PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL.

SKRIPSI

Disusun oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

MAKSIMAL

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan

Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Program Studi Teknik Informatika

Disusun oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL Nama Mahasiswa : DEVIN ARIE WIJAYANTO

NPM : 0634015087

Program Studi : TEKNIK INFORMATIKA Jurusan : TEKNIK INFORMATIKA

Menyetujui,

PEMBIMBING UTAMA PEMBIMBING PENDAMPING

Basuki Rachmat, S.si, MT

Ir Kartini, MT

NPT. 36907 060 209

NIP. 030 212 016

KETUA PROGDI DEKAN

TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

Basuki Rachmat, S.si, MT

Ir. Sutiyono, MT

NPT. 36907 060 209

NIP. 030 191 025

PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI

SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI

MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

0634015087

Telah disetujui untuk mengikuti Ujian Negara Lisan Gelombang V Tahun Akademik 2010/2011

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT NPT. 36907 060 209 NIP. 030 212 016

Mengetahui,

Ketua Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

UPN ”Veteran” Jawa Timur

Basuki Rachmat S.Si, MT NPT. 36907 060 209

SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI

MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

Telah dipertahankan di hadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Pada Tanggal 10 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. 1.

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT NPT. 36907 060 209 NIP. 030 212 016

2. 2.

Ir Kartini, MT Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIP. 030 212 016 NIDN. 0712 127 701

3.

Abdullah Fadil, S.Kom NPT. 386 081 002 951 Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

KETERANGAN REVISI

Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa mahasiswa berikut:

Nama : Devin Arie Wijayanto NPM : 0634015087

Jurusan : Teknik Informatika

Telah mengerjakan revisi/ tidak ada revisi*) pra rencana (design)/ skripsi ujian lisan gelombang I, TA 2009/2010 dengan judul:

“ PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL”

Surabaya, Juni 2011 Dosen Penguji yang memerintahkan revisi:

1) Ir Kartini, MT NIP. 030 212 016

2) Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIDN. 0712 127 701

3) Abdullah Fadil, S.Kom NPT. 386 081 002 951

Mengetahui,

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT

{

}

{

}

PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK

MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL

Disusun Oleh :

Devin Arie Wijayanto

NPM. 0634015087

Telah dipertahankan di hadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional ”Veteran” Jawa Timur Pada Tanggal 10 Juni 2011

Pembimbing : Tim Penguji :

1. 1.

Basuki Rachmat, S.si, MT Ir Kartini, MT NPT. 36907 060 209 NIP. 030 212 016

2. 2.

Ir Kartini, MT Rinci Kembang Hapsari, S.Si NIP. 030 212 016 NIDN. 0712 127 701

3.

Abdullah Fadil, S.Kom NPT. 386 081 002 951

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ……….. iii

DAFTAR ISI ……… v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ………... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ………... 6

BAB II DASAR TEORI ………. 8

2.1 Gambaran Umun Mikrokontroller ... 8

2.2 Mikrokontroler AT89S51………. 10

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 ... 11

2.2.2 Memori Internal AT89S52………... 17

2.2.4 Bahasa Assembly Mikrokontroler AT89S52……… 20

2.2.5 Instruksi Mikrokontroler AT89S52………. 20

2.3 Sel Surya (Solar Cell)……… 25

2.4 Penggerak Solar Cell (Solar Tracker)………..…. 26

2.5 Liquid Crystal Display (LCD)………... 27

2.6 Resistor peka Cahaya / light-dependent resistor (LDR) ……… 30

2.7 Transistor ……… 31

2.8 Relay ……… 31

2.9 Kapasitor (Kondensator) ……….... 32

2.10 IC Regurator 7805 ………. . 35

2.11 Dioda ………. . 36

2.12 Resistor ……… 36

BAB III PERANCANGAN SISTEM ………. 38

3.1 Perancangan Alat ……… 38

3.2 Blok Diagram ………. 39

3.3 Spesifikasi Hardware Dan Software ………. 40

3.3.1 Spesifikasi Hardware ……… 40

3.3.2 Spesifikasi Software ………. 41

3.4 Cara Perancangan Alat ……….. 42

3.5 Perancangan Alat ……….. 43

3.5.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya ……… 43

3.5.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52 ………. 45

3.5.4 Pengukur Daya Solar Cell ……… 51

3.5.5 Penggerak Solar Tracker ……….. 52

BAB IV IMPLEMENTASI

………...

………. 54

4.1 Kebutuhan Sistem ……… 54

4.1.1 Perancangan Sistem ……… 54

4.2 Implementasi Alat ……… 55

4.2.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya ……….. 55

4.2.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89S52 ………… 57

4.2.3 Rangkaian Penggerak Solar Tracker ……… 58

4.3 Implementasi Coding ……… 59

4.4 Prosedur Pemasangan Program Pada Mikrokontroller AT89S52.. 67

4.4.1 Download Program Ke dalam Mikrokontroler ………. 67

BAB V UJI COBA DAN EVALUASI……… 74

5.1 Pengujian Alat ………. 74

5.1.1 Pengujian Catu Daya ……….. 74

5.1.2 Pengujian Sistem Penggerak Solar Tracker ……….. 75

5.1.3 Pengujian Rangkaian Solar Cell ……… 77

5.1.4 Pengujian Display Daya ………. 78

BAB VI PENUTUP ……….………. 79

6.1 Kesimpulan ……….. 79

PEMANFAATAN MIKROKONTROLER SEBAGAI PENGENDALI SOLAR TRACKER UNTUK MENDAPATKAN ENERGI MAKSIMAL

Penyusun : Devin Arie Wijayanto Pembimbing I : Basuki Rahmat,S.Si , MT Pembimbing II : Ir.Kartini ,MT

ABSTRAK

Pada saat ini kebutuhan energi sangat meningkat. Diantaranya adalah kebutuhan energi listrik yang semakin bertambah besar. Oleh karena itu dibutuhkan terobosan baru sebagai pembaruan energi listrik. Berbagai macam cara digunakan untuk menambah pasokan energi listrik dunia, salah satunya dengan menggunakan sel solar, namun sel solar yang biasa digunakan masih dengan cara manual, yaitu dengan cara menghadapkan sel solar pada lintasan yang sering dilalui oleh matahari 9menghadap pada satu arah mata angin). Sehingga dalam proyek akhir ini mencoba untuk membuat sebuah solar tracker dengan menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor), dan dengan sistem kontrol yang menggunakan mikrokontroler AT89S52.

Cara kerja alai ini adalah pada saat power supply dinyalakan mikrokontroler AT89S52 menyala dan memberi pulsa ke sensor LDR (Light DEpendent Resistor) dan sensor LDR mulai mencari datangnya cahaya yang terkuat. Kemudian bila sensor LDR telah menemukan titik koordinat dari suatu sumber cahaya yang terkuat maka sensor memberikan informasi kepada mikrokontroler AT89S52 untuk menyalakan motor agar menggerakkan tiang penyangga untuk sel solar pada titik koordinat yang telah diinformasikan sensor LDR pada mikrokontroler AT89S52. Dengan demikian cahaya yang diterima sel solar dapat lebih optimal dibandingkan jika solar tracker yang hanya menghadap pada satu titik koordinat.

Kata kunci : Mikrokontroler AT89S52, solar tracker, LDR (Light Dependent Resistor)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya yang telah dilimpahkan kepada penyusun sehingga terbentuklah suatu Tugas Akhir yang berjudul “Pemanfaatan Mikrokontroler Sebagai Pengendali Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal”, untuk memenuhi salah satu syarat Ujian Akhir Sarjana di Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim.

Penulis menyadari bahwasanya dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan baik dari segi materi maupun dari segi penyusunannya mengingat terbatasnya pengetahuan dan kemampuan penulis. Untuk itu, dengan kerendahan hati penyusun mohon maaf dan penyusun sangat mengharapkan segala saran dan kritikan yang sekiranya dapat membantu penyusun agar dalam penyusunan selanjutnya bisa lebih baik lagi.

Surabaya, 10 Juni 2011

UCAPAN TERIMA KASIH

Tugas Akhir ini dapat penulis selesaikan berkat kerja sama dari berbagai pihak, baik moril maupun materil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :

1. Alloh SWT, atas semua anugrah dan pertolongan yang tak terkira dalam hidupku, All the things I do is always for Alloh SWT. Serta tidak terlupakan iringan salam dan sholawat bagi junjungan kami Nabi besar Muhamad SAW.

2. Almarhum Abah tercinta (H.M.Erfan), My Mom (Hj.Sri Utaminingsih), Ibuku tersayang (Sri Mulyani) , My Little Angel (Marwah Salsabillah Rahmawati) , My Sweet heart (Ika Kusumanigayu) dan semua keluarga ku (Mas Budi,Mas Tatang) yang telah memberikan semua bantuan, dukungan, financial support, semangat, cinta-kasih serta dukungan moril maupun materil selama ini. “Akhirnya Kurasakan Rasa Sayangmu Kepadaku telah menyatu dalam tiap langkahku”

“Semua sumbangsihmu kan ku kenang selalu sampai akhir hidupku”

3. Ir. Sutiyono, MT. selaku dekan Fakultas Teknologi Indutri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim.

4. Basuki Rahmat, S.Si., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jatim dan Dosen Pembimbing I, yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan dan memberi motivasi sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Ir.Kartini, MT selaku pembimbing 2, atas bimbingannya selama penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Dosen – dosen Teknik Informatika UPN “Veteran” Jatim atas bimbingan dan ilmunya.

