TUGAS AKHIR - Sistem penyiraman tanaman otomatis berbasis mikrokontroler AT89S51 - USD Repository

  

TUGAS AKHIR

SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

  

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh:

YOHANES DWI HARDIYANTO

  

NIM: 035114012

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2009

  

FINAL PROJECT

AUTOMATIC PLANT WATERING SYSTEM BASED ON AT89S51

MICROCONTROLLER

Presented as Partial Fullfilment of the Requirment

to Obtain the Sarjana Teknik Degree

in Electrical Engineering Study Program

written by :

  

YOHANES DWI HARDIYANTO

Student Number: 035114012

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

  

2009

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  

Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi 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, 2 april 2009 (Yohanes Dwi Hardiyanto)

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yohanes Dwi Hardiyanto

  Nomor Mahasiswa : 035114012

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM PENYIRAMAN TANAMAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER

  AT89S51

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk

media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas dan

mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu

meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 30 Mei 2009 Yang menyatakan (Yohanes Dwi Hardiyanto)

HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN

  !

  

INTISARI

Tanaman dalam kondisi alamiah maupun dibudidayakan, mengalami stres akibat

kondisi lingkungan. Dengan dasar tersebut dibuatlah sistem penyiraman yang

memperhatikan lingkungan yang diterapkan pada penanaman bawang merah. Bawang merah

harus mempunyai tata air dan tata udara dalam tanah yang baik.

  Penyiraman dilakukan dengan pompa aquarium yang dikontrol oleh mikrokontroler

berdasarkan suhu dan kelembaban tanah. Sensor suhu yang digunakan LM35. Sensor

kelembaban tanah menggunakan dua pipa kuningan dengan prinsip elektroda. Unit

antarmuka menggunakan beberapa rangkain pengondisi sinyal dan pengubah analog ke

digital (ADC) yang diproses oleh mikrokontroler. Keluaran mikrokontroler ditampilkan ke

LCD dan sebagai masukan transistor sebagai saklar. Transistor sebagai saklar digunakan

untuk menghidupkan dan mematikan pompa.

  Hasil pengujian dan analisa menunjukkan suhu udara yang dapat diukur 8 C - 50 C

dengan tingkat kesalahan 1 C -2 C . Alat ini dapat mendeteksi keadaan tanah kering atau

basah.

  

Kata kunci : Bawang merah, Mikrokontroler, LM35, Prnsip elektroda, LCD dan Transistor

sebagai saklar.

  

ABSTRACT

In the natural condition or cultivated, plants suffered from stress as effect of

environment condition. Based on this fact a watering system which concern the environment

and apllied for onion planning was made. Onion had to have drainase system and airing

system on the good soil.

  The watering was made with an aquarium pump which was controled based on the

temperature and soil humidity. The temperature sensor used was LM 35. The sensor of the

oil humidity used two brass Pipes with an electrode principle. The interface unit used signal

coditioning circuit and analog to digital (ADC) processed by microcontroller. The

microcontroller output was displayed to LCD and switch transistor input. The switch

transistor was used to turn off and turn on the pump.

  The result of the measurement and analysis provided the air temperature which can

be measured 6 C - 50 C with the error probability of 1 C - 2 C . This equiment could

detect the condition of the soil whether is was dry or wet.

  Keywords : Onion, Microcontroller, LM 35, Electrode Principle, LCD, Switch Transistor.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis ungkapkan pada Tuhan Yesus dan Bunda Maria, karena

hanya berkat dan bimbingan-Nya penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini. Dengan usaha

yang keras dan diiringi doa yang tiada henti juga atas bantuan semua pihak maka skripsi ini

dapat diselesaikan.

  Penulis menyadari bahwa mulai dari proses perancangan, realisasi sampai pengujian

alat dan proses penyusunan skripsi ini tidak dapat lepas dari bantuan, dorongan, dan

bimbingan berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapakan

terima kasih kepada :

  1. Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. selaku Dosen pembimbing I atas segala pemikiran dalam membimbing, ide, tenaga dalam menyelesaikan skripsi ini, serta kesabaran dan sarana yang sangat penulis perlukan untuk menyelesaikan tugas akhir ini dari awal hingga selesai.

