah alat ukur manual menjadi otomatis yang lebih baik dan efisien. 3. Mempermudah kinerja petugas.

1.5 Manfaat Penulisan

1. Sebagai pengembangan alat ukur manual menjadi otomatis. 2. Meningkatkan kemampuan sistem berbasis mikrokontroler. 3. Memahami cara kerja sensor yang digunakan.

1.6 Metodologi Perancangan

Metode perancangan yang digunakan sebagai berikut : 1. Studi literatur dan diskusi

Pada tahap ini penulis akan mempelajari literatur yang berhubungan dengan pengukur tinggi badan dengan sensor ultrasonik, mikrokontroler AT89C51, LCD Display dan juga komponen pendukung lainnya.

2. Perancangan perangkat keras

Pada perancangan perangkat keras penulis membuat kerangka pengukur tinggi badan, rangkaian minimum system mikrokontroler AT89C51, rangkaian mikrokontroler dengan sensor ultrasonik, rangkaian mikrokontroler dengan LCD Display.

3. Perancangan perangkat lunak

Setelah semua perangkat keras telah selesai dikerjakan maka akan dilakukan perancangan perangkat lunak berupa diagram alir dan penanamam program dari diagram alir tersebut kedalam mikrokontroler.

4. Pengujian alat pengukur tinggi badan

Setelah perangkat keras dan perangkat lunak selesai dikerjakan maka tahap selanjutnya adalah pengujian alat pengukur tinggi badan, jika hasil pengujian tidak sesuai dengan yang diharapkan maka akan dilakukan perbaikan hingga tujuan tercapai.

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini mengurai tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat , dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan membahas dasar-dasar teori dari mikrokontroler AT89C51 dan komponen-komponen pendukung lainnya.

BAB III : PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN

Pada bab ini membahas tentang perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak dari alat pengukur tinggi badan digital.

BAB IV : IMPLEMENTASI PERANCANGAN

Pada bab ini membahas mengenai implementasi perancangan perangkat keras maupun perancangan perangkat lunak yang telah dirancang.

BAB V : PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab ini membahas tentang pengujian sensor ultrasonik, output dari LCD Display dan pengujian alat pengukur tinggi badan digital secara keseluruhan dan analisa alat pengukur tinggi badan digital. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran yang bermanfaat bagi perbaikan dan perkembangan alat pengukur tinggi badan digital.

7

digunakan mikrokontroler AT89C51 dan rangkaian pendukung seperti, sensor ultrasonik buatan Ping Parallax.

2.1 Mikrokontroler AT89C51

Mikrokontroler AT89C51 merupakan salah satu keluarga dari MCS51 keluaran Atmel dengan 4 Kbyte Flash PEROM ( Programable and Erasable Read Only Memory ), AT89C51 merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali [1]. Mikrokontroler disebut juga dengan single chip mikrokomputer, karena dapat digunakan langsung sebagai pengontrol tanpa memerlukan bantuan komponen digital yang lain. Jenis mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit atau pun data 8 bit secara bersamaan. Alasan menggunakan mikrokontroler AT89C51 adalah :

1. Mempunyai 32 pin I/O

2. Kompatibel dengan produk MCS-51 lainnya 3. Harga murah dan masih banyak diproduksi

2.1.1. Pin-Pin Mikrokontroler AT89C51

Gambar 2.1 Susunan pin mikrokontroler AT89C51

Pada gambar 2.1 terdapat susunan pin dari mikrokontroler mulai dari port0, port1, port2,port3,vcc dan gnd.

Susunan pin-pin mikrokontroler AT89C51 seperti yang terlihat pada tabel 2.1 ,dimana terdapat nomor pin dan nama pin serta keterangan dari nama pin.

2.1.2. Struktur Perangkat Keras AT89C51

Struktur mikrokontroler AT89C51 diotaki oleh CPU 8 bit yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port bit I/O dan port serial [1]. Selain itu terdapat fasilitas timer/counter internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal.

Blok diagram dan struktur mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada gambar 2.2 dan Gambar 2.3 :

Gambar 2.3 Struktur AT89C51

Pada gambar 2.3 disini menggambarkan secara detail tentang struktur dari mikrokontroler AT89C51.

2.1.3. Struktur Memori

Mikrokontroler AT89C51 mempunyai blok struktur memori sebagai berikut :

Gambar 2.4 Blok struktur memori

Pada gambar 2.4 menggambarkan tentang struktur memori pada

mikrokontroler AT89C51. Mikrokontroler AT89C51 mempunyai struktur memori yang terdiri atas :

1. RAM internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara.

2. Special Function Register (Register Fungsi Khusus), memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain.

3. Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi MCS51. Mikrokontroler AT89C51 memiliki pembagian ruang alamat (address space) untuk memori program dan memori data. Walaupun demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (Data Pointer Register). Struktur memori mikrokontroler AT89C51 dibagi menjadi dua bagian, yaitu memori program dan memori data.

Memori program internal mikrokontroler AT89C51 sebesar 4 Kbyte yang digunakan untuk menyimpan data program yang dijalankan untuk operasi mikrokontroler. Penyimpanan program di dalam memori program internal dilakukan dengan bantuan pemrogram chip IC EPROM Programmer. Memori

program internal ini dijalankan pada saat mikrokontroler mendapat sumber catu daya, dan sumber detak. Memori program ini hanya dapat dibaca tidak bisa ditulisi (karena disimpan dalam EPROM). Selain menggunakan memori program internal, mikrokontroler juga dapat dioperasikan dengan memori program eksternal. Sinyal yang membolehkan pembacaan dari memori program eksternal adalah dari pena program store enable (PSEN). Setelah reset, CPU akan mengeksekusi mulai pada alamat 0000H. Setiap interupsi mempunyai lokasi tetap dalam memori program. Interupsi akan menyebabkan CPU melompat ke lokasi tersebut, pada lokasi tersebut terdapat sub rutin yang harus dilaksanakan.

Memori data terletak pada ruang alamat terpisah dari memori program RAM eksternal 64 Kbyte dapat dialamati dalam ruang memori data eksternal CPU menghasilkan sinyal read dan write selama menghubungi memori data eksternal. Untuk melaksanakan pembacaan atau penulisan, mikrokontroler akan mengirimkan sinyal RD dan WR. RAM yang digunakan mempunyai kapasitas 8 Kbyte. Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok, yaitu sebagai lower 128, upper 128 dan 128 byte SFR (Special Function Register).

Tiga puluh dua byte paling bawah dikelompokkan dalam 4 bank (8 register) yaitu R0-R7. Dua bit dalam Program Status Word (PSW) memilih register bank yang digunakan. Sedangkan ruang special function register space yang berisi panahan port (port latch), pewaktu (timer), pengontrol peripheral, dan lain-lain. Register-register ini hanya dapat dihubungi dengan pengalamatan langsung.

2.1.4. Register Mikrokontroler AT89C51

Register-register pada mikrokontroler AT89C51 dapat digolongkan menjadi dua register, yaitu register serbaguna (General Purpose Register) dan register dengan fungsi khusus (Special Function Register) [1]. Register serbaguna adalah register yang berfungsi untuk menyimpan data sementara untuk diolah oleh CPU baik operasi logika maupun aritmatika. Register serbaguna hanya dapat berfungsi sebagai nilai operan kedua pada perhitungan aritmatika ataupun operasi logika dengan operan utama register akumulator. Register serbaguna tidak memiliki fungsi-fungsi khusus. Mikrokontroler AT89C51 memiliki register serbaguna 8 bit yang terdiri dari R0-R7 yang mempunyai 4 bank alamat lokasi RAM internal. Register - register khusus / SFR yang dimiliki oleh mikrokontroler.

AT89C51 menempati alamat pada RAM internal 128. Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 21 special function register yang terletak pada antara alamat 80H hingga FFH. Beberapa dari register-register ini juga mampu dialamati dengan pengalamatan bit sehingga dapat dioperasikan seperti yang ada pada RAM yang lokasinya dapat dialamati dengan pengalamatan bit. Adapun register-register tersebut adalah sebagai berikut:

1. Akumulator

Register ini terletak pada alamat E0H. Hampir semua operasi aritmatik dan operasi logika selalu menggunakan register ini. Untuk proses pengambilan dan pengiriman data ke memori eksternal juga diperlukan register ini.

2. Port

Mikrokontroler AT89C51 mempunyai empat buah port, yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3 yang terletak pada alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Namun, jika digunakan eksternal memori ataupun fungsi-fungsi spesial, seperti external interrupt. Serial ataupun external timer, port 0, port 2 dan port 3 tidak dapat digunakan sebagai port dengan fungsi umum. Untuk itu disediakan port 1 yang dikhususkan untuk port dengan fungsi umum. Semua port ini dapat diakses dengan pengalamatan secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan output pada tiap-tiap pin dari port ini tanpa mempengaruhi pin - pin yang lainnya. 3. Register B

Register B digunakan bersama akumulator untuk proses aritmatik selain dapat juga difungsikan sebagai register biasa. Register ini juga bersifat bit addressable.

4. Register penyimpan status ( Program Status Word: PSW )

yaitu register 8 bit yang berfungsi sebagai penanda status ( status flag ) sebagai akibat pelaksanaan suatu instruksi. Register ini meliputi bit-bit: carry ( CY ), auxiliary ( AC ), zero flag ( FO ), pemilih register bank ( RS0 dan RS1 ), over flow ( OV ), dan parity flag ( P ). Flag CY, AC dan OV keluaran dari suatu proses aritmatika yang dilakukan di akumulator. Flag P merupakan parity dari isi register akumulator. Flag C digunakan juga sebagai akumulator operasi bit. RS0 dan RS1 digunakan untuk memilih register bank yang aktif pada saat itu.

