ROBOT GRIPPER DINAMIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51.

ROBOT GRIPPER DINAMIS
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

SKRIPSI

Diajukan Oleh :

Riski Pr ihanto
0634010093

J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2012

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

KATA PENGANTAR
Puji sukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

anugrah dan rahmatNya, salah satu dari sekian banyaknya karunia-Nya yang
berupa Skripsi dan masih banyak kekurangan dalam laporan ini dapat
terselesaikan. Semoga nikmat ini dapat mendorong menuntut ilmu yang lebih
tinggi serta semangat pengabdian yang tulus karena Ridho-Nya, amin.
Laporan tugas akhir ini dibuat bukan semata-mata untuk memenuhi salah
satu persyaratan akademik dalam menyelesaikan pendidikan jenjang sarjana,
tetapi juga sebagai bentuk apresiasi penulis dalam ilmu pengetahuan, terutama
ilmu tentang informasi dan teknologi khususnya didaerah asal penulis. Didalam
pembuatan laporan tugas akhir ini penulis mengambil judul “ROBOT FORKLIFT
DINAMIS”.
Penulis sangat menyadari walaupun pembuatan laporan tugas akhir ini
telah diupayakan sebaik mungkin, namun tetap masih terdapat banyak
kekurangan, baik itu dalam hal penulisan maupun dalam penyajian materi.
Pembuatan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak
yang senatiasa selalu memberikan dorongan dan motivasi kepada penulis, oleh
karena itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Soedarto, MP selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
2. Ir. Sutiyono, MS selaku Dekan Fakultas Teknik Industri UPN
“Veteran” Jawa Timur.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

i

3. Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
4. Basuki Rahmat, S.Si, MT selaku dosen Pembimbing I Skripsi.
5. Fetty Tri Anggraeny, S.Kom selaku dosen Pembimbing II Skripsi.
6. Kepada Ibu dan Kakak yang telah banyak berkorban untuk putranya
dan memberikan tauladan agar anak mereka senang pada ilmu
pengetahuan, dan juga mendorong untuk menuntut ilmu lebih tinggi.
7. Teman-teman angkatan 2006 dan semua pihak yang telah banyak
membantu dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini, yang tak mampu
penulis sebutkan satu-persatu, terima kasih atas segala dukungan dan
bantuannya.
Mengingat terbatasnya kemampuan dan kurangnya pengalaman yang
penulis miliki. Untuk itu dengan kerendahan hati, penulis mengharapkan kritik
dan saran yang membangun untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini dan akhir kata,

semoga skripsi ini dapat bermanfaat khususnya bagi seluruh mahasiswa
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur dan umumnnya bagi
pembaca sekalian.

Surabaya, 28 Maret 2012

Penulis

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ii

PERANCANGAN ROBOT FORKLIFT DINAMIS
BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEL89S51

Oleh :
Riski Pr ihanto
0634010093

Dosen Pembimbing1 : Basuki Rahmat, S.Si, MT
Dosen pembimbing2 : Fetty Tri Anggraeny, S.Kom

ABSTRAK
Pada saat ini otomatisasi di setiap aspek kehidupan, seperti robot yang
nantinya akan menggantikan tenaga kerja manusia, oleh karna itu penulis
membuat prototype robot forklift dinamis, dengan tujuan nantinya robot yang
dibuat dapat menggantikan forklift konvensional yang ada saat ini.
Prototype ini dirancang untuk memindahkan benda dari suatu tempat ke
tempat yang lainnya, menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi benda,
dan menggunakan motor DC sebagai penggerak roda dan lengan pengangkut dan
Mikrokontroler ATMEL 89S51.
Dengan adanya tugas akhir ini, diharapkan adanya kemajuan. Yaitu
memicu mahasiswa lainnya untuk membuat robot forklift dinamis yang lebih dari
yang penulis buat.

Kata Kunci : Robot, Forklift, Dinamis,ATMEL89S51

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
LEMBAR PENGESAHAN DAN PERSETUJUAN
KATA PENGANTAR…………………………………………………… i
ABSTRAK……………………………………………………………….. iii
DAFTAR ISI……………………………………………………………... iv
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I

BAB II

PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang ………………………………...

1

1.2

Perumusan Masalah…………………………….

1

1.3

Batasan Masalah……………………………......

2

1.4

Tujuan………………………………………......

3

1.5

Manfaat…………………………………………

3

1.6 Metodologi Perancangan………………………..

3

1.7 Sistematika Penulisan……………………………

4

TINJ AUAN PUSTAKA

2.1

Mikrokontroler ATMEL 89S51...................................

7

2.1.1

9

Spesifikasi AT89S51…………………………

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

iv

BAB III

2.1.2

Pin-pin mikrokontroler AT89S51…………….

10

2.1.3

Struktur Perangkat Keras AT89S51………….

12

2.1.4

Struktur Memori……………………………..

13

2.1.5

Regiter Mikrokontroler AT89S51……………

16

2.1.6

Pewaktu/Pencacah (Timer/Counter)………….

19

2.1.7

Sintem Interrupt……………………………...

25

2.2

Motor DC.....................................................................

27

2.3

Sensor Jarak Ultrasonic SRF05....................................

29

ANALISIS PERANCANGAN ROBOT

3.1

3.2
BAB IV

Perancangan Perangkat Keras………………………..

30

3.1.1

Perancangan Kerangka Robot………………..

30

3.1.2

Perancangan Mikrokontroler ATMEL89S51...

33

3.1.3

Perancangan Driver Motor…………………. ..

33

3.1.4

Perancangan Mikro dengan Servo Controller...

37

3.1.5

Penggunaan DST – Navi...................................

38

3.1.6

Perancangan Gripper.........................................

39

3.1.7

Perancangan Seluruh Rangkaian……………...

40

Perancangan Perangkat Lunak……………………......

42

IMPLEMENTASI SISTEM
4.1

Implementasi Perangkat Keras………………………..

45

4.1.1

45

Kerangka Robot……………………………….