  2. Kedua orang tua tercinta Petrus Suradi dan Anna Cristina Boniyem. Terima kasih atas segalanya, perhatiannya, dukungan untuk terus maju, cinta dan kesabaran dalam mendidik penulis.

3. Kakakku Susan Premiati serta adikku Windriyani dan Clara Endri Prasetyani yang selalu memberikan dukungan semangat dan kasih sayang kepadaku.

  4. Teman teman semua yang membantu karya tulis ini : Sukur Widodo, Wisnu Hartono, Dedi Setiawan, Adi Santoso, Nicodemus, Wahyu Jatmiko, Andrinanta, Icuk, Micael Tarsono, Rano Laksono, Titis Hadiyanto, Damaskus

  Kristanto, Yohanes Herwawan, Budi Astika, Damar Sandi, Galuh Yudha Pratama , Agung Nendi, Yosef Boyke, Sigit Purbayadi, dan Adhi Suranto.

  5. Supriyono yang telah membantu dalam pembuatan mekanis alat.

  6. Temanku yang mengerjakan bersama di lab TA: Taufik (TE04), Eri (TE04) dan Wiwied (TE03).

  7. Laboran Teknik Elektro: Antonius Suryo, Suryo Asih Subrota, Aris Sukardjito dan semua staf sekretariat Fakultas Teknik.

  8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah membantu dalam seluruh rangkaian proses pendidikan ini.

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak

kekurangan, kelemahan dan jauh dari sempurna. Oleh sebab itu penulis dengan

kerendahan hati mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

penyempurnaan tugas akhir ini.

  Yogyakarta, 2 april 2008 Penulis (Yohanes Dwi Hardiyanto)

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL....……………………………………………………………….... i

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS.………………………………..... ii

HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………………………. iii

HALAMAN PENGESAHAN .....................................……………………………........ iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………………….................. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS......................................................................................... vi

PERSEMBAHAN MOTTO......………………………………………………………... vi

  

INTISARI......................................................................................................................... vii

ABSTRACT ………………………………………………………………………...... viii

KATA PENGANTAR…………………………………………………………….......... ix

DAFTAR ISI ………………………………………………………………………....... xi

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………....... xiv

DAFTAR TABEL............................................................................................................. xvi

DAFTAR LAMPIRAN.......... .……………………………………………………........ xvii

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

  1

1.1 Judul …… …………………………………………………………………...

  1

1.2 Latar Belakang Masalah..................................……………………………....

  1

  1.3 Tujuan Dan Manfaat................………………………………………............ 1

1.4 Batasan Masalah................………………………………………………......

  2

1.5 Metodologi.................……………………………………………………….

  2

  

1.6 Sistimatika Penulisan...............………………………………………...........

  3 BAB II. DASAR TEORI............………………………………………………………..

  5

2.1 Tanaman Bawang Merah ..............................................................................

  5

2.2 Mikokontoler AT89S51...................………………………………………..

  6

2.3 ADC 0804 ……………………………………………………………...........

  10

2.4 Sensor Suhu .........……………………………………………………….......

  13

  

2.5 Sensor Kelembaban Tanah..........................…………………………………

  14

  2.6 Komparator...........………………………………………………………....... 14

  2.7 Pembagi Tegangan ....................…………………………………………….. 15

  

2.8 Penguat Non Inverting................……………………………………………

  16

2.9 LCD………………………………….………...............................................

  17

2.10 Transistor Sebagai Saklar............................………………………………..

  19

  2.11 Relay......………………………………………………………………........ 20 BAB III. RANCANGAN PENELITIAN..........................................................................

  22

3.1 Prinsip Kerja.........………………………………………………………......

  22

  3.2 Kontruksi Mekanis …………….. …………………………………………… 22

  3.3 Sensor Suhu Dan Pengondisi Sinyal…………………................................... 23

  3.4 Pembagi Tegangan Untuk Nilai Referensi ADC……….................................. 25

3.5 ADC……………………………………………………………………........

  26

3.6 Sensor Kelembaban Dan Pengondisi Sinyal ………......................................

  28

3.7 Mikrokontroler……………………………………........................................

  29

3.8 Transistor Sebagai Saklar................................................................................

  31

  3.9 Pemrogaman Pada Mikrokontroler……………………. ………………….... 32

  

