BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA GEDUNG BERKAMAR BANYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR - Bagian pemanggil alat penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis mikrokontroler AT89S51 - USD Repository

  

BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA

GEDUNG BERKAMAR BANYAK

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

  

Program Studi Teknik Elektro

  

THE CALLER CIRCUIT OF GUEST RECEPTIONING

TOOL FOR MULTIROOM BUILDING BASED ON

AT89S51 MICROCONTROLLER

FINAL PROJECT

Presented As Partial Fulfillment of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah”

  Yogyakarta,

  23 Juli 2008 Penulis Anna Stefanie Depari Tuhan tidak akan pernah menyia-nyiakan kepedihan kita.

  Biarkan Tuhan yang menopang. Kita cukup menjalani dan melakukan yang terbaik.

  

INTISARI

Dalam suatu tempat tinggal, dibutuhkan kenyamanan untuk melakukan

aktivitas dan untuk menjaga privacy setiap penghuni. Oleh karena itu dibuat alat

penerima tamu untuk mempermudah tamu dan penghuni berbasis mikrokontroler.

Alat ini dibuat untuk diaplikasikan pada gedung yang mempunyai kamar banyak.

  Sistem ini terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama adalah bagian

yang berada di luar gedung (pemanggil). Bagian kedua adalah bagian yang berada

di dalam gedung (terpanggil). Skripsi ini hanya membahas bagian pemanggil dari

alat penerima tamu, terdiri dari keypad dan LCD. Data dimasukkan melalui

keypad. Masukan data tersebut kemudian diolah oleh control unit. Bagian ini

berbasis mikrokotroler AT89S51 dan berfungsi untuk memanggil penghuni

langsung ke kamar yang dituju tanpa harus mengganggu kenyamanan penghuni

yang lain. Transmisi data antara mikrokotroler pemanggil dengan mikrokontroler

terpanggil menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.

  Bagian pemanggil alat penerima tamu ini sudah dicoba dan terbukti dapat

bekerja dengan baik. Tamu dapat berkomunikasi langsung dengan penghuni dan

bisa mengetahui keberadaan penghuni.

  Kata kunci : Mikrokontroler AT89S51, sistem komunikasi serial RS-485.

  

Abstract

What is needed most of a house is its comfortability for the dwellers to

carry out activities and keep dwellers’ privacy. Therefore, a guest receiver which

is based on microcontroller is designed to make communication between the

dwellers and their guests easier. This tool is specifically built for multi-rooms

building.

  The system of this guest receiver has two main parts. The first part is

located outside the building (caller), while the second is inside the building

(called). The focus of this paper is mainly for the caller part of guest receiver

which consist of keypad and LCD. Data is keyed in through a keypad which is

subsequently processed by the control unit. Using AT89S51 microcontroller, the

functions of this part is a direct caller to the target host without disturbing other

dwellers within the same building. The data transmission between calling

microcontroller and called microcontroller uses RS-485 communication system.

  The caller part of guest receiver has been tested and can work well. A

guest can directly communicate with the target host while at the same time know

whether they are in their room or not.

  Key words: AT89S51 microcontroller, RS-485 serial communication system.

KATA PENGANTAR

  Segala puji syukur, hormat dan kemuliaan hanya bagi Tuhan Yang Maha

Kuasa yang telah memberikan rahmat dan kasih setia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Bagian Pemanggil Alat Penerima

Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak Berbasis Mikrokotroler AT89S51”.

  

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan

memberikan dukungan pada penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Yesus Kristus, juru selamat dan sumber kekuatan penulis.

  

2. Bapak Damar Widjaja S.T., M.T. selaku Pembimbing I sekaligus

pendamping akademik penulis dan bapak Martanto S.T., M.T. selaku Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, arahan dan motivasi

  

4. Untuk abang Baum Hauer Depari, SE yang penulis yakin sudah tenang “di

sana”. Penulis yakin dari “atas sana” penulis pasti selalu diberikan doa dan

semangat. Semua kenangan yang sangat berarti bagi penulis dan sangat cepat

berlalu. Terima kasih cokelatnya. Terima kasih juga atas semangat hidup yang

dapat penulis lihat, rasakan dan pelajari.