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

v

4.2

BAB V

Mikrokontroler ATMEL 89S51……………….

47

4.1.3

Driver Motor…………………………………..

48

4.1.4

Sensor Jarak Ultrasonic Devantech SRF05…...

50

Implementasi Perangkat Lunak………………………..

51

4.2.1

51

Dst Uniprog V2.8 / Full Version………………

PENGUJ IAN DAN ANALISA ROBOT
5.1

5.2

BAB VI

4.1.2

Pengujian………………………………………………

58

5.1.1

Pengujian Driver Motor………………………….

58

5.1.2

Pengujian Sensor Ultrasonik……………………..

59

5.1.3

Pengujian Robot Forklift………………………...

60

Analisa…………………………………………………...

64

5.2.1

64

Analis Robot Forklift…………………………….

KESIMPULAN DAN SARAN
6.1

Kesimpulan………………………………………………

6.2

Saran……………………………………………………... 67

DAFTAR PUSTAKA

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

vi

66

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51………………

10

Gambar 2.2

Blok Diagram AT89S51…………………………………

13

Gambar 2.3

Denah Memori Data……………………………………..

14

Gambar 2.4

Susunan Register Dasar MCS51………………………...

17

Gambar 2.5

Timer / Counter Logic…………………………………...

20

Gambar 2.6

TCON / Timer Control Special Function Register………

21

Gambar 2.7

TMOD / Timer Mode Special Function Register………..

22

Gambar 2.8

16-bit up Counter………………………………………..

24

Gambar 2.9

Mode Operasi Timer.........................................................

24

Gambar 2.10 Analogi Sistem Interupsi………………………………..

26

Gambar 2.11 Fase 1 dari Motor DC......................................................

27

Gambar 2.12 Fase 2 dari Motor DC......................................................

28

Gambar 2.13 Putaran Motor DC...........................................................

28

Gambar 2.14 SRF05 Ultrasonic Ranger………………………………

29

Gambar 3.1

Roda Robot…………………………………………….

31

Gambar 3.2

Kerangka Robot Tampak Atas…………………………

32

Gambar 3.3

Kerangka Robot Tampak Samping……………………..

32

Gambar 3.4

Kerangka Robot Tampak Depan………………………..

32

Gambar 3.5

Fase Pertama dariMotor DC............................................

34

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

vii

Gambar 3.6

Fase Kedua dari Motor DC..............................................

34

Gambar 3.7

Putaran Motor DC............................................................

35

Gambar 3.8

Perhitungan Rasio Gigi.....................................................

35

Gambar 3.9

Pengatur gerakan Motor...................................................

37

Gambar 3.10 Skema Servo Controller 08 Smart Version……………...

37

Gambar 3.11 Gripper /Penjepit………………………………………...

40

Gambar 3.12 Diagram blok Rangkaian Robot Forklift………………..

40

Gambar 3.13 Skema Rangkaian Robot Forklift……………………….

41

Gambar 3.14 Diagram Alir Jalannya Robot……………………………

42

Gambar 3.15 Diagram Alir Robot Forklift…………………………….

43

Gambar 4.1

Kerangka Robot Tampak Depan………………………...

45

Gambar 4.2

Kerangka Robot Tampak Atas…………………………..

46

Gambar 4.3

Kerangka Robot Tampak Bawah………………………..

46

Gambar 4.4

Pemasangan Roda ke Motor DC………………………...

47

Gambar 4.5

Rangkaian Mikrokontroler……………………………….

47

Gambar 4.6

Driver Motor……………………………………………..

48

Gambar 4.7

Perhitungan Rasio Gigi......................................................

49

Gambar 4.8

Rasio dari Motor Gearbox.................................................

50

Gambar 4.9

SRF05 Ultrasonic Ranger………………………………..

50

Gambar 4.10 Modul DST AVR Converter…………………………….

51

Gambar 4.11 ATMEL 89S51 dan DST - 51 USB……………………..

52

Gambar 4.12 AVR Studio……………………………………………..

52

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

viii

Gambar 4.13 Pemilihan Mikrokontroler……………………………….

53

Gambar 4.14 Pendeklarasian I/O dan Konstanta……………………...

53

Gambar 4.15 Subroutine Pengambilan Barang…………………………

54

Gambar 4.16 Subroutine Meletakkan Barang………………………….

55

Gambar 4.17 Subroutine Menuju Ke Arah Sudut Yang Ditentukan…..

56

Gambar 4.18 Pengaturan Servo………………………………………...

56

Gambar 5.1

Pengujian Driver Motor.....................................................

59

Gambar 5.2

Pengujian Sensor Ultrasonic Terhadap Objek...................

60

Gambar 5.3

Pengujian Robot Berdasar Bentuk Objek.........................

61

Gambar 5.4

Pengujian Robot Berdasar Ketinggian Objek...................

62

Gambar 5.5

Pengujian Robot Berdasar Berat Objek............................

63

Gambar 5.6

Pengujian Robot Berdasar Posisi Objek...........................

63

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Konfigurasi Pin AT89S51……………………………….

11

Tabel 2.2

TCON / Timer Control Special Function Register………

21

Tabel 2.3

TMOD / Timer Mode Special Function Register………..

22

Tabel 3.1

Daftar Komponen……………………...………………..

31

Tabel 5.1

Hasil Pengujian Motor DC...............................................

59

Tabel 5.2

Pengujian Berdasar Bentuk Objek...................................

61

Tabel 5.3

Pengujian Berdasar Ketinggian Objek.............................

61

Tabel 5.4

Pengujian Berdasar Berat Objek......................................

62

Tabel 5.5

Pengujian Berdasar Posisi Objek.....................................