7. Arek-arek kontrak’an kuabeh (Sinjol, Sinyo, Loreng, Mumun, Jemblunk, Frista), serta teman-teman penulis yang tidak mungkin penulis sebutkan namanya satu per satu terima kasih telah membantu dan memberikan do’anya kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

8. Rekan-rekan di Teknik Informatika UPN “Veteran” Jatim angkatan 2006 terutama kelas sore (Agus, Alif, Andy, Hendra, Rico, Ali, etc), juga teman- teman penyusun dari semua angkatan yang secara tidak langsung telah membantu selama penyusunan tugas akhir ini.

9. Dan semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

Semoga keikhlasan dalam membantu hingga terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini mendapatkan balasan dan pahala dari Allah SWT. Amien.

Dedicated to :

T hanks to L illahi R obbi, Gusti A lloh

M y Beloved F ather, M other, M om and Dad, who always encourage

and give a” freedom of thinking” , deep understanding, silent

pray, endless love, effort, material support, and guidance in my life,

for their sacrifice, nothing is enough.

M y darest brother, I appreciate your cares and disturbances

M y S weatheart, that give me a spirit for my life with your love,

pure care, lovely for support me in every day, I appreciate your love.

M y headmaster A ll my teacher, tutor, and all stack holder in

UP N “ Veteran” JA T I M

A ll my Best F riend, thanks for your challenger, handshaking, your

kidding, and everythink support

Because, without them I can’ t be the best

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dewasa ini sangatlah pesat, terlebih lagi ketika ditemukannya teknologi mikrokontroler. Seiring dengan perkembangannya, banyak dibangun perangkat lunak maupun perangkat keras dengan memanfaatkan teknologi tersebut. Dalam penelitian ini, penulis mencoba memanfaatkan teknologi mikrokontroler tersebut sebagai pengendali Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal.

Perancangan ini bertujuan untuk membuat suatu alat penyimpan energi listrik melalui solar cell yang dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari (intensitas cahaya tertinggi). Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari, dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

Kondisi tersebut diatas mengubah asumsi bahwa solar cell tidak hanya dapat ditempatkan secara statis/tetap saja. Namun, solar cell tersebut diharapkan mampu bergerak secara dinamis. Untuk dapat merealisasi sistem tersebut diatas dibutuhkan beberapa sensor peka cahaya yang membaca arah datangnya cahaya dari beberapa sudut.

Sudut yang paling kuat dari sensor peka cahaya tersebut diasumsikan sebagai sudut fokus arah datangnya sinar matahari, sehingga sudut dengan fokus terkuat tersebutlah yang akan diikuti oleh pergerakan solar tracker ini.

Kepekaan paling kuat tersebut diatas, dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler diharapkan akan mampu diikuti oleh pergerakan solar cell. Dengan kondisi ini maka solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal disepanjang hari. Sehingga, dengan semakin besar energi panas yang didapatkan solar cell nya, maka semakin maksimal pula energi listrik yang dihasilkan

1.2 Perumusan Masalah

Dengan adanya latar belakang di atas, maka didapatkan beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

a) Bagaimana proses untuk membangun sebuah alat pengendali Solar

Tracker dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroller?.

b) Bagaimana nantinya solar cell tersebut dapat digerakkan dengan solar

trackernya, sehingga dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari?.

c) Bagaimana merangkai solar cell, sehingga nantinya dapat diukur pula

berapa energi yang didapatkan dalam bentuk display daya?.

1.3 Tujuan Penelitian

Perancangan ini bertujuan untuk membuat suatu alat penggerak solar cell (solat tracker) sehingga solar cell dapat semaksimal mungkin mendapatkan panas

dari sinar matahari. Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari (intensitas cahaya tertinggi), dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan merencanakan dan mengimplementasikan sebuah alat pengendali

solar tracker tersebut diatas, nantinya diharapkan dapat mempunyai manfaat sebagai berikut:

a) Mampu penyimpan energi listrik melalui solar cell yang dapat seoptimal

mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari.

b) Jika solar cell mampu mendapatkan panas dari sinar matahari secara optimal, secara otomatis energi listrik yang dihasilkanpun semakin besar.

1.5 Batasan Masalah

Dalam rumusan masalah yang dihadapai, diperlukan suatu ruang lingkup permasalahan terhadap sistem yang akan dibangun. Hal ini bertujuan agar pembahasan masalah tidak terlalu meluas. Maka ruang lingkup yang akan dibahas adalah sebagai berikut :

a) Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S52. b) Menggunakan bahasa pemrograman ASM (assembler).

c) Dalam perancangan alat tersebut diatas, untuk suplay listrik sebagai penggerak trackernya. Nantinya, memanfaatkan Trafo.

d) Sedangkan pencuplikan tegangan yang dihasilkan oleh solar cellnya, dilakukan dengan teknologi IC Modular pembaca tegangan memanfaatkan modul Avometer digital. Sehingga pada sisi keluaran solar cell didapatkan sebuah nilai tegangan yang pasti dan konstan.

1.6 Metode penelitian

Metode yang dilaksanakan dalam penelitian ini adalah :

1. Study Literatur

Pada tahap ini dilakukan penelusuran terhadap berbagai macam literatur seperti buku, referensi – referensi baik melalui perpustakaan maupun internet dan lain sebagainya yang terkait dengan judul penelitian ini dan berguna untuk pembelajaran bagi penulis.

2. Analisa Aplikasi

Dari hasil study literature akan dibuat deskripsi umum untuk mengenai penggunaan teknologi rangkaian elektronika dan rangkaian mikrokontroler AT89S52 metode perencanaan dan perancangan alat. Analisa permasalahan meliputi perumusan masalah, pembatasan masalah, memahami masalah – masalah yang ada dan mencari kebutuhan apa yang diperlukan.

3. Rancang – Bangun Aplikasi

Pada tahap ini merupakan tahap yang paling banyak memerlukan waktu karena model dan rancangan aplikasi yang telah dibuat diimplementasikan dengan menggunakan ASSEMBLY ASM 51.

4. Uji Coba dan Evaluasi Aplikasi

Pada tahap ini aplikasi yang telah dibuat ini akan dilakukan beberapa skenario uji coba dan dievaluasi untuk kelayakan pemakaian alat.

5. Dokumentasi

Pada tahap ini dilakukan pembuatan rincian laporan terstruktur mulai dari

study literatur sampai dengan implementasi dari ”Pemanfaatan Mikrokontroler Sebagai Pengendali Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal” serta penarikan kesimpulan dan saran.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan Tugas akhir yang disusun ini akan dibahas pada bab-bab yang akan diuraikan di bawah ini :

BAB I : PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang permasalahan dengan mencoba merumuskan inti permasalahan, menentukan tujuan serta manfaat dari penelitian dibuat yang kemudian diikuti dengan pembatasan masalah, metodelogi penelitian serta sistematikan penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab kedua berisi teori penunjang yang menguraikan tentang teori–teori yang mendukung dari bagian-bagian perangkat atau alat yang dibuat.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ketiga diuraikan mengenai perancangan sistem yang terdiri atas penjelasan dari analisa permasalahan, perancangan aplikasi, prosedur proses aplikasi, sampai dengan rancangan antarmuka aplikasi.

BAB IV : IMPLEMENTASI

Bab ini berisi hasil implementasi dari perancangan yang telah dibuat sebelumnya.

BAB V : UJI COBA DAN EVALUASI

Membahas tentang pengujian dan hasil dari perancangan system.

BAB VI : PENUTUP

Pada bab keenam berisi kesimpulan dan saran untuk pengembangan aplikasi lebih lanjut dalam upaya memperbaiki kelemahan pada aplikasi guna untuk mendapatkan hasil kinerja aplikasi yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Berisi tentang literatur sebagai teori pendukung pembahasan pada Tugas Akhir ini.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Gambaran Umum Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya. Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis, mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut pula sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Pada gambar tersebut tampak suatu mikrokontroler standart yang tersusun atas komponen-komponen sebagai berikut :

A. Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.

B. Read Only Memory (ROM)

ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalm format biner (‘0’ atau ‘1’). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.

C. Random Acces Memory (RAM)

Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada

D. Input / Output (I/O)

Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.

E. Komponen lainnya

Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai dengan tugas mikrokontr oler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen-komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.

2.2 Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit keluaran Atmel dengan kapasitas Flash memory sebesar 4K bytes. Selain itu AT89S52 juga mempunyai kapasitas RAM sebesar 256 bytes, 32 saluran I/O, Watchdog timer, dua pointer data, dua timer/counter 16-bit. Memori Flash digunakan untuk menyimpan perintah (instruksi) berstandar MCS-51, sehingga memungkinkan mikrokontroler ini untuk bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory (memori luar) untuk menyimpan sourcecode tersebut.

