KENDALI JARAK JAUH PADA MODEL KAPAL

  

KENDALI JARAK JAUH PADA

MODEL KAPAL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

  

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma

Disusun Oleh :

SUVENDI HALIM

  

NIM : 035114026

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2007

  

REMOTE CONTROL OF

A SHIP MODEL

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

to Obtain the SARJANA TEKNIK Degree

in Electrical Engineering

of Sanata Dharma University

  

By :

SUVENDI HALIM

  

Student Number : 035114026

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2007

  

Halaman Persembahan dan Motto Hidup

Motto Hidup

  Ketika satu pintu tertutup, pintu lain terbuka; namun terkadang kita melihat dan menyesali pintu tertutup tersebut terlalu lama hingga kita tidak melihat pintu lain yang telah terbuka.

  Alexander Graham Bell Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% keringat.

  Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras. Keberuntungan adalah sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan kesiapan.

  Thomas A. Edison Jika Anda dapat memimpikannya, Anda dapat melakukannya.

  Ingatlah, semua ini diawali dengan seekor tikus, Tanpa inspirasi ..... .kita akan binasa.

  Walt Disney Kupersembahkan

  Kepada papa (alm) dan mama tercinta Abangku : Atong, Ahong, Jack Daniel

  Kakakku Soeyanti dan Keponakanku tercinta Vera Valentina

  

Intisari

  Memainkan model kapal di air adalah hal yang menyenangkan. Untuk mengendalikan model kapal tidak cocok menggunakan kabel tetapi lebih baik mengendalikannya dengan tanpa menggunakan kabel (nirkabel). Oleh karena itulah, penulis ingin membuat Kendali Jarak Jauh Pada Model Kapal dengan arah kendali: maju, mundur, belok kanan, belok kiri dan stop.

  Tugas akhir ini membahas Kendali Jarak Jauh Pada Model Kapal dengan menggunakan basis mikrokontroler AT89S51. Untuk mengirimkan dan menerima perintah menggunakan modul transceiver 2,4 GHz. Modul ini dapat menjangkau sampai jarak 100 meter. Model kapal ini menggunakan 2 motor DC sebagai penggerak.

  Alat ini terdiri dari 2 buah modul: modul master dan modul slave. Pada modul

  

master berfungsi sebagai pemberi perintah. Modul master ini terdiri dari 5 tombol

  yang berfungsi untuk perintah maju, perintah mundur, perintah belok kanan, perintah belok kiri dan perintah stop. Pada modul master juga dapat diatur pilihan kecepatan pada menu di LCD. Pilihan kecepatannya yaitu slow, medium dan fast. Pada modul berfungsi untuk melaksanakan perintah untuk menjalankan 2 motor DC dan

  slave memberi indikasi 2 buah led.

  Alat ini dapat dikendalikan dengan arah: maju (agak berbelok ke kanan depan), mundur (agak berbelok ke kanan belakang), belok kanan, belok kiri dan stop. Alat ini juga mempunyai 3 mode kecepatan: slow, medium dan fast. Arah gerakan maju dan mundur yang kurang akurat disebabkan rpm (Revolutions Per Minute) motor dan bentuk fisik baling-baling di sebelah kiri dan kanan yang tidak identik satu sama lain. Jangkauan kendali maksimal alat ini yaitu 125,9 meter. Kata kunci : kendali jarak jauh, transceiver 2,4GHz.

  

Abstract

  Playing ship model on the water is fun. To control ship model is not suitable using cable but it is better to control it using wireless. Therefore, the writer wanted to make this Remote Control On A Ship Model which has the direction’s control: moving forward, moving back, turning right, turning left and stopping.

  This paper discussed about Remote Control On A Ship Model based on AT89S51 microcontroller. To transmitting command and receiving command using transceiver 2,4 GHz module. This module can transmit over 100 meters distance. The ship’s model uses 2 DC motors as actuating device.

  This project consists of two modules: master module and slave module. The master module is used for sending the commands. It has 5 buttons that are used for moving forward command, moving back command, turning right command, turning left command and stop command. In the master module, it can adjust the speed choices in the LCD menu. The speed choices are slow, medium and fast. The slave module is used to do the commands for spinning the DC motors and indicating two led.

  This project can be controlled its ways for moving forward (quite turning right forward), moving back (quite turning right back), turning right, turning left and stopping. It also has 3 speed choices: slow, medium and fast. The moving forward and moving back direction, that are not accurate, are caused by the motor’s rpm (Revolutions Per Minute) and the shape of ship’s screw on the left and right which are not identical each other. The remote control of this project can transmit over 125.9 meters distance. Keywords: Remote control, transceiver 2.4 GHz.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir berjudul “Kendali Jarak Jauh Pada Model Kapal ”.

  Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulisan tugas akhir ini didasarkan pada hasil-hasil yang penulis dapatkan selama proses perancangan, pembuatan, pengujian dan pengembangan alat.

  Penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T. selaku pembimbing I yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya untuk membimbing penulis.

  2. Ibu Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T. selaku pembimbing II yang dengan senang hati memberikan saran, ide, dukungan dan semangat.

  3. Bapak Ir. Tjendro dan Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T. sebagai dosen penguji saat ujian kolokium yang telah memberikan tambahan ide dan revisi pada skripsi penulis.

  4. Bapak Martanto, S.T., M.T. dan Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. selaku dosen penguji saat ujian pendadaran yang telah memberikan tambahan ide dan revisi pada skripsi penulis.

  5. Bapak dan Ibu dosen yang telah banyak memberikan pengetahuan dan bimbingan kepada penulis selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

  6. Bapak Aris Sukardjito dan seluruh karyawan/wati Sekretariat Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma.

  7. Ibunda penulis yang telah memberikan semangat dan doa yang tak pernah putus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

  8. Kakakku Soeyanti, abang-abangku Atong, Ahong, Jack Daniel, dan keponakanku Vera Valentina yang telah memberikan semangat dan doa, juga semua keluarga yang telah memberikan semangat baik material maupun spiritual.

  9. Temanku Opang yang telah bersedia meminjamkan kameranya, memberikan saran, dukungan dan ide kepada penulis.

  10. Temanku Sukur W. yang bersedia membantu dalam pengambilan data.

  11. Teman-teman kontrakan : Sungkit, Andreas, Manto, Taufan, Bakri, Ai dan Yopi yang telah menemani penulis dalam suka maupun duka.

  12. Laboran Teknik Elektro : mas Hardi, mas Suryono, mas Mardi, mas Broto dan mas Yusuf.

  13. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elekro yang telah banyak membantu : Jeffry, Widyono, Suryo, Denis, Winarto, Cecep, Merry, Yo, Inggit, DC, Prater dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dari penulisan tugas akhir ini. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.

  Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca semuanya.

  Yogyakarta, 5 November 2007 Penulis

  Suvendi Halim

  

DAFTAR ISI

  Halaman Judul ........................................................................................................ i Halaman Judul dalam Bahasa Inggris...................................................................... ii Lembar Pengesahan oleh Pembimbing.................................................................... iii Lembar Pengesahan oleh Penguji ........................................................................... iv Lembar Pernyataan Keaslian Karya........................................................................ v Halaman Persembahan dan Motto Hidup ............................................................... vi Intisari ..................................................................................................................... vii Abstract.................................................................................................................... viii Kata Pengantar......................................................................................................... ix Daftar Isi………………………………………………………………………….. xi Daftar Gambar……………………………………………………………………. xiv Daftar Tabel ……………………………………………………………………… xvi Daftar Lampiran………………………………………………………….............. xviii

  BAB I PENDAHULUAN……………………………………………………..... 1

  1.1 Latar Belakang Masalah…………………………………………...... 1

  1.2 Tujuan dan Manfaat………………………………………………..... 2

  1.3 Batasan Masalah…………………………………………………...... 2

  1.4 Metodologi Penelitian……………………………………………...... 2

  1.5 Sistematika Penulisan……………………………………………...... 3

  BAB II DASAR TEORI……………………………………………………....... 4

  2.1 Mikrokontroler AT89S51………………………………………….... 4

  2.1.1 Diagram Blok AT89S51…………………………..………….. 4

  2.1.2 Fungsi Kaki-kaki (Pin Out) AT89S51……………..………..... 4

  2.1.3 Organisasi Memori………………………….……………..….. 7

  2.1.4 Informasi Cepat Instruksi AT89S51………………………….. 9

  2.1.5 SFR (Register Fungsi Khusus) pada Keluarga 51…………..... 10

  2.1.6 Timer/Counter…………………………………………..…...... 14

  2.2 Modul Transceiver 2,4 GHz (DX-24)………….………………….... 16

  2.2.1 Konfigurasi Transceiver 2,4GHz………….….……………..... 18

  2.2.2 Pin Out Modul Transceiver 2,4 GHz......................................... 22

  2.3 Modul LCD M1632…………………………….………………….... 23

  2.3.1 DDRAM…………………….……………………..………...... 23

  2.3.2 CGRAM……………….………………………..…………...... 24

  2.3.3 CGROM…………………….…………………..…………...... 25

  2.3.4 Pin-pin Modul M1632………………….………..………….... 25

  2.3.5 Register…………………………...…………………………... 26

  2.4 Motor DC…………………………….……………………………... 26

  2.5 IC L293D………………………………………………………........ 27

  2.6 Light Emitting Diode (LED)............................................................... 28

  2.7 Pulse Width Modulation (PWM) dan Duty Cycle.............................. 29

  2.8 Menghitung Nilai Error Duty Cycle.................................................... 30

  BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK KENDALI JARAK JAUH PADA MODEL KAPAL…...... 31