  

5. Joe yang telah memberikan doa, dukungan dan kesabaran kepada penulis

terutama saat penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih pernah meminjamkan kedua kaki dan tangan pada saat penulis tidak sanggup untuk berdiri dan melakukan apapun. Terima kasih telah menjadi yang terbaik sampai saat ini dan semoga sampai selamanya buat penulis.

  

6. Ika, rekan penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Maaf atas semua

kesalahan yang penulis yakin telah dimaafkan. Terima kasih telah menampung

air mata yang sempat tumpah. Tidak akan pernah penulis lupakan kejadian

sandal di Fresco. Uuupppssss…maap, keceplosan.

7. Bapak Michael dan Mama Helen, terima kasih atas semua doa, nasehat dan

  

10. Teman-teman Teknik Elektro. Andriy, Boyke, Sukur, Koko, Rawung,

Wharton, Bang Erik, Kabayan, Roni, Ricky, Bang Aldi, Brekele dan lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan semuanya.

  

11. Teman-teman lainnya. Sithae, Gothe, Focolare, Louis, Anggi, Rangga,

Pelangi crew, Mataraga crew, Enat dan semua teman serta sahabat yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas doa, dukungan dan bantuan yang telah diberikan demi perjalanan S1 ini.

  

12. Laboran crew, terima kasih atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka

menyelesaikan tugas akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna, baik dari segi isi, tata bahasa maupun penulisannya. Hal ini dapat

terjadi karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kurangnya buku-buku

pendukung yang dimiliki penulis. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan

saran dan kritik yang membangun agar dalam proses penulisan di kemudian hari

dapat semakin baik.

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i 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 .................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xviii

  BAB I. PENDAHULUAN I.1 Judul ............................................................................................... 1 I.2 Latar Belakang Masalah ................................................................ 1 I.3 Tujuan ............................................................................................ 2 I.4 Manfaat .......................................................................................... 2 I.5 Batasan Masalah ............................................................................ 2

  II.4 Komunikasi Serial ........................................................................ 21

  II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal ....................................... 22

  II.4.2 IC Komunikasi Serial RS-485 .......................................... 24

  II.4.3 Pemberian Bias pada Jaringan RS-485 ............................. 25

  II.4.4 Kabel Jaringan pada RS-485 ............................................ 25

  II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik ................................................................ 26

  II.5 LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 29

  II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U ...................................... 31

  II.5.1.1 Register ................................................................ 32

  II.5.1.2 BF (Busy Flag) ..................................................... 32

  II.5.1.3 AC (Address Counter) .......................................... 33

  II.5.1.4 DDRAM (Display Data RAM) ............................. 33

  II.5.1.5 CGROM (Character Generator ROM) ................ 33

  II.5.1.6 CGRAM (Character Generator RAM) ................ 34

  II.5.2 Pin LCD ............................................................................ 34

  BAB III. PERANCANGAN ALAT III.1 Perancangan Perangkat Keras ..................................................... 36 III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ........ 36 III.1.1.1 Rangkaian Osilator ............................................. 37

  BAB V. PENUTUP V.1 Kesimpulan .................................................................................. 62 V.2 Saran ........................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 63

LAMPIRAN PROSEDUR PENGGUNAAN ALAT .................................. L1

LAMPIRAN LISTING PROGRAM ........................................................... L2

LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP .................................................... L3

LAMPIRAN DATASHEET .......................................................................... L4

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian Resistor Seri ........................................................................ 5Gambar 2.2. Rangkaian Resistor Paralel .................................................................... 5Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm ........................................................................... 6Gambar 2.4. Rangakaian Keypad 4x3 ........................................................................ 7Gambar 2.5. Rangkaian Tombol dengan R ......................................................... 8

  