3.9.1 Inisialisasi Port………. …………………………………………………...

  34

  3.9.2 Rutin Penampil LCD…………..…………………………………………... 34

  3.9.3 Baca ADC…….………………………………………………………….... 35

  

BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN ……… …………………... 38

4.1 Pengamtan Sensor Suhu Dan Pengondisi Sinyal………………………. …..

  38

4.2 Pengamtan ADC……………..……………………………………………...

  40

  

4.3 Pengamatan Sensor Kelembaban Dan Pengondisi Sinyal …………………

  41

4.4 Pengamatan Mikrokontroler…………….………………………………….

  42

4.5 Pengamatan Transistor Sebagai Saklar……………………………………...

  44

  4.6 Pengamatan LCD…….…………………………………………………….... 46

  4.7 Pengamatan Kerja Sistem………... ………………………………………… 46

  

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………………... 48

  5.1 Kesimpulan …………………………………………………………… 48

  5.2 Saran …………………………………………………………………… 48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi pin AT89S51………………………………...........

  9 Gambar 2.2 Rangkaian sinyal detak…………………………………….........

  10 Gambar 2.3 Konfigurasi tombol reset…………………………………...........

  10 Gambar 2.4 Konfigurasi ADC 0804…………………………………….........

  12 Gambar 2.5 Sensor suhu model TO……………………………………........... 13

Gambar 2.6 Pipa kunigan sebagai sensor kelembaban …………………......... 14 Gambar 2.7(a) Komparator non inverting dengan bias positif…………….......... 15

  Gambar 2.7(b) Grafik keluaran komparator ……………………………..........

  15 Gambar 2.8 (a) Komparator inverting dengan bias positif…………………........ 15

Gamabar 2.8(b) Grafik keluaran komparator inverting……………………......... 15

Gambar 2.9 Konfigurasi pembagi tegangan …………………………….......

  16 Gambar 2.10 Penguat non inverting ……………………………………..........

  16 Gambar 2.11 Diagram kotak LCD 2X16 karakter………………………..........

  17 Gambar 2.12 Susunan pin LCD 2X16 karakter…………………………..........

  18 Gambar 2.13 Konfigurasi transistor sebagai saklar………………………........

  20 Gambar 2.14 Relay SPDT…………………………………………………......

  21 Gambar 3.1 Blok diagram penyiraman otomatis…………………………......

  22 Gambar 3.2 Kontruksi Mekanis dari sistem penyiraman otomatis……….....

  23 Gambar 3.3 Rangkaian penguat non inverting……………………………...

  25 Gambar 3.4 Konfigurasi tegangan referensi pembagi tegangan…………....

  26 Gambar 3.5 Rangkaian sensor kelembaban tanah…………………………....

  28

Gambar 3.6 Rangkaian mikrokontroler………………………………………. 30Gambar 3.7 Rangkaian transistor sebagai saklar untuk mengerakan pompa…

  32 Gambar 3.8 Gambar diagram alir utama program……………………………. 33

Gambar 3.9 Gambar digram alir untuk penampil LCD ...…………………… 35Gambar 3.10 Gambar alir pembacaan ADC…………………………………… 36Gambar 4.1 Kontruksi mekanis system penyiraman otomatis…………..……

  38 Gambar 4.2 Grafik kesalahan pengukuran tegangan sensor suhu terhadap suhu............................................................................................... 39

Gambar 4.3 Grafik kesslahan pengukuran penguatan terhadap suhu……….... 40Gambar 4.4 Grafik kesalahan ADC terhadap suhu…………………………… 41Gambar 4.5 Keluaran tegangan pada kondisi basah pada C

  V ............................ 42

Gambar 4.6 Kondisi port P2.6 saat logika 1…………………………………... 43Gambar 4.7 Tampilan LCD…………………………………………………… 46

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi pin LCD 2X16 karakter………………………………........................