5. Stack Pointer

Stack pointer merupakan sebuah register 8 bit yang terletak di alamat 81 H. Isi dari stack pointer ini merupakan alamat dari data yang disimpan di stack. Stack pointer dapat diedit atau dibiarkan saja mengikuti standart sesudah terjadi reset. Jika stack pointer diisi data 5FH, area untuk proses penyimpan dan pengambilan data dari dan ke stack adalah sebesar 32 byte, yaitu antara 60H hingga 7FH karena 89C51 mempunyai internal RAM sebesar 128 byte.

6. Data Pointer

Data pointer atau DPTR merupakan register 16 bit dan terletak pada alamat 82H untuk DPL dan 83H untuk DPH. DPTR biasa digunakan untuk mengakses source code ataupun data yang terletak di memori eksternal.

7. Register Timer

AT89C51 mempunyai dua buah 16 bit timer/counter, yaitu timer 0 dan timer 1. Timer 0 terletak di alamat 8AH untuk TL0 dan 8CH untuk TH0 dan timer 1 terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8DH untuk TH1.

8. Register Port Serial

AT89C51 mempunyai sebuah on chip serial port yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan peralatan lain yang menggunakan serial port juga seperti modem, shift register dan lain-lain. Buffer (penyangga) untuk proses pengiriman maupun pengambilan data terletak pada register SBUF, yaitu pada alamat 99H. Sedangkan untuk mengatur mode serial dapat dilakukan dengan mengubah isi dari SCON yang terletak pada alamat 98H.

9. Register Interrupt

AT89C51 mempunyai lima buah interrupsi dengan dua buah prioritas interrupsi. Interrupsi akan selalu non aktif setiap kali sistem direset. Register-register yang berhubungan dengan interrupt adalah Interrupt Enable Register (IE) atau register pengaktif interupsi pada alamat A8H untuk mengatur keaktifan tiap-tiap interrupt dan Interrupt Priority Register (IP) atau register prioritas interupsi pada alamat B8H.

10. Register Kontrol Power

Register ini terdiri atas SMOD yang digunakan untuk melipat dua buah rate dari port serial, dua buah bit untuk flag fungsi umum pada bit ketiga dan bit kedua, Power Daya (PD) bit dan Idle (IDL) bit.

Tabel 2.2 Alamat register pada SRF

Pada table 2.2 menjelaskan tentang alamat register pada SRF atau special function register pada mikrokontroler AT89C51.

2.1.5. Pewaktu/Pencacah ( Timer/Counter )

Mikrokontroler AT89C51 memiliki dua buah timer/counter 16 bit, yaitu timer/counter 0, dan timer/counter 1. Pada fungsi timer, register ini ditambah tiap satu siklus mesin atau dapat diartikan sebagai penghitung siklus mesin. Bila pewaktu/pencacah diaktifkan pada frekuensi 12 Mhz, maka pewaktu/pencacah akan melakukan penghitungan sekali tiap satu ms tidak tergantung pada pelaksanaan suatu instruksi. Apabila periode waktu tertentu telah dilampaui, maka pewaktu/pencacah akan memberi interupsi ke mikrokontroler bahwa instruksi perhitungan waktu telah selesai dilaksanakan. Pengontrol kerja pewaktu/pencacah adalah register timer control (TCON) pada spesial kontrol register adalah sebagai berikut:

Tabel 2.3 Keterangan register timer control

Pada tabel 2.3 menjelaskan tentang register TCON atau timer control pada mikrokontroler AT89C51.

Sedangkan untuk pemilihan fungsi pewaktu atau pencacah dan mode operasi pewaktu/pencacah adalah pada Special Function Register TMOD seperti pada tabel 2.4:

Tabel 2.4 Mode operasi timer

Keterangan:

GATE Saat TRx (pada TCON) diset 1 dan GATE=1, timer/counter x hanya akan berjalan ketika pin INT-x logika (hardware control). Apabila GATE=0, timer/counter hanya akan berjalan ketika TRx=1 (software control). C/T Selektor timer atau counter. Clear (0) untuk operasi timer dengan masukan dari pena T-x.

M1 Bit pemilih mode 1. M0 Bit pemilih mode 0.

Tabel 2.5 Mode operasi timer/counter

Pada tabel 2.5 menjelaskan tentang mode operasi timer/counter pada mikrokontroler AT89C51.

Penyetelan Timer/Counter Pemberian nilai TMOD yang digunakan untuk penyetalan (set up) timer/counter 0 pada beberapa mode operasi. Diasumsikan hanya ada satu timer yang digunakan pada saat itu. Apabila timer 0 dan timer 1 dijalankan bersamaan dalam beberapa mode, maka nilai TMOD timer 0 di OR kan dengan nilai timer 1. Sebagai contoh jika timer 0 dijalankan dalam mode 1

GATE (control eksternal), 2 timer 1 dijalankan dalam mode 2 counter, maka nilai yang harus diisikan ke TMOD adalah 69H.

2.1.6. Sistem Interupsi

AT89C51 menyediakan 5 sumber interupsi, yaitu: 2 interupsi eksternal, 2 interupsi pewaktu dan sebuah interupsi serial.

Mikrokontroler AT89C51 memiliki dua jenis interupsi, yaitu:

1. Saluran interupsi internal, yaitu terdiri dari pewaktu/pencacah 0 (T0), pewaktu/pencacah 1 (T1), dan terminal serial.

2. Saluran interupsi eksternal, yaitu terdiri dari interupsi eksternal 0 (INT0), interupsi eksternal 1 (INT1). Sistem interupsi pada mikrokontroler AT89C51 akan menghasilkan suatu program yang berjalan, serta melayani interupsi yang diminta. Bila permintaan interupsi telah dilaksanakan, maka CPU akan kembali ke pelaksanaan program utama yang ditinggalkan. Sistem kerja interupsi dapat dijelaskan sebagai berikut:

Pada saat terjadi, informasi alamat terakhir pada pencacah program (PC) disimpan dalam Stack Pointer (SP), kemudiaan pencacah program diisi dengan alamat interupsi yang akan dituju. Kemudian CPU melaksanakan interupsi yang ditunjukkan pencacah program, sehingga interupsi dilaksanakan. Selanjutnya informasi pada Stack Pointer akan dikembalikan kepada pencacah program bila interupsi telah dilaksanakan.

Masing-masing sumber interupsi dapat diaktifkan dan dimatikan secara individual atau dengan me-nol-kan bit-bit IE (Interupt Enable) dalam SFR.

Register IE ini juga mengandung sebuah bit untuk aktivasi interupsi secara global, yang dapat digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan interupsi secara keseluruhan.

Tabel 2.6 Register IE interrupt enable pada AT89C51

Pada tabel 2.6 menjelaskan tentang register IE interrupt enable pada mikrokontroler AT89C51.

2.2 Sensor Ultrasonik

Ultrasonik, sebutan untuk jenis suara diatas batas suara yang bisa didengar manusia. Seperti diketahui, telinga manusia hanya bisa mendengar suara dengan frekuensi 20 Hz sampai 20 KHz. Lebih dari itu hanya beberapa jenis binatang yang mampu mendengarnya, seperti kelelawar dan lumba-lumba. Lumba-lumba bahkan memanfaatkan ultrasonik untuk mengindera benda-benda di laut. Prinsip ini kemudian ditiru oleh sistem pengindera kapal selam. Dengan cara mengirimkan sebuah suara dan mengitung lamanya pantulan suara tersebut maka dapat diketahui jarak kapal selam dengan benda tersebut. Mula-mula suara dibunyikan, kemudian dihitung lama waktu sampai terdengar suara pantulan. Jarak dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan suara dengan waktu pantulan. Kemudian hasilnya dibagi 2. Misalnya lama waktu pantulan adalah 1 detik, maka jaraknya adalah (344,424 m/detik x 1 detik)/2 = 172 m.

Ping))) Ultrasonic Range Finder, adalah modul pengukur jarak dengan ultrasonic buatan Paralax Inc. yang didesain khusus untuk teknologi robotika. Dengan ukurannya yang cukup kecil (2,1 cm x 4,5 cm), sensor seharga 300 ribu rupiah ini dapat mengukur jarak antara 3 cm sampai 300 cm. Keluaran dari Ping))) berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS.

Gambar 2.5 Sensor Ultrasonik Ping Parallax

Pada dasanya, Ping))) terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya. Pada modul Ping))) terdapat 3 pin yang digunakan untuk jalur power supply (+5V), ground dan signal. Pin signal dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun. Ping))) mendeteksi objek dengan cara mengirimkan suara ultrasonik dan kemudian “mendengarkan” pantulan suara tersebut. Ping))) hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler (Pulsa high selama 5 uS). Suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40 KHz akan dipancarkan selama 200 uS. Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344.424 m/detik (atau 1 cm setiap 29.034 uS), mengenai objek untuk kemudian terpantul kembali ke Ping))). Selama menunggu pantulan, Ping))) akan menghasilkan sebuah pulsa. Pulsa ini akan berhenti (low) ketika suara pantulan

terdeteksi oleh Ping))). Oleh karena itulah lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara Ping))) dengan objek. Selanjutnya mikrokontroler cukup mengukur lebar pulsa tersebut dan mengkonversinya dalam bentuk jarak dengan perhitungan sebagai berikut :

Jarak = (Lebar Pulsa/29.034 uS)/2 (dalam cm) atau Jarak = (Lebar Pulsa x 0.034442)/2 (dalam cm) Karena 1/29.034 = 0.34442

Gambar 2.6 Pulsa Ping))) Paralax Ultrasonic Range Finder

Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa Ping))) tidak dapat mengukur objek yang permukaannya dapat menyerap suara, seperti busa atau

sound damper lainnya. Pengukuran jarak juga akan kacau jika permukaan objek bergerigi dengan sudut tajam.