pullup

Gambar 2.6. Efek Bouncing pada saat penekanan tombol ......................................... 8Gambar 2.7. Diagram Kotak Inti AT89S51 ............................................................... 9Gambar 2.8. Alamat RAM Internal dan Flash PEROM AT89S51 ......................... 10Gambar 2.9. Peta Memori RAM Internal ................................................................ 11Gambar 2.10. Peta Memori SFR AT89S51 ............................................................. 12Gambar 2.11. Menghubungkan Kristal Sumber Detak ............................................ 18Gambar 2.12. Diagram Pin Mikrokontroler AT89S51 ............................................ 18Gambar 2.13. Sinyal Keluaran dari Pemancar (driver) ............................................ 22Gambar 2.14. Sinyal Masukan untuk Penerima (receiver) ...................................... 22Gambar 2.15. (a) Rangkaian Parallel Termination ................................................. 24 (b) AC-coupled Termination ............................................................. 24Gambar 3.1. Diagram Blok Alat Pemanggil Gedung Berkamar Banyak ................ 35Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil ........................................................ 36Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 .................................................. 36Gambar 3.4. Rangkaian Osilator .............................................................................. 37Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler ............................................ 38Gambar 3.6. Rangkaian Keypad Matriks 4x3 .......................................................... 39Gambar 3.7. Rangkaian Komunikasi Serial RS-485 ................................................ 40Gambar 3.8. IC RS-485 ............................................................................................ 41Gambar 3.9. Rangkaian Prasikap untuk Jaringan .................................................... 44Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama ............................................................ 45Gambar 3.11. Diagram Alir Sub Rutin Tunggu Balasan .......................................... 47Gambar 3.12. Diagram Alir dari Penulisan Karakter di LCD ................................ 48Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil .................................................... 49Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel ............................................. 50Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil ..................................................... 52Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar ......................................................................... 52Gambar 4.5. Tampilan Keterangan .......................................................................... 52Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi ..................................................... 53Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 Karakter .......................................... 53Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu .................................................................... 53Gambar 4.20. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 3...................................... 59Gambar 4.21. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 4...................................... 60

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................................ 19Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................ 20Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi ...................................................................................... 34Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada keypad matriks 4x3 ........................... 40Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras .................................................... 49Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya ......................... 50Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya ......................... 51Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter ....................................... 57Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok .............. 57Tabel 4.6. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Lurus .................... 57

BAB I PENDAHULUAN I.1 Judul Bagian Pemanggil Alat Penerima Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak Berbasis Mikrokontroler AT89S51. I.2 Latar Belakang Masalah Bel penerima tamu yang ada sekarang ini sudah dianggap tidak praktis

  

karena tamu tidak bisa langsung memanggil penghuni dan dapat mengganggu

penghuni lain. Bel penerima tamu biasa hanya dapat memberikan informasi

berupa suara bel yang mengindikasikan adanya tamu yang datang. Selain itu, tamu

tidak bisa mengetahui jika penghuni ada, sedang sibuk atau sedang keluar [1].

  2

sehingga penghuni tidak segera mengetahui kepada siapa tamu berkunjung.

Dengan permasalahan tersebut, maka diperlukan alat penerima tamu pada gedung

berkamar banyak yang lebih efisien dan efektif.

  I.3 Tujuan Tujuan yang hendak dicapai adalah membuat suatu peralatan yang

berfungsi sebagai penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis

mikrokontroler AT89S51.

  I.4 Manfaat Manfaat penelitian ini adalah tersedianya peralatan untuk memanggil

penghuni pada gedung berkamar banyak dan segera mengetahui keberadaan

penghuni tersebut.

  3

I.6 Metodologi Penelitian

  Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :

  1. Studi Pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang berkaitan.

  2. Perancangan hardware dan software.

  3. Membuat hardware dan software.

  4. Melakukan pengujian hardware dan software alat penerima tamu pada gedung berkamar banyak, sehingga dapat diketahui hasil secara realistis.

  5. Pengambilan data berdasarkan hasil pengujian pada alat.

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

  7. Menarik kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang

  4

Bab II Dasar Teori, yang memuat : Matriks Keypad, Mikrokontroler AT89S51, Komunikasi Serial, LCD (Liquid Crystal Display), LPF (Low Pass Filter). Bab III Rancangan Penelitian, yang memuat : Perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak. Bab IV Hasil dan Pembahasan, yang memuat : Hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat lunak yang telah dibuat. Bab V Penutup, yang memuat : Kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan penelitian selanjutnya.

BAB II DASAR TEORI II. 1 Rumus Dasar II.1.1 Rangkaian Resistor Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total

  semakin besar [3]. Gambar 2.1 menunjukkan contoh resistor yang dirangkai secara seri. Pada rangkaian resistor seri berlaku rumus: R total = R 1 + R 2 + R 3 + Rn .......................................................................... (2.1)

  R1 R2 R3 Rn . . . .

Gambar 2.1. Rangkaian Resistor secara Seri [3].

  6

II.1.2 Hukum Ohm

  Dari Hukum O hm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumla h arus yang mengalir melalui resistor tersebut. Gambar 2.3 menunjukkan diagram Hukum Ohm.

Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm

  7

artinya terdiri dari 4 baris (jalur output) dan 3 kolom (jalur input). Matriks keypad

ini tersusun dari 12 tombol, apabila tidak menggunakan konfigurasi matriks

keypad maka dibutuhkan 12 masukan sedangkan dengan matriks keypad hanya

menggunakan 7 masukan. Rangkaian matriks keypad sederhana dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

  1

  

2

  3 B1

  4

  

5

  6 B2

  7

  

8

  9 B3 #

• B4 K1 K2 K3

  Gambar 2.4. Rangkaian keypad 4x3 [4].

  8

pada Gam bar 2.5. Efek bouncing terjadi ketika tombol ditekan akan menghasilkan

getaran atau sebelum mencapai keadaan stabil atau tombol tersebut akan ON/OFF

berulang-ulang.

Gambar 2.5. Rangkaian tombol dengan R pullup [4].Gambar 2.6. Efek bouncing pada saat penekanan tombol [4].

  9

Gambar 2.7. Diagram kotak inti AT89S51 [2].

  Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari CPU, Memory, Port I/O, Port

Serial, kontrol interupsi, kontrol bus, osilator, dan timer /counter seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.7. Pada pe ne litian ini, pembahasan mikrokontroler

dibatasi pada organisasi memori, set instruksi, pemberian clock, serta struktur

  10

Gambar 2.8. Alam at RAM Internal dan Flash PEROM AT89S51 [2].

  R AM Internal, Special Function Register (SFR) serta Flash PEROM A T89S51 akan dijelaskan pada bagian berikut.

  1. RAM Internal RAM internal pada mikrokontroler AT89S51 terdiri atas: a. Register Bank Mikrokontroler ini memiliki 8 bua h register yang terdiri dari R0 sampai den gan R7. Delapan buah register tersebut dapat diubah ke

  11 Lokasi RAM Internal dapat dilihat pada Gambar 2.9.

  Gamb ar 2.9. Peta memori RAM Internal [2].

2. Register Fungsi Khusus ( Special Function Register )

  12 b. Por t AT89S51 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan

  Port 3 yang terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semu a port tersebut dapat d ialamati secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan bit data pada salah satu port tanpa mengganggu port yang lain.

  13 e. Stack Pointer Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H.

  Proses yang berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh instruk si-instruksi Push, Pop, Acall dan sebagainya.

  f. Data Pointer Data pointer atau DPTR me rupakan register 16 bit. DPTR biasa

digunakan untuk mengakses data yang terletak di memori external.

  g. Timer Register AT89S51 m empunyai dua buah 16 bit Timer/Counter yaitu : timer 0 dan timer 1. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk TH0, sedangkan Timer 1 terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8D H untuk TH1.

  Port Register

  h. Serial Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk

  14

  3. Flash PEROM AT89S51 mempunyai 4 kilo byte Flash PEROM yang dapat ditulis dan dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer. Program yang terdapat pada Flash PEROM akan dieksekusi jika sistem dikembalikan pada keadaan semula. Bila sistem tersebut telah dikembalikan pada kea daan semula, maka pin EA/V PP akan berlogika satu, sehingga mik rokontroler akan aktif berdasarkan program yang ada di Flash PER OM. Tetapi apabila pin EA/V berlogika nol, maka mikrokontroler

  PP aka n aktif berdasarkan program yang ada pada memori external.

II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51

  Semua anggo ta keluarga mikrokontroler AT89S51 mengeksekusi

kelompok inst ruksi yang sama [2]. Kelompok instruksi ini telah dioptimasi untuk

aplikas i kontrol 8 bit, serta menyediakan berbagai macam mode pengalamatan

  15 Dalam pengalamatan langsung, masukan data ditentukan berdasarkan alamat 8 bit (1 byte) dalam suatu instruksi. Hanya RAM data internal dan SFR yang bisa diakses secara langsung.

  b. Pengalamatan Tak Langsung (Indirect Addressing) Dalam pengalamatan tak langsung, instruksi menentukan suatu register yang digunakan untuk menyimpan alamat masukan. Baik RAM internal maupun eksternal dapat diakses secara tak langsung. Register alamat untuk alamat-alamat 8 bit bisa menggunakan Stack Pointer dari register bank yang dipil ih. Sedangkan untuk alamat 16 bit hanya bisa menggunakan register pointer data 16 bit atau DPTR.

c. Instruksi-Instruksi Register

  Register bank yang masing-masing berisi 8 register, dapat diakses melalui instruksi dengan kode masukan yang mengandung 3 bit spesifikasi register. Akses register deng an cara demikian bisa

  16 e.