  19 Tabel 3.1 Penskalaan tagangan………………………………………….................. .......

  24 Tabel 3.2 Kondisi hidup mati pompa……………………………………........................

  33 Tabel 4.1 Perancangan sensor kelembaban dan pengondisi sinyal ………......................

  41 Tabel 4.2 Pengamatan sensor kelembaban dan pengondisi sinyal……………................

  42 Tabel 4.3 Pengamatan mikrokontroler …………………………………………............

  43 Tabel 4.4 Perancangan transistor sebagai saklar……………………………..................

  44 Tabel 4.5 Pengamatan transistor sebagai saklar………………………………...............

  44 Tabel 4.6 Perancangan alat……………………………………………………...............

  45

  DAFTAR LAMPIRAN

Gambar rangkain ………………………………………………………………... L1

Listing program………………………………………………………………..... L2

Tabel 1 Data pengukuran sensor suhu………………………………………...... L8

Tabel 2 Data pengukuran peenguatan non inverting……………………………. L10

Tabel 3 Pengamatan logika ADC……………………………………………….. L12

Tabel 4 Pengujian perangkat lunak pada mikrokontroler………………………. L14

Tabel 5 hasil pangamatan kerja sistem……………………………………….... L15

Gambar.1 Kondisi port pada suhu <32 C dan kondisi basah……………......... L14

Gambar.2 Kondisi port pada suhu >32 C dan kondisi basah…………….......... L14

Gambar.3 Kondisi port pada suhu >32 C dan kondisi kering………….............. L14

Gambar.4 Kondisi port pada suhu <32 C dan kondisi kering…………….......... L14

Gambar.5 Kondisi internal RAM pada suhu <32 C dan kondisi basah…. ....... L14

Gambar.6 Kondisi internal RAM pada suhu >32 C dan kondisi basah…. ....... L14

Gambar.7 Kondisi intrernal RAMpada suhu >32 C dan kondisi kering…......... L14

Gambar.8 Kondisi internal RAM pada suhu <32 C dan kondisi kering….......... L14

  1

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 JUDUL

  Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S51

  1.2 LATAR BELAKANG MASALAH

  Tanaman dalam kondisi alamiah maupun dibudidayakan dengan pertanian seringkali mengalami stres akibat kondisi lingkungan (environmental stresses). Stres biasanya didefinisikan sebagai faktor luar yang tidak menguntungkan yang berpengaruh terhadap tanaman. Dalam kasus ini, stress terjadi karena kondisi lingkungan atau abiotic seperti suhu, kelembaban, salinitas, kekeringan, dan banjir [1].

  stresses

  Dengan dasar tersebut, penulis ingin membuat sistem penyiraman yang memperhatikan lingkungan yang diterapkan dalam penanaman bawang merah. Bawang merah harus mempunyai tata air (drainase) dan tata udara (aerasi) dalam tanah yang baik, tidak boleh ada genangan[2].

  Pada penanaman bawang merah hanya memperhatikan kelembaban tanah yaitu kering atau basah dan suhu sekitar.

  1.3 TUJUAN DAN MANFAAT

  Tujuan penelitian ini adalah membuat suatu replika sistem penyiraman otomatis berbasis AT89S51.

  2 Manfaat dari sistem penyiraman tanaman otomatis ini dapat digunakan untuk meringankan pekerjaan manusia pada umumnya dan petani pada khususnya yaitu membantu penyiraman secara otomatis yang diatur berdasarkan kelembaban tanah dan suhu. Hal ini dapat meminimalisasi kendali manual oleh manusia.

1.4 BATASAN MASALAH

  Sistem penyiraman ini menggunakan pompa untuk mengatur penyiraman. Mati hidup pompa diatur oleh mikrokontroler AT89S51 berdasarkan sensor kelembaban tanah dan suhu.

  Dengan demikian, batasan tugas akhir ini sebagai berikut:

  1. Sistem penyiraman ini hanya merupakan replika dari sistem penyiraman tanaman bawang merah yang sebenarnya.

  2. Sistem penyiraman ini menggunakan sensor suhu ( lm 35 ).

  3. Sistem penyiraman ini menggunakan sensor kelembaban tanah (dua pipa kuningan dengan membandingkan resistansi).

  4. Sistem penyiraman ini menggunakan pompa aquarium.

  5. Sistem penyiraman ini menggunakan LCD 2 ×

  16 karakter untuk menampilkan suhu.

  6. Tampilan nilai suhu pada sistem penyiraman ini hanya merupakan bilangan bulat yang hanya mengukur dari suhu 0 C - 50 C .