2.3 LCD Display

Tampilan LCD dalam dunia elektronika digital termasuk barang mewah, karena harga tampilan ini cukup mahal tapi karena bisa dipakai untuk menampilkan kalimat, tampilan LCD tetap menjadi idaman. Tampilan LCD murah ini bisa dipakai untuk menampilkan 16 huruf/angka sekali gus, cukup memadai untuk menampilkan nomor telpon dan pesan pesan pendek lainnya. Seperti tampilan LCD pada umumnya, terdiri dari dua bagian, yakni bagian panel LCD yang terdiri dari banyak ‘titik-titik’ LCD dan sebuah mikrokontroler yang menempel di panel dan berfungsi mengatur ‘titik-titik’ LCD tadi menjadi huruf/angka yang terbaca, serta berfungsi pula untuk komunikasi antara tampilan LCD dengan mikrokontroler lainnya yang memakai tampilan LCD itu.

Gambar 2.7 LCD Display

Pada gambar 2.8 menggambarkan tentang tampilan yang ada pada LCD Display pada saat setelah proses pengukuran.

Huruf/angka yang akan ditampilkan dikirim ke LCD dalam bentuk kode ASCII, kode ASCII ini diterima dan diolah oleh mikrokontroler di dalam LCD

menjadi ‘titik-titik’ LCD yang terbaca sebagai huruf/angka. Dengan demikian tugas mikrokontroler pemakai tampilan LCD hanyalah mengirimkan kode-kode ASCII untuk ditampilkan.

27

PERANCANGAN ALAT PENGUKUR TINGGI BADAN

Dalam bab 3 ini penulis membahas tentang perancangan perangkat keras

dan perancangan perangkat lunak.

3.1 Perancangan Perangkat Keras

perancangan perangkat keras yang berupa perancangan kerangka pengukur

tinggi badan, perancangan rangkaian mikrokontroler AT89C51 (reset, clock),

perancangan rangkaian minimum system, perancangan mikrokontroler dan sensor

ultrasonik dan perancangan seluruh rangkaian.

3.1.1Perancangan Kerangka Alat Pengukur Tinggi Badan

Pada perancangan kerangka pengkur tinggi badan penulis menggunakan

aluminium sebagai kerangka alat pengukurnya, alasan penulis menggunakan

aluminium adalah selain logam ini berbahan ringan akan tetapi logam ini cukup

kuat dan kerangka tidak mudah berkarat seperti hal nya logam besi.

Gambar 3.1 Aluminium

Dalam pembuatan kerangka pengukur tinggi badan ini, penulis

terukur. Pada gambar 3.2 merupakan perancangan dari kerangka pengukur tinggi

badan penulis.

Gambar 3.2 perancangan kerangka pengukur tinggi badan

Pada gambar 3.2 merupakan gambar rancangan kerangka pengukur ringgi

badan yang penulis buat dimana rancangan kerangka ini akan dibuat dari

aluminium karena aluminium logam yang ringan untuk dibuat menjadi kerangka.

3.1.2Perancangan Mikrokontroler AT89C51

Mikrokontroler AT89C51 adalah otak dari pengukur tinggi badannya yang

rangkaian mikrokontroler agar dapat bekerja dengan baik dibutuhkan rangkaian

pengatur yaitu berupa rangkaian reset yang berfungsi untuk mengatur kembali

program pengukur tinggi badan setiap kali catu daya dihidupkan, rangkaian clock

yang berfungsi sebagai pengatur waktu sensor ultrasonik.

3.1.2.1Rangkaian Reset

Rangkaian reset ini sangat diperlukan untuk rangkaian mikrokontroler

AT89C51 yang berfungsi untuk me-reset ulang program dari mikrokontroler

sehingga program mikrokontroler dapat di-set ulang pada saat program awal

pengukuran tinggi badan, pada saat catu daya dihidupkan rangkaian reset ini

berfungsi untuk menahan logika tinggi yang dihasilkan oleh arus dari catu daya

melalui pin RST atau pin 9 yang berada pada mikrokontroler AT89C51.

Gambar 3.3 Rangkaian reset

Pada gambar 3.3 pada skema rangkaian terlihat resistor dengan besar 8200

Ω (Ohm) atau 8k2 Ω (Ohm) diseri dengan elco ( electrolit condensator ) 10µf 50Vsedangkan resetnya berada pada elco ( electrolit condensator ). Ini berfungsi untuk menahan arus tinggi saat catu daya pertama kali dihidupkan.

Kecepatan proses kerja dari mikrokontroler sangat tergantung oleh sumber

clock (pewaktu) pada AT89C51 telah menyediakan osilator internal yang

berfungsi untuk membangkitkan pulsa pewaktu (clock).

Pada rangakaian clock terdapat satu buah kristal 11.0592 mhz yang dihubungkan secara paralel dengan kondensator 33pf sebayak 2 buah, rangkaian

clock ini berfungsi sebagai pemberi waktu / pewaktu pada pengukur tinggi badan

(sensor ultrasonik).

Komponen kristal dihubungkan ke pin XTAL1 dan pin XTAL2 atau pin 18

dan pin 19.

Gambar 3.4 Rangkaian clock

Pada gambar 3.4 rangkaian clock terlihat bahwa kristal 11.0592 mhz di

paralel dengan dua kondensator yang diseri dan masuk pada pin XTAL 1 dan dan

Gambar 3.5 Kristal

3.1.3Perancangan Mikrokontroler dengan Sensor Ultrasonik

Pada perancangan mikrokontroler dengan sensor ultrasonik ini penulis

menggunakan sensor ultrasonik buatan Ping Parallax seperti yang telah dibahas di bab sebelumnya dengan menghubungkannya ke mikrokontroler AT89C51.

untuk yang menggunakan mikrokontroler dari keluarga MCS-51 sedikit berbeda

dengan mikrokontroler dari keluarga AVR meskipun kedua mikrokontroler

tersebut sama-sama produksi dari ATMEL.

Gambar 3.7 Mikrokontroler MCS-51 dengan sensor ultrasonik Ping

Pada gambar 3.6 dan 3.7 terlihat jelas bahwa pada mikrokontroler dari

keluarga AVR tidak memerlukan tambahan komponen untuk masuk ke pin

mikrokontroler sedangkan untuk mikrokontroler MCS-51 harus menggunakan

tambahan komponen untuk masuk ke pin mikrokontroler, sedangkan

mikrokontroler yang digunakan penulis adalah mikrokontroler AT89C51 yang

juga termasuk dalam keluarga MCS-51 maka penulis harus menambahkan satu

buah komponen tambahan untuk satu buah sensor ultrasonik PingParallax, dalam alat pengukur tinggi badan digital ini penulis hanya menggunakan sebuah sensor

ultrasonik Ping Parallax jadi penulis harus menambah sebuah tambahan

komponen agar sensor ultrasonik Ping Parallax dapat masuk ke pin

mikrokontroler dan dapat dikenali, komponen tambahan yang penulis pakai

adalah dioda dengan tipe 1N4148, karena pada dioda 1N4148 mempunyai

karakteristik dengan arus yang rendah. Jika penulis menggunakan dioda yang

bertipe arus tinggi maka resiko terjadi panas atau terbakar pada komponen atau

Gambar 3.8 Rangkaian sensor ultrasonik dan mikrokontroler

Pada gambar 3.8 penulis menggunakan dua port untuk satu sensor

ultrasonik yang berguna untuk pull-up yaitu pada port 0 dan pada port 2 untuk pin SIG ( signyal ).

Untuk pin ground pada semua sensor ultrasonik diseri menuju ke pin

ground pada mikrokontroler AT89C51 yaitu pin 20 sedangkan untuk pin vcc pada semua sensor ultrasonik juga diseri dan menuju pada pin vcc pada mikrokontroler AT89C51 yaitu pin 40.

3.1.4Perancangan Mikrokontroler dengan LCD Display

Pada perancangan mikrokontroler dengan LCD Display penulis

menggunakan LCD Display dengan 16x2 character, alasannya meskipun banyak

kebutuhan, tidak berlebihan dan harganya pun terjangkau.

Gambar 3.9 Cara pemasangan Layar LCD Display ke mikrokontroler

Pada gambar 3.9 ditunjukkan gambar dari LCD Display ke mikrokontroler

melalui 3 pin gnd ( ground ), I/O dan vcc. Gnd dan vcc dapat dihubungkan secara langsung atau seri pada mikrokontroler AT89C51 sedangkan pin I/O adalah pin

dimana untuk masukan dan keluaran dari sensor ultrasonik dan sebagai

penghubung ke mikrokontroler untuk menjalankan perintah mikrokontroler

AT89C51 melalui program yang ditulis atau ditanamkan ke mikrokontroler

AT89C51 dari penulis.

3.1.5Perancangan Seluruh Rangkaian

Pada perancangan seluruh rangkaian ini penulis menggambarkan rangkaian

alat pengukur tinggi badan digital secara keseluruhan dari rangkaian

mikrokontroler, rangkaian sensor ultrasonik dan juga rangkaian LCD Display

Gambar 3.10 Diagram Blok Rankaian Pengukur Tinggi Badan Digital

Pada gambar 3.10 terdapat rangkaian reset, rangkaian LCD display dan

juga rangkaian sensor ultrasonik yang masuk pada mikrokontroler AT89C51.