  2. beb Beb DE

  n operasi logika AND (ins Pengalamatan Terindeks (Indexed Addressing) Memori program hanya bisa diakses melalui pengamatan terindeks.

  Pengalamatan terindeks digunakan dalam instruksi-instruksi “lompat bersyarat”. Dalam hal ini, alamat tujuan dari instruksi lompat (jump) dihitung sebagai jumlah dari penunjuk dasar (base pointer) dengan data akumulator.

  Instruksi Aritmatika Instruksi-instruksi aritmatika selalu melibatkan akumulator, hanya erapa yang melibatkan register lainnya (DPTR dan lain-lain) [2]. erapa contoh instruksi aritmatika antara lain ADD, ADDC, SUBB, C, INC. truksi Logika Instruksi logika digunakan untuk melakuka truksi ANL), OR(instruksi ORL), XOR (instruksi XRL), operasi clear

3. Ins

  17 Pengaksesan ruang memori external menggunakan Data Pointer (DPTR) sebesar 16 bit.

  5. Instruksi Boolean Mikrokontroler AT89S51 memiliki sebuah prosesor boolean yang cukup lengkap. Instruksi boolean digunakan pada operasi bit dan melibatkan alamat pada internal RAM yang merupakan bit addres sable .

  Contoh instruksi Boolea n antara lain ANL, SETB, CLR.

  6. Instruk si Lompat (jump) Instruksi lompat (jump) merupakan perintah yang digunakan pada mikrokontroler AT89S51 untuk melakukan perpindahan alamat perintah yang akan dieksekusi oleh CPU. Instruksi lompat ini dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu instruksi lompat tak bersyarat (antara lain instruksi LJMP, AJMP, S JMP) dan instruksi lompat bersyarat (antara lain instruksi JZ, CJNE dan DJN Z).

  18

besar k apasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF dan bila jenis keramik besar

kapasitor yang terpasang adalah 40 pF ± 10 pF.

Gambar 2.11. Menghubungkan kristal sumber detak [2].

II.3.4 Struktur AT89S51

  Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 pin, 32 pin di antaranya

digunakan sebagai port paralel [2]. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga

32 pin membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal sebagai Port

0, Port 1, Port 2 dan Port 3. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 secara

lengkap ditunjukkan pada Gambar 2.9. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 pada

Gambar 2.12 dijelaskan pada Tabel 2.1.

  19

Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

  No Pin Port Nama/ID Fungsi Keterangan 1 1-8 1 Sebagai input dengan memberi logika ”1”.

  Sebagai output

  , port ini dapat memberikan sink output ke em TTL

  I/O biasa pat buah 2 5 1 MOSI Serial data input Multiple Output Single

  Input 3 6 1 MISO Serial data output Multiple Input Single

  Output 4 7 1 SCK Serial clock input

  Serial Clock 5 9 3 RST masukan reset Reset

  Sebagai 6 10

  3 RXD Sebagai serial input

  7 11 3 TXD Sebagai serial output port

  20

Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

  No Pin Port N D i Keterangan ama/I Fungs 13 17 3 RD a memory read rt Read

  Sebagai external dat strobe po

  14 18 XTAL 1 oscillator Sebagai input

  15 19 t

  XTAL

2 Sebagai

  oscillator outpu 16 20 GND Sebagai ground Ground

  17 21-28 2 I/O t t

  Input/Output Sebagai inpu dan outpu

  18 29 PSEN Program Store Enable Sebagai sinyal baca untuk memori program

  19 30 ALE masukan pulsa

  Address Latch Enable Sebagai program Sebagai

  21

II. 4 Komunikasi Serial

  Sistem transmisi data secara serial ada dua jeni s [5] : 1. Transmisi data secara tidak seimbang (unbalanc ed line ).

  Contoh transmisi data secar a tidak seimba ng (unbalance line) adalah

dengan sistem RS-232 yang menggunaka n sebuah kaw at penghantar untuk siny al

dan sebuah kawat penghantar untuk ac uan pentanah an (grounding). Pada sistem

ini nilai amplitudo sinyal tergantung pada beda potensial antara penghantar sinyal

terhadap ground.