63

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

x

12312YAYASAN KESEJ AHTERAAN PENDIDIKAN DAN PERUMAHAN
UPN “VETERAN” J AWA TIMUR
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Jl. Rungkut Madya Gunung Anyar Surabaya 60294 Tlp. (031) 8706369, 8783189
Fax (031) 8706372 Website: www.upnjatim.ac.id

KETERANGAN REVISI
Mahasiswa di bawah ini :
Nama

: Riski Prihanto

NPM

: 0634010093

Program Studi : Teknik Informatika
Telah mengerjakan revisi/tidak ada revisi*) pra rencana (design) / skripsi ujian lisan
gelombang VI, Tahun Ajaran 2011/2012 dengan judul:
“ROBOT GRIPPER DINAMIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51”.
Oleh karenanya mahasiswa tersebut diatas dinyatakan bebas revisi skripsi dan diijinkan
untuk membukukan skripsi dengan judul tersebut.
Surabaya, 21 Juni 2012
Dosen Penguji yang memerintahkan revisi:
1.) Ir . R. Pur nomo Edi Sasongko, MP

{

}

{

}

{

}

NPT. 196407141988031001
2.) Ir . Ketut Sumada, MS
NPT. 196201181988031001
3.) Rinci Kembang Hapsar i, S.Si, M.Kom
NPT. 377120801681

Mengetahui,
Dosen Pembimbing
Dosen Pembimbing Utama

Dosen Pembimbing Pendamping

Basuki Rahmat, S.si, MT
NPT. 36907060209

Fetty Tr i Anggraeny, S.Kom
NPT. 38202060208

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Dalam era modern saat ini perkembangan teknologi kian pesat sehingga
memberikan tuntutan kepada manusia untuk berusaha lebih maju dapat mengikuti
perkembangan yang sedang berlangsung selaras dengan berbagai kebutuhan
manusia itu sendiri. Tidak menutup kemungkinan dibidang industri yang
membutuhkan modernisasi, dimana pengoptimalan tenaga kerja menjadi tuntutan
agar hasil kerja yang dicapai dapat di tingkatkan.
Contohnya optimalisasi tenaga kerja yang mengoprasikan alat-alat berat
seperti forklift, dan semakin banyaknya perindustrian-perindustrian yang
menginginkan pengoptimalisasian dalam segi alat berat atau forklift khususnya,
maka dengan ini kami mencoba membuat rancang miniature “Robor Forklift
Dinamis”, dengan harapan pada tahap selajutnya atau tahap robot sesungguhnya
dapat menggantikan robot forklift yang ada sekarang.
Peneliti pendahulu : Jadid Achmadi, 2010 “Perancangan Robot Forklift
Menggunakan Penjejak Garis Berbasis Mikrokontroler”

1

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

2

1.2

Rumusan Masalah
Berdasar pada latar belakang pembuatan miniature robot forklift dinamis,

dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut:
a. Bagaimana

membuat

miniature

robot

forklift

yang

dapat

dikembangkan, sehingga nantinya robot forklift yang sesungguhnya
dapat digunakan oleh masyarakat.
b. Bagaimana membuat lengan penjepit pada forklift dapat mengangkat
barang.
c. Bagaimana membuat system yang sesuai dengan hardware dan mikro
yang digunakan. Dalam perancangan ini mikrokontroler yang
digunakan ATMEL 89S51 dan bahasa yang digunakan adalah bahasa
assembly.

1.3

Batasan Masalah
Agar perancangan yang dibahas dalam tugas akhir tidak terlalu luas

menyimpang dari topik yang telah ditentukan, maka penulis perlu membatasi
permasalahan sebagai berikut:
a. Bahasa Pemrograman yang digunakan adalah bahasa Assembly.
b. Posisi awal, koordinat ambil barang dan koordinat taruh barang telah
ditentukan terlebih dahulu.
c. Pergerakan robot kekiri dan kekanan terbatas pada 900.
d. Robot hanya dapat mendeteksi benda yang berada tepat didepan sensor
ultrasonic.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

3

e. Berat maksimal dari beban yang dapat diangkut oleh robot 50g.
f. Letak Koordinat awal (0,0) berada di pojok kiri bawah.

1.4

Tujuan
Tujuan pembuatan robot forklift ini adalah :
a. Merancang robot berbasis mikrokontoler ATMEL 89S51 yang dapat
memindahkan barang dari posisi awal ke posisi tujuan.
b. Robot berjalan sesuai harapan yang diinginkan dan berhasil
memindahkan barang.
c. Pembuatan robot yang dapat dikembangkan ketahap-tahap selanjutnya
atau lebih sempurna.

1.5

Manfaat
Adapun manfaat dari pembuatan robot forklift ini yaitu:
a. Pengomtimalisasian tenaga yang digunakan untuk pengoprasian alat
berat atau forklift khususnya.
b. Dapat meminimalisasi biaya operasional dibandingkan menggunakan
forklift konvensional.

1.6

Metodologi Per ancangan
Metodologi perancangan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

4

a. Studi Literatur dan Diskusi.
Pada tahap pertama perancangan ini penulis akan mempelajari
literature yang berhubungan dengan perancangan robot forklift.
Mikrokontroler ATMEL 89S51 dan komponen pendukung yang
digunakan. Penulis juga bediskusi dengan dosen dan teman untuk
memperkaya wawasan penulis mengenai perancangan robot forklift.

b. Perancangan perangkat keras.
Rangkaian yang akan dirancang meliputi rangkaian minimum
mikrokontroler, rangkaian pengendali sensor dan rangkaian pengendali
motor.
c. Perancangan perangkat lunak.
Setelah semua perangkat keras dan perangkat lunak selesai maka akan
dilakukan perancangan perangkat lunak yang terdiri dari diagram alir
dan listing program.
d. Pengujian robot.
Pengujian perangkat keras dan perangkat lunak selesai dibuat, maka
tahap berikutnya adalah pengujian robot. Jika hasil pengujian tidak
sesuai dengan yang diharapkan, akan dilakukan perbaikan.

1.7

Sistemtika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, dapat dibuat suatu
sistematika penulisan yang terdiri atas:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

5

BAB I

PENDAHULUAN
Pada bab ini diuraikan secara ringkas pembahasan tentang
latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
dan manfaat, metodologi perancangan dan sistematika
penulisan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA
Pada

bab

ini

membahas

dasar-dasar

teori

dari

mikrokontroler ATMEL 89S51 dan komponen-komponen
pendukung lainnya.
BAB III

PERANCANGAN ROBOT
Pada bab ini membahas tentang perancangan perangkat
keras dan perancangan perangkat lunak prototype robot
forklift.