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler ini mempunyai empat port I/O, akumulator, register, RAM internal, stack pointer, Arithmetic Logic Unit (ALU), pengunci, dan rangkaian osilasi yang membuat mikrokontroler ini dapat beroperasi hanya dengan sekeping IC. Secara fisik, mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin, 32 pin diantaranya adalah pin untuk keperluan port masukan atau keluaran. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, dengan demikian 32 pin tersebut membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal dengan Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3. Di bawah ini merupakan susunan pin AT89S52 :

Berikut penjelasan dari masing-masing pin dan port :

1. Port 0

Port 0 merupakan port I/O 8 bit open drain dua arah. Sebagai sebuah port, setiap pin dapat mengendalikan 8 input TTL. Ketika logika “1” dituliskan ke port 0, maka port dapat digunakan sebagai input dengan high impedansi. Port 0 dapat juga dikonfigurasikan untuk multipleksing dengan address/data bus selama mengakses memori program atau data eksternal.

2. Port 1

Port 1 merupakan port I/0 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer output port 1 dapat mengendalikan empat TTL input. Ketika logika “1” dituliskan ke port 1, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Port 1 juga menerima alamat byte rendah selama pemrograman dan verifikasi Flash.

Port Pin Fungsi Alternatif :

P1.5 MOSI ( digunakan untuk In System Programming ) P1.6 MISO ( digunakan untuk In System Programming ) P1.7 SCK ( digunakan untuk In System Programming )

3. Port 2

Port 2 merupakan port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer output port 2 dapat mengendalikan empat TTL input. Ketika logika “1” dituliskan

ke port 2, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input.

4. Port 3

Port 3 merupakan port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull up. Buffer output port 3 dapat mengendalikan empat TTL input. Ketika logika “1” dituliskan ke port 3, maka port ini akan mendapatkan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input.

5. Pin 1 sampai 8

Berfungsi sebagai: P1.0_ P1.7. Pin 1 sampai 8 merupakan saluran I/O 8 bit yang bersifat dua arah, dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti mengendalikan 4 input TTL. Port ini juga digunakan sebagai saluran alamat saat pemrograman dan verifikasi. Pada pin 6,7,8 terdapat port pin yang digunakan pada saat download program.

6. Pin 9

Berfungsi sebagai : RST. Pin 9 Merupakan masukan reset bagi mikrokontroler. Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

7. Pin 10 sampai 17

Berfungsi sebagai : P3.0 _ P3.7. Pin 10 sampai 17 merupakan saluran I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up. Di samping sebagai saluran I/O, port

ini memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai maka dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu, sebagian Port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol saat proses pemrograman dan verifikasi.

Tabel. 2.1 Fungsi Khusus port 3

Pin Fungsi P3.0 RXD masukan port serial P3.1 TXD keluaran port serial

P3.2 INT0 masukan interupsi 0 P3.3 INT1 masukan interupsi 1 P3.4 T0 masukan Timer/Counter 0 P3.5 T1 masukan Timer/Counter 1

P3.6 WR pulsa penulisan data memori luar P3.7 RD pulsa pembacaan data memori luar

8. Pin 18

Berfungsi sebagai : XTAL2. Pin 18 merupakan keluaran dari rangkaian osilasi mikrokontroler.

9. Pin 19

Berfungsi sebagai : XTAL1. Pin 19 merupakan masukan untuk rangkaian osilasi mikrokontroler.

10. Pin 20

Berfungsi sebagai : GND. Pin 20 merupakan ground dari sumber tegangan.

11. Pin 21 sampai 28

Berfungsi sebagai : P2.0_P2.7. Pin 21 sampai 28 merupakan saluran I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up.Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama pengaksesan data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit. Port 2 berfungsi sebagai saluran alamat tinggi (A8–A15). Akan tetapi, saat mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit, Port 2 mengeluarkan isi P2 pada Special Function Register.

12. Pin 29

Berfungsi sebagai : PSEN. Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. Program Strobe Enable (PSEN)

akan aktif dua kali setiap cycle.

Berfungsi sebagai : ALE/PROG. Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang menahan low bytes address pada saat mengakses memori eksternal. Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG)

berfungsi sebagai pulsa input selama proses pemrograman.

14. Pin 31

Berfungsi sebagai : EA/VPP. Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai External Access Enable (EA) yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal. Jika berkondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pin ini juga berfungsi sebagai masukan tegangan selama proses pemrograman.

15. Pin 32 sampai 39

Berfungsi sebagai : D7_ D0 (A7 _A0). Pin 32 sampai 39 ialah Port 0 yang merupakan saluran I/O 8 bit open collector dan dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Saat proses pemrograman dan verifikasi, Port 0 digunakan sebagai saluran data.

16. Pin 40

Berfungsi sebagai : VCC. Pin 40 merupakan masukan sumber tegangan positif bagi mikrokontroler.

2.2.2 Memori Internal AT89S52

Memori internal AT89S52 terdiri dari 3 bagian yaitu ROM, RAM dan SFR.

1. Read Only Memory (ROM)

ROM adalah memori tempat menyimpan program/source code. Sifat ROM

adalah non-volatile yaitu data/program tidak akan hilang walaupun tegangan supply tidak ada. Kapasitas ROM tergantung dari tipe mikrokontroler. Untuk AT89S52 kapasitas ROM adalah 8 KByte. ROM pada AT89S52 menempati address 0000 s/d 0FFF.

2. Random Access Memory (RAM)

RAM adalah memori tempat menyimpan data sementara. Sifat RAM adalah

volatile yaitu data akan hilang jika tegangan supply tidak ada. Kapasitas RAM

tergantung pada tipe mikrokontroler.

Pada AT89S52 RAM dibagi menjadi 2 yaitu :

A. LOWER 128 byte yang menempati address 00 s/d 7F.

RAM ini dapat diakses dengan pengalamatan langsung (direct) maupun tak langsung (indirect).

B. UPPER 128 byte yang menempati address 80 s/d FF.

Address ini sama dengan address SFR meski secara fisik benar– benar berbeda. RAM ini hanya dapat diakses dengan pengalamatan tak langsung saja.

3. Special Function Register (SFR)

SFR adalah register dengan fungsi tertentu. Misalnya, register TMOD dan TCON adalah timer control register yang berfungsi mengatur fasilitas timer mikrokontroler. SFR pada AT89S51 menempati address 80 s/d FF.

2.2.3 Osilator dan Clock

Agar dapat meneksekusi program, mikrokontroler membutuhkan pulsa clock. Pulsa ini dapat dihasilkan dengan memasang rangkaian resonator pada pin XTAL1 dan XTAL2. Frekuensi kerja maksimum AT89S52 adalah 33 MHz. Rangkaian osilator yang bisa digunakan pada mikrokontroler. Komponen utamanya adalah quartz crystal yang dihubungkan dengan kapasitor. Nilai kapasitornya biasanya 33pF

2.2.4 Bahasa Assembly Mikrokontroler AT89S52

Secara fisik, mikrokontroler bekerja dengan membaca instruksi yang tersimpan di dalam memori. Mikrokontroler menentukan alamat dari memori program yang akan dibaca dan melakukan proses baca data di memori. Data yang dibaca diinterprestasikan sebagai instruksi. Alamat instruksi disimpan oleh mikrokontroler di register, yang dikenal sebagai program counter. Instruksi ini misalnya program aritmatika yang melibatkan 2 register.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki sekumpulan instruksi yang sangat lengkap. Instruksi MOV untuk byte dan bit dikelompokkan sesuai dengan mode pengalamatan (addressing modes). Mode pengalamatan menjelaskan bagaimana operand dioperasikan. Label mnemonic operand 1 operand 2 komentar (isi memori) (opcode) 4000 7430 MOV A, #35H ;copy 35H ke akumulator A Isi memori ialah bilangan heksadesimal yang dikenal oleh mikrokontroler yang merupakan representasi dari bahasa assembly yang telah dibuat. Mnemonic atau opcode ialah kode yang akan melakukan aksi terhadap operand. Operand ialah data yang diproses oleh opcode. Sebuah opcode bisa membutuhkan 1, 2 atau lebih operand, kadang juga tidak perlu operand. Sedangkan komentar dapat menggunakan tanda titik koma (;).

2.2.5 Instruksi Mikrokontroler AT89S52

Instruksi pada mikrokontroler digunakan untuk menjalankan program sesuai dengan perintah yang diinginkan. Di bawah ini merupakan instruksi yang dapat digunakan untuk memprogram mikrokontroler AT89S52.

1. ACALL (Absolute Call)

Instruksi ACALL digunakan untuk memanggil sub rutin program Contoh :

START:

ACALL TUNDA ; Panggil Procedure penundaan waktu …. TUNDA:

; Label Tunda

MOV R7,#0FFH ; Isikan Register 7 dengan data 0FFH(255) 2. ADD (Add Immediate Data)

Instruksi ini akan menambah 8 bit data langsung ke dalam isi akumulator dan menyimpan hasilnya pada akumulator.

Contoh : Add A, #data

Add A, #@R1 ; Add indirect address Add A, R6 ; Add register

Add A, 30H ; Add memori

Instruksi ini akan membandingkan data langsung dengan lokasi memori yang dialamati oleh register R atau akumulator A. Apabila tidak sama maka instruksi akan menuju ke alamat kode.

Format : CJNE R,#data,Alamat kode Contoh:

CJNE R7,#001H,Command ( ) MOV A,StepControl

AJMP Command1 4. CLR (Clear Accumulator)

Instruksi CLR akan mereset data akumulator menjadi 00H. Format : CLR A

5. DEC (Decrement Indirect Address)

Instruksi DEC akan mengurangi isi lokasi memori yang ditujukan oleh register R dengan 1 dan hasilnya disimpan pada lokasi tersebut.