2. Transmisi data secara seimbang ( ).

  ba lanced line Pada sistem transmisi data s ecara seim bang (balance line), kedua

penghantar selalu berfluktuasi saling bertolak-belakang sehingga selalu tercipta

beda potensial pada kedua penghantar. Pada sistem transmisi ini, sinyal masih

dapat terdeteksi pada jarak yang cukup jauh. Selain itu, sistem transmisi data

secara seimbang lebih tahan terhadap noise. Sistem transmisi data serial secara

  22

terminal A-B dengan acuan titik tengah ground, seperti diperlihatkan pada

Gambar 2.13. Penerima (receiver) mampu menerima data dengan nilai amplitudo sinyal minimal +200 mV sampai –200mV antara terminal A-B. Sehingga sisi

  

penerima dapat menerima sinyal dengan amplitudo antara +200 mV sampai

200mV ( sinyal minimal) hingga +6 V sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih

dapat diterima, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.14.

• + 6

  Toleransi

• + 2

  A Tegangan B _AB

  V C ENABLE

• - 2

  Toleransi (REQUIRED FOR RS-485)

• - 6

  Gambar 2.13. Sinyal keluaran dari pemancar (driver) [5].

_{1/2Vi +Vi a 1/2Vi A B + 200mV} + 6 V _{u m g an m m k si g an} Tegangan _AB

  V _C - 200mV _te

  23

kecepatan laju data yang digunakan. Pengaturan impedansi terminal dapat

diabaikan bila delay propagasi saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.

  Sebagai contoh, sebuah sistem yang menggunakan kabel dengan panjang

2000 feet (= 609,6 m), delay propagasi saluran data dapat dihitung dengan

panjang kabel dibagi dengan kecepatan laju propagasi yang biasanya sebesar 66%

  8

sampai 75 % dari kecepatan cahaya (= 3x10 m/s). Dengan panjang ka bel 2000

fe et , perjalanan bolak-balik data 4000 feet dengan laju propagasi 0.66 x kecepatan

cahaya, sehingga delay propagasi sebesar 6 .2 µs. Bila perjalanan data sebanyak

tiga kali bolak-balik maka delay propagasi sebesar 18.6 µs. Karena lebar satu bit

data untuk 9600 baud adalah 104 µs, hingga pada kasus ini pengaturan impedansi

terminal dapat diabaikan.

  Ada dua macam pengaturan impedansi terminal : 1. Parallel Termination.

  Para llel Termination adalah menambahkan resistor yang dipasang parallel

  24 (a)

  (b)

Ga mbar 2.15. (a) Rangkaian parallel termination (b ) AC-coupled termination [5].

II.4 .2

  IC komunikasi serial RS-485 Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar RS-

485 yaitu IC RS-485. Ada berbagai seri IC RS-485 yang dikeluarkan pabrik

kom ponen elektronika, antara lain SN75176 b uatan Texas Instrument, DS36C278

buatan National Semiconductor, dan MAX48x serta MAX1487 buatan MAXIM.

  

IC RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti

Ga mbar 2.16.

  IC RS-485

• 5V

  25 R b

  

V = × Vcc ........................................................................................ (2.3)

  R R a b

• DE

  Jika Rb ditetapkan sebesar 3 k Ω, maka Ra = 2 kΩ. Sistem yang akan

dibuat menggunakan konfigurasi jaringan multidrop 2 kabel karena digunakan

untuk komunikasi half duplex yang diatur sebagai pengirim.

II.4.3 Pemberian Bias p ada Jaringan RS-485

  Pemberian bias pada jaringan ini berguna apabila jaringan dalam

keadaan kosong, maka sinyal dalam keadaan menunggu (idle) dan tidak dalam

keadaan mengambang (tidak tentu) [5]. Untuk memelihara status idle dalam

keadaan jaringan kosong, perlu dipasang resistor yang dirangkai pullup dengan

saluran data B terhadap Vcc (pada umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor

pulldown pada saluran data A terhadap ground. Rangkaian prasikap pada jaringan

  26

dan rugi–rugi dielektrik. Untuk kabel dengan kualitas tinggi, rugi–rugi penghantar

dan rugi–rugi dielektrik merupakan faktor yang sangat penting.
Gambar 2.17. Rangkaian prasikap pada jaringan RS-485 [5].