BAB IV

IMPLEMENTASI DAN PERANCANGAN
Pada

bab

ini

membahas

mengenai

implementasi

perancangan perangkat keras maupun perangkat lunak yang
telah dirancang.
BAB V

PENGUJIAN DAN ANALISA ROBOT

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

6

Pada bab ini membahas tentang pengujian driver motor,
sensor, pengujian prototype robot dan analisa prototype
robot.
BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran yang
bermanfaat bagi perbaikan dan pengembangan prototype
robot forklift.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto eko putra,2004. Belajar Mikrokontroler

AT89S51 Teori Dan

Aplikasi, gavamedia, Jakarta.
Team IE.2006. Panduan Praktis Mikrokotroler Keluarga AVR. Innovative
Electronic. Surabaya.
Widodo, Budiharto. 2006. Membuat Sendiri Robot Cerdas. Elex Media
Komputindo. Jakarta.
Widodo, Budiharto. 2008. “Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR AT
Mega 16”, Media Koputundo. Jakarta.
eskuter.googlecode.com/files/mekanika-robotika.pdf 11.38 am 2 June 2012
http://repository.univpancasila.ac.id/index.php?option=com_docman&task=d
oc_details&gid=760&Itemid=2 11.38 am 2 June 2012
http://www.robotindonesia.com/articles.php 11.38 AM 2 June 2012

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1

MIKROKONTROLER ATMEL 89S51
Mikrokontroler sebagai teknologi baru yaitu semikonduktor kehadirannya

sangat membantu dunia elektronika. Dengan arsitektur yang praktis tetapi memuat
banyak kandungaan transistor yang terintegrasi, sehingga mendukung dibuatnya
rangkaian elektronika. Mikrokontroler adalah mikroprosesor chip tunggal yang
dirancang secara spesifik untuk aplikasi-apliaksi kontrol bukan untuk aplikasiaplikasi serbaguna. Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol
tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. Pengguna mikrokontroler sangat
luas, tidak hanya untuk akuisi melainkan juga untuk pengendalian di pabrikpabrik, kebutuhan peralatan kantor, peralatan rumah tangga, automobile dan
sebagain. Hal ini disebabkan mikrokontroler merupakan system mikroprosesor
(yang didalamnya terdapat CPU, ROM, RAM dan I/O) yang telah terpadu dalam
suatu chip, selain itu komponennya (AT89S51) mudah dan murah di pasaran.
Mikrokontroler,

sebagai

suatu

trobosan

teknologi

mikroprosesor

dan

mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (marked need) dan teknologi
baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan
transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta
dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi
lebih

murah

(dibandingkan

mikroprosesor).

Sebagai

kebutuhan

pasar,

mikroprosesor hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

7

8

kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan
canggih.
Tidak seperti system computer, yaitu mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya),
mikrokomputer hanya bias digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja (hanya satu
program saja yang dapat disimpan), perbedaan lainya terletak pad perbandingan
RAM dan ROM.
Pada system komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya
program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,
digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register
yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Adapu kelebihan dari mikrokontroler adalah sebagai berikut:
a. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan
I/O

terintegrasi

menjadi

satu

kesatuan

kontrol

sistem

sehinga

mikrokontroler dapat dikatakan sebagai computer mini yang dapat bekerja
secara inovatif sesuai kebutuhan sistem.
b. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa bergantung pada komputer
sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah
intruksi atau program. Langkah-langkah untuk download computer dengan
mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan
banyak perintah.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

9

c. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan
memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
d. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
Mikrokontroler AT89S51 adalah standart Internasional. Arsitektur
perangkat keras 89S51 mempunyai 40 kaki, 31 kaki digunakan untuk keperluan 4
buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk
interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga
digunakan secara sendiri tiap bitnya untuk interfacing single bit seperti switch,
LED, dll.
2.1.1

Spesifikasi ATMEL89S51

a. Kompatibel dengan keluarga mikro MCS51
b. 8 Kybte In System Programable (ISP) flash memori dengan kemampuan
1000 kali baca / tulis.
c. Tegangan kerja 4-5 volt.
d. Bekerja dengan rentang 0-33 MHz.
e. 256x8 bit RAM internal.
f. 32 jalur I/O dapat deprogram.
g. 3 buah 16 bit timer / counter.
h. 8 sumber interup.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

10

i.

Saluran full dupleks serial UART.

j.

Watchdog timur

k. Dua data pointer.
l.
2.1.2

Mode pemrograman ISP yang fleksibel (Byte dan Page Model).
Pin-pin Mikr okontroler AT89S51

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51
Yang

membedagan

mikrokontroler

AT89S51

dengan

C51

(seri

sebelumnya) adalah cara pengisian program meskipun program (flash
programming). Pada mikrokontroler AT89S51 terdapat fasilitas ISP (In System
Programing). Artinya mikrokontroler ini mampu diprogram ,meskipun dalam
kondisi bekerja. Letak perbedaan pada hardware adalah adanya MOSI dan SCK,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

11

pin ini berguna saat flash programming. Adapun fungsi dari pin-pin lain,
fungsinya sama seperti pada seri sebelumnya. Dibawah ini disajikan fungsi pin
untuk mikrokontroler AT89S51.

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin AT89S51
Nomor
Pin

Nama Pin

Alternatif

20

GND

Sebagai Kaki Suplay GND

40

VCC

Sebagai Kaki Suplay VCC

32…39

P0.7...P0.0

D7…D0&
A7..A0

1.8

P1.0…P1.7

21…28 P2.0…P2.7

Keterangan

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O
biasa, juga bisa sebagai alamat rendah
dan bus data untuk memori external.
Sebagai port I/O biasa, mempunyai
internal pull up yang berfungsi sbagai
input dengan memberikan logika 1.
Terdapat Pin MISO, MOSI, SCK.