  3.1 Diagram Blok………...………………………………….…………. 31

  3.2 Perancangan Perangkat Keras untuk Mekanik pada Model Kapal .. 31

  3.3 Perancangan Perangkat Keras Elektronik…………………….…...... 33

  3.3.1 Antarmuka Mikrokontroler dengan 5 Input untuk Modul Master....................................................................................... 33

  3.3.2 Antarmuka Mikrokontroler dengan LCD M1632 untuk Modul Master....................................................................................... 34

  3.3.3 Antarmuka Mikrokontroler dengan Modul DX-24..……......... 35

  3.3.4 Rangkaian Mikrokontroler dengan IC Driver Motor dan Dua LED Indikator pada Modul Slave............................................. 35

  3.3.5 Rangkaian Lengkap Perancangan Perangkat Keras....……….. 37

  3.4 Perancangan Perangkat Lunak…………………………….………... 37

  3.4.1 Kerangka Utama Program Modul Master…………..….…...... 38

  3.4.2 Subrutin Play untuk Modul Master…..……………….…….... 41

  3.4.3 Subrutin Help untuk Modul Master………………………...... 42

  3.4.4 Diagram Alir Program Utama untuk Modul Slave…..…...….. 43

  3.4.5 Diagram Alir Subrutin Play untuk Modul Slave…………....... 43

  3.4.6 Diagram Alir Inisialisasi Modul DX-24………..….……….... 45

  3.4.7 Subrutin Pengiriman Data pada Modul DX-24….……..…….. 48

  3.4.8 Diagram Alir Pengiriman Data Perintah pada Modul Master... 49

  3.4.9 Diagram Alir Program Penerima pada Modul Slave……......... 50

  3.4.10 Diagram Alir Pengiriman Data ke LCD.………….....…........ 51

  3.4.11 Subrutin Tunda Waktu…………….……………..………..... 52

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................... 53

  4.1 Hasil Perancangan.............................................................................. 53

  4.2 Analisa Data Perintah yang Diterima Modul Slave dari Modul Master................................................................................................. 53

  4.3 Analisa Jarak untuk Data Perintah yang Diterima Modul Slave dari Modul Master............................................................................... 55

  4.4 Analisa Data Kecepatan pada Modul Slave........................................ 55

  4.5 Analisa Data RPM Motor 1 dan Motor 2 untuk Semua Perintah dan Pilihan Kecepatan................................................................................

  56

  4.6 Analisa Data Duty Cycle PWM dan Data Tegangan Average untuk Motor 1 dan Motor 2........................................................................... 57

  4.7 Analisa Arus yang Dibutuhkan Motor 1 dan Motor 2........................ 58

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................. 62 5.1 Kesimpulan.........................................................................................

  62 5.2 Saran...................................................................................................

  62 DAFTAR PUSTAKA

  LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok MCS-51…………………………………………... 5Gambar 2.2 Pin-Out AT89S51……………………........................................... 6Gambar 2.3 Organisasi Program Memori……………………………………… 7Gambar 2.4 Organisasi Data Memori……………………….…………………. 8Gambar 2.5 Peta Register Fungsi Khusus-SFR (Special Function Register)...... 11Gambar 2.6 Bit-bit Pada Program Status Word (PSW) ……………….……..... 11Gambar 2.7 Bit-bit Pada Register TCON……………………………………… 14Gambar 2.8 Bit-bit Pada Register TMOD……………………………………... 14Gambar 2.9 Bentuk Fisik dari Modul Transceiver 2,4 GHz……….….……….. 17Gambar 2.10 Proses Pengiriman Data dengan Mode Shockburst………….….... 18Gambar 2.11 Proses Pengiriman Data dengan Mode Shockburst dengan