II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik

  Sistem komunikasi dengan standar RS-485 menggunakan dasar sistem

perbedaan potensial sinyal dengan besar nilai perbedaan sinyal maksimal 6 Volt

  27

  

1. Memisahkan antara ground data dengan ground lokal/casing/ground power

meng gunakan koneksi optik (dapat berupa optocoupler atau komponen optik yang lain) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.18.

  

2. Menyambungkan ground data dan ground lokal/ground power menggunakan

konektor dengan impedansi rendah (dapat berupa resistor dengan nilai resistansi kecil) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19.
Gambar 2.18. Pemisahan ground dengan isolasi optik [5].

  28

1 . Cara pertama adalah dengan memasang dioda zener bolak-balik secara shunt

terhadap penghantar jaringan. Dioda dirangkai shunt terhadap ground ataupun terhadap masing–masing penghantar jaringan. Kelebihan cara ini adalah me mberi proteksi terhadap arus yang tinggi. Sedangkan kelemahannya adalah memiliki batas ambang tegangan yang tinggi dan tingkat pengamanannya lambat seperti ditunjukkan pada Gambar 2.20.

  

2. Cara kedua adalah dengan memasang dioda zener bolak balik secara shunt dan

merangkai fuse secara seri seperti terlihat pada Gambar 2.21.

  

(a)

  29

II. 5 LCD ( Liquid Crystal Display)

  LCD (Liquid Crystal Display) atau peraga kristal cair merupakan suatu

a lat yang banyak digunakan sebagai penampil karakter [6]. LCD mengandung

kristal cair yang merupakan moleku l-mo lekul organic kental yang mengalir

se perti suatu cairan, namun memiliki struktur khusus, seperti kristal. Pada waktu

s emua molekul disejajarkan dalam arah yang sama, sifat-sifat optic dari kristal

a kan tergantung pada arah dan polarisasi sinar yang datang. Kesejajaran molekul-

m olekul dapat diubah sifat-sifat optiknya menggunakan medan listrik. Kristal cair

yang diso rot dengan suatu sinar mempunyai intensitas cahaya. Intensita s cahaya

yang keluar dari kristal cair dapat dikendalikan secara elektrik. Sifat ini dapat

dimanfaatkan untuk membuat tampilan-tamp ilan panel datar.

  Sebuah layar tampilan LCD terdiri atas dua plat kaca sejajar yang di

antaranya terdapat suatu volume tertutup yang berisi kristal cair. Elektroda-

elektroda transparan ditempelkan pada masing-masing plat dan digunakan untuk

  30

ini merupakan salah satu kekurangan layar LCD karena pada umumnya sukar

dilihat dalam kondisi ruang yang sedikit pencahayaannya. Pada luasan yang di

sinari cahaya, pemantul (reflector) diletakkan di belakang LCD untuk

memantulkan kembali cahaya yang melewati layar untuk intensitas yang

maksimum.

  Lifetime LCD tergantung pada pencahayaan (illumination). LCD yang

paling banyak digunakan adalah LCD monokrom atau LCD dengan satu warna.

  

Tampilan LCD tidak seterang dan sejernih dibanding dengan layar tabung (tube

display) . Untuk mengurangi masalah kesulitan melihat suatu karakter yang

ditampilkan pada LCD dalam kondisi ruang yang pencahayaannya buruk, maka

beberapa layar menggunakan suatu panel cahaya yang di dalamnya terdapat kaca

yang disebut layar electroluminescent. Tipe LCD ini mempunyai layar backlight,

yaitu layar yang mempunyai lampu di belakang panel. Penempatan lampu ini ada

yang terpisah dan ada pula yang menjadi satu dengan panel electroluminescent.

  31

Gambar 2.22. Susunan umum layar LCD [6].

II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U

  Penelitian ini menggunakan LCD Hitachi HD44780U yang di dalam nya

terdapat dua driver HD44780U, memori 16 byte dan memori data 80 byte [7].