A8..A15

Port 0 sebagai I/O biasa, atau sebagai
high order address, pada saat
mengakses memori external.

10..17

Port 3

Sebagai I/O biasa, namun
mempunyai fungsi khusus.

10

P3.0

RXD

Port serial input

11

P3.1

TXD

Port serial output

12

P3.2

INT0

External Interupt 0

13

P3.3

INT1

External Interupt 1

14

P3.4

T0

External Timer 0 input

15

P3.5

T1

External Timer 1 input

16

P3.6

WR

External data memory write strobe

17

P3.7

RD

External data memory read strobe

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

juga

12

9

RST

30

ALE

31

EA

18

XTAL1

Input Oscillator

19

XTAL2

Output Oscillator

2.1.3

Reset aktif dengan logika 1 minimal 2
siklus
Prog

Pin ini dapat berfungsi sebagai Addres
Latch Enable (ALE) yang me- Latch
low byte address pada saat mengakses
memori external. Sedangkan pada saat
Flash Programing (PROG) berfungsi
sebagai pulse input untuk pada operasi
normal ALE akan mengeluarkan sinyal
clock sebesar 1/16 frekwensi oscillator
kecuali pada saat mengakses memori
external. Sinyal clock pada pin ini
dapat pula didisable dengan men-set
bit 0 dari Special Function Register di
alamat 8EH ALE hanya akan aktif
pada saat mengakses memori external
(MOVX & MOVC)
Pada kondisi low maka pin akan
berfungsi
sebagai
EA
yaitu
mikrokontroler akan menjalankan
program yang ada pada memori
eksternal setelah system direset.
Apabila berkondisi high makan pin ini
akan berfungsi untuk menjalankan
program yang ada pada memori
internal.

Str uktur Per angkat Keras AT89S51
Struktur mikrokontroler AT89S51 di otaki 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 serial. Selain itu terdapat fasilitas timer / counter
internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

13

Blok diangram dan struktur mikrokontroler AT89S51 adalag sebagai
berikut:

Gambar 2.2 Blok Diagram AT89S51
2.1.4

Str uktur Memor i
Dalam pengertian MCS51, Random Access Memory dalam chip AT89x51

adalah memori data, yaitu memori yang dipakai untuk menyimpan data,

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

14

sedangkan Flash PEROM merupakan memori penampung program pengendali
AT89x51, dikenal sebagai memori program. Karena kedua memori itu memang
dibedakan dengan tegas, maka kedua memori itu mempunyai penomoran yang
terpisah. Memori program dinomori sendiri, pada AT89S51 mulai dari nomor
$0000 sampai $0FFF. Sedangkan memori-data yang hanya 256 bytes dinomori
dari nomor $00 sampai $FF. gambar 5 denah memori –data dibagi menjadi dua
bagian, memori $00 sampai $7F merupakan memori seperti RAM selayaknya
meskipun beberapa bagian mempunyai kegunaan khusus, sedangkan memori
nomor $80 sampai $FF dipakai sangat khusus yang dinamakan sebagai Special
Function Register Pelatihan Mikrokontroler.

Gambar 2.3 Denah Memori Data
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

15

Seperti terlihat dalam denah memori data gambar 2.3, memori data dibagi
menjadi dua bagian, memori nomor $00 sampai $7F merupakan memori seperti
RAM selayaknya meskipun beberapa bagian mempunyai kegunaan khusus,
sedangkan nenori nomor $80 sampai $FF dipakai sangat khusus yang dinamakan
sebagai Special Function Register.
Memori-data nomor $00 sampai $7F

bisa dipakai sebagai memori

penyimpanan data biasa, dibagi menjadi 3 bagian:
•

Memori nomor $00 sampai $18 selain sebagai memori-data biasa, bisa
pula dipakai sebagai Register Serba Guna (General Purpose Register).

•

Memori nomor $20 sampai $2F selai sebagai memori-data biasa, bisa
dipakai untuk menyimpan informasi dalam level bit.

•

Memori nomor $30 sampai $7F (sebanyak 80 byte) merupakan memoridata biasa, bisa dipakai untuk menyimpan data maupun dipakai sebagai
stack.

a. Register Serba Guna
Register Serba Guna (General Purpose Register) menempati memori-data
nomor $00 sampai $18, memori sebanyak 32 byte ini dikelompokkan menjadi 4
kelompok Register (Register Bank), 8 Byte memori dari masing-masing
kelompok itu dikenali Register 0, Register 1,…,Register 7 (R1,R2,…,R7). Dalam
penulisan program

memori-memori

ini

bisa

langsung disebut

sebagai

R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6 dan R7, tidak lagi dengan nomor memori. Dengan cara
ini intruksi yang terbentuk bisa lebih sederhana dan bekerja lebih cepat.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

16

b. Memor i Lower Bit
Memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi
dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa dipakai menampung 8bit
informasi yang masin-masing dinomori tersendiri, dengan demikian dari 16 byte
memori yang ada bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit) yang
dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. informasi dalam level bit tersebut
masing-masing bisa di-‘1’-kan, di-‘0’-kan dengan intruksi.
c. Special Function Register (SFR)
Register Khusus (SFR – Special Function Register) adalah suatu daerah
RAM dalam IC keluarga MCS51 yang dipakai untuk mengatur perilaku MCS51
dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port pararel P1
atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak umum dipakai untuk
menyimpan data seperti layaknya memori-data. Meskipun demikian, dalam hal
penulisan program SFR diperlakukan persis sama dengan memori-data.
2.1.5

Regiter Mikrokontroler AT89S51
Untuk keperluan penulisan program, setiap mikroprosesor/mikrokontroler

selalu dilengkapi dengan Register Dasar. Ada beberapa macam register
merupakan register bakuyang bisa dijumpai

disemua jenis mikroprosesor

/mikrokontroler, ada register yang spesifik pada masing-masing prosesor. Yang
termasuk register baku antara lain Orogram Counter, Akumulator, Stack Pointer
Register, Program Status Register. MCS51 mempunyai semua Register baku ini.
Sebagai register yang khas MCS51, antara lain adalah register B, Data Pointer
High Byte dan Data Pointer Low Byte. Semua ini digambarkan dalam Gambar2.4.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

17

Disamping itu MCS51 masih mempunyai Register Serba Guna R0,…, R7yang
sudah disebut dibagian atas. Dalam mikroprosesor/mikrokontroler yang lain,
register-register dasar biasanya ditempatkan ditempat tersendiri dalam inti
prosesor, tetapi dalam MCS51 register-register ini ditempatkan secara terpisah.
•

Program Counter ditempatkan ditempat tersendiri didalam inti prosesor.