Contoh: DEC 40H

DEC R7 ; decrement register

Instruksi DJNZ akan mengurangi nilai register dengan 1 dan jika hasilnya sudah 0 maka instruksi selanjutnya akan dieksekusi. Jika belum 0 akan menuju ke alamat kode.

Format : DJNZ Rr,Alamat Kode 7. INC (Increment Indirect Address)

Instruksi INC akan menambahkan isi memori dengan 1 dan menyimpannya pada alamat tersebut.

Contoh: INC A

INC R7 ; increment register

8. JMP (Jump to sum of Accumulator and Data Pointer)

Instruksi JMP untuk memerintahkan loncat kesuatu alamat kode tertentu. Format : JMP alamat kode.

Contoh : Loop: …

RL A ; Geser data Akumulator ke kiri

ACALL Long_Delay ; Panggil Procedure penundaan waktu JMP Loop ; Loncat ke Procedure Loop

9. MOV

Instruksi ini untuk memindahkan isi akumulator/register atau data dari nilai luar atau alamat lain.

Contoh :

MOV A,#40H MOV @RO,A MOV C, P1.0 MOV DPTR, #20H

MOVC A, @A+DPTR ; pindahkan kode memori offset dari data pointer ke A

MOVX @DPTR, A ; Pindahkan akumulator ke memori eksternal yang dialamati

; oleh data pointer 10. RET (Return from subroutine)

Instruksi untuk kembali dari suatu subrutin program ke alamat terakhir subrutin tersebut di panggil.

11. SETB (Set Bit)

Instruksi SETB untuk mengaktikan atau memberikan logika 1 pada sebuah bit data.

Format :

SETB A.1 (memberikan logika 1 pada accumulator bit ke 1) SETB P1.1 (memberikan logika 1 pada Port 1 bit ke 1) 12. CLRB (Clear Bit)

Instruksi CLRB untuk memberikan logika 0 pada sebuat bit data. Format :

CLRB A.1 ; memberikan logika 0 pada accumulator bit ke 1 CLRB P1.1 ; memberikan logika 0 pada Port 1 bit ke 1

2.3 Sel Surya (Solar Cell)

Sel surya atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah-besar dioda p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya matahari mampu menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan ini disebut efek photovoltaic. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai photovoltaics.

Sel surya memiliki banyak aplikasi. Mereka terutama cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari grid tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit pengorbit bumi, kalkulator genggam, pompa air, dll. Sel surya (dalam bentuk modul atau panel surya) dapat dipasang di atap gedung di mana mereka

berhubungan dengan inverter ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net metering.

Gambar 2.4 Solar Cell

2.4 Penggerak Solar Cell (Solar Tracker)

Dalam penelitian ini Solar Tracker memanfaatkan dinamo sebagai penggeraknya. Dinamo merupakan motor DC yang dapat diatur posisinya dengan akurat pada posisi tertentu dan dapat berputar ke arah yang diinginkan dengan memberi sinyal-sinyal pulsa dengan pola tertentu. Biasanya dinamo digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan torsi kecil dengan akurasi yang tinggi, seperti pada penggerak head pada floppy disk drive atau CD-ROM.

Dinamo merupakan motor DC yang tidak memiliki komutator. Secara tipikal hanya memiliki kumparan pada statornya, sedangkan pada bagian rotornya merupakan magnet permanen. Stator terdiri dari beberapa kutub, makin banyak kutub makin sulit konstruksinya. Setiap kutub memilki lilitan yang menghasilkan medan magnet yang akan menggerakkan rotor. Pemberian arus yang berurutan

pada kutub–kutubnya menyebabkan medan magnet berputar yang akan menarik rotor ikut berputar.

Gambar 2.5 Dinamo

2.5 Liquid Crystal Display (LCD)

LCD merupakan salah satu komponen penting dalam pembuatan tugas akhir ini karena LCD dapat menampilkan besarnya energi listrik yang didapatkan dari solar cell. LCD mempunyai kemampuan untuk menampilkan tidak hanya angka, huruf abjad, kata-kata tapi juga simbol-simbol.

Jenis dan ukuran LCD bermacam-macam, antara lain 2x16, 2x20, 2x40, dan lain-lain. LCD mempunyai dua bagian penting yaitu backlight yang berguna jika digunakan pada malam hari dan contrast yang berfungsi untuk mempertajam tampilan. Gambar berikut akan memperjelas salah satu contoh bentuk fisik dari LCD.

Gambar 2.6 Bentuk fisik LCD 2x16 karakter

Tabel 2.2 Fungsi pin LCD

No(1) Nama Pin(2) Fungsi(3)

1 VSS GDN

2 VDD Suplai tegangan +5V 3 VLC Tegangan kontras LCD

4 RS L = input instruksi, H = input data

5 R/W L = tulis data dari MPU ke LCM, H = baca data dari LCM ke MPU

6 E Enable Clock

7 DB0 Data Bus Line

8 DB1 Data Bus Line

9 DB2 Data Bus Line

10 DB3 Data Bus Line

11 DB4 Data Bus Line

12 DB5 Data Bus Line

(1) (2) (3)

14 DB7 Data Bus Line

15 Anoda Tegangan positif Backlight

16 Katoda Tegangan negatif Backlight

Fungsi dari masing– masing pin pada LCD adalah pin pertama dan kedua merupakan pin untuk tegangan suplai sebesar 5 volt, untuk pin ketiga harus ditambahkan resistor variabel 4K7 atau 5K ke pin ini sebagai pengatur kontras tampilan yang diinginkan.

Pin keempat berfungsi untuk memasukkan input command atau input data, jika ingin memasukkan input command maka pin 4 diberikan logic low (0), dan jika ingin memasukkan input data maka pin 4 diberikan logic high (1).

Fungsi pin kelima untuk read atau write, jika diinginkan untuk membaca karakter data atau status informasi dari register (read) maka harus diberi masukan high (1), begitu pula sebaliknya untuk menuliskan karakter data (write) maka harus diberi masukan low (0). Pada pin ini dapat dihubungkan ke ground bila tidak diinginkan pembacaan dari LCD dan hanya dapat digunakan untuk mentransfer data ke LCD.

Pin keenam berfungsi sebagai enable, yaitu sebagai pengatur transfer command atau karakter data ke dalam LCD. Untuk menulis ke dalam LCD data

ditransfer waktu terjadi perubahan dari high ke low, untuk membaca dari LCD dapat dilakukan ketika terjadi transisi perubahan dari low ke high.

Pin-pin dari nomor 7 sampai 14 merupakan data 8 bit yang dapat ditransfer dalam 2 bentuk yaitu 1 kali 8 bit atau 2 kali 4 bit, pin-pin ini akan langsung terhubung ke pin-pin mikrokontroler sebagai input/output. Untuk pin nomor 15-16 berfungsi sebagai backlight.

2.6 Resistor peka Cahaya / light-dependent resistor (LDR)

Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light-dependent resistor

(LDR), atau fotokonduktor.

Gambar 2.7 Resistor foto

Fotoresistor dibuat dari semikonduktor beresistansi tinggi yang tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron

memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.

2.7 Transistor

Transistor adalah piranti elektronik yang menggantikan fungsi tabung elektron-trioda, dimana transistor ini mempunyai tiga elektroda , yaitu Emitter, Collector dan Base. Fungsi utama atau tujuan utama pembuatan transistor adalah sebagai penguat (amplifier), namun dikarenakan sifatnya, transistor ini dapat digunakan dalam keperluan lain misalnya sebagai suatu saklar elektronis, sebagai penguat, switching (saklar), modulasi signal, stabilitas tegangan dll.

Transistor memiliki tiga kaki yang memiliki fungsi dan nama berbeda, yaitu Basis (B), Emitor (E), dan Colector (C). Susunan fisik transistor adalah merupakan gandengan dari bahan semikonduktor tipe P dan N seperti digambarkan dibawah ini.

2.8 Relay

Relay adalah sebuah piranti elektromekanik yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol, bermanfaat untuk control jarak jauh dan untuk pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Ketika arus mengalir melalui elektromagnet pada relay kontrol elektromekanis, medan magnet yang menarik lengan besi dari jangkar pada inti terbentuk. Akibatnya, kontak pada jangkar dan kerangka relay terhubung. Relay dapat mempunyai kontak NO (Normally Open) atau kontak NC (Normally Close) atau kombinasi dari keduanya.

Gambar 2.9 Bentuk fisik Relay

Relay berfungsi untuk memutuskan atau mengalirkan arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus pada induktornya. Ada dua jenis relay berdasarkan tegangan untuk menggerakan induktornya yaitu relay AC dan relay DC.

2.9 Kapasitor (Kondensator)

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan

energi/muatan listrik di dalam medan magnet listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

a) Kondensator elektrolit

Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (sering disingkat Elco) adalah kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( - ) adalah kaki negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 µF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt.

Gambar 2.10 Bentuk fisik dari kondensator elektrolit

a) Kondensator Keramik (Ceramic Capacitor)

Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lain-lain. Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai ribuan volt.