1.5 METODOLOGI

  Dalam penelitian ini, langkah-langkah yang perlu dilakukan untuk merealisasikan alat yang akan dibuat adalah berikut:

  3

  1. Studi literatur tentang permasalahan yang dihadapi melalui perpustakaan maupun melalui sumber-sumber yang terkait.

  2. Perencanaan dan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak berdasar teori penunjang.

  3. Pengujian perangkat keras dan program secara keseluruhan serta analisis data.

  4. Melakukan evaluasi dan presentasi hasil yaitu melakukan evaluasi cara kerja dari sistem yang telah dibuat untuk mengetahui aspek-aspek yang mempengaruhinya.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

  Sistematika penulisan dibagi dalam lima bagian yaitu:

  BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah yang diteliti dan sistematika penulisan laporan. BAB II. DASAR TEORI Dasar teori berisi dasar teori dari konsep-konsep dan komponen-komponen yang digunakan dalam melakukan penelitian. BAB III. PERANCANGAN ALAT Bab ini membahas tentang perancangan alat, konsep-konsep alat yang akan dibuat, dan menjelaskan sistem masing-masing bagian. BAB IV. PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN. Bab ini berisi tentang hasil pengamatan dan pembahasan hasil dari pengamatan oleh penulis. BAB V. PENUTUP

  4 berisi saran-saran yang memuat ide-ide untuk pengembangan sistem yang sudah ada.

BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi dasar-dasar teori tentang hal yang berhubungan dengan penanaman

  tanaman bawang merah, konfigurasi sensor, rangkaian penguat, pengubah analog ke digital, mikrokontroler, LCD, dan pompa air.

2.1 TANAMAN BAWANG MERAH

  Tanaman bawang merah dalam tata nama tumbuhan, termasuk dalam klasifikasi sebagai berikut: Divisio: Spermatophyta, Sub division: Angiospermae, Kelas :

  

Monocotyledone, Ordo : Lilialaes (LiliafloraeFamili), Sub ordo : Liliales, Genus :

Allium, Spesies : Allium ascalonicum [2].

  Bawang merah dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai dataran tinggi 1.100 m (ideal 0 – 800 m) di atas permukaan laut. Produksi

  ±

  terbaik dihasilkan dari dataran rendah yang didukung keadaan iklim, meliputi : a) Suhu udara antara 25 C – <=32 C dan iklim kering.

  b) Tempat terbuka dengan pencahayaan 70% karena bawang merah termasuk

  ± tanaman yang memerlukan sinar matahari yang cukup panjang (long day plant).

  c) Tiupan angin sepoi-sepoi berpengaruh baik bagi tanaman terhadap laju fotosintesis dan pembentukan umbinya akan tinggi.

  d) Drainase dan porositas tanah bagus namun dapat menjaga kelembaban tanah.

  e) Kelembaban tanah bawang merah harus cukup lembab.

  Bawang merah tumbuh baik pada tanah subur, gembur, dan banyak mengandung bahan organik dengan dukungan syarat sebagai berikut: a) Jenis tanah yang paling baik adalah lempung berpasir atau lempung berdebu.

  b) Derajat keasaman tanah atau PH tanah untuk bawang merah antara 5,5 – 6,5.

  c) Tata air (drainase) dan tata udara (aerasi) dalam tanah berjalan baik dan tidak boleh ada genangan.

2.2 MIKROKONTROLER AT89S51

  Mikrokontroler AT89S51 merupakan mikrokontroler yang diproduksi oleh ATMEL. Mikrokontroler memiliki memori program internal yang disebut dengan PEROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory). Mikrokontroler AT89S51 mempunyai intruksi timer yang dapat diprogram sebagai PWM (Pulse Width

  ). Sebagai suatu sistem kontrol, di dalam mikrokontroler AT89S51 sudah

  Modulator

  terdapat RAM dan ROM. Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki untuk keperluan input/output port, satu port I/O terdiri dari 8 kaki sehingga totalnya terdapat 4 buah port I/O yang masing-masing dikenal sebagai port 0, port 1, port 2, dan port 3 [3].