Pada gambar 3.11 adalah rangkaian elektronika dari alat pengukur tinggi

badan digital yang dibuat oleh penulis.

Gambar 3.11 Skema Rangkaian Alat Pengukur Tinggi Badan Digital

Keterangan pada gambar 3.11 adalah untuk rangkaian reset masuk ke

mikrokontroler pada pin 9. rangkaian clock masuk ke mikrokontroler pada pin 18 dan pin 19, untuk rangkaian sensor ultra sonik menggunakan 2 buah port yaitu

berfungsi untuk memberi perintah kepada masing – masing rangkaian yang telah

terhubung ke pin dari mikrokontroler.

3.2 Perancangan Perangkat Lunak

Pada perancangan perangkat lunak terdiri dari perangkat lunak untuk sensor

ultrasonik dan juga perangkat lunak untuk LCD display.

3.2.1Perancangan Sensor Ultrasonik

Pada bagian perancangan perankat lunak untuk sensor ultrasonik penulis

akan menggunakan timer atau pewaktu dari bahasa assembly yang dimasukkan ke c++ melalui software Keil C51. Timer ini berfungsi untuk memberi nilai waktu pada sinyal gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor ultrasonik

melalui tr (transmitter) sampai gelombang ultrasonik itu kembali ditangkap oleh sensor ultrasonik melalui rx ( reiciever ). Akan tetapi kesemua itu harus didukung oleh perangkat keras yang memadai.

Pada gambar 3.12 penulis akan mencoba membuat diagram alir yang

berfungsi untuk ujicoba sensor ultrasonik pada alat pengukur tinggi badan digital,

diagram alir ini juga akan menguji kepekaan dari mikrokontroler pada sensor

ultrasonik dan keakuratan angka yang muncul pada LCD display, apakah sensor

ultrasonik dapat memberi perintah trigger kepada mikrokontroler pada saat menangkap adanya objek yang ada di bawahnya, sehingga dapat memerintahkan

mikrokontroler untuk memberi inputan kepada mikrokontroler untuk

Gambar 3.12 Diagram Alir Pembacaan Sensor Ultrasonik

Penjelasan dari diagram alir pada gambar 3.12 adalah, pada saat catu daya

pengukur tinggi badan dihidupkan maka mikrokontroler seketika memberi

perintah untuk menghidupkan sensor ultrasonik, dengan cara memancarkan sinyal

ultrasonic jika sensor tidak dapat memancarkan sinyal tanda led pada sensor mati

sehingga kita harus mereset rangkaian agar bekerja seperti awal jika sensor

berhasil memancarkan sinyal dengan cara lampu indicator led pada sensor

Gambar 3.13 Diagram Alir Pengukuran Tinggi Badan

Pada gambar 3.13 adalah diagram alir tata cara untuk membaca

pengukuran tinggi badan pertama saat catu daya di hidupkan maka sensor

ultrasonic akan mengeluarkan sinyal jika sensor ultrasonic tidak dapat

mengeluarkan sinyal maka harus di reset rangkaian jika sensor ultrasonic

mengeluarkan sinyal maka led akan berkedip jika terdapat suatu objek maka

dengan perintah dari mikrokontroler sensor akan membaca objek tersebut dengan

ukuran cm dan akan ditampilkan pada LCD display yang terpasang pada

39

Pada bab ini penulis menjelaskan tentang implementasi dari perancangan perangkat keras dan implementasi dari perancangan perangkat lunak dari bab sebelumnya.

4.1 Implementasi Perangkat Keras

Pada bagian implementasi perangkat keras penulis coba menerapkan perancangan perangkat keras yang telah dibahas di bab sebelumnya, yaitu implementasi dari perancangan kerangka pengukuran tinggai badan, mikrokontroler AT89C51, mikrokontroler AT89C51 dengan sensor ultrasonik, mikrokontroler AT89C51 dengan LCD dan rangkaian lengkap.

4.1.1Kerangka Pengukur Tinggi Badan

Di bagian perancangan telah dibahas tentang perancangan kerangka Pengukur Tinggi Badan yang penulis buat dan pada bagian ini adalah gambar-gambar dari implementasi dari perancangan perangkat keras untuk kerangka Pengukur Tinggi Badan yang penulis buat, gambar kerangka Pengukur Tinggi Badan tampak atas, gambar kerangka Pengukur Tinggi Badan tampak bawah dan juga gambar kerangka Pengukuran Tinggi Badan tampak depan.

Gambar 4.1 kerangka Pengukur tinggi badan Tampak Atas

Pada gambar 4.1 adalah gambar kerangka Pengukur tinggi badan Tampak Atas yang telah dibuat oleh penulis dari bahan aluminium.

Gambar 4.2 kerangka Pengukur tinggi badan Tampak Bawah

Pada gambar 4.2 adalah gambar kerangka Pengukur tinggi badan Tampak bawah yang dibuat oleh penulis dari bahan aluminium.

Gambar 4.3 kerangka Pengukur tinggi badan Tampak Depan

Pada gambar 4.3 adalah gambar kerangka Pengukur tinggi badan Tampak depan yang dibuat oleh penulis dari bahan aluminium.

Dari gambar 4.1, gambar 4.2 dan gambar 4.3 adalah gambar kerangka Pengukur tinggi badan yang telah penulis buat terbuat dari bahan aluminium, dikarenakan aluminium adalah logam yang ringan namun kuat. Dan pada gambar 4.4 adalah gambar pemasangan rangkaian mikrokontroler AT89C51 pada kerangka Pengukur tinggi badan, dan beberapa gambar pemasangan lainnya diantaranya adalah gambar pemasangan sensor ultrasonik pada kerangka Pengukur tinggi badan, gambar pemasangan LCD pada kerangka Pengukur tinggi badan dan gambar pemasangan baterai sebagai catu daya alat pengukur tinggi badan yang penulis buat pada kerangka Pengukur tinggi badan. Gambar-gambar ini adalah gambar dari desain gambar kerangka yang telah dibuat pada bab sebelumnya yaitu bab 3.

Gambar 4.4 Pemasangan Rangkaian Mikrokontroler Pada Kerangka

Pada gambar 4.4 menggambarkan pemasangan rangkaian mikrokontroler AT89C51 pada kerangka alat pengukur tinggi badan digital yang dibuat oleh penulis.

Gambar 4.5 Pemasangan sensor ultrasonik Pada Kerangka

Pada gambar 4.5 menggambarkan pemasangan sensor ultrasonic ping))) parallax pada kerangka alat pengukur tinggi badan yang dibuat oleh penulis.

Gambar 4.6 Pemasangan LCD Pada Kerangka

Pada gambar 4.6 menggambarkan pemasangan layer LCD Display pada kerangka yang telah dibuat oleh penulis dari bahan aluminium.

Gambar 4.7 Pemasangan Baterai Pada Kerangka

Pada gambar 4.7 menggambarkan pemasangan catu daya atau baterai pada kerangka yang telah dibuat oleh penulis.

Dari gambar pemasangan rangkaian mikrokontroler, pemasangan sensor ultrasonik, pemasangan LCD dan juga pemasangan dari catu daya atau baterai pada kerangka pengukuran tinggi badan yang penulis buat, menjelaskan penempatan seluruh rangkaian baik sensor, LCD maupun baterai pada kerangka.

Langkah pertama dari penyusunan hardware dari Pengukur Tinggi Badan yang dibuat oleh penulis adalah pembuatan atau implementasi dari perancangan perangkat keras mikrokontroler dimana pada rangkaian mikrokontroler yang dibuat oleh penulis terdapat beberapa rangkaian yaitu rangkaian reset yang berfungsi untuk mereset program dan mereset kerja rangkaian agar kerja rangkaian dan kerja program kembali ke keadaan awal, rangkaian on off dari mikrokontroler itu sendiri yang berfungsi sebagai hidup dan mati rangkaian jika di on kan maka progrgam dapat bekerja dan rangkaian pun juga dapat bekerja dan rangkaian oscillator sebagai pencacah waktu atau timmer pada rangkaian dan program pada mikrokontroler. Gambar 4.8 adalah gambar dari rangkaian mikrokontroler yang penulis buat.

Gambar 4.8 Rangkaian mikrokontroler

Pada gambar 4.8 terdapat satu komponen yang berfungsi memberi tegangan sebesar 5Vdc yaitu komponen IC ( integrated circuit ) regulator atau IC 7805 komponen ini berfungis untuk menurunkan sumber tegangan dc yang

bekerja pada sumber tegangan 5Vdc, sumber tegangan ini berfungsi untuk menggerakkan LCD dan juga sensor ultrasonik yang berfungsi untuk alat pengukuran tinggi badan yang penulis buat, rangkaian mikrokontroler ini adalah otak dari alat pengukuran tinggi badan yang penulis buat, karena pada rangkaian mikrokontroler inilah alat pengukuran tinggi badan yang penulis buat dapat bekerja.

Pada gambar rangkaian mikrokontroler AT89C51 juga terdapat beberapa rangkaian yang juga mempunyai peranan penting terhadap rankaian mikrokontroler itu sendiri seperti rangkaian reset dan juga rangkaian oscilator, seperti tampak gambar 4.9.

Gambar 4.9 Rangkaian Reset dan Rangkaian Oscillator

Pada gambar 4.9 adalah gambar dari rangkaian reset dan oscilator, dimana rangkain tersebut mempunyai fungsi yang berbeda, rangkaian reset berfungsi bila rangkaian mikrokontroler mengalami terjadinya error pada program maka kita tinggal menekan reset yang menyerupai tombol sehingga rangkaian mikrokontroler akan menjadi awal atau reset ke semula begitu juga dari program

kembali seperti semula atau reset ke awal sebelum program dijalankan.