  

LCD denga n driver HD44780 dapat menampilkan angka-angka, abjad, huruf

jepang kana dan juga simbol-simbol lainnya. Interface LCD HD44780U denga n

  32 Total jumlah karakter yang dapat ditampilkan sekaligus dalam satu layar

adalah sebanyak 32 karakter, dengan masing-masing karakte r terbentuk dari

susunan titik-titik (dot) yang berukuran 5x8. HD44780U memiliki beberapa

bagian sebagai berikut [7] :

  II.5.1.1 R egister HD44780U memiliki dua buah register 8-bit, yaitu IR (Instruction

  

Register ) dan DR (Data Register). IR (Instruction Register) merupakan register

yang hanya dapat ditulis untuk menyimpan kode-kode instruksi seperti Display

Clear , Cursor Shift dan juga untuk alamat dari DDRAM (Display Data RAM)

ataupun CGRAM (Character Generator RAM). Sedangkan DR (Data Register)

merupakan register yang bisa ditulis maupun dibaca untuk penyimpanan data

sementara yang akan ditulis ata u dibaca dari atau ke dalam DDRAM ataupun

CGRAM.

  II.5.1.2 BF ( Busy Flag)

  33

  II.5.1.3 AC ( Address Counter) Fungsi dari AC (Address Counter) adalah untuk mengamati DDRAM dan juga CGRAM.

  II.5.1.4 DDRAM ( Display Data RAM) DDRAM menyimpan karakter-karakter yang dikirim (sandi ASCII) dan

yang ingin ditampilkan pada layar LCD. Register data menyimpan data sementara

yang ditulis ke DDRAM atau CGRAM dan menyimpan data sementara yang akan

dibaca da ri DDRAM atau CGRAM. DDRAM memiliki kapasitas 80x8 bit atau 80

karakter. DDRAM dapat dilihat pada Gambar 2.24.

  II.5.1.5 CGROM ( Character Generator ROM) CGROM merupakan ROM (Read Only Memory) berukuran 80x8 bit

yang mampu membangkitkan bentuk dot matrix berukuran 5x8 maupun 5x10 dari

  8-bit kode karakter.

  34

  II.5.1.6 CGRAM ( Character Generator RAM) CGRAM merupakan penghasil karakter menggunakan sandi ASCII ilkan ke layar LCD. CGRAM berukura LCD yang digunakan adalah LCD buatan Hitachi dengan driver HD44780U yang memiliki 16 pin seperti yang terlihat pada Tabel 2.2 [7].

Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi [7].

  No. Nama Pin Deskripsi kemudian dikirim ke DDRAM untuk ditamp n 64x8 bit yang memungkinkan pemakai untuk memprogram bentuk karakter yang diinginkan.

  II.5.2 Pin LCD

  1 VCC +5V

  2 GND

  0V

  3 VEE Tegangan Kontras LCD

  4 RS Re ntah, 1= Register

  Data

gister Select , 0=Register Peri

  5 R/W 1=Read, 0=Write

BAB III PERANCANGAN ALAT Alat pemanggil penghuni gedung berkamar banyak ini terdiri dari dua

  bagian, yaitu pemanggil yang diletakkan di depan pintu gedung dan bagian terpanggil yang berada di dalam gedung. Bagian pemanggil berfungsi untuk memanggil penghuni kamar di dalam gedung. Gambar 3.1 memperlihatkan diagram blok sistem keseluruhan.

  Slave Slave Slave Slave

  Mikrokontroler AT89S51

  1

  2

  3

  4 Keypad LCD Gambar 3.1. Diagram blok alat pemanggil gedung berkamar banyak.

  36 Mikrokontroler AT89S51

  LCD KEYPAD TX RX

RS485

Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil.

  III.1 Perancangan Perangkat Keras

  III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroler pada bagian pemanggil berfungsi untuk mengolah data

masukan dari keypad, menampilkan karakter di LCD dan mengirim atau

menerima data dari bagian terpanggil dengan komunikasi serial RS-485.

Rangkaian mikrokontroler pada bagian pemanggil dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Keseluruhan proses kerja dari mikrokontroler dijalankan dengan perangkat lunak

yang akan dibahas pada bagian perancangan perangkat lunak.

  TX RX Bagian Terpanggil

  (4 kamar) J8 _{R2 Key pad 3x4}

  37

III.1.1.1 Rangkaian Osilator

  Rangkaian osilator menggunakan on-chip oscillator yang membutuhkan

sebuah kristal pembangkit frekuensi dan 2 buah kapasitor eksternal yang

ditunjukkan pada Gambar 3.4. Frekuensi osilator untuk mikrokontroler AT89S51

maksimal 33 MHz. Dalam perancangan digunakan kristal (X1) 11,0592 MHz

dengan alasan mudah didapat dan menghasilkan error minimal untuk komunikasi