2.10 IC Regurator 7805

Adalah sebuah keluarga sirkuit terpadu regulator tegangan linier monolitik bernilai tetap. Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi karena mudah digunakan dan harganya relatif murah. Untuk spesifikasi IC individual, xx digantikan dengan angka dua digit yang mengindikasikan tegangan keluaran yang didesain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt dan 7812 memberikan 12 volt. Keluarga 78xx adalah regulator tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama. Keluarga 79xx adalah peranti komplementer yang didesain untuk catu negatif. IC 78xx dan 79xx dapat digunakan bersamaan untuk memberikan regulasi tegangan terhadap pencatu daya split.

IC 78xx mempunyai tiga terminal dan sering ditemui dengan kemasan TO220, walaupun begitu, kemasan pasang-permukaan D2PAK dan kemasan logam TO3 juga tersedia. Peranti ini biasanya mendukung tegangan masukan dari 3 volt diatas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mempu pemberi arus listrik hingga 1.5 Ampere (kemasan yang lebih kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih besar).

2.11 Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda memiliki fungsi hanya mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N.

Dengan struktur demikian arus hanya akan mengalir dari sisi P menuju sisi N. Dibawah ini gambar simbol dan struktur dioda serta bentuk karakteristik dioda.

Gambar 2.13 Simbol dan struktur Dioda

2.12 Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut.Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.

Bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter.

Pada bab ini dibahas mengenai beberapa hal dasar tentang bagaiman proses alat di rancang, komponen – komponen apa saja yang dibutuhkan dalam perancangan alat ini, bagaimana cara merancang alat, blok diagram, hardware alat dan analisa setelah alat tersebut disusun.

3.1 Perancangan Alat

Sesuai dengan tujuan dari perancangan ini, yakni untuk membuat suatu alat penggerak solar cell (solar tracker) yang dapat seoptimal mungkin mendapatkan panas dari sinar matahari. Maka penulis memperhatikan beberapa aspek yang dibutuhkan, yaitu :

1. Kondisi ini dapat dilakukan jika solar cell tersebut selalu tegak lurus terhadap arah fokus datangnya sinar matahari, dengan demikian solar cell harus selalu mengikuti arah pergerakan matahari.

2. Untuk dapat merealisasi sistem tersebut dibutuhkan beberapa sensor peka cahaya (LDR) untuk membaca arah datangnya cahaya dari beberapa sudut. Sudut yang paling kuat dari sensor peka cahaya tersebut diasumsikan sebagai sudut fokus arah datangnya sinar matahari, sehingga sudut dengan fokus terkuat tersebutlah yang akan diikuti oleh pergerakan solar tracker ini.

3. Sebagai sensor peka cahaya digunakan 5 buah sensor peka cahaya (LDR), empat buah diantaranya diletakkan pada kondisi keempat penjuru mata-angin dan sebuah lagi ditempatkan ditengah-tengahnya sebagai pembanding dari masing - masing fokus yang diterima oleh LDR terkuat tersebut.

4. Kepekaan paling kuat dari LDR tersebut akan diikuti oleh pergerakan solar cell hingga terdapat nilai kepekaan yang sama antara salah satu LDR yang diikuti tersebut dengan LDR yang ditengah sebagai pembandingnya. Dengan kondisi ini maka solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal disepanjang hari.

5. Selain itu pada alat nantinya terdapat LCD display sebagai unit penampil data daya yang dihasilkan oleh penerimaan energi pada solar cel.

6. Sedangkan sebagai penggerak / tracker solar cell ini menggunakan motor DC terkopel gearbox yang masing-masing track-nya digerakkan melalui sistem pemrograman pada mikrokontroler AT 89S52.

3.2 Blok Diagram

Secara keseluruhan realisasi sistem ini ditunjukkan seperti pada diagram blok berikut ini:

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Kerja Solar Ttracker

3.3 Spesifikasi Hardware Dan Software

Dalam pembuatan alat perlu adanya penjelasan mengenai spesifikasi hardware maupun software pendukung dan susunan alat yang akan digunakan nantinya. Berikut Komponen – kompoen yang dibutuhkan :

3.3.1 Spesifikasi Hardware

Dibawah ini akan dijelaskan komponen – komponen hardware yang dibutuhkan : Sensor Peka Cahaya (LDR) Mikrokontro ller AT89S52 Driver Motor (dinamo) Dinamo 1 (atas-bawah) Dinamo 2 (kanan-kiri) Trafo (Sumber Listrik) Solar Cell IC Modular (avometer ) Display Daya

1. Mikrokontroller AT89S52 7. Elco 13. Sel Surya 2. Sensor peka cahaya (LDR) 8. IC Regulator 7805

3. PCB (Printed Circuit Board) 9. Transistor 4. Dinamo 10. Resistor 5. LCD Display 11. Switch (Push-Button) 6. Dioda 12. Kabel

3.3.2 Spesifikasi Software

Berikut akan dijelaskan mengenai kebutuhan software yang dibutuhkan :

1) Proteus 7 Profesional

Proteus sebagai program yang digunakan untuk merancang rangkaian elektronik.

1) Program compiler ASM51 dan program AT89_USB_ISP_Software mikrokontroler keluarga ASM51 adalah program compiler berbasis windows untuk ATMEL. Pemrograman pada mikrokontroler AT89S52 menggunakan bahasa tingkat tinggi yaitu bahasa Assembler. Fungsi dari program compiler ASM51 adalah untuk me-load file berekstensi “.asm” yang sudah dibuat dengan menggunakan Notepad untuk dirubah menjadi file berektensi “.hex”. Setelah file dirubah menjadi “.hex” kemudian di-load dengan menggunakan program compiler AT89_USB_ISP_Software. Tujuannya adalah untuk memasukkan program mikro ke dalam downloader mikrokontroler AT89S52.

3.4 Cara perancangan Alat

Untuk dapat merealisasikan kebutuhan dari sistem sebagaimana tersebut diatas, Maka perlu adanya tahapan maupun cara perancanagan alat. Sehingga nantinya dalam proses penyusunanya dapat terstruktur dengan baik.

Merancang alat bukanlah hal yang mudah dan tidak dapat dilakukan oleh banyak kalangan. Dalam menjalani tugas akhir ini penulis ingin memaparkan bagaimana cara merancang alat ini. Berikut akan dijelaskan tahapan penyusunan alat :

Gambar 3.2 Tahapan penyusunan alat

Pertama, membeli semua komponen – komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan alat ini. Setelah membeli semua komponenya, kemudian mendesain alat sesuai dengan kebutuhan.

start

selesai Membeli semua

komponen yg dibutuhkan

Mendesain Alat & Merakit komponen ke

PCB

mengupload program ke mikrokontroler

Kedua, Setelah mendesain alat, kemudian merakit komponen- komponen yang sudah ada ke PCB (Printed circuit Board).

Ketiga, Untuk mengupload program ke mikrokontroler maka digunakan

downloader untuk mengirim program ke CPU ke mikrokontroler.

3.5 Perancangan Alat

Berikut akan dijelaskan mengenai perancangan komponen-komponen apa saja yang akan dibuat :

3.5.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya

Pada alat ini menggunakan empat buah sensor peka cahaya LDR yang dipasang sebagai pelacak arah fokus datangnya sinar matahari, di mana ke empat sensor tersebut membentuk formasi layang-layang sama sisi dan di tengahnya terdapat sebuah LDR lagi yang berfungsi sebagai pembanding kuat cahaya yang diterima oleh masing-masing sensor pada kondisi terfokusnya. Pada kondisi sebuah sensor mempunyai kepekaan terkuat maka tracker akan bergerak menuju arah tersebut hingga didapatkan suatu kondisi kepekaan sensor terkuat tersebut sama dengan kepekaan yang diterima oleh sensor yang ditengah sebagai pembandingnya. Pada aplikasinya keempat sensor tersebut masing-masing dihubungkan dengan komparator pada input inverting, sementara sensor yang di tengah dihubungkan pada keempat komparator tersebut pada input non invertingnya.

Gambar 3.3 Skematik Posisi dan Sistem Rangkaian Sensor

Berdasar prinsip kerja LDR dimana pada kondisi mendapatkan cahaya maka tahanannya turun, sehingga dengan metode rangkaian diatas pada LDR yang mendapatkan kuat cahaya terbesar maka tegangan yang dihasilkan adalah tertinggi. Masing-masing tegangan keluaran LDR terhubung dengan terminal inverting rangkaian komparator. Sehingga dengan sistem rangkaian diatas, komparator akan menghasilkan logika tinggi jika salah satu dari ke empat LDR mempunyai tegangan keluaran lebih besar dari tegangan keluaran pembadingnya. Logika keluaran rangkaian komparator inilah yang digunakan sebagai sinyal informasi bagi rangkaian pemrograman untuk menggerakkan dinamo menuju arah LDR dengan tegangan terbesar tersebut. Dengan demikian Tracker akan mencari sumber cahaya terkuat hingga didapatkan kondisi tegangan keluaran LDR pembanding sama atau bahkan lebih besar dari keempat LDR yang dituju tersebut. Pada kondisi ini keluaran

komparator berlogika rendah sehingga melalui pemrograman pada mikrokontroller putaran dinamo akan dihentikan.