•

Register Serba Guna R0,.., R7 ditempatkan di salah satu bagian dari memoridata.

•

Register lainya ditempatkan didalam Special Function Register (SFR).

Gambar 2.4 Susunan Register Dasar MCS51
Kegunaan dan pemakaian register-register dasar tersebut antara lain sebagai
berikut:
a. Pr ogr am Counter
Program Counter (PC)

dalam AT89S51 merupakan register dengan

kapasitas 16 bit. Di dalam PC dicatat nomor memori-program yang menyimpan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

18

instruksi berikutnya yang akan diambil (fetch) sebagai intruksi untuk dikerjakan
(execute). Saat setelah reset PC bernilai 0000h, berarti MCS51 akan segera
mengambil isi memori-program nomor 0 sebagai intruksi. Nilai PC otomatis
bertambah 1 setelah prosesor mengambil intruksi 1 byte. Ada instruksi yang
hanya 1 byte, ada instruksi yang sampai 4 byte, dengan demikian pertambahan
nilai PC setelah menjalankan intruks, tergantung pada jumlah byte intruksi
bersangkutan.
b. Akumulator
Sesuai dengan namanya, Akumulator adalah sebuah register yang
berfungsi untuk menampung (accumulate) hasil-hasil pengolahan data dari banyak
instruksi MCS51. Akumulator bisa menampung data 8 bit (1byte) dan merupakan
register yang paling banyak kegunaannya, lebih dari setengah instruksi-instruksi
MCS51 melibatkan akumulator.
c. Stack Pointer Register
Salah satu bagian dari memori-data dipakai sebagai stack, yaitu tempat
yang dipakai untuk menyimpan sementara nilai PC sebelum proses menjalankan
sub-rutin, nilai tersebut akan diambil kembali dari stack dan dikembalikan ke PC
saat proses selesai menjalankan sub-rutin. Stack Pointer Register adalah register
yang berfungsi untuk mengatur kerja stack, dalam Stack Pointer Register
disimpan nomor memori-data yang dipakai untuk operasi Stack berikutnya.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

19

d. Pr ogr am Status Word
Program Status Word (PSW) berfungsi mencatat kondisi prosesor setelah
melaksanakan instruksi. Pembahasan tentang PSW secara rinci akan dilakukan
dibagian lain.
e. Register B
Merupakan register dengan kapasitas 8 bit, merupakan register pembantu
Akumulator saat menjalankan perkalian dan pembagian.
f. DPH dan DPL
Data Pointer High Byte (DPH) dan Data Pointer Low Byte (DPL) masingmasing merupakan register dengan kapasitas 8 bit, tetapi dalam pemakaiannya
kedua register ini digabungkan menjadi satu register 16 bit yang dinamakan
sebagai Data Pointer Regsiter (DPTR). Sesuai dengan namanya, Register ini
dipakai untuk mengalamati data dalam jangkauan yang luas.
2.1.6

Pewaktu/Pencacah (Timer /Counter )
Timer sangat diperlukan untuk membuat delay/tundaan waktu.AT89S51

menyediakan fasilitas timer 16 bit. Sebanyak 2 buah yaitu Timer 0 dan timer 2.
Timer ini difungsikan sebagai counter/pencacah.
a. Timer bekerja dengan cara menghitung pulsa clock internal mikrokontroler
yang dihasilkan dari rangkaian oscillator. Jumlah pulsa clock akan
dibandingkan dengan sebuah nilai yang terdapat dalam register timer (TH dan
TL). Jika jumlah pulsa clock sama dengan nilai timer, maka sebuah interrupt

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

20

akan terjadi (ditandai oleh Flag TF). Interrupt ini dapat dipantau oleh program
sebagai tanda bahwa timer telah overflow.
b. Counter bekerja dengan cara menghitung pulsa eksternal pada P3.4 (T0) dan
P3.5 (T1). Jumlah pulsa ini akan disimpan dalam register timer (TH dan TL).

Gambar 2.5 Timer / Counter Logic
a. Timer akan menghitung pulsa clock dari osilator yang sebelumnya telah
dibagi 12.
Agar berfungsi sebagai timer maka :
Bit C/T dalam TMOD harus 0 (timer operation)
Bit TRx dalam TCON harus 1 (timer run)
Bite Gate dalam TMOD harus 0 atau pin INTx harus 1.
b. Cunter akan menghitung pulsa dari pin input T0 dan T1. Agar berfungsi
sebagai counter maka:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

21

Bit C/T dalam TMOD harus 1 (counter operation)
Bit TRx dalam TCON harus 1 (timer run)
Bit Gate dalam TMOD harus 0 atau pin INTx harus 1.
c.

Register TCON

Gambar 2.6 TCON / Timer Control Special Function Register
Keterangan:
Tabel 2.2 TCON / Timer Control Special Function Register
Bit

Symbol

Function

7

TF1

Timer 1 overflow flag. Set saat timer berubah dari
satu ke nol. Clear saat prosesor mengeksekusi
interrupt service routine pada address 001Bh

6

TR1

Timer 1 run control bit. Set 1 oleh program agar
timer mulai menghitung. Clear oleh program untuk
menghentikan timer, bukan me-reset timer.

5

TF0

Timer 0 overflow flag. Set saat timer berubah dari
satu ke nol. Clear saat prosesor mengeksekusi
interrupt service routine pada address 000Bh.