Sedangkan untuk rangkaian oscilator disini berfungsi sebagai pencacah waktu atau timmer pada rangkaian mikrokontroler, rangkaian ini berfungsi pada pengeluaran singyal dari sensor ultrasonik yang terpasang pada rangkaian mikrokontroler AT89C51 atau pada prototype yang penulis buat yaitu pengukur tinggi badan.

Sedangkan pada gambar 4.10 adalah gambar dari rangkaian on off dari rangkaian mikrokontroler yang penulis buat.

Gambar 4.10 Rangkaian On Off

Pada gambar 4.10 adalah gambar dari rangkaian on – off dari rangkaian mikrokontroler atau on – off dari alat pengukur tinggi badan yang penulis buat, rangkaian ini berfungsi sebagai catu daya, jika tombol on – off yang berwarna biru ditekan on maka rangkaian akan hidup dan fungsi dari alat pengukuran tinggi badan akan berjalan, rangkaian ini juga berfungsi sebagai pengatur suplai tegangan yang masuk ke rangkaian pengukur tingg badan yang penulis buat.

Telah dibahas pada bab 3 untuk perancangan perangkat keras dari sensor ultrasonik dan mikrokontroler dari alat pengukuran tinggi badan yang penulis buat dan penulis menerapkannya pada bab ini yaitu implementasi dari perancangan perangkat keras sensor ultrasonik, pada gambar 4.11 adalah gambar dari implementasi perancangan perangkat keras sensor ultraonik yang penulis gabung dengan rangkaian mikrokontroler dari alat pengukuran tinggi badan yang penulis buat.

Gambar 4.11 Rangkaian mikrokontroler dengan sensor ultrasonic

Pada gambar 4.11 adalah gambar untuk rangkaian ultrasonik yang dihubungkan dengan rangkaian mikrokontroler, melaui 2 port yang dihubungkan secara seri dengan mengunakan sebuah dioda seperti yang dibahas pada bab 3, ini dikarenakan untuk mikrokontroler keluarga MCS-51 seperti AT89C51 ini jenis mikrokontroler yang tidak dapat mengeluarkan perintah trigger secara langsung,

setiap sensor ultrasonik buatan ping parallax ini perintah trigger yang diperintahkan dari mikrokontroler keluarga MCS-51 atau AT89C51 ini dapat dilaksanakan oleh sensor ultrasonik buatan ping parallax tersebut.

Sensor ultrasonik yang digunakan untuk penulis yaitu pengukur tinggi badan ini adalah 1 buah buatan ping parallax, karena sensor ultrasonik jenis ini sangat digemari oleh kalangan penggemar elektronika remaja dibanding dengan SRF04, IR ( infra red ) atau yang lainnya. Karena sensor ultrasonik ini dapat membaca jarak hingga 3m ( meter ) maka sensor ultrasonik ini sangat peka akan tetapi semua itu tergantung dari program yang ditanamkan pada mikrokontroler.

4.1.4Rangkaian LCD Dengan Mikrokontroler

Pada rangkain LCD dengan mikrokontroler ini penulis mencoba memberi keterangan dengan gambar yang ada disini penulis memberikan gambar dari LCD itu sendiri dan juga gambar dari rangkaian mikrokontroler ke LCD.

Gambar 4.12 LCD tampak depan

Gambar 4.12 adalah gambar LCD yang digunakan penulis dengan tampak depan, dimana LCD ini dapat menampilkan 16 karakter dan 2 baris, LCD ini

LCD ini seperti 7segment dengan menampilkan karakter sesuai titik-titik yang terhubung, dari program yang telah dibuat oleh penulis untuk menampilkan karakter yang sesuai dari apa yang diharapkan oleh penulis, LCD penulis ini mempunyai layar yang berwarna biru dan tulisan dari karakter LCD berwarna putih. Pada gambar 4.13 adalah gambar dari LCD tampak belakang.

Gambar 4.13 LCD tampak Belakang

Pada gambar 4.13 adalah gambar LCD tampak belakang dimana terdapat 2 titik hitam yang besar ini dalah kaki anoda dan katoda dari LCD seperti halnya 7segment yang mempunyai kaki anoda dan katoda, kaki anoda dan katoda ini yang menghantarkan arus listrik dc ke modul dari LCD untuk menampilkan karekter yang kita inginkan. Kaki anoda atau sering kita katakan kaki negatif dan juga kaki katoda yang kita sering katakan kaki positif, dari kaki ini yang terhubung ke modul LCD mengeluarkan output dengan 16 kaki yang berbeda, seperti VCC, GND dan kaki-kaki untuk input dari karakter. Vcc disini harus mendapatkan tegangan positif 5 voltdc dan kaki gnd atau ground harus

sempurna. Dai LCD ini yang akan menampilkan data dari tinggi orang yang akan di ukur oleh alat pengukur tinggi badan yang penulis buat. Pada gambar 4.14 adalah gambar rangakain dari mikrokontroler AT89C51 dengan LCD dari alat pengukur tinggi badan yang penulis buat.

Gambar 4.14 Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler

Pada gambar 4.14 adalah gambar dari rangkaian LCD dengan mikrokontroler AT89C51 dimana 16 kaki dari LCD masuk ke mikrokontroler AT89C51 8 kaki sebagai input LCD dari mikrokontroler dan 2 kaki untuk VCC dan GND dan kaki lainnya yang terhubung dengan sensor ultrasonik dan 5 kaki terhubung dengan port untuk mendapat tegangan dari baterai. Dari pemasangan rangkaian mikrokontroler AT89C51 yang penulis buat dan digabungkan dengan

inginkan.

Pada LCD harus dipasangkan dengan rangkaian R array agar dapat menampilkan karakter dengan sempurna, Pada gambar 4.15 adalah gambaran dari rangkain R array yang terpasang pada kaki-kaki dari LCD.

Gambar 4.15 Rangkaian R array

Rangkaian R array yaitu rangkaian yang terbuat dari resistor yang dihubungkan secara pararel atau antara satu resistor dengan resistor yang lain dihubungkan secara sama yaitu dimana pada kaki yang atas dihubungkan dengan kaki yang atas, rangkaian R array ini bertujuan agar suplai dari tegangan yang diteriman oleh LCD stabil dan tidak terlalu besar ini berhubungan dengan karakter yang ditampilkan oleh LCD itu sendiri, agar karekter yang ditampilkan LCD terlihat jelas.

4.2 Implementasi Perangkat Lunak

Pada implementasi perangkat lunak penulis mengimplementasikan perancangan perangkat lunak yang telah dibahas pada bab 3 seperti software yang digunakan penulis untuk menanamkan program pengukur tinggi badan kedalam mikrokontroler, LCD dan sensor ultrasonik.

Untuk implementasi dari perancangan perangkata lunak mikrokontroler AT89C51 penulis menggunakan hardware dan software yaitu KEIL C51 v8.16 software untuk merubah bahasa c++ yang penulis buat ke bentuk biner atau heksa dan EDT programmer hardware yaitu alat untuk tempat mikrokontroler pada saat ditanamkan program untuk pengukur tinggi badan yang penulis buat dan EDT programmer software untuk menanamkan program c++ yang telah dirubah ke

biner atau heksa untuk ditanamkan ke mikrokontroler.

4.2.1.1KEIL C51

Program c++ merupakan program yang ditulis oleh penulis yaitu program yang berupa kumpulan baris-baris perintah dan disimpan dalam file yang berextensi .uf2 ( uVision project ). program ini ditulis menggunakan software Keil c51.

Keil C51 adalah software untuk menulis program c++ dari keluarga MCS-51 sehingga Keil cMCS-51 ini cocok digunakan untuk mikrokontroler AT89CMCS-51.

Keil ini berfungsi untuk merubah program c++ ke biner atau heksa file yang akan ditanam ke mikrokontroler AT89C51.

Gambar 4.16 tampilan Keil C51

Pada gambar 4.16 adalah tampilan dari program keil C51 yang dibuat penulis untuk mengkonvert program yang telah dibuat dalam bentuk .bin atau biner dan juga .hex atau heksa ini bertujuan untuk program yang akan ditanam ke mikrokontroler. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah buka Keil C51 jika telah terinstal buka open dan pilih program dan letak program anda yang akan dikonvert menjadi biner atau heksa selanjutnya pilih run atau tekan f5.

4.2.1.2EDT Programmer

EDT programmer adalah software yang digunakan penulis untuk menanam program pengukur tinggi badan ke mikrokontroler, dengan fasilitas pendukung hardware dari EDT programmer .

Gambar 4.17 Sofware dan Hardware EDT Programmer

Pada gambar 4.17 adalah gambar dari downloader dan tampilan utama pada EDT Programmer yang digunakan penulis untuk mengkonvert program dari c++ ke biner atau .bin.

Setelah penulis membuat program pengukur tinggi badan dengan bahasa c++ maka penulis mengkonvert program c++ tersebut menjadi program biner atau heksa dan tahap terakhir yaitu menanam program biner atau heksa tersebut ke mikrokontroler dengan menggunakan sofware dan hardware EDT programmer. Pada proses penanaman program ini ada beberapa langkah yang pertama adalah mikrokontroler harus ditancapkan ke downloader AT89C51, yang kedua pilih mikrokontroler yang akan ditanam program disini penulis menggunakan AT89C51 jadi penulis memilih AT89C51 lalu load data program yang akan ditanam, yang terakhir tinggal tekan program maka program telah ditanam ke mikrokontroler.

Pada implementasi sensor ultrasonik ini penulis mencoba menerapkan atau mengimplementasikan diagram alir dari perancangan perangkat lunak sensor ultrasonik dari bab yang telah dibahas sebelumnya. Program yang dibuat disini untuk mengukur jarak yang akan di ukur oleh sensor ultrasonik.

Bahasa yang digunakan c++ dengan menggunakan Keil C51 sebagai softwarenya.

long jarak (char sensor_id) //untuk mengukur jarak {

unsigned long timing; //pengsian waktu timing = 0;

delay250(); //waktu jeda sebelum sensor hidup if (sensor_id = = 0) { //inisialisasi sensor jika blm hidup

P2_5 = 0; //port2 pin5 masih blm aktif while (P0_5 = = 1) { P0_5 = 0;} //

P2_5 = 1; //aktifkan sensor

//_nop_ (); //waktu delay

_nop_ ();

_nop_ ();

_nop_ ();

_nop_ (); //tunggu 5uS untuk t_out P2_5 = 0; //port2 dan pin5 menunggu

P0_5 = 0;

while (P0_5 = = 1) { } //port0 pin5 hidup P0_5 = 1;

}

//calculate timing to generate range value... //perhitungan waktu untuk sensor

j = timing;

return timing; //menghitung kembali waktu pengukuran

}

Program diatas adalah program untuk sensor ultrasonik mengukur jarak dari benda atau orang yang akan diukur, program diatas memerintahkan sensor ultrasonik untuk mengeluarkan sinyal ultrasonik untuk mengetahui adanya sesuatu benda yang akan di ukur, agar sensor ultrasonik mengetahui jarak yang diukur, cara kerja nya adalah dengan mengeluarkan sinyal untuk mendeteksi adanya benda atau orang yang akan diukur, jika terdapat benda atau orang yang akan d ukur maka lampu indikator LED dari sensor akan berkedip cepat, jika tidak mendeteksi adanya orang atau benda yang akan diukur maka lampu indikator berkedip pelan.

4.2.3Perangkat Lunak LCD

Seperti halnya implementasi perangkat lunak sensor ultrasonik, pada implementasi perangkat lunak LCD ini penulis mencoba menerangkan perankat lunak yang telah dibuat oleh penulis untuk LCD yang telah dibuat.

void LCD_Write_Data (char Data) {

RS = 1; //register select

EN = 1; //enable lcd

P1 = Data; //port1 berisi data

EN = 0; //disable lcd

delay_ms(1); //memanggil perintah dari delay sensor }

while(*Pesan) {

LCD_Write_Data(*Pesan); Pesan+ + ;

} }

void LCD_cursor(unsigned char row, unsigned char col) // Row 0 or 1 pengosongan lcd {

if( row = = 0)

// Baris 1

{

RS = 0; // Selects the Register Select

EN = 1; // Enable the LCD

P1 = 0x80 + col; // Writes the Instruction

EN = 0; // Disables the LCD

delay_ms(1); }

else if( row = = 1) // Baris 2

{

RS = 0; // Selects the Register Select

EN = 1; // Enable the LCD

P1 = 0xC0 + col; // menulis perintah

EN = 0; // Disables the LCD

delay_ms(1); }

}

void LCD_init() {

P1 = 0x38;

RS = 0; //register select RW = 0; //register write EN = 1; //lcd aktif EN = 0; //lcd non aktif delay_ms(124);

P1 = 0x38; RS = 0; RW = 0; EN = 1; EN = 0; delay_ms(124); P1 = 0x38; RS = 0; RW = 0; EN = 1; EN = 0; delay_ms(124); P1 = 0x38; RS = 0; RW = 0; EN = 1;

P1 = 0x0C; RS = 0; RW = 0; EN = 1; EN = 0; delay_ms(124);

P1 = 0x01; // pengisian karakter pada kolom dan baris RS = 0;

RW = 0; EN = 1; EN = 0;

delay_ms(124); // waktu yang dibutuhkan untuk memanggil P1 = 0x06;

RS = 0; RW = 0; EN = 1; EN = 0; delay_ms(124); P1 = 0x06; RS = 0; RW = 0; EN = 1; EN = 0; delay_ms(124); }

Pada program diatas adalah program untuk menampilkan karakter dari apa yang ditulis atau di program untuk sensor ultrasonik untuk ditampilkan pada layar LCD, pada program diatas pada saat sensor ultrasonik telah mengukur jarak yang telah didapat maka program akan meneruskan untuk ditampilkan pada layar LCD, sehingga pada layar LCD dapat kita lihat karakter yang ditampilkan dari program yang dibuat. Pada program diatas juga terdapat delay atau waktu tunda untuk mempersiapkan LCD untuk menampilkan karakter yang akan ditampilkan.

59

Pada bab pengujian penulis akan menguji alat Pengukur tinggi badan mulai dari pengujian sensor ultrasonik, pengujian LCD dan terakhir pengujian alat Pengukur tinggi badan. Serta analisa dari perangkat kerat, perangkat lunak dan analisa dari pengujian.

5.1 Pengujian

sensor ultrasonik, pengujian LCD dan terakhir pengujian alat Pengukur tinggi badan.

5.1.1 Pengujian Sensor Ultrasonik

Pada bahasan ini penulis menguji sensor ultrasonik dengan 2 cara yaitu manual dengan menggunakan avo meter, penggaris untuk mengukur jarak dan sebuah bungkus korek sebagai halangan, dan juga menguji sensor ultrasonik pada alat Pengukur tinggi badan.

5.1.1.1Pengujian Sensor Ultrasonik Manual

Dalam pengujian sensor ultrasonik manual ini penulis hanya menguji sensor ultrasonik dengan menggunakan sebuah pengharis dan halangan untuk pengukuran jarak menggunakan bungkus korek, yang dihubungkan dengan sebuah avo meter sehingga penulis dapat mengetahui sensor ultrasonik ini dapat bekerja atau tidak.

Gambar 5.1 Pengujian Sensor Ultrasonik Manual

Pada gambar 5.1 sensor ultrasonik diuji dengan cara manual dengan menggunakan alat ukur berupa penggaris dan bungkus korek sebagai penghalang. Pada pengujian diatas sensor ultrasonik mendeteksi jarak 10 cm dan pengujian juga dapat dilakukan dengan menggunakan avo meter dengan jarum avo meter sebagai pendeteksi jarak halangan, jika terdapat halangan dengan jarak tertentu maka jarum dari avo meter akan bergerak. Ini dapat dilihat pada tabel 5.1.

Tabel 5.1 Pengujian Sensor Ultrasonik

Halangan ( Cm) Posisi avo meter 5Vdc Perkiraan Getar Jarum / menit

- 0V - 5V -

150 0V - 5V 50

100 0V - 5V 70

50 0V – 5V 100

Pada tabel 5.1 adalah tabel untuk pengujian sensor ultrasonik dengan cara manual, dimana pada program yang ditanam pada mikrokontroler di set untuk sensor ultrasonik dapat membaca adanya jarak dari halangan, dalam pengujian

bagian + dihubungkan ke sig dan – dihubungkan ke gnd, penunjuk avo menggunakan vdc 5v dan sebuah alat ukur untuk mengukur jarak sensor ultrasonik yaitu penggaris dan bungkus korek sebagai penghalang.

Pada saat catu daya dihidupkan maka sensor ultrasonik akan memancarkan sinyal ultrasonik untuk membaca adanya halangan, pada tabel 5.1 terlihat jelas jika tidak terdapat halangan yang diukur oleh sensor ultrasonik maka jarum dari avo meter tidak akan bergerak, ini dikarenakan sensor tidak dapat mengukur jarak dari sensor ultrasonik ke halangan, jika terdapat halangan dari jarak yang ditentukan maka jarum dari avo meter akan bergerak ini menandakan sensor ultrasonik bekerja, jadi pada intinya pada saat sensor ultrasonik mengetahui adanya halangan untuk di ukur jaraknya maka jarum dari avo meter akan bergerak dari angka 0v ke 5v seperti gambar tabel 5.1, jika tidak terdapat halangan untuk di ukur jaraknya maka jrum dari avo meter akan tetap diam di angka 0v. pada pengujian ini penulis hanya menguji sensor ultra sonic pada jarak 50 cm sampai 150 cm. pada pengujian ini penulis mengeset jarak halangan yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik mencapai 300 cm atau 3 m karena jarak maksimal yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik adalah 300 cm atau 3 m.

5.1.1.2Pengujian Sensor Ultrasonik Pada Alat Pengukur Tinggi Badan

Pada pengujian kali ini sensor ultrasonik diuji pada alat pengukur tinggi badan dengan menggunakan kerangka pengukur tinggi badan yang telah penulis buat, dan juga avo meter sebagai detektor untuk mengetahui sensor apakah mampu mengukur jarak dengan sempurna antara lantai dengan alat pengukur

gambar 5.2 .

Gambar 5.2 Pengujian Sensor Ultrasonik Pada alat

Pada gambara 5.2 sensor ultrasonik diuji pada alat pengukur tinggi badan, disini sensor ultrasonik diuji dengan jarak maksimal yaitu 300 centi meter atau 3 meter, dengan menggunakan sebuah avo dan lantai, jarak antara lantai dengan alat pengukur tinggi badan yaitu 225 centi meter atau 2,25 meter. Apabila pada saat sensor ultrasonik yang dipasang dengan alat dan catu daya dihidupkan maka sensor ultrasonik akan memancarkan gelombang ultrasonik untuk mengetahui jarak yang akan diukur, apabila sensor ultrasonik mampu mendeteksi jarak antara alat pengukur tinggi badan dengan lantai dengan sempurna maka jarum dari avo meter akan bergerak seperti halnya pengujian sensor ultrasonik manual menggunakan penggaris.

Pada pengujian LCD ini penulis juga menguji dengan 3 cara, yaitu dengan cara manual, menguji dengan sensor ultrasonik dan juga menguji pada alat pengukur tinggi badan yang penulis buat, pada pengujian manual penulis hanya mencoba menampilkan karakter sederhana apakah dapat tampil di LCD tanpa menggunakan sensor ultrasonik maupun alat pengukur tinggi badan yang telah dibuat oleh penulis.

5.1.2.1Pengujian LCD manual

Pada pengujian LCD manual ini penulis menguji tanpa menggunakan sensor ultrsonik ataupun alat pengukur tinggi badan yang telah dibuat oleh penulis, seperti gambar 5.3.

Gambar 5.3 Pengujian LCD manual

Pada gambar 5.3 pengujian LCD manual ini, penulis menguji untuk tampilan dari karakter tampilan layar pada LCD apakah tampilan yang dihasilkan sudah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak, disini penulis menguji tanpa

dibuat oleh penulis, pada pengujian ini penulis berhasil menampilkan karakter pada layar LCD dengan baik. Pada pengujian ini kaki-kaki dari LCD masuk ke pin-pin mikrokontroler untuk mendapatkan suplay tegangan dan juga suplay dari karakter yang akan ditampilkan pada layar LCD. Penulis menggunakan LCD 16 karakter dengan 2 baris layar biru dengan karakter tulisan berwarna putih.

5.1.2.2Pengujian LCD Dengan Sensor Ultrasonik

Pada pengujian LCD dengan sensor ultrasonik ini penulis menggunakan sebuah penggaris dan alat bantu halangan untuk mengukur jarak.

Gambar 5.4 Pengujian LCD dengan Sensor Ultrasonik

Pada gambar 5.4 adalah gambar pengujian untuk LCD dengan sensor ultrasonik, disini penulis menggunakan penggaris dan juga halangan untuk mengukur jarak yang dikehendaki, pada saat catu daya dihidupkan, maka secara

memancarkan sinyal ultrasonik dengan mendeteksi adanya halangan jika terdapat halangan maka sensor ultrasonik akan mengukur jarak yang diterima dari sensor ultrasonik ke halangan dengan cara megirim ke LCD untuk di tampilkan, sedangkan untuk menampilkan karakter dari sensor ke LCD, terdapat program untuk mengirim karakter dari hasil pengukuran sensor ultrasonik dan juga karakter yang selalu ditampilkan seperti karakter tinggi badan, karakter ini telah diset dalam program jadi LCD dapat menampilkan kapanpun, dan untuk angka yang tampil di LCD yaitu dari hasil pengukuran jarak sensor ultrasonik ke halangan.

5.1.2.3Pengujian LCD Dengan Alat Pengukur Tinggi Badan

Pada pengujian LCD dengan alat pengukur tinggi badan ini penulis menguji LCD, sensor ultrasonik dengan alat pengukur tinggi badan, seperti terlihat pada gambar 5.5.

dan juga alat ini penulis, menguji tanpa menggunkan orang hanya menggunakan lantai sebagai halangan untuk mengukurnya. Ini difungsikan untuk menguji LCD dan juga sensor ultrasonik apakah kinerja dari sensor ultrasonik dan juga LCD bekerja dengan baik, dan juga menguji apakah dapat mengukur jika jarak yang dihitung lebih dari 200 centi meter atau 2 meter, karena jarak lantai dengan alat pengukur tinggi badan yang penulis buat adalah 225 centi meter atau 2,25 meter. Jika pengujian berhasil maka alat siap diuji kepada orang untuk mengukur tinggi.

5.1.2.4Pengujian Alat pengukur Tinggi Badan

Pada pengujian alat pengukur tinggi badan ini penulis menguji keseluruhan dari rangkaian ke rangka dengan menggunakan orang untuk di ukur tingginya.

alat pengukur tinggi badan yang penulis buat, dimana cara mengukur alat tinggi badan yang penulis buat yaitu dengan cara mengurangi jarak antara lantai dari sensor ultrasonik dan di kurangi dengan jarak sensor ultrasonik ke kepala orang yang diukur tersebut, cara kerjanya adalah pada saat catu daya dihidupkan maka sensor ultrasonik akan mendeteksi adanya orang untuk diukur, jika terdapat orang maka sensor ultrasonik akan mengukur tinggi atau jarak dari kepala orang tersebut ke pemasangan sensor ultrasonik pada kerangka dan jika hasil telah didapat maka jarak tinggi atau jarak lantai dengan pemasangan sensor ultrasonik pada kerangka akan dikurangi dengan jarak atau tinggi orang yang diukur dengan menggunakan alat pengukur tinggi badan, pengukurannya dimulai dari pemasangan sensor ultrasonik pada kerangka alat pengukur tinggi badan digital yang dibuat oleh penulis sampai kepala orang yang diukur, hasil itu sebagai acuan tinggi orang yang di ukur dengan alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, pada saat pengukuran dan perhitungan tinggi badan orang tersebut telah disimpan kedalam mikrokontroler maka secara langsung data akan dikirimkan ke LCD untuk menampilkan data yang diterima dari mikrokontroler AT89C51 ke pada LCD yang terpasang pada rangkaan elektronika yang penulis buat yang di pasang di kerangka alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat. Dan dibawah ini adalah gambar dari hasil pengukuran tinggi badan seseorang pada gambar 5.7 yang diukur dengan alat pengukur tinggi badan digital yang dibuat oleh penulis pada gambar 5.6 diatas.

Gambar 5.7 Hasil Pengukuran dengan Alat Pengukur Tinggi Badan Digital

Pada gambar 5.7 adalah gambar dari hasil pengukuran tinggi badan seseorang dengan menggunakan alat pengukur tinggi badan digital yang dibuat oleh penulis.

5.1.2.5Pengujian Alat dengan 10 x Pada satu Orang

Pada pengujian alat pengukur tinggi badan pada satu orang yang sama dengan 10 kali uji coba penulis mencoba mengukur tinggi badan seseorang dengan menggunakan alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, sebelum melakukan pengukuran dengan alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat ini, penulis mengukur tinggi orang tersebut dengan cara manual untuk mengetahui prosentase kesalahan dari pengukuran tinggi badan menggunakan pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, sehingga menguraikan pada tabel, sebagai acuan keberhasilan. Seperti gambar 5.8.

Gambar 5.8 Pengujian Alat dengan 10 x Pada satu Orang

Pada gambar 5.8 penulis menguji alat pengukur tinggi badan digital yang telah dibuat oleh penulis dengan pengukuran tinggi satu orang dengan pengujian 10 kali untuk satu orang, dan sebelum pengukuran tinggi badan dilakukan dengan menggunakan pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, maka penulis akan mengukur tinggi badan orang yang akan diukur dengan pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, secara manual dengan menggunakan alat pengukur meteran untuk menjahit, ini berfungsi untuk prosentase tingkat keberhasilan alat pengukur tinggi badan digital yang telah dibuat oleh penulis, karena dari hasil uji coba pengujian alat pengukur tinggi badan yang di uji kepada satu orang dengan 10 kali uji coba penulis dapat mengetahui kemampuan dari alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat, apakah alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat mengalami tingkat keberhasilan yang buruk atau tidak, dari pengukuran tinggi badan seseorang dengan 10 kali uji coba ini dapat diuraikan pada tabel yang telah dibuat oleh penulis seperti tabel 5.2.

Uji Coba Dengan Manual Dengan Alat Gambar Prosentase kesalahan

1 183 cm 183.90

cm

0,49 %

2 183 cm 183.00

cm

0 %

3 183 cm 183.00

cm

0 %

4 183 cm 183.90

cm

0,49 %

5 183 cm 183.50

cm

0,27 %

6 183 cm 183.00

cm

0 %

7 183 cm 183.90

cm _{0,49 %}

8 183 cm 183.00 cm

0 %

9 183 cm 183.00

cm 0 %

10 183 cm 183.50

cm

0,27 %

TBDA = Tinggi Badan Dengan Alat TBDM = Tinggi Badan Dengan Manual

Rumus ini diambil oleh penulis pada daftar pustaka nomor [5] dan [6].

Pada tabel 5.2 adalah tabel Pengujian Alat dengan 10 x Pada satu Orang, dimana tingkat keberhasilan yang didapat dalam Pengujian Alat dengan 10 x Pada satu Orang terdapat beberapa pengukuran tinggi dari alat pengukur tinggi badan digital yang penulis buat mendekati tinggi sebenarnya orang yang diukur, tinggi sebenarnya di ukur dengan cara manual adalah 183 cm, dari hasil 10 kali uji coba yang mendekati adalah 5 kali yaitu dengan tinggi pengukuran 183.00 cm prosentase kesalahan 0 % hingga 0,49 % prosentase kesalahan hasil pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat pengukur tinggi badan.

Pada tabel 5.3. adalah tabel kalibrasi/konversi dimana proses perhitungan berlangsung setelah pengukuran dari sensor ultrasonik yang menangkap obyek yang ada di bawahnya dan perhitungan dilakukan oleh mikrokontroler untuk diproses kemudian akan di tampilkan di outputnya yaitu pada layar LCD Display yang ditampilkan dalam bentuk angka sentimeter.

5.2 Analisa

Pada bagian analisa penulis mencoba menganalisa alat pengukur tinggi badan secara menyeluruh dari alat pengukur tinggi badan dan juga analisa dari pengujian.

5.2.1Analisa Alat Pengukur Tinggi Badan 1. Kerangka alat pengukur tinggi badan

Kerangka alat pengukur tinggi badan dibuat seringan mungkin dan kuat agar alat pengukur tinggi badan dapat dipindah pindah tempat dan juga tahan lama. Karena itu penulis menggunakan aluminium sebagai bahan untuk membuat alat pengukur tinggi badan.

2. Mikrokontroler AT89C51

Pada analisa mikrokontroler AT89C51 terdapat beberapa analisa dari penulis sebagai berikut. Dengan menggunakan mikrokontroler AT89C51 maka harus ada beberapa tambahan komponen yang dapat memberikan kinerja yang baik pada mikrokontroler, seperti doida 1n4148 pada pemasangan pada sensor ultrasonik dan juga penyambungan untuk pin EA ( enable ) pada mikrokontroler ke vcc, ini memberikan efek yang baik dan kerja dari mikrokontroler lebih baik, untuk menghindari semua itu maka perlu pergantian mikrokontroler dari AT89C51 keluarga MCS-51 ke ATMEGA keluarga AVR, kare pada mikrokontroler keluarga AVR tidak

dan juga tidak perlu menyambungkan EA pada vcc, karena pada mikrokontroler keluarga AVR sudah terdapat beberapa komponen tambahan untuk semua itu sehingga mikrokontoler keluarga AVR lebih baik daripada keluatga MCS-51

3. Sensor Ultrasonik Ping Parallax

Dengan menggunakan sensor ultrasonik ping parallax memberi keuntungan yang baik pada alat pengukur tinggi badan untuk mengukur tinggi badan seseorang karena sensor ultrasonik lebih peka dalam mendeteksi jarak mencapai 300 centi meter atau 3 meter, akan tetapi bila kita menggunakan mikrokontroler keluarga MCS-51 seperti AT89C51 maka diperlukan tambahan komponen untuk menghubungkan sensor ultrasonik ke mikrokontroler yaitu dioda 1n4148 ini berfungsi sebagai trigger untuk mikrokontroler karena dalam mikrokontroler AT89C51 tidak didukung untuk trigger, jika tanpa menggunakan 1n4148 dan dilakukan pemasangan langsung maka kerja dari sensor ultrasonik kurang baik dan sering kali terjadi error, 1n4148 mempunyai arus yang stabil sehingga dapat memberikan arus pada sensor ultrasonik dengan baik dan juga pada 1n4148 dapat memberikan trigger pada mikrikontroler sehingga kerja sensor ultrasonik menjadi lebih baik, sedangkan bila menggunakan mikrokontroler dari keluarga AVR tidak perlu menambahkan komponen lagi karena dalam mikrikontroler keluarga AVR terdapat trigger. Trigger ini berfungsi untuk memberikan umpan balik pada mikrokontroler seperti yang dilakukan pada

75

 Analisa dari Pengujian Sensor Ultrasonik Pada Alat Pengukur Tinggi Badan: pada pengujian Sensor Ultrasonik Pada Alat Pengukur Tinggi Badan penulis dapat menganalisa bahwa pengujian ini hampir sama dengan pengujian sensor ultrasonik secara manual, akan tetapi halangan untuk mengukur jarak penulis menggunakan lantai yang tinggi antara lantai dengan pemasangan sensor ultrasonik dengan jarak 225 centi meter atau 2,25 meter

2. Pengujian LCD

 Pengujian LCD manual

Pada pengujian LCD manual ini penulis dapat menganalisa bahwa tampilan yang di hasilkan oleh LCD dengan program yang telah ditanam pada mikrokontroler berjalan dengan baik dengan tampilan yang terlihat jelas, ini dikarenakan pemilihan dari LCD yaitu berlayar biru dan tampilan untuk karakter tulisan bewarna putih.

 Pengujian LCD Dengan Sensor Ultrasonik

Pada pengujian LCD dengan sensor ultrasonik ini penulis dapat menarik analisa bahwa pengiriman data pada saat rangkaian dihidupkan yaitu mengeksekusi sensor ultrasonik unutk mengukur, sedangkan cara pengiriman data dari data yang telah diambil oleh sensor ultrasonik yang dikirim ke LCD merupakan data berbentuk titik-titik yang banyak sehingga dari titik-titik tersebut dapat membentuk sebuah huruf atau karakter sesuai data yang diterima oleh LCD dari sensor ultrasonic

76

 Pengujian LCD Dengan Alat Pengukur Tinggi Badan

Pengujian lcd dengan alat pengukur tinggi badan penulis dapat menarik analisa bahwa analisa dari pengujian LCD dengan alat pengukur tinggi badan hampir sama dengan analisa LCD dengan sensor ultrasonik ataupun pengujian LCD manual tetapi letak perbedaan disini LCD telah dipasang pada alat pengukur tinggi badan yang telah dibuat dan juga tanpa halangan untul mengukur jaraknya hanya lantai sebagai jarak dengan cara mengukur lantai dengan tinggi pemasangan sensor ultrasonik dengan lantai.

3. Pengujian Alat pengukur Tinggi Badan

 Pengujian Alat dengan 1 x Pada satu Orang : analisa dari Pengujian Alat dengan 1 x Pada satu Orang penulis memasang alat pengukur tinggi badan secara lengkap dengan rangkaian beserta LCD dan juga sensor ultrasonik, alat digunakan untuk mengukur satu orang dalam satu kali pengukuran tinggi badan apakah sensor ultrasonik bekerja dengan baik untuk mengukur tinggi seseorang sehingga dapat memunculkan data dari sensor ultrasonik ke LCD unutk ditampilkan. Pengukuran tinggi orang ini penulis mempunyai metode yaitu mengurangi jarak sensor ultrasonik dengan kepala seseorang lalu data tersebut di simpan untuk di kurangkan dengan jarak dari sensor ultrasonik ke lantai, jarak sensor ultrasonik dengan lantai ini telah diset pada program untuk sebagai acuan pengurangan untuk mendapatkan tinggi seseorang yang diukur tinggi

77

badannya dengan menggunakan alat pengukur tinggi badan yang telah dibuat oleh penulis.

 Pengujian Alat dengan 10 x Pada satu Orang : analisa penulis pada bagian ini adalah pengujian dilakukan terhadap satu orang yang sama tinggi badannya akan tetapi pengukurannya dilakukan secara bertahap hingga mencapai 10 kali uji coba, analisa dari penulis untk pengujian ini bahwa data yang diterima oleh sensor ultrasonik dan data yang dikirim kan ke LCD untuk ditampilkan data tinggi badan orang tersebut selalu berubah-ubah ini dikarenakan karena sensor ultrasonik tidak dapat fokus untuk mengambil jarak karena data yang dikirmkan pada LCD bekerja lambat timmer mikrokontroler kurang bekerja dengan baik.

78 BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan pengujian alat pengukur tinggi badan dapat ditarik beberapa kesimpulan diantaranya :

1. Tingkat keberhasilan dari prototype alat pengukur tinggi badan untuk mengukur tinggi seseorang dengan uji coba 10 kali pada satu orang terletak pada lama pengiriman data dari sensor ultrasonik ke mikrokontroler ke LCD.

2. Prosentase kesalah dari hasil uji coba 10 x tidak mencapai 1 %.

3. Posisi orang yang akan diukur harus sesuai posisi dari sensor ultrasonik. 4. Proses pengiriman data dari sensor ultrasonik ke mikrokontroler berjalan

dengan baik.

5. Pengiriman data LCD dari mikrokontroler berjalan kurang lancar. 6. Pengukuran tinggi mencapai 200 centi meter lebih

7. Pemasangan sensor ultrasonik dengan memberi dioda 1N4148 yang dihubungkan dengan 2 port mikrokontroler bekerja dengan baik.

6.2 Saran

Dalam pembuatan prototype alat pengukur tinggi badan berbasis mikokotroller AT89C51 masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki. Untuk menyempurnakan alat sehingga pengguna memanfaatkan alat ini dengan baik. Ada beberapa bagian dari sistem yang perlu dilakukan penyempurnaan: :

79

1. Memakai LCD yang besar agar tampak jelas dari kejauhan. 2. Pengemasan rangkaian agar terlihat rapi.

3. Pemberian pijakan alas kaki pada saat melakukan pengukuran tinggi badan.

4. Dikembangkan menjadi prototype pengukur tinggi badan dan pengukur berat badan.

80

DAFTAR PUSTAKA

1. Atmel, “Datasheet Product”, pada www.atmel.com, Diakses (online) pada tanggal: 25 November 2010

2. Budiharto, Widodo, ”Panduan Lengkap Mikrokontroler dan Aplikasi Mikrokontroler”, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, 2005.

3. Dani, 2010, ”Modul Ping Parallax” pada www.dhuzell.site90.com, diakses (online) pada tanggal: 26 November 2010

4. Eko, Agfianto, ”Belajar Mikrokontroler AT89C51 Teori Dan Aplikasi”, Gava Media, Yogyakarta, 2002.

5. http://caesarudunk.blogspot.com/ diakses (online) pada tanggal: 9 Desember 2010.

6. http://wacanbocah.wordpress.com/2009/03/15/bagaimana-cara-menghitung-diskon/ diakses (online) pada tanggal: 9 Desember 2010.

7. Komponen, Elektornika, pada http://id.wikipedia.org diakses (online) pada tanggal: 27 November 2010

8. LCD Display dan C++, pada http://1.bp.blogspot.com/, diakses (online) pada tanggal: 27 November 2010

9. Malvino, Albert Paul, ”Elektronika Komputer Digital”, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta 1993.