3.5.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler MCS-51 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dan minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Dalam perancangan Tugas Akhir ini, sistem minimum mikrokontroler AT89S52 terdiri dari:

1. Chip IC mikrokontroler AT89S52 keluarga MCS-51 2. Kapasitor

3. Resistor

Gambar 3.4 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52

Aplikasi mikrokontroller AT89S52 pada alat ini berfungsi sebagai penerjemah data konduksi komparator pada rangkaian LDR untuk mengatur arah putaran dinamo

penggerak solar tracker. Untuk aplikasi ini menggunakan port 2 sebagai data masukan dan port 1 sebagai alamat keluarannya. Proses kerja mikrokontroller ini ditentukan berdasar pulsa komparator 1,2,3,4 yang masuk pada port 2.0 hingga 2.3. Dimana jika salah satu tegangan pada LDR 1,2,3,4 lebih besar dari tegangan referensi komparator pada LDR tersebut akan berlogika tinggi, pulsa masukan dari salah satu komparator 1,2,3,4 ini berfungsi untuk menggerakkan motor solar tracker sesuai arah posisi LDR, jika tegangan referensi lebih besar dari semua tegangan LDR, semua komparator berlogika rendah sehingga tidak ada logika untuk menyulut data masukan pada port 2. Kondisi ini menyebabkan semua alamat pada port 1 juga berlogika rendah sehingga motor penggerak solar tracker berhenti. Untuk proses ini dirancang suatu diagram alir / flowchart sebagai berikut :

Gambar 3.5 Flowchart Mikrokontroller sebagai Penggerak Solar Tracker

Berdasar diagram alir yang disusun diatas maka dapat pula dirancang suatu diagram alir berdasarkan metode pemrograman berbahasa assembler sebagai proses pengalamatan data komparator.

LDR 1,2,3,4 ?

t

y

y

t

start

LDR 1 LDR 2 LDR 3 LDR 4

Motor berputar sesuai nomer

Motor berhenti

Proses lagi?

3.5.3 Perancangan Rangkaian Driver

Rangkaian driver dirancang untuk mengaktifkan motor DC sebagai penggerak solar tracker. Kombinasi rangkaian driver ini dirancang supaya motor DC dapat berputar forward-reverse, menyesuaikan input program yang bekerja berdasar pembacaan sinyal dari LDR. Rangkaian driver ini diperlukan untuk memberikan pemisahan tegangan kontrol sebesar 5 volt yang dihasilkan dari keluaran mikrokontroller menjadi tegangan sesuai yang dibutuhkan oleh motor DC tersebut. Untuk merealisasi ide ini dilakukan dengan menggunakan transistor yang memanfaatkan tegangan kecil dari mikrokontroller sebagai pemicu diode masukannya dan memberikan tegangan yang relatif lebih besar pada transistor keluarannya. Metode reverse-foreward pada cara kerja motor DC dilakukan dengan membalik arah arus yang melalui motor, hal ini direalisasikan dengan menempatkan empat buah relay sebagai pembentuk arah arus dimana relay digerakkan dari sebuah driver BD 139 yang memicu transistor D 313.

Driver pada rangkaian diatas menggunakan BD 139 untuk memicu transistor D 313 pada rangkaian daya penggerak motor DC. Untuk setiap motor dengan arah gerakan referse forward digerakkan dengan menggunakan empat buah relay (C1, C2, C3, C4) sebagai saklar daya yang membentuk kuadrant arah arus yang masuk pada polaritas motor. Dimana C1 dan C2 aktif bersama sebagai pemicu forward motor DC, dan C3 dan C4 aktif bersama sebagai pemicu reverse motor DC. Dengan konfigurasi rangkaian seperti pada gambar diatas maka dapat daiuraikan prinsip kerja aliran arus sebagai penggerak motor sebagai berikut, saklar C1 dan C2 mengalami kondisi ON – OFF secara bersama-sama demikian juga saklar C3 dan C4 karena keduanya dipicu dari sebuah transistor. Pada saat transistor S1 mendapatkan pulsa maka relay C1 dan C2 ON menyebabkan masing-masing kontak nya terhubung ke NO sehingga motor pada sisi “a” menuju C1 terhubung ground dan motor pada sisi “b” menuju C2 terhubung tegangan VCC. Kondisi ini menyebabkan motor berputar pada arah tertentu (sebut saja kanan). Pada saat transistor S2 mendapatkan pulsa maka relay C3 dan C4 ON menyebabkan masing-masing kontaknya terhubung ke NO sehingga motor pada sisi “a” menuju C4 terhubung tegangan VCC dan motor pada sisi “b” menuju C3 terhubung ground. Kondisi ini menyebabkan motor berputar pada arah sebaliknya. Dengan demikian berdasarkan pemicuan pulsa pada transistor 1 dan 2 akan mengaktifkan ke empat relay tersebut untuk membuat suatu kondisi motor berputar pada dua arah yang saling berlawanan. Sedangkan pada BD 139 sendiri memiliki cara kerja dimana ketika tegangan dari output mikrokontroller memicu

dioda led pada pin 1, dioda tersebut akan memancarkan sinar yang diterima oleh fototransistor sehingga transistor pada sisi keluaran BD 139 menutup, hal ini menyebabkan arus pada sumber (VCC) mengalir dari Kolektor menuju Emitor dan memicu transistor pada rangkaian daya.

3.5.4 Pengukur Daya Solar Cell

Dengan memberikan sinar yang jatuh pada permukaan solar cell maka board solar cell tersebut akan menghasilkan besaran listrik pada sisi keluarannya. Untuk menunjang hal tersebut maka perlu diketahui pula besarnya daya listrik yang dihasilkan oleh sollar cell tersebut.

Untuk itu pada sistem ini juga dibuat suatu display daya listrik solar cell yang akan memantau secara realtime besarnya daya yang dihasilkan oleh solar cell. Untuk keperluan ini pada keluaran solar cell dipasang sensor arus dan sensor tegangan untuk mencuplik daya dari solar cell tersebut. Untuk mencuplik arus digunakan sensor arus yang terpasang seri terhadap solar cell.

Dengan sistem ini maka didapatkan arus yang dihasilkan oleh solar cell, yang dibaca pada skala tegangan. Sedangkan pencuplikan tegangan dilakukan dengan teknologi IC Modular pembaca tegangan memanfaatkan modul Avometer Digital. Sehingga pada sisi keluaran solar cell didapatkan sebuah nilai tegangan yang pasti dan konstan. Dari kedua parameter ini kemudian didesain dan dikembangkan suatu

sistem rangkaian penghubung antara solar cell dan modul Avometer sehingga didapatkan daya dari solar cell tersebut.

3.5.5 Penggerak Solar Tracker

Sistem solar tracker ini diharapkan bisa berfungsi secara mandiri sebagai alat yang mampu menghasilkan catu daya sendiri untuk menjalankan sistem penggerak baik motornya atau pun sistem kontrol pada alat ini. Hal ini dapat direalisasi dengan menggabungkan sistem converter DC-DC yang meregulasikan tegangan plate yang dihasilkan pada solar cell menjadi tegangan kerja yang dibutuhkan oleh komponen kontrol dan motor penggerak solar tracker ini. Proses diatas tentunya bukan suatu proses yang sederhana dan memerlukan riset yang lebih berkelanjutan untuk itu sebagai catu daya pada sistem ini sementara menggunakan catu catu daya dari listrik yang disediakan oleh jala-jala dengan sistem regulasi konvensional sebagai tegangan kerja masing-masing sistem penggerak dan sistem kontrol sollar tracker ini. Ada beberapa kebutuhan tegangan yang dibutuhkan pada alat ini diantaranya catu daya 5 volt yang dibutuhkan sebagai catu mikrokontroller dan catu ADC ICL7107. Catu daya 15 volt simetris yang berfungsi sebagai pencatu rangkaian opersional amplifier dan sebagai pensuplay tegangan pada rangkaian multiplyer analog 1495. Sedangkan untuk penggerak motor menggunakan accumulator 12 volt yang supply tegangannya dihasilkan dari sistem carge pada tegangan keluaran solar cell. Untuk kebutuhan masing-masing catu daya tersebut dirancang suatu sistem rangkaian peregulasi tegangan sebagai berikut :

Gambar 3.8 Rangkaian Power Supply

Sedangkan pada tegangan simetris menggunakan regulator pembentuk tegangan 7805 untuk membentuk tegangan positif 5 volt dan regulator 7905 untuk menghasilkan tegangan negatif 5 volt. Pada perancangan sistem tegangan simetris ini tidak disertai dengan transistor sebab regulator tersebut telah dilengkapi dengan sistem penstabil sehingga untuk diaplikasikan pada beban yang tidak terlalu besar seperti pada alat ini kemampuan penstabilan regulator ini masih mencukupi.

4.1 Kebutuhan Sistem

Ada beberapa hal dalam pengembangan sistem yang harus diperhatikan sebelum akhirnya sampai pada langkah menjalankan program, antara lain perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software) serta bagaimana akhirnya sistem dapat berjalan sesuai dengan program yang telah dibuat.

4.1.1 Perancangan Sistem

Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai kebutuhan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada implementasi sistem ini. Perangkat keras (hardware) yang digunakan adalah sebagai berikut:

1) Personal Computer (PC) untuk desain skema rangkaian, pembuatan software,

dan proses programming ke PEROM AT89S51.