4

TR0

Timer 0 run control bit. Set 1 oleh program agar
timer mulai menghitung. Clear oleh program untuk
menghentikan timer, bukan me-reset timer.

3

IE1

External interrupt edge flag. Set 1 pada saat transisi
sinyal high ke low diterima oleh port 3 pin 3.3
(INT1). Clear saat prosesor mengeksekusi interrupt
service routine pada address 0013h. Tidak terkain

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

22

dengan operasi timer.

d.

2

IT1

External Interrupt 1 signal type control bit. Set 1
oleh program untuk mengaktifkan external interrupt
1 yang dipicu oleh sisi turun sinyal (falling edge /
transisi high ke low). Clear oleh program untuk
mengaktifkan sinyal low pada external interrupt 1
untuk menghasilkan sebuah interrupt.

1

IE0

External Interrupt 0 edge flag. Set 1 pada saat
transisi sinyal high ke low diterima oleh port 3 pin
3.2 (INT1). Clear saat prosesor mengeksekusi
interrupt service routine pada address 0003h. Tidak
terkain dengan operasi timer.

0

IT0

External Interrupt 0 signal type control bit. Set 1
oleh program untuk mengaktifkan external interrupt
0 yang dipicu oleh sisi turun sinyal (falling edge /
transisi high ke low). Clear oleh program untuk
mengaktifkan sinyal low pada external interrupt 0
untuk menghasilkan sebuah interrupt.

Register TMOD

Gambar 2.7 TMOD / Timer Mode Special Function Register
Keterangan:
Tabel 2.3 TMOD / Timer Mode Special Function Register
Bit

Symbol

Function

7/3

Gate

OR gate enable bit. Mengendalikan RUN/STOP
timer 1/0. set oleh program untuk mengaktifkan
timer (RUN) jika bit TR1/0 pada TCON=1 dan

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

23

sinyal pada pin INT0/1 high. Clear oleh program
untuk mengaktifkan timer (RUN) jika bit TR0/1
pada TCON=1.

e.

6/2

C/T

Set oleh program untuk membuat timer 1/0
berfungsi sebagai counter yang akan menghitung
pulsa eksternal pada pin 3.5(T1) atau 3.4 (T0).
Clear oleh program untuk membuat timer 1/0
berfungsi sebagai timer yang akan menghitung
pulsa clock internal.

5/1

M1

Timer/counter operating mode select bit. Set/clear
oleh program untuk memilih mode.

4/0

M0

Timer/counter operating mode select bit. Set/clear
oleh program untuk memilih mode.

Timer / Counter Inter rupt
Timer/counter pada AT89S51 adalah sebuah Up Counter, nilai counternya

akan naik (increament) dari nilai awalnya sampai nilai maksimumnya dan
kembali keniali nol. Saat bergulir menjadi nol (overflow), maka sebuah timer flag
akan berniali 1. Flag ini dapat diuji oleh program untuk menandakan bahwa
counter telah selesai menghitung, atau flag tersebut bisa digunakan untuk menginterrupt program. Nilai awal timer/counter harus dimasukkan dulu ke dalam
timer register Timer High (TH) dan Timer Low (TL) sebelum timer /counter
dijalankan.

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

24

Gambar 2.8 16-bit up Counter

Gambar 2.9 Mode Operasi Timer

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

25

Pemilihan mode operasi timer ditentukan pada bit M1 dan M0 dalam
register TMOD. Ada 4 mode operasi yaitu:
a. Timer Mode 0 . 13-bit Timer/Counter
Dengan mensetting M1&M0 = 00 dalam TMOD menyebabkan register
THx berfungsi sebagai counter 8 bit dan register TLx berfungsi sebagai couner 5
bit. Ketika overflow, TF1x akan 1. Nilai maksimumnya adalah 8191d atau 1FFFh.
b. Timer Mode 1. 16-bit Timer /Counter
Register THx dan TLx masing-masing berfungsi sebagai counter 8 bit.
Ketika overflow, TFx akan 1. nilai maksimumnya adalah 65535d atau FFFFh.
c. Timer Mode 2. 8-bit Autor eload Timer/Counter
Register TLx berfungsi sebagai counter 8 bit. Register Thx berfungsi
mengisi ulang / autoreload register TLx ketika terjadi overflow (TFx = 1).
d. Timer Mode 3. Two 8 bit Timer/Counter
Pada mode 3. timer berfungsi sebagai counter 8 bit yang benar-benar
terpisah satu sama lain. Timer 0 berfungsi sebagai timer sekaligus sebagai counter
secara terpisah. TL0 digunakan sebagai counter 8 bit yang menghitung pulsa
eksternal, dengan timer flag TF0. TH0 digumakan sebagai timer 8 bit yang
menghitung pulsa clock internal, dengan timer flag TF1.
2.1.7

Sintem Interr upt
Interrupt adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan

mikrokontroler berhrnti sejenak untuk melayani interrupt tersebut. Setelah
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

26

melaksanakan ISR secara lengkap, maka mikrokontroler akan kembali
melanjutkan eksekusi program utama yang tadi ditinggalkan. Yang harus
diperhatikan adalah, kita harus tahu sumber-sumber interupsi, vector layanan
interupsi, yaitu subrutib yang akan dijalankan bila terjadi interupsi.

Gambar 2.10 Analogi Sistem Interupsi
Pada AT89S51, ada 5 sumber interrupt yaitu:
a. System Reset
b. Eksternal 0
c. Timer 0
d. Eksternal 1
e. Timer 1
f. Serial Port

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

27

2.2 Motor DC
Pada sebuah robot, motor ini merupakan bagian penggerak utama di mana
hamper setiap robot pasti selalu menggunakan motor DC. Kecuali beberapa robot
yang menggunakan pneumatic, muscle wire atau motor AC. Motor DC terdiri dari
sebuah magnet permanent dengan dua kutub dan dua kumparan, cincin belah yang
berfungsi sebagai komutator (pemutus arus).
a.