  Secara umum, konfigurasi yang dimiliki mikrokontroler AT89S51 adalah :

• Kompatibel dengan produk MCS-51.
• 8 bit CPU (Central Processing Unit) dengan register A dan B.
• 16 bit PC (Program Counter) dan DPTR (Data Pointer).
• 8 bit PSW (Program Status Word).
• 8 bit SP (Stack Pointer).
• 8 Kbyte PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory).
• 256 x 8 bit internal RAM.
• 32 pin Input/Output yang tersusun dari 4 port (masing-masing port 8 bit).

• 2 buah Timer/Counter 16 bit.
• Register Control : TCON, TMOD, SCON, PCON, IP, dan IE.
• Rangkaian osilator dan clock.
• Data Transmitter/Receiver (SBUF).
• 2 buah eksternal interrupt dan 3 buah internal interrupt.

  Berikut fungsi masing-masing pin AT89S51 pada Gambar 2.1

  1. Pin 1 sampai 8, P1.0 sampai P1.7. Port 1 ini dapat berfungsi sebagai I/O biasa dan dapat berfungsi sebagai input dengan memberi logika “1”. Sebagai output,

  port ini dapat memberikan sink output keempat buah input TTL. Sedangkan

  sebagai fungsi yang lain, dalam hal ini untuk In-System Programming (ISP),

  port 1 dapat berperan sebagai: a. P1.5 atau MOSI, digunakan untuk serial data input.

  b. P1.6 atau MISO, digunakan untuk serial data output.

  c. P1.7 atau SCK, digunakan untuk serial clock input.

  2. Pin 9, RST, sebagai masukan reset. Kondisi “1” selama 2 mc (machine cycle) pada saat osilator bekerja akan me-reset mikrokontroler yang bersangkutan.

  3. Pin 10 sampai 17, P3.0 sampai P3.7. Port 3 ini sebagai port I/O biasa dan mempunyai sifat yang sama dengan port 1 maupun port 2. Sedangkan sebagai fungsi khusus, port ini mempunyai keterangan sebagai berikut:

• Pin 10, P3.0 atau RXD, sebagai serial input port.
• Pin 11, P3.1 atau TXD, sebagai serial output port.
• Pin 12, P3.2 atau INT0, sebagai external interrupt 0 port.
• Pin 13, P3.3 atau INT1, sebagai external interrupt 1 port.
• Pin 14, P3.4 atau T0, sebagai external timer 0 input port.

• Pin 15, P3.5 atau T1, sebagai external timer 1 input port.
• Pin 16, P3.6 atau WR, sebagai external data memory write strobe port.
• Pin 17, P3.7 atau RD, sebagai external data memory read strobe port.

  4. Pin 18, XTAL1, sebagai oscillator input.

  5. Pin 19, XTAL2, sebagai oscillator output.

  6. Pin 20, GND, sebagai ground.

  7. Pin 21 sampai 28, P2.0 sampai P2.7 atau A8 sampai A15. Port 2 ini berfungsi sebagai I/O biasa. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai

  input dengan memberi logika “1”. Sebagai output, port ini dapat memberikan sink output ke empat buah input TTL.

  8. Pin 29, PSEN (Program Store Enable), merupakan sinyal baca untuk memori program eksternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle.

  9. Pin 30, PROG atau ALE (Address Latch Enable), pin ini menghasilkan pulsa- pulsa untuk mengunci byte rendah (low byte) alamat selama pengaksesan memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan pulsa program (the

  . Pada operasi normal, ALE akan mengeluarkan sinyal

  pulse program input) clock sebesar 1/6 dari frekuensi kristal.

  10. Pin 31, Vpp atau EA (External Access Enable), EA harus selalu dihubungkan ke ground apabila mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksternal 0000h sampai FFFFh. Selain dari itu, EA akan dihubungkan ke Vcc agar mikrokontroler mengakses program secara internal.

  11. Pin 32 sampai 39, P0.7 sampai P0.0 atau D7 sampai D0 dan A7 sampai A0.

  0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini

  Port dapat memberikan sink output ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika “1” pada port tersebut.