2) Peralatan (downloader, kabel serial AT89_USB_ISP)

3) Komponen elektronik, antara lain :

 Mikrokontroller AT89S52

 Sensor peka cahaya (LDR)

 PCB (Printed Circuit Board)

 Dinamo

 Dioda

 Elco

 IC Regulator 7805

 Transistor

 Resistor

 Switch (Push-Button)

 Kabel

 Sel Surya

Sedangkan perangkat lunak yang digunakan dalam perancangan aplikasi ini adalah sebagai berikut :

1) Proteus 7 Profesional

2) AT89_USB_ISP_Software

3) MIDE-51

4.2 Implementasi Alat

Pada tahapan ini akan dibahas mengenai implementasi sistem dari perancangan alat yang telah dibahas sebelumnya. Secara detail Implementasi tersebut akan dijelaskan dan dapat dilihat pada sub bab sebagai berikut :

4.2.1 Sistem Rangkaian Sensor Peka Cahaya

Pada sistem rangkaian peka cahaya ini dibuat menggunakan empat buah sensor peka cahaya (LDR) yang dipasang sebagai pelacak arah fokus datangnya sinar matahari, di mana ke empat sensor tersebut dedesain membentuk formasi

layang-layang sama sisi dan di tengahnya terdapat sebuah LDR lagi yang berfungsi sebagai pembanding kuat cahaya yang diterima oleh masing-masing sensor pada kondisi terfokusnya. Berikut dibawah ini akan dijelaskan detail alat dengan gambar.

Gambar 4.1 Rangkaian LDR (light-dependent resistor)

Keterangan Gambar :

a) Kabel serat

b) PCB non lubang

c) LDR (light-dependent resistor)

Setelah rangkaian komponen untuk sensor cahayanya. Maka, berlanjut untuk membuat rangkain berikutnya. Yaitu rangkaian minimum Mikrokontollernya.

a 

b 

4.2.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT89S52

Implementasi minimum AT89S51 dibuat untuk proses utama untuk menjalankan suatu sistem kerja yang kita inginkan. Mikrokontroler AT89S52 sebuah media penyimpanan program yang kita dibuat. Berikut adalah gambar komponen pada rangkaian minimum mikrokontrollernya.

Gambar 4.2 Rangkaian Minimum Mikrokontroller AT86S52

Keterangan Gambar :

a) Mikrokontroller AT86S52

a 

b 

c 

d 

e 

f 

g 

b) Relay

c) ELCO

d) PCB

e) Transistor

f) Resistor

g) ELCO

h) IC Regulator 7805

4.2.3 Rangkaian Penggerak Solar Tracker

Untuk sistem rangkaian penggerak solar tracker, penyusun memanfaatkan dinamo sebagai penggeraknya. Untuk rangkaian penggerak ini didesain sedemikian rupa agar mampu bergerak seefektif mungkin. Tersusun menjadi dua tingkatan, pada tiap tingkatan terdapat dinamo serta memanfaatkan PCB non lubang sebagai media rangka. Sehingga nantinya solar sell mampu menerima energi maksimal. Berikut dibawah ini akan dijelaskan detail alat dengan gambar.

Gambar 4.3 Rangkaian penggerak solar tracker

Keterangan Gambar :

a) PCB non lubang

b) Dinamo

c) Dinamo

4.3 Implementasi Coding

Tahapan ini merupakan tahapan penyusunan program. Secara sederhana implementasi coding akan dijelaskan pada blok-blok program dibawah ini :

;--- ;penempatan port

;---

c b a

ldr1 equ p3.0 ldr2 equ P3.1 ldr3 equ p3.2

;sensor motor atas putar kanan

;sensor motor bawah putar kiri

ldr1 equ p3.0

;--- ;program utama

;---

;jika ldr2=0 maka lompat ke lanjut1,jika ldr2=1,maka teruskan (motor bawah berputar kekkiri)

;motor atas putar kanan

;motor bawah putar kanan

;motor atas putar kiri

;motor bawah putar kiri

org 00h cek_sensor:

jnb ldr1,lanjut

acall putar_motatas_kanan lanjut:

jnb ldr2,lanjut1

acall putar_motbawah_kiri

lanjut1:

jnb ldr3,lanjut2

acall putar_motatas_kiri

lanjut2:

jnb ldr4,lanjut3

acall putar_motbawah_kanan

;jika ldr1=1 maka motor atas berputar kekanan

;lompat untuk kembali ke cek_sensor  putar_motatas_kanan: jnb sw_makn,lanjut clr relay1 acall delay3 setb relay1 acall delayms clr relay3 acall delayms

Fungsi : putar_motatas_kanan ;jika sw_makn=1 maka

lanjutkan untuk memutar motor atas ke arah kanan,jika

sw_makn=0 maka lompat ke lanjut dan putaran berhenti ;clear relay1=0 (untuk memutar motor atas ke arah kanan)

;panggill fungsi delay 3 (memberi perlambatan untuk mengatur kecepatan putaran motor)

;set bit relay1=1 untuk menghentikan putaran motor ;panggill fungsi delayms (memberikan sedikit waktu untuk proses penghentian) ;relay3=0 untuk membalik putaran dalam proses pengereman

;panggill fungsi delayms (memberikan sedikit waktu

putar_motbawah_kiri:

jnb sw_mbkr,lanjut1

clr relay2

acall delay2

setb relay2

acall delayms

clr relay4

acall delayms

setb relay4

acall delay1

jb ldr2,putar_motbawah_kiri

setb relay4

setb relay2

ret

Fungsi :

putar_motatas_kiri:

jnb sw_makr,lanjut2

clr relay3

acall delay3

setb relay3

acall delayms

clr relay1

acall delayms

setb relay1

acall delay1

jb ldr3,putar_motatas_kiri

setb relay1

setb relay3

ret

putar_motbawah_kanan:

jnb sw_mbkn,lanjut3

Fungsi :

putar_motatas_kiri 

Fungsi :

putar_motatas_kiri1: jb

sw_makn,putar_motatas_kanan1 loop_pmakr:

jnb sw_makr,stop

clr relay3

acall delay3

setb relay3

acall delayms

clr relay1

acall delayms

setb relay1

acall delay1

jb ldr5,loop_pmakr

setb relay1

setb relay3

Fungsi :

putar_motatas_kanan1:

jb sw_makr,loop_pmakr

loop_pmakn:

jnb sw_makn,terus

clr relay1

acall delay3

setb relay1

acall delayms

clr relay3

acall delayms

setb relay3

acall delay1

jb ldr5,loop_pmakn

setb relay3

setb relay1

Fungsi :

delayms:

mov var1,#10

d:

nop nop

djnz var1,d

djnz delay,delayms

ret delay1:

mov var2,#230

d1:

nop nop

djnz var2,d1

djnz delay,delay1

ret

4.4 Prosedur Pemasangan Program Pada Mikrokontroller AT89S52

Agar listing program yang sudah kita buat sebelumnya dapat dibaca Mikrokontroller, maka listing program yang awalnya berekstensi .ASM harus diconvert menjadi file.(dot) hex. Untuk memasang program pada Chip AT89S52 pertama-tama program yang sudah dibuat sebelumnya harus dicompile terlebih dahulu, untuk memastikan tidak ada error, karena jika ada yang error maka program tidak akan bisa dibuat.

4.4.1 Download Program Ke dalam Mikrokontroler

Untuk proses donwload program ke dalam IC mikrokontroler software yang digunakan adalah AT89_USB_ISP_Software. Pada proses pembuatan program, program diketik dalam bahasa assembler. Kemudian di compile dalam dengan compiler asm52, menjadi file object. Deri object di compile menjadi file

dalam bentuk hex. Untuk menulis program dalam bahasa asembler kita bisa memanfaatkan teks editor, seperti notepad, editor dos, dsb. Setelah kita menulis program dalam teks editor, kita perlu simpan file kita dengan ekstensi .asm, kemudian kita simpan pada folder dengan lokasi yang sama dengan lokasi copiler ASM51.

Berikut dibawah ini akan dijelaskan tahapan dalam mengcompile file program menjadi file berekstensi .hex :

 Tuliskan program dalam page M-IDE studio MCS-51 dalam bahasa

Assembly (ASM52 assembler), kemudian simpan program misal di D:\DEVIN

DOCUMENT\Skripsi Ku\LAPORAN TA\Program, kemudian lanjut lakukan

proses Build current file seperti tampak pada Gambar 4.5. Apabila tidak terjadi

error maka pada tampilan bawah akan muncul pesan seperti yang ditunjukan

dalam Gambar 4.6

Gambar 4.5 Proses Build current file

Gambar 4.6 Proses tidak terjadi error

Setelah proses build sukses selanjutnya buka software AT89_USB_ISP_Software. Sebagai catatan software AT89_USB_ISP_Software

tidak memerlukan proses instalasi (portable) sehingga akan lebih mudah dan praktis digunakan.

Gambar 4.7 Tampilan starter software AT89_USB_ISP

Kemudian Dialog Device Selection akan muncul saat perangkat lunak

DT-HiQ AT89 USB ISP baru dijalankan atau bila menu Options → Device Select

dipilih. Jendela dialog ini berfungsi untuk menentukan tipe IC target dan nilai kristal yang digunakan.