Arus mengalir dari sisi kiri cincin belah ke sisi kanan. Arus ini akan
dilanjutkan ke kumparan yang terkait pada cincin belah.

b.

Arus mengalir dalam kumparan menimbulakan medan magnet.

c.

Kutub magnet yang sama dengan kutub magnet permanen akan saling tolak
menolak dan kumparan akan bergerak memutar hingga kumparan berada
pada posisi dimana kedua kutubnya berbeda dengan kutub magnet permanen.

Gambar 2.11 Fase 1 dari Motor DC

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

28

Gambar 2.12 Fase 2 dari Motor DC
d. Perputaran kumparan yang terkait pada cincin belah akan mengakibatkan
perubaha polaritas pada kumparan karena sikat-sikat (Brush) yang dialiri
listrik tergulung pada sisi cincin belah yang berbeda.
e. Perubahan polaritas kumparan juga mengakibatkan perubahan kutub pada
kumparan sehinga kumparan kembali memutar.
f. Proses tersebut terjadi berulang-ulang sehingga kumparan akan berputar
secara kontinyu selama aliran arus terjadi pada kedua kutub sikat.

Gambar 2.13 Putaran Motor DC

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

29

Arah putaran motor DC dapat diubang dengan mengubah polaritas aliran
arus yang terhubung ke sikat-sikatnya. Sedangkan kecepatan putar motor
tergantung dari berapa besar arus yang mengalir.
2.3

Sensor J arak Ultrasonic Devantech SRF05
Sensor jarak merupakan sensor yang

wajib ada pada robot terkini.

Devantech SRF05 adalah salah satu sensor yang paling banyak digunakan pada
kontes robot di Indonesia selain ping Devantech. SRF05

Ultrasonic Ranger

Finder memberikan informasi jarak berkisar 3cm – 3m. harga sensor ini tidak
lebih dari Rp. 360.000,00.

Gambar 2.14 SRF05 Ultrasonic Ranger
Kit ini sangat mudah untuk dirangkai dan membutuhkan sumber daya yang kecil
sekali, sangat ideal untuk robot mobil yang membutuhkan sensor jarak, dengan
cara kerja memancarkan pulsa suara dengan kecepatan suara (0,9ft/milisecon).

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

BAB III
PERANCANGAN ROBOT

Dalam bab 3 ini penulis membahas tentang perancangan perangkat keras
dan peancangan perangkat lunak.

3.1

Per ancangan Per angkat Keras
Perancangan perangkat keras yang berupa perancangan kerangka robot,

perancangan rangkaian mikrokontroler ATMEL 89S51, perancangan rangkaian
driver motor, rangkain gribber, perangkaian sensor ultrasonic dan perancangan
seluruh rangakaian.

3.1.1

Per ancangan Kerangka Robot
Pada perancangan kerangka robot ini penulis menggunakan alumunium

dan pelastik mica sebagai kerangka robot, alasan penulis menggunakan
alumunium dan pelastik mica adalah karena bahan tersebut kuat dan ringan, dan
kerangka tidak mudah berkarat seperti halnya logam besi.
Dalam pembuatan kerangka robot penulis memerlukan beberapa alat bantu seperti
bor, alat ukur, gerinda dan gergaji supaya kerangka robot terbentuk dengan baik
dan terukur. dibawah ini adalah komponen dan gambar dari kerangka robot.
Berikut ini adalah komponen yang dibutuhkan dalam membuat robot yang
penulis buat:

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

30

31

Tabel 3.1 Daftar Komponen
Jumlah
4
4
18
5
4
1
3
1
1
1
1
1
2
2
2
1
2
2
1
1
1
1
1

Nama Barang
TIP 41
TIP 42
IN 4001
2N9012
2N9013
Compas 09
Kotak baterai 1x4
Buzzer
Mikro AT89S51/52
Keypad
Lcd
Board Controller
Regulator
Elektrolit kapasitor 1000 mikro
IC 74 IS 02
SRF – Ultra Sonic Ranger
Servo
Motor DC
Papan PCB
Aluminium custom
Dst Navi 09
Dsr 08
Ball caster

Gambar 3.1 Roda Robot

Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

32

4

1

0

8

5

2

#

9

6

3

B

A

C

7

D

*

Gambar 3.2 Kerangka Robot Tampak Atas

Gambar 3.3 Kerangka Robot Tampak Samping

Gambar 3.4 Kerangka Robot Tampak Depan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.

33

Setelah kerangka robot terbentuk langkah selanjutnya adalah pemasangan
motor DC dan roda robot pada kerangka robot. Pada awalnya motpr Dc dipasang
pada kerangka robot yang disediakan lalu buat satu shaft untuk pemasangan roda,
agar roda yg satu tidak berputar bersama-sama.

3.1.2

Per ancangan Mikrokontroler ATMEL 89S51
Mikrokontroler ATMEL 89S51 adalah otak dari robot yang penulis buat

dimana

semua

input-output

berada,

Mikrokontroler

ATMEL

89S51

menggerakkan motor dc mengatur sinyal yang dikeluarkan oleh sensor SRF05
ulatrasonic ranger, tetapi untuk membuat rangkaian mikrokontroler agar dapat
bekerja dengan baik dibutuhkan rangkaian pengatur yang berupa rangkaian reset
yang berfungsi untuk mengatur kembali program setiap kali catu daya dihidupkan.

3.1.3

Per ancangan Driver Motor
Pada sebuah robot, motor ini merupakan bagian penggerak utama di mana

hampir pasti setiap robot pasi menggunakan motor Dc. Kecuali beberapa robot
yang menggunan pneumatic, muscle wire atau motor AC.
Motor DC terdiri dari sebuah magnet permanen dengan dua kutub dan
kumparan, cincin belah yang berfungsi berfungsi sebagai komutator (pemutus
arus).
a. Arus mengalir dari sisi kiri cincin sisi kanan, arus ini akan dilanjutkan ke
kumparan yang terkait pada cincin belah.
b. Arus mengalir dalam kumparan menimbulkan medan magne