  Kecepatan 10 Kbps…............…………………………………….. 18

Gambar 2.12 Flowchart Proses Pengiriman Data dengan Shockburst…….…..... 19Gambar 2.13 Flowchart Proses Penerimaan Data dengan Shockburst…….…..... 20Gambar 2.14 Bentuk Konfigurasi Data Modul Transceiver 2,4 GHz…………... 21Gambar 2.15 Bentuk Paket Data yang Ditransmisikan oleh Modul

  Transceiver 2,4 GHz ……………………………………………... 22

Gambar 2.16 Diagram Waktu untuk Konfigurasi Data pada Modul

  Transceiver 2,4 GHz ……………………………………………... 24

Gambar 2.17 Diagram Waktu untuk Mengirim Data pada Modul

  Transceiver 2,4 GHz ……………………………………………... 24

Gambar 2.18 Diagram Waktu Menerima Data pada Modul

  Transceiver 2.4GHz……………………………….……..……….. 25

Gambar 2.19 DDRAM M1632………………………………………………….. 25Gambar 2.20 Skema Motor DC……………………………………..……..…..... 27Gambar 2.21 Simbol Motor DC……………………………………………….... 27Gambar 2.22 Pin Out L293D…………………………………………………..... 28Gambar 2.23 Simbol LED (Light Emitting Diode)............................................... 29Gambar 2.24 Rangkaian untuk LED ..................................................................... 29Gambar 3.1 Diagram Blok Modul Master……………………………….…...... 32Gambar 3.2 Diagram Blok Modul Slave…………………………..………..…. 32Gambar 3.3 Konstruksi Model Kapal Tampak Atas…………………………… 33Gambar 3.4 Antarmuka Mikrokontroler dengan 5 Input………………….….... 34Gambar 3.5 Antarmuka Mikrokontroler dengan Modul M1632……................. 34Gambar 3.6 Antarmuka Mikrokontroler dengan Modul DX-24………….……. 35Gambar 3.7 Rangkaian Mikrokontroler dengan IC Driver Motor L293D........... 36Gambar 3.8 Rangkaian Lengkap Perancangan Perangkat Keras Modul

  Master…………………………………………………….............. 38

Gambar 3.9 Rangkaian Lengkap Perancangan Perangkat Keras Modul

  Slave………………………………………………………………

  38 Gambar 3.10 Kerangka Utama Program Modul Master ……………………….. 39

Gambar 3.11 Diagram Alir Subrutin Pengecekan Tampilan Pilihan Speed……. 40Gambar 3.12 Diagram Alir Subrutin Play untuk Modul Master……………....... 41Gambar 3.13 Diagram Subrutin Help untuk Modul Master….…………….….... 42Gambar 3.14 Diagram Alir Program Utama Modul Slave ……………………... 43Gambar 3.15 Diagram Alir Subrutin Play untuk Modul Slave ……………......... 44Gambar 3.16 Diagram Alir Subrutin Pengecekan Data Speed untuk Modul

  Slave…………………………………………………………….... 45

Gambar 3.17 Diagram Alir Subrutin Inisialisasi Pemancar dan Penerima

  DX-24…………………….……………………….….................... 46

Gambar 3.18 Diagram Alir Pengiriman Data Inisialisasi dan Data Perintah

  (Subrutin Kirim_kan)….…………………………......................... 49

Gambar 3.19 Diagram Alir Pengiriman Data Perintah pada Modul Master…..... 50Gambar 3.20 Diagram Alir Program Penerima pada Modul Slave …………...... 51Gambar 3.21 Diagram Alir Pengiriman Data ke LCD M1632………………...... 52Gambar 4.1 Hasil Perancangan untuk Modul Master dan Modul Slave............. 53Gambar 4.2 Hasil Perancangan Model Kapal saat Dijalankan di atas air........... 54Gambar 4.3 Salah Satu Tampilan Menu Utama pada Modul Master (Pilihan Play)...................................................................................

  54 Gambar 4.4 Duty Cycle PWM Motor 1 untuk Kecepatan Fast .......................... 61

Gambar 4.5 Duty Cycle PWM Motor 2 untuk Kecepatan Fast........................... 61

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Pin-pin Port 3 …………………………………………….…... 6Tabel 2.2 Daftar Instruksi Transfer Data yang Mengakses Ruang Memori

  Data Internal ………………………………………………………...... 9

Tabel 2.3 Instruksi Membaca Tabel Tengok ……………………………..…....... 9Tabel 2.4 Bit-bit Register PSW beserta Fungsinya ……………….…………...... 12Tabel 2.5 Pemilihan Bank Register R0-R7 …………………………………....... 12Tabel 2.6 Fungsi Bit-bit pada Register TCON………………………………...... 13Tabel 2.7 Fungsi Bit-bit pada Register TMOD …………………….………........ 14Tabel 2.8 Mode Operasi Timer/Counter ……………………………………....... 14Tabel 2.9 Penentuan Power Pengiriman RF …………………………………..... 21Tabel 2.10 Pin Out Modul Transceiver 2,4 GHz..................................................... 22Tabel 2.11 Pin Out M1632 LCD Hitachi ………………………………..….......... 26Tabel 2.12 Tabel Kebenaran IC L293D (satu kanal)............................................... 28Tabel 2.13 Beda Potensial untuk Berbagai LED..................................................... 29Tabel 3.1 Tabel Arah Pergerakan pada Model Kapal ........................................... 33Tabel 3.2 Fungsi Tombol-tombol pada Modul Master........................................... 34Tabel 3.3 Keadaan led 1 dan led 2 saat menerima perintah dari modul master.... 37Tabel 3.4 Data untuk Pilihan Kecepatan …………………………….………...... 40Tabel 3.5 Data untuk Perintah pada Model Kapal ………….……….………...... 40Tabel 3.6 Hasil Perhitungan Duty Cycle dan

  V ................................................... 45

_l

Tabel 3.7 Nilai Awal Inisialisasi LCD M1632...................................................... 52Tabel 4.1 Data Perintah yang Diterima Modul Slave dari Modul Master............. 54Tabel 4.2 Data Jarak untuk Data Perintah yang Diterima Modul Slave dari Modul Master.........................................................................................

  55 Tabel 4.3 Data Kecepatan pada Modul Slave........................................................ 56

Tabel 4.4 Data RPM Motor 1 dan Motor 2 untuk Perintah Maju, Mundur, Belok

  Kanan dan Belok Kiri pada Sistem........................................................ 57

Tabel 4.5 Data Duty Cycle PWM alat.................................................................... 57Tabel 4.6 Duty Cycle PWM Perancangan.............................................................. 57Tabel 4.7 Nilai Error Duty Cycle.......................................................................... . 59Tabel 4.8 Nilai Tegangan Kedua Motor setelah Dikurangi Nilai Error................. 59Tabel 4.9 Data Arus yang Dibutuhkan Motor 1 dan Motor 2 untuk Perintah

  Maju....................................................................................................... 60

Tabel 4.10 Daya Tahan Baterai untuk Perintah Maju............................................. 60Tabel 4.11 Data Arus yang Dibutuhkan Motor 1 dan Motor 2 untuk Perintah Mundur...................................................................................................

  60 Tabel 4.12 Daya Tahan Baterai untuk Perintah Mundur......................................... 60

Tabel 4.13 Membandingkan Daya Tahan Baterai Perintah Maju dan Mundur....... 61

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran I Rangkaian Modul Master………………………………………… L1 Lampiran II Rangkaian Modul Slave………………………………………….. L2 Lampiran III Gambar Rancangan Mekanik untuk Model Kapal dan Keterangan Ukuran Dimensinya……………………………………………… L3 Lampiran IV Spesifikasi Alat (Kendali Remote pada Model Kapal)………….. L4 Lampiran V Lampiran Program Modul Master……………………………….. L5 Lampiran VI Lampiran Program Modul Slave…………………………………. L17 Lampiran VII Data Sheet Mikrokontroler AT89S51……………………………. L22 Lampiran VIII Data Sheet L293D………………………………………………… L36 Lampiran IX Data Sheet LCD M1632………………………………………….. L41 Lampiran X Panduan Modul DX24i…………………………………………… L68

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

  Jika kita ingin mengendalikan suatu alat elektronis dari jarak yang jauh dan dihubungkan dengan kabel, tentu saja akan memerlukan kabel yang panjang pula. Hal ini sangat merepotkan kita untuk merawat, membawa dan menyimpan kabel tersebut. Oleh karena itu, pengendalian jarak jauh sebuah mainan elektronis tanpa kabel akan sangat mempermudah pengguna untuk memainkannya.

  Bagi orang-orang yang suka memancing, hal yang sangat membosankan yaitu menunggu umpan yang akan dimakan oleh ikan. Mungkin bagi perokok- perokok aktif, mereka akan sambil merokok untuk menunggu umpan yang akan dimakan oleh ikan-ikan. Kegiatan tersebut akan sangat merugikan kesehatan mereka dan orang-orang di sekitar mereka yang bukan perokok aktif. Alangkah baiknya saat menunggu umpan ikan tersebut, kita sambil bermain mainan kapal. Mengendalikan mainan kapal dari jarak yang jauh dari umpan ikan, tentu saja tidak akan mengganggu kegiatan memancing kita dan akan sangat menyenangkan.

  Sebagian besar waktu anak-anak dihabiskan dengan bermain dan berteman. Bagi para orangtua yang sibuk bekerja biasanya akan menyebabkan hubungan yang renggang antara orangtua dengan anak-anak mereka. Tentu saja mereka harus segera menemukan cara untuk mengatasi masalah tersebut. Menemani berekreasi ke danau, sungai atau kolam ikan dan mengajak mereka bermain kendali pada mainan kapal di waktu luang merupakan salah satu altenatif pengakraban yang mudah antara orangtua dengan si buah hati.

  Untuk mengatasi permasalahan-permasalahan tersebut, penelitian ini berupaya membuat suatu mainan kapal teleoperated yang menggunakan komunikasi gelombang radio dengan pola gerakan maju, mundur, belok kanan, belok kiri dan stop.

  2

  2. Sistem kendali diaplikasikan menggunakan mikrokontroler AT89S51.

  1.4 Metodologi Penelitian

  6. Jarak kendali maksimal yaitu 100 meter.

  Untuk arah pergerakan belok kanan atau belok kiri yaitu kapal berputar di tempat dengan arah ke kanan (searah jarum jam) atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam).

  5. Kendali arah yaitu arah maju, mundur, belok kanan, belok kiri dan stop.

  4. Sistem penggerak menggunakan 2 motor DC dengan power supply 9 volt.

  3. Ada 3 keadaan kecepatan yaitu fast, medium dan slow.

  Alat yang akan dibuat ini mempunyai perumusan masalah sebagai berikut: 1. Pengiriman dan penerimaan perintah melalui Transceiver 2,4 GHz.

  1.2 Tujuan dan Manfaat

  1.3 Batasan Masalah:

  a. Menambah literatur aplikasi mikrokontroler untuk sistem kendali, yaitu untuk pengendalian suatu alat melalui gelombang radio.

  2. Untuk perkembangan ilmu

  b. Masyarakat dapat menggunakannya sebagai salah satu alat permainan bagi keluarga saat berekreasi khususnya ke wisata bahari.

  a. Masyarakat dapat menggunakannya sebagai salah satu alat permainan pada saat memancing.

  1. Untuk masyarakat umum

  Tujuan yang akan dicapai yaitu membuat suatu mainan pada model kapal yang dapat dikendalikan dari jarak yang jauh (maksimal 100 meter) dengan menggunakan komunikasi gelombang radio. Manfaat yang akan dicapai adalah:

  Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah mengumpulkan sejumlah referensi dari perpustakaan, internet dan sebagainya, kemudian menyusunnya dan melakukan serangkaian percobaan seperti percobaan

  3 pengiriman dan penerimaan perintah, perancangan kendali, perancangan pemrograman dan lain-lain.

1.5 Sistematika Penulisaan

  Tugas akhir ini memiliki penulisan sebagai berikut:

  BAB I : PENDAHULUAN Berisi latar belakang penelitian, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II : DASAR TEORI Berisi studi pustaka tentang landasan teori penelitian: mikrokontroler AT89S51, Transceiver 2,4 GHz, LCD M1632, motor DC, IC L293D, LED, PWM dan duty cycle.

  BAB III : PERANCANGAN ALAT Berisi tentang blok diagram perancangan, perancangan perangkat keras (mekanik dan elektronik) dan perancangan perangkat lunak (software) dari alat yang akan dibuat.

  BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi hasil perancangan, hasil pengujian dan analisa data BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab yang berisi tentang spesifikasi alat, kesimpulan akhir dan saran-saran penulis tentang alat yang dibuat.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AT89S51

  2.1.1 Diagram Blok AT89S51

  Diagram blok arsitektur AT89S51 ditunjukkan pada gambar 2.1. Pada diagram blok tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk aplikasi yang tidak membutuhkan adanya RAM dan/atau ROM dengan skala besar, maka AT89S51 telah dapat dipergunakan dalam konfigurasi single chip. Fasilitas Parallel Port yang dimiliki dapat dipergunakan untuk mengendalikan peralatan eksternal atau meng-input-kan data yang diperlukan. Port Serial dapat dipergunakan untuk mengakses sistem komunikasi data dengan dunia luar, misalnya dengan komputer IBM PC, atau peralatan lainnya baik langsung lewat kabel ataupun melalui modem dengan saluran telepon, radio, atau bahkan serat optik.

  Timer/counter yang ada dapat dipergunakan untuk mencacah pulsa, menghitung

  lama pulsa, atau sebagai pewaktu umum. Sedangkan sistem interrupt membuat AT89S51 dapat dipakai pada aplikasi-aplikasi yang mendekati sistem dengan proses real-time. Rangkaian clock internal yang dimiliki AT89S51 menjadikan cukup hanya ditambahkan sebuah kristal osilator dan dua buah kapasitor untuk menghasilkan clock bagi seluruh sistem rangkaian.

  2.1.2 Fungsi Kaki-kaki (Pin Out) AT89S51

  Gambar pin out AT89S51 ditunjukkan pada gambar 2.2. Fungsi kaki AT89S51 :

  VSS: dihubungkan ke ground rangkaian

  VCC: dihubungkan dengan tegangan catu +5 volt Port 0: merupakan Port I/O 8 bit dua arah. Port ini digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama pengaksesan ke eksternal memori. Setiap pin-nya dapat mengendalikan langsung 4

  5 beban TTL. Port 0 juga menerima dan mengeluarkan code byte selama proses pemrograman dan verifikasi ROM/EPROM internal.

Gambar 2.1. Diagram blok MCS-51

  Port 1 : merupakan Port I/O 8 bit dua arah, yang dapat mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Setiap pin dapat diakses secara operasi tiap bit atau byte bergantung pemrogram. Port 1 juga menerima address rendah selama proses pemrograman dan verifikasi ROM/EPROM internal.

  Port 2 : merupakan Port I/O 8 bit dua arah, yang dapat mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Port ini digunakan sebagai bus alamat tinggi selama pengaksesan ke eksternal memori. Port 2 juga menerima address tinggi selama proses pemrograman dan verifikasi ROM/EPROM internal.

  6

Gambar 2.2. Pin-Out AT89S51

  Port 3 : merupakan Port I/O 8 bit dua arah, yang dapat mengendalikan beban 4 TTL secara langsung. Setiap pin dapat diakses secara operasi tiap bit atau byte bergantung pemrograman. Masing-masing pin pada Port ini memiliki fungsi khusus yang ditunjukkan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi pin-pin Port 3

  Port Pin Fungsi alternatif P3.0 RXD (serial input port) P3.1 TXD (serial output port) P3.2 INT0 (external interrupt 0) P3.3 INT1 (external interrupt 1) P3.4 T0 (timer/counter 0 external input) P3.5 T1 (timer/counter 1 external input) P3.6 WR (external data memory write strobe) P3.7 RD (external data memory read strobe)

  RST : merupakan input untuk RESET ALE : Address Latch Enable , digunakan untuk memberikan sinyal latch pada alamat rendah pada multipleks bus address dan data.

  PSEN : merupakan sinyal read strobe untuk eksternal program memori EA/VPP: merupakan input untuk mode program memori. Jika dihubungakan ke

  ground , program memori adalah eksternal, jika dihubungkan ke VCC,

  program memori adalah internal, jika dihubungkan ke VPP, diperlukan untuk proses pemrograman ROM.

  7

  XTAL1, XTAL2 : merupakan input untuk kristal clock.

2.1.3 Organisasi Memori

  Pada keluarga MCS-51 pengalamatan memori dibedakan atas dua yaitu untuk program memori dan untuk data memori. Pemisahan antara program memori dan data memori merupakan ciri khas MCS-51. Masing-masing program memori dan data memori dapat mengalamati sampai 64 Kilobyte, dengan masing-masing byte lebar datanya 8 bit.

• Program Memori Program memori hanya dapat dibaca dan ditunjukkan pada gambar 2.3.

  Di sini tersimpan program yang akan dijalankan oleh AT89S51 dan data- data konstanta. Sinyal pembacaan EPROM eksternal. Pengaksesan program memori yang semuanya dari eksternal EPROM.

Gambar 2.3. Organisasi program memori

• Pemetaan Program Memori Pemetaan program memori ditunjukkan sebagai berikut: ¾ Alamat 0000H merupakan awal program. Setelah reset, CPU akan loncat pada alamat ini dan mengerjakan instruksi di dalamnya.

  ¾ Pada fungsi khusus alamat 3H dan seterusnya dengan interval 8 byte digunakan sebagai alamat dari vektor interupsi. Bila interupsi tidak digunakan, maka alamat tersebut dapat digunakan untuk program biasa.

  8

• Data Memori Data memori menempati alamat yang terpisah dari program memori dan ditunjukkan pada gambar 2.4. Data memori merupakan tempat penyimpan data variabel, operasi stack dan sebagainya. Data memori dapat dibaca dan ditulis. Sinyal pembacaan untuk eksternal RAM berasal dari pin–RD dan untuk penulisan berasal dari pin –WR.

Gambar 2.4. Organisasi data memori

  Alamat 00H-FFh (untuk 8051) merupakan alamat dari internal RAM yang dapat dialamati dalam dua mode. Pada alamat 00H-7FH dapat dialamati dalam mode direct maupun indirect addressing. Alamat 80H – FFH hanya dapat dialamati dalam mode direct addressing. Di luar alamat tersebut merupakan alamat eksternal RAM.

  32 byte terendah data memori terbagi atas 4 buah bank yang masing- masing terdiri atas 8 buah register. Kombinasi dari bank ini ditentukan oleh register PSW. Register-register tersebut adalah R0 sampai R7 yang menempati alamat 00H – 1FH. Diatasnya merupakan segmen bit

  addressable yang besarnya 16 byte, menempati alamat 20H sampai 2FH.

  Alamat berikutnya yaitu mulai 30H sampai 7FH dapat dibagi sebagai data RAM.

  Setelah kondisi reset, kondisi baku register SP (stack Pointer) akan menuju alamat 07H dan begitu program dijalankan isi register SP akan ditambah 1 (menunjuk ke alamat 08h). Dan ini merupakan register bank 1

  9 register R0. Bila memakai lebih dari satu bank register maka SP harus diinisialisasi ke lokasi yang lain.

2.1.4 Informasi Cepat Instruksi AT89S51

Tabel 2.2 Daftar instruksi transfer data yang mengakses ruang memori data internal

  DPTR =konstanta 16-bit

  2 Keterangan : Smbr sumber Tjn tujuan

  Instruksi Fungsi Waktu eksekusi (ud) MOVC A,@A+DPTR Baca memori program di lokasi (A+DPTR)

Tabel 2.3 Instruksi membaca tabel-tengok

  2 Pada tabel 2.3 ditunjukkan instruksi yang dapat digunakan untuk membaca tabel tengok yang tersimpan dalam memori program.

  X

  2 POP <tujuan> MOV <tujuan>,”@SP” DEC SP

  X

  INC SP MOV “@SP”,<sumber >

  2 PUSH <sumber>

  X

  2 MOV DPTR,#data16

  Mode-mode pengalamatan Mnemonic Operasi

  Pada tabel 2.2 ditunjukkan daftar instruksi transfer data yang mengakses ruang memori data internal serta mode pengalamatan yang terkait untuk pemindahan data antar lokasi di dalam ruang memori internal.

  <tujuan> = <smbr>

  1 MOV <tjn>,<smbr>

  X

  X X

  <tujuan> = A

  X X X 1 MOV <tujuan>,A

  A=<sumber> X

  MOV A,<sumber>

  Eksekusi (ud)

  Dir Ind Reg Imm Waktu

  X X X X

  10 DPTR Data Pointer SP

  Stack Pointer

2.1.5 SFR (REGISTER FUNGSI KHUSUS) PADA KELUARGA 51

  Sekumpulan SFR atau Special Function Register yang terdapat pada Mikrokontroler Atmel Keluarga 51 ditunjukkan pada gambar 2.5, pada bagian sisi kiri dan kanan dituliskan alamat-alamatnya dalam format heksadesimal.

  Tidak semua alamat pada SFR digunakan, alamat-alamat yang tidak digunakan tidak diimplementasikan pada chip. Jika dilakukan usaha pembacaan pada alamat-alamat yang tidak terpakai tersebut akan menghasilkan data acak dan penulisannya tidak menimbulkan efek sama sekali. Pengguna perangkat lunak sebaiknya jangan menuliskan ‘1’ pada lokasi-lokasi ‘tak bertuan’ tersebut, karena dapat digunakan untuk mikrokontroler generasi selanjutnya. Dengan demikian, nilai-nilai reset atau non-aktif dari bit-bit baru ini akan selalu ‘0’ dan nilai aktifnya adalah ‘1’. Berikut akan dijelaskan secara singkat SFR- SFR beserta fungsinya: Akumulator

  ACC atau akumulator yang menempati lokasi E0h digunakan sebagai register untuk penyimpanan data sementara, dalam program, instruksi mengacunya sebagai register A (bukan ACC). Register B

  Register B (lokasi F0h) digunakan selama operasi perkalian dan pembagian, untuk instruksi lain dapat diperlakukan sebagai register scratch pad (“papan coret-coret”) lainnya.