Gambar 4.8 Pemilihan tipe IC dan Kristal

Pilihlah tipe IC target melalui combobox yang disediakan serta nilai

Kristal terdekat, lalu tekan tombol “OK”. DT-HiQ AT89 USB ISP akan melakukan verifikasi tipe target IC apakah sesuai dengan pilihan (jika target IC

mendukung instruksi pembacaan Signature Byte).

Jika verifikasi berhasil, maka tampilan utama perangkat lunak akan aktif kembali serta pilihan instruksi yang disediakan akan disesuaikan dengan tipe IC target. Jika proses verifikasi gagal tetapi pengguna yakin bahwa pilihan tipe IC

target sudah benar (mungkin hanya signature byte IC yang rusak), maka pengguna

dapat menekan tombol “Cancel” pada jendela dialog ini. Kemudian memilih tipe

target melalui combobox di pojok kanan atas tampilan utama. Dengan memilih

melalui combobox di tampilan utama, walaupun proses verifikasi gagal, pilihan

Kemudian kita load file.hex yang kita buat sebelumnya lewat menu Load File. Kemudian kita cari file berekstensi hex yang sebelumnya telah berhasil kita compile pada tahapan sebelumnya.

Gambar 4.9 Open file.hex

 Setelah berhasil melakukan load file, maka program sudah siap untuk dilakukan

Write/penulisan ke mikrokontrolernya.

Sebagai Catatan, DT-HiQ AT89 USB ISP mencakup semua fitur pemrograman pada semua IC yang didukung. Karena masing-masing IC memiliki fitur yang berbeda, maka pilihan fitur pemrograman bergantung pada jenis IC

yang dipilih. Seperti tampak pada jendela software AT89_USB_ISP terdapat

beberapa tombol serta fungsi – fungsi antara lain akan dijelaskan pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.1 Tabel fungsi Menu File

Menu Fungsi

Load File Membuka file Intel HEX atau file biner dan memasukkannya ke

Save File Menyimpan isi Read Buffer ke dalam file Intel HEX atau file biner

Recent File Menampilkan daftar 10 file yang terakhir dibuka

Exit Keluar dari perangkat lunak

Tabel 4.2 Tabel fungsi Menu Intructions

Menu(1) Fungsi(2) Blank Check Memeriksa apakah IC target kosong

Erase Menghapus IC target

Read FLASH Membaca memori program IC target dan memasukkannya ke

dalam Read Buffer Write

FLASH

Menulis kode yang tersimpan dalam File Buffer ke dalam memori program IC target

(1) (2)

Verify FLASH

Membandingkan isi File Buffer dan memori program IC target Read

EEPROM

Membaca memori data EEPROM IC target dan memasukkannya ke dalam Read Buffer

Write EEPROM

Menulis kode yang tersimpan dalam File Buffer ke dalam memori data EEPROM IC target

Verify EEPROM

Membandingkan isi File Buffer dan memori data EEPROM IC target

Lockbit Settings

Memunculkan jendela dialog untuk pengaturan Lockbit Fusebit

Settings

Memunculkan jendela dialog untuk pengaturan Fusebit Auto

Programming

Menjalankan serangkaian instruksi sesuai dengan pilihan pada Auto Programming Options

76

Tabel 5.1 Hasil Pengujian Pergerakan Motor

LDR 

      

STATUS    

      

PERGERAKAN    

   Terkena Cahaya  Tak terkena Cahaya Motor Atas  Motor Bawah 

1  Ya  ‐  Putar Kanan  stop 

2  Ya  ‐  Putar Kiri  stop 

3  Ya  ‐  stop  Putar kanan 

4  Ya  ‐  stop  Putar Kiri 

5  Ya  ‐  Putar Kanan/kiri  stop 

Tabel 5.2 Hasil Pengujian Rangkaian LDR tahap1

LDR 

      

STATUS    

       

STATUS LED        Terkena Cahaya 

Tak terkena 

Cahaya  Menyala  Mati 

1  Ya  ‐  ‐  ya 

   ‐  ya  ya  ‐ 

2  Ya  ‐  ‐  ya 

   ‐  ya  ya  ‐ 

3  Ya  ‐  ‐  ya 

   ‐  ya  ya  ‐ 

4  Ya    ‐  ya 

   ‐  ya  ya  ‐ 

5  Ya  ‐  ‐  ya 

Tabel 5.3 Hasil Pengujian Rangkaian LDR tahap2 lampu senter

Percob 

ke‐  Jarak Cahaya  LED 

       STATUS 

LDR          

      1,2,3,4,5  LDR 1  LDR 2  LDR 3  LDR 4  LD

1  0,5 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

2  2 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

3  5 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

4  10 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

5  20 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

6  30 cm  Off  Focus  fokus  fokus  fokus  fo

7  50 cm  On  tdk focus  tdk fokus  tdk fokus  tdk fokus  tdk  8  1 m  On  tdk focus  tdk fokus  tdk fokus  tdk fokus  tdk  9  2m  On  tdk focus  tdk fokus  tdk fokus  tdk fokus  tdk  10  5 m  On  no respon  no respon  no respon  no respon  no r

5.1.3 Pengujian Rangkaian Solar Cell

Rangkaian solar cell disusun sedemikian rupa hingga mampu menghasilkan energi/daya keluaran yang dapat diukur. Dalam pengujian ini memanfaatkan rangkaian solar cell sebanyak tiga keeping. Masing-masing keping mampu menghasilkan daya maksimal berkapasitas sampai dengan 6 Volt 1 Ampere.

Dalam prototype ini solar cell disusun secara seri sehingga didapatkan rumusan penghitungan sebagai berikut :

Rangkaian seri(Max) = 6V + 6V + 6V

= 18 Volt

Berikut dibawah ini akan diuraikan dengan table rata-rata hasil pengukuran berdasarkan waktu tertentu :

78

Tabel 5.4 Hasil Pengujian Rangkaian Solar Cell

Percob ke‐  Rata‐Rata Waktu  Daya Yang Dihasilkan 

1  1 detik  0,1 V 

2  5 detik  3,3 V 

3  10 detik  4,9 V 

4  15 detik  5,5 V 

5  30 detik  5,7 V 

6  1 menit  6,2 V 

7  5 menit  10,1 V 

8  10 menit  10,3 V 

9  15 menit  11,5 V 

10  30 menit  12 V 

5.1.4 Pengujian Display Daya

Display daya memanfaatkan IC modular / Avometer digital pembaca tegangan dari rangkaian solar cellnya. Sehingga didapatkan energy/display daya yang pasti dan akurat.

PENUTUP

Dari pengujian alat pada tugas akhir ini, dapat ditarik kesimpulan dan saran yang nantinya dapat berguna untuk pengembangan alat ini secara lebih baik lagi.

6.1 Kesimpulan

Dari hasil uraian yang telah digambarkan pada bab sebelumnya, baik secara teori maupun berdasarkan hasil-hasil pengujian yang telah dilakukan pada Tugas Akhir ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a) Proses untuk membangun sebuah alat pengendali solar tracker yakni dengan merangkai beberapa sistem rangkaian terkombinasi antara lain beberapa sensor peka cahaya (LDR) untuk membaca arah datangnya cahaya dari beberapa sudut. Kemudian untuk menjalankan program dibutuhkan pula rangkaian minimum mikrokontroler. Sedangkan sebagai penggerak / tracker solar cell ini menggunakan motor DC terkopel gearbox yang masing-masing track-nya digerakkan melalui sistem pemrograman pada mikrokontroler AT 89S52.

b) Agar solar cell dspst digerakkan oleh solar trackernya. Maka, digunakan 5 buah sensor peka cahaya (LDR), empat buah diantaranya diletakkan pada kondisi keempat penjuru mata-angin dan sebuah lagi ditempatkan

80   

ditengah-tengahnya sebagai pembanding dari masing - masing fokus yang diterima oleh LDR terkuat tersebut. Kepekaan paling kuat dari LDR tersebut akan diikuti oleh pergerakan solar cell hingga terdapat nilai kepekaan yang sama antara salah satu LDR yang diikuti tersebut dengan LDR yang ditengah sebagai pembandingnya. Dengan kondisi ini maka

solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal

disepanjang hari.

c) Kemudian untuk rangkaian solar cellnya, disusun secara seri dan dihubungkan dengan IC Modular pembaca tegangan memanfaatkan modul

Avometer digital. Sehingga pada sisi keluaran solar cell didapatkan sebuah nilai tegangan yang pasti dan konstan.

6.2 Saran

Dengan pembahasan tersebut, maka penulis ingin memberikan saran-saran dengan adanya kekurangan dalam kinerja dari alat sehingga nantinya didapatkan sistem yang lebih baik :

a. Selain memanfaatkan sensor peka cahaya realisasi alat ini sebaiknya juga didukung dengan beberapa rangkaian terkombinasi yang masing-masing berfungsi sebagai penyimpan energi listrik yang diterima oleh solar cel tersebut. Dalam hal ini diaplikasikan kedalam accumulator 12 volt.

b. Dalam perancangan alat tersebut diatas, untuk suplay listrik sebagai penggerak trackernya. Sebaiknya haruslah memanfaatkan kembali energi timbal-balik dari penyimpan energi sebelumnya (Accumulator). Proses

   

diatas tentunya bukan suatu proses yang sederhana dan memerlukan riset yang lebih berkelanjutan untuk itu sebagai catu daya pada sistem ini sementara menggunakan catu catu daya dari listrik