  12. Pin 40, VCC, sebagai penyedia tegangan.

Gambar 2.1 Konfigurasi pin AT89S51

  Mikrokontroler ATMEL AT89S51 memiliki osilator yang tersedia pada kemasan

  IC tersebut (on chip) sebagai sumber detak (clock). Kaki pin 18 dan 19 merupakan kaki

  XTAL1 dan XTAL2 yang dihubungkan dengan kristal keramik dan kapasitor, selanjutnya terhubung dengan ground. Gambar 2.2 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan Mikrokontroler AT89S51. Besar kapasitor yang terhubung dengan sumber detak tergantung dari jenis sumber detak yang dipasangkan. Bila sumber detak berupa kristal, maka besar kapasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF dan bila jenis keramik besar kapasitor yang terpasang adalah 40 pF ± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada data sheet[4].

Gambar 2.2 Rangkaian pembangkit sinyal detakGambar 2.3 menunjukkan konfigurasi tombol reset. Reset akan aktif bila pin RST diberikan logika tinggi selama 2 µs. RST

  _VCC

  R C _{1 SW1 2} Gambar 2.3 Konfigurasi tombol reset

  Bila tombol reset tidak ditekan, maka pin RST akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan bekerja normal. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memperoleh waktu pengosongan kapasitor. Waktu pengosongan kapasitor dapat dihitung sebagai berikut:

  T = R × C ………………………………………………………..... (2.1)

2.3 ADC 0804

  Konversi dari level tegangan ke dalam bentuk digital itu sangat penting di dalam antarmuka antara digital dan dunia nyata. Pengonversi level tegangan analog ke digital, telah tersedia dalam bentuk IC ADC 0804. Berisi delapan pin analog to digital converter, yang dibutuhkan dalam antarmuka di dalam mikroprosesor[5].

  Ketelitian ADC tergantung pada bit data digital yang diharapkan. ADC 8 bit dapat membangkitkan tegangan dengan 255 tingkatan. Misalkan tegangan maksimal yang dapat dibangkitkan 2,55 Volt. ADC dapat mencacah tegangan dari 0 Volt sampai 2,55 Volt, dengan kenaikan input 0,01 Volt. Setiap kenaikan 0,01 Volt keluaran ADC akan berubah 1 bit. Nilai cacahan 0 sampai 225 akan diubah menjadi digital dengan nilai 00H sampai FFH. Waktu pengubahan pada ADC ditentukan dengan persamaan 2.2.

  T clock

  ……………………………………………. (2.2) Tkonversi =

64 Tkonversi = Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah 1 data analog menjadi 1 data digital.

  T = Periode clock Clock

  1 Frekuensi Clock = T clock …………………………………… (2.3) Sesuai dengan rumusan pada data sheet ADC 0804, frekuensi clock dengan konfigurasi typical pada data sheet seperti Gambar 2.4 adalah

  1 …………………………………………………..(2.4) f _{clock =}

  1,1 x R x C Resolusi ADC dinyatakan dengan persamaan 2.5.

  V -

  V

• ref( ) ref(-)

  Resolusi …………………………………………...(2.5) =

  255 Resolusi = Ketelitian ADC V = Referensi tegangan atas ref(+)

  V = Referensi tegangan bawah ref(-)

  V _reff

Resolusi 19,6 mv Sesuai dengan penggunaan ADC 0804 dengan =2,5

typical

  =

  2 Volt, maka 5 - Resolusi

  = 255 Perubahan ADC tiap bit dinyatakan dengan persamaan 2.6.

  Tegangan konversi Level ………………………………………..(2.6) =

  Resolusi ADC Tegangan konfersi = Level x Resousi ADC …………..…………(2.7) _{VCC = 5 v olt 150pF Rev erensi C R Input 10K 19 9 6} U5 _{VREF/2 R DB1 +IN DB0 2 Data Digital F /V E C V DB4 C DB2 DB3 18 13 17 14 16 15 Mengaktif kan ADC Baca ADC SOC EOC 5 3 4 2 1 WR} CLKR DB5 _{RD INTR CS CLKIN DB7 D D DB6 12 11 ADC0804/SO}

₈

_{G G -I} N N _{1 7 N}

Gambar 2.4 Konfigurasi ADC 0804

  Fungsi dari 20 pin DIP ADC 0804

  

1. Pin 1. Chip Select (CS), sinyal untuk mengaktifkan ADC. Jika pin CS rendah,

maka ADC aktif.

  2. Pin 2. Read (RD), merupakan sinyal baca. Jika RD rendah, maka ADC memulai membaca data analog.