Multimeter Dengan Tampilan Seven Segment
Multimeter Dengan Tampilan Seven Segment dan Isyarat Suara
P embuatan alat ini menggunakan ADC MC14433 sebagai pengubah
sinyal analog ke digital, kemudian mikrokontroller AT89S5X sebagai
pengalamatan data, ISD 1420 sebagai penyimpan suara sekaligus
menampilkan suara dan seven segmen berfungsi sebagai penampil
angka.
Multi Meter Dengan Tampilan Seven Segment dan Isyarat
Suara
V – O meter digital ini dirancang untuk menampilkan pengukuran
volt meter AC/DC dan ohm meter yang ditampilkan secara digital
dengan kelebihan adanya tambahan tampilan suara untuk
menyebutkan pembacaan pengukurannya. Aplikasi ini
memanfaatkan bagian dari multi meter analog sebagai pengolah
sinyal yang terukur, sinyal keluaran pembacaan data analog ini
kemudian dilewatkan pada ADC sebagai data masukan digital
bagi pengolahan mikrokontroller. Dalam mikrokontroller dilakukan
pengalamatan data untuk memanggil alamat sinyal suara yang
telah disimpan didalam IC Information Storage Device (ISD)
sekaligus untuk melakukan pengalamatan data untuk
menampilkan data digital masukan dari ADC kedalam 7 segment
secara scanning. Untuk pembacaan tegangan dan tahanan ini
dilengkapi dengan range selektor sebagai pengali pembacaan
volt/ohm meter.
Gambar 3.1 Blok diagran Volt - Ohm meter suara
3.1 Perancangan Rangkaian Pembaca Tegangan
Rangkaian kalibrasi tegangan atau pembaca tegangan
merupakan metode untuk membaca tegangan baik tegangan AC
maupun DC agar nilai tersebut bisa dibaca pada sistem ADC.
Pada rangkaian voltmeter dikenal beberapa metode pengkalibrasi
tegangan sedangkan sistem yang digunakan ini adalah metode
rangkuman ganda. Metode ini dilakukan dengan menempatkan
sejumlah tahanan pengali dengan sebuah saklar rangkuman
(range switch), sehingga dengan metode ini volt meter dapat
digunakan untuk membaca sejumlah batasan tegangan.
Pada perancangan voltmeter AC maupun DC sistem rangkuman
ganda atau multirange voltmeter ini bisa saja diaplikasikan, pada
perancangan ini untuk pembacaan tegangan DC dilakukan
secara langsung dengan menghubungkan tegangan DC yang
terukur pada resistor multi range tersebut sedangkan untuk
pembacaan tegangan AC diperlukan rangkaian penyearah
dengan filter C sebelum dihubungkan dengan resistor multi range
tersebut. Pada aplikasi ini perancangan kalibrasi tegangan
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3.2 Rangkaian pembaca tegangan AC dan DC
Berdasar rangkaian diatas maka pembacaan tegangan semuanya
dilakukan dengan metode pembacaan tegangan DC, hal ini
dilakukan dengan melakukan penyearahan dulu terhadap metode
pengukuran tegangan AC. Untuk membaca tegangan pada
rangkaian multirange voltmeter dilakukan dengan memasang
resistor secara seri dan pengukuran tegangan dilakukan diantara
masing-masing resistor seri tersebut dengan metode voltage
devider.
3.2 Perancangan rangkaian pembaca tahanan
Sistem pembaca tahanan dilakukan dengan membuat suatu
tegangan keluaran pada suatu IC regulator dimana untuk
menghasilkan tegangan keluarannya regulator tersebut harus
dikombinasikan dengan sebuah resistor terparalel terhadap nol.
Nilai tegangan yang dihasilkan dengan memberikan tahanan
tersebut dikalibrasikan sebagai nilai tahanan yang diukur. Sistem
kalibrasi ini dilewatkan pada rangkaian regulator variable LM317
dimana komponen tersebut merupakan regulator variable dengan
range hingga 30 volt DC.
Gambar 3.3 Rangkaian pengkalibrasi pengukur tahanan
IC LM 317 merupakan sebuah regulator variable yang tegangan
keluarannya ditentukan oleh pengaturan tahanan yang
ditempatkan pada pin 2 terhadap ground. Sehingga dengan
menempatkan resistor pada pin IN resistor maka tegangan
keluaran LM 317 dapat berfluktuasi menyesuaikan besar tahanan
tersebut. VR1 dan VR2 berfungsi sebagai kalibrator tegangan
keluaran IC LM 317 sehingga ketidak presisian tegangan
keluaran terhadap pembacaan resistor masukan dapat dikalibrasi
melalui VR1 atau VR2 ini. Tujuan VR ini untuk mengasumsikan
tegangan yang dihasilkan LM 317 sebagai nilai tegangan yang
dibaca.
Pada Volt terdapat resistor keluaran 48K dan 480K hal ini
diperlukan sebagai pembentuk range pembacaan resistor dimana
pada resistor yang tidak terbaca pada range 48K dapat dibaca
pada range 480K. Dengan sistem rangkaian ini maka tegangan
keluaran IC LM 317 dibentuk berdasarkan nilai tahanan yang
dipasang sebagai divider tegangan terhadap resistor 48K atau
480K diatas.
3.3 Perancangan rangkaian ADC MC 14433
ADC MC-14433 merupakan single chip ADC yang istimewa,
dimana keistimewaannya adalah selain bisa membaca input
analog menjadi bit biner pada keluarannya, ADC ini juga dapat
diaplikasikan secara langsung untuk menjalankan dekoder dan
display 7 segment kommon katoda secara langsung. Tampilan 7
segment yang mampu dihasilkan oleh ADC ini sejumlah 3 ½ digit
dengan kemampuan pembacaan hingga “1999”. Seperti halnya
ADC yang lazim digunakan ADC MC 14433 juga menggunakan
tegangan referensi 2,5 volt untuk mambaca tegangan masukan.
Tegangan referensi ini berfungsi untuk menentukan step kerja
ADC yang berhubungan dengan kemampuan pembacaan ADC
tersebut.
Gambar 3.4 Rangkaian ADC MC 14433
Rangkaian ADC MC 14433 memiliki 8 keluaran dimana masing-masing
empat keluaran berfungsi sebagai ouput dekoder dengan logika BCD
konter dan empat keluaran yang lain sebagai desimal select yang
menentukan tegangan kerja 7 segment yang menyala.
3.4 Perancangan rangkaian selektor
Rangkaian selektor berfungsi sebagai pelewat data yang harus dibaca
oleh ADC MC 14433. Rangkaian ini menggunakan rotari switch
terkombinasi dengan rangkaian kalibrasi pembacaan tegangan baik AC
maupun DC dan ohm meter. Rangkaian ini juga berfungsi untuk
menentukan range pembacaan pada rangkaian 7 segment. Pembacaan
rangkaian selektor dilakukan berdasar metode multirange dimana tahap
pembacaannya dilakukan dengan membagi kelipatan 10 dari setiap data
yang dibaca seperti pada gambar berikut :
Gambar 3. 5 Rangkaian Range selektor
Dengan rotari switch 3 induk 4 anak seperti pada gambar range
selektor diatas maka sistem selektor ini dapat dipilih untuk
beberapa mode yaitu sebagai selektor pengukuran volt meter (AC
dan DC) memanfaatkan 2 anak dari dua buah induk yang
terhubung dengan tegangan masukan yang diukur dan tegangan
keluaran yang terhubung dengan ADC MC 14433. Sedangkan
dua anak yang lain pada induk yang sama dengan induk
pembacaan tegangan berfungsi untuk membaca nilai tahanan
yang diukur dan tegangan keluaran sebagai kalibrasi tahanan
tersebut. Sedangkan induk ketiga berfungsi untuk menggeser
desimal point sebagai pengatur range pengukuran tegangan
ataupun tahanan.
3.5 IC program mikrokontrol AT89C51
Mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan ini adalah
mikrokontroler AT89C51 yang memiliki kemampuan sebagai
berikut:
Kompatibel dengan produk dan program assembler MCS-51
Dapat di simpan program sebesar 4 kByte Flash.
32 pin Input/Output yang dapat diprogram.
128 x 8 bit internal RAM
Dua buah timer / counter 16 bit.
Dengan kemampuan sesuai fasilitas mikrokontrol AT89C51 diatas
maka pada mikrokontroller ini mampu melakukan pemrograman
untuk pengalamatan data masukan sebagai penampil suara
sekaligus mampu melakukan pengalamatan untuk menampilkan
angka yang diukur pada 7 segment. Untuk proses pengalamatan
kode suara pada sistem ini menggunakan data pada port 2 yang
terhubung dengan port masukan IC ISD 1420 sedangakan untuk
pengalamatan kode yang ditampilkan kedalam 7 segment
menggunakan port 3. Kedua port keluaran tersebut mengambil
data dari port 0 yang terhubung dengan data masukan dari ADC
MC 14433. Sementara port 1 digunakan sebagai pengendali
sistem kompensasi sehingga jenis V/O meter dapat di-select
untuk mode ukur tegangan maupun tahanan.
Rangkaian mikrokontroler AT89C51 didisain dalam bentuk
minimum seperti yang terlihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.6 Konfigurasi Port mikrokontroller AT89C51
Berdasarkan gambar diatas data dari ADC MC 14433
dimasukkan pada port 0, melalui pengolahan data terprogram
dalam mikrokontroller AT89S51 data tersebut dialamatkan untk
menampilkan digit angka pada 7 segment dan mengalamatkan
data tersebut untuk memanggil suara yang bersesuaian dengan
penunjukan 7 segment pada ISD 1420. Sedangkan data dari
selektor dialamatkan pada mikrokontroller AT89S51 untuk
dilakukan proses pengali pembacaan sekaligus sebagai pengatur
digit point pada 7 segment berdasar pengaturan digit point pada
rangkaian range selektor.
3.6 Perancangan sistem ISD 1420
Information Storage Device (ISD) 1420 merupakan suatu chip
yang bila secara terintegrasi terhadap komponen pendukung bisa
digunakan sebagai penyimpan data suara yang direkam dan
didownloadkan didalamnya. Metode penyimpanan data suara
pada ISD dibatasi oleh lama waktu yang ditentukan oleh masingmasing chip ISD tersebut. Seperti halnya ISD 1420 diartikan
mampu menyimpan data suara hingga maksimal 20 detik. Pada
perancangan sistem pembaca V/O meter dengan tampilan suara
ini data yang disimpan kedalam ISD dilakukan dengan
memasukkan setiap suku kata dari keseluruhan kata yang harus
ditampilkan pada kemungkinan pengukuran yang terjadi.
Metode pengisian data suara kedalam ISD ini dilakukan melalui
perekam suara yang dapat disimpan dalam bentuk wave. Setelah
melalui proses editing untuk mendapatkan kualitas suara yang
baik, dari program wave suara di down load dengan menekan
tombol REC pada rangkaian terintegrasi ISD melalui port LPT
yang dihubungkan dengan port ISD tersebut. Suara yang
didownload kedalam ISD disimpan dalam bit-bit biner dengan
satu alamat data untuk setiap satu suku kata. Untuk menampilkan
suara dari data yang disimpan dilakukan dengan memanggil data
biner tersebut. Sebagai suatu contoh untuk menampilkan suara
satu koma dua maka data biner untuk masing-masing suku kata
satu, koma dan dua dipanggil secara berurutan. Sistem minimum
dari rangkaian ISD 1420 yang terintegrasi dengan sistem rekam
data adalah sebagai berikut:
Gambar 3.7 Skematik Rangkaian ISD 1420
3.7 Dekoder 7 segment BCD 74LS248
Pemilihan dekoder 7 segment menggunakan IC dekoder
74LS248, pemilihan ini berdasar pada beberapa kriteria
diantaranya adalah kemampuan IC dekoder tersebut dalam
menampilkan model angka pada led 7 segment secara sempurna
terutama dalam menampilkan angka 9 dan angka 6. Kriteria lain
adalah karena jenis 7 segment yang digunakan adalah jenis
katoda bersama dimana 0 menjadi common dan hal ini sangat
sesuai dengan karakteristik dekoder 74LS248 dimana keluaran
dekoder ini merupakan logika output tinggi atau sering disebut
dengan istilah aktif high. Metode penyambungan dekoder
74LS248 yang teraplikasi pada 7 segment penunjuk tegangan
dan tahanan pada pembuatan alat ini dilakukan dengan model
scanning melalui port mikrokontroller sehingga untuk sebuah IC
bisa digunakan untuk menjalankan 7 segment hingga sejumlah
port yang dimanfaatkan. Sedangkan IC dekoder ini hanya
mengaktifkan
common 7 segmet tersebut melalui sebuah transistor untuk setiap
7 segment yang digunakan. Dengan sistem rangkaian seperti ini
maka dapat melakukan penghematan IC dekoder tersebut.
Gambar 3.8 Rangkaian scanning 7 segment katoda bersama
IC ini masukannya berupa bilangan biner 4-bit yang ditunjukkan
oleh bilangan A,B,C,D. Pada gambar 3.8 bilangan BCD tersebut
dikodekan, maka hasilnya akan ditampilkan pada 7 segment. Dua
masukan lainnya yaitu masukan uji lampu yang berfungsi untuk
menguji apakah semua lampu segment beroperasi dengan
memberi kondisi rendah (active low). Selanjutnya masukan
pengosongan dan pengosongan akan mematikan semua segmen
dan mengosongkan penampil hanya bila berisi 0. Keduanya
diaktifkan oleh masukan rendah (active low). Keluaran dari IC ini
juga merupakan keluaran yang aktif tinggi.
Gambar 3.8 memperlihatkan sebuah pendekode BCD ke 7
segment digunakan untuk mengendalikan sebuah LED
tampilan 7 segment. Untuk menjelaskan rangkaian ini, kita
anggap bahwa masukan BCD adalah D=0, C=1, B=0, A=1, yang
berarti BCD untuk 5. Dengan masukan–masukan ini, keluaran
dekoder atau penggerak a,f,g,c,d akan digerakkan dengan logika
tinggi (High) memungkinkan arus melalui bagian LED a,f,g,c, dan
d; yang akan menampilkan angka 5, keluaran b dan e akan low
(open), sehingga bagian LED b dan e tidak menyala. Karena
keluaran dari IC ini aktif tinggi maka digunakan 7 segment katoda
bersama.
3.8 Perancangan sistem software
Pada sistem perangkat lunak ini berisi tahap-tahap perancangan
program pada mikrokontroller AT89C51. Dimana didalam IC
program ini merupakan otak dari sistem yang ingin dijalankan
pada perancangan alat V/O meter digital ini. Untuk merancang
suatu pengalamatan program terlebih dahulu harus disusun suatu
diagram alir agar pengalamatan program terorganisir dengan baik
didalamnya. Diagram alir dalam perancangan sofware V/O meter
digital ini sebagai berikut :
Gambar 3.9 Diagram alir perancangan perangkat lunak VO
meter
Pada diagram alir diatas terdapat beberapa instruksi yang harus
dipilih oleh operator. Diantaranya adalah apakah jenis
pengukuran yang akan dilakukan?, jika tegangan apakah jenis
tegangan yang akan diukur AC/DC? Dan kemudian apakah pada
setiap pengukuran baik tegangan maupun tahanan tersebut
memenuhi range kalibrasi yang disediakan? untuk menjawab
masing-masing opsi tersebut dilakukan melalui pengaturan range
dengan memutar saklar rotari yang disediakan untuk masingmasing jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut. Saklar
mode / rotari tersebut dimaksudkan untuk memilih jenis
pengukuran yang ingin dilakukan, pada sistem ini untuk
membedakan mode pengukuran tegangan dan tahanan. Setelah
mode dipilih ADC akan membaca besaran masukan baik
tegangan maupun tahanan untuk dialamatkan pada
mikrokontroller AT89C51. Pada IC program ini dilakukan
pengolahan data biner tersebut menjadi alamat suara dan alamat
BCD untuk mengaktifkan 7 segment. Pengalamatan suara
diterjemahkan melalui ISD 1420 menjadi output suara yang
terangkai berdasar alamat masukannya. Data yang dihasilkan
oleh suara ataupun seven segment ini merupakan data
pengukuran yang dilakukan. Untuk melakukan pengukuran lagi
dilakukan dengan menekan saklar mode pengukuran kembali
yang sekaligus sebagai reset dari sistem yang telah dilakukan.
P embuatan alat ini menggunakan ADC MC14433 sebagai pengubah
sinyal analog ke digital, kemudian mikrokontroller AT89S5X sebagai
pengalamatan data, ISD 1420 sebagai penyimpan suara sekaligus
menampilkan suara dan seven segmen berfungsi sebagai penampil
angka.
Multi Meter Dengan Tampilan Seven Segment dan Isyarat
Suara
V – O meter digital ini dirancang untuk menampilkan pengukuran
volt meter AC/DC dan ohm meter yang ditampilkan secara digital
dengan kelebihan adanya tambahan tampilan suara untuk
menyebutkan pembacaan pengukurannya. Aplikasi ini
memanfaatkan bagian dari multi meter analog sebagai pengolah
sinyal yang terukur, sinyal keluaran pembacaan data analog ini
kemudian dilewatkan pada ADC sebagai data masukan digital
bagi pengolahan mikrokontroller. Dalam mikrokontroller dilakukan
pengalamatan data untuk memanggil alamat sinyal suara yang
telah disimpan didalam IC Information Storage Device (ISD)
sekaligus untuk melakukan pengalamatan data untuk
menampilkan data digital masukan dari ADC kedalam 7 segment
secara scanning. Untuk pembacaan tegangan dan tahanan ini
dilengkapi dengan range selektor sebagai pengali pembacaan
volt/ohm meter.
Gambar 3.1 Blok diagran Volt - Ohm meter suara
3.1 Perancangan Rangkaian Pembaca Tegangan
Rangkaian kalibrasi tegangan atau pembaca tegangan
merupakan metode untuk membaca tegangan baik tegangan AC
maupun DC agar nilai tersebut bisa dibaca pada sistem ADC.
Pada rangkaian voltmeter dikenal beberapa metode pengkalibrasi
tegangan sedangkan sistem yang digunakan ini adalah metode
rangkuman ganda. Metode ini dilakukan dengan menempatkan
sejumlah tahanan pengali dengan sebuah saklar rangkuman
(range switch), sehingga dengan metode ini volt meter dapat
digunakan untuk membaca sejumlah batasan tegangan.
Pada perancangan voltmeter AC maupun DC sistem rangkuman
ganda atau multirange voltmeter ini bisa saja diaplikasikan, pada
perancangan ini untuk pembacaan tegangan DC dilakukan
secara langsung dengan menghubungkan tegangan DC yang
terukur pada resistor multi range tersebut sedangkan untuk
pembacaan tegangan AC diperlukan rangkaian penyearah
dengan filter C sebelum dihubungkan dengan resistor multi range
tersebut. Pada aplikasi ini perancangan kalibrasi tegangan
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3.2 Rangkaian pembaca tegangan AC dan DC
Berdasar rangkaian diatas maka pembacaan tegangan semuanya
dilakukan dengan metode pembacaan tegangan DC, hal ini
dilakukan dengan melakukan penyearahan dulu terhadap metode
pengukuran tegangan AC. Untuk membaca tegangan pada
rangkaian multirange voltmeter dilakukan dengan memasang
resistor secara seri dan pengukuran tegangan dilakukan diantara
masing-masing resistor seri tersebut dengan metode voltage
devider.
3.2 Perancangan rangkaian pembaca tahanan
Sistem pembaca tahanan dilakukan dengan membuat suatu
tegangan keluaran pada suatu IC regulator dimana untuk
menghasilkan tegangan keluarannya regulator tersebut harus
dikombinasikan dengan sebuah resistor terparalel terhadap nol.
Nilai tegangan yang dihasilkan dengan memberikan tahanan
tersebut dikalibrasikan sebagai nilai tahanan yang diukur. Sistem
kalibrasi ini dilewatkan pada rangkaian regulator variable LM317
dimana komponen tersebut merupakan regulator variable dengan
range hingga 30 volt DC.
Gambar 3.3 Rangkaian pengkalibrasi pengukur tahanan
IC LM 317 merupakan sebuah regulator variable yang tegangan
keluarannya ditentukan oleh pengaturan tahanan yang
ditempatkan pada pin 2 terhadap ground. Sehingga dengan
menempatkan resistor pada pin IN resistor maka tegangan
keluaran LM 317 dapat berfluktuasi menyesuaikan besar tahanan
tersebut. VR1 dan VR2 berfungsi sebagai kalibrator tegangan
keluaran IC LM 317 sehingga ketidak presisian tegangan
keluaran terhadap pembacaan resistor masukan dapat dikalibrasi
melalui VR1 atau VR2 ini. Tujuan VR ini untuk mengasumsikan
tegangan yang dihasilkan LM 317 sebagai nilai tegangan yang
dibaca.
Pada Volt terdapat resistor keluaran 48K dan 480K hal ini
diperlukan sebagai pembentuk range pembacaan resistor dimana
pada resistor yang tidak terbaca pada range 48K dapat dibaca
pada range 480K. Dengan sistem rangkaian ini maka tegangan
keluaran IC LM 317 dibentuk berdasarkan nilai tahanan yang
dipasang sebagai divider tegangan terhadap resistor 48K atau
480K diatas.
3.3 Perancangan rangkaian ADC MC 14433
ADC MC-14433 merupakan single chip ADC yang istimewa,
dimana keistimewaannya adalah selain bisa membaca input
analog menjadi bit biner pada keluarannya, ADC ini juga dapat
diaplikasikan secara langsung untuk menjalankan dekoder dan
display 7 segment kommon katoda secara langsung. Tampilan 7
segment yang mampu dihasilkan oleh ADC ini sejumlah 3 ½ digit
dengan kemampuan pembacaan hingga “1999”. Seperti halnya
ADC yang lazim digunakan ADC MC 14433 juga menggunakan
tegangan referensi 2,5 volt untuk mambaca tegangan masukan.
Tegangan referensi ini berfungsi untuk menentukan step kerja
ADC yang berhubungan dengan kemampuan pembacaan ADC
tersebut.
Gambar 3.4 Rangkaian ADC MC 14433
Rangkaian ADC MC 14433 memiliki 8 keluaran dimana masing-masing
empat keluaran berfungsi sebagai ouput dekoder dengan logika BCD
konter dan empat keluaran yang lain sebagai desimal select yang
menentukan tegangan kerja 7 segment yang menyala.
3.4 Perancangan rangkaian selektor
Rangkaian selektor berfungsi sebagai pelewat data yang harus dibaca
oleh ADC MC 14433. Rangkaian ini menggunakan rotari switch
terkombinasi dengan rangkaian kalibrasi pembacaan tegangan baik AC
maupun DC dan ohm meter. Rangkaian ini juga berfungsi untuk
menentukan range pembacaan pada rangkaian 7 segment. Pembacaan
rangkaian selektor dilakukan berdasar metode multirange dimana tahap
pembacaannya dilakukan dengan membagi kelipatan 10 dari setiap data
yang dibaca seperti pada gambar berikut :
Gambar 3. 5 Rangkaian Range selektor
Dengan rotari switch 3 induk 4 anak seperti pada gambar range
selektor diatas maka sistem selektor ini dapat dipilih untuk
beberapa mode yaitu sebagai selektor pengukuran volt meter (AC
dan DC) memanfaatkan 2 anak dari dua buah induk yang
terhubung dengan tegangan masukan yang diukur dan tegangan
keluaran yang terhubung dengan ADC MC 14433. Sedangkan
dua anak yang lain pada induk yang sama dengan induk
pembacaan tegangan berfungsi untuk membaca nilai tahanan
yang diukur dan tegangan keluaran sebagai kalibrasi tahanan
tersebut. Sedangkan induk ketiga berfungsi untuk menggeser
desimal point sebagai pengatur range pengukuran tegangan
ataupun tahanan.
3.5 IC program mikrokontrol AT89C51
Mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan ini adalah
mikrokontroler AT89C51 yang memiliki kemampuan sebagai
berikut:
Kompatibel dengan produk dan program assembler MCS-51
Dapat di simpan program sebesar 4 kByte Flash.
32 pin Input/Output yang dapat diprogram.
128 x 8 bit internal RAM
Dua buah timer / counter 16 bit.
Dengan kemampuan sesuai fasilitas mikrokontrol AT89C51 diatas
maka pada mikrokontroller ini mampu melakukan pemrograman
untuk pengalamatan data masukan sebagai penampil suara
sekaligus mampu melakukan pengalamatan untuk menampilkan
angka yang diukur pada 7 segment. Untuk proses pengalamatan
kode suara pada sistem ini menggunakan data pada port 2 yang
terhubung dengan port masukan IC ISD 1420 sedangakan untuk
pengalamatan kode yang ditampilkan kedalam 7 segment
menggunakan port 3. Kedua port keluaran tersebut mengambil
data dari port 0 yang terhubung dengan data masukan dari ADC
MC 14433. Sementara port 1 digunakan sebagai pengendali
sistem kompensasi sehingga jenis V/O meter dapat di-select
untuk mode ukur tegangan maupun tahanan.
Rangkaian mikrokontroler AT89C51 didisain dalam bentuk
minimum seperti yang terlihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.6 Konfigurasi Port mikrokontroller AT89C51
Berdasarkan gambar diatas data dari ADC MC 14433
dimasukkan pada port 0, melalui pengolahan data terprogram
dalam mikrokontroller AT89S51 data tersebut dialamatkan untk
menampilkan digit angka pada 7 segment dan mengalamatkan
data tersebut untuk memanggil suara yang bersesuaian dengan
penunjukan 7 segment pada ISD 1420. Sedangkan data dari
selektor dialamatkan pada mikrokontroller AT89S51 untuk
dilakukan proses pengali pembacaan sekaligus sebagai pengatur
digit point pada 7 segment berdasar pengaturan digit point pada
rangkaian range selektor.
3.6 Perancangan sistem ISD 1420
Information Storage Device (ISD) 1420 merupakan suatu chip
yang bila secara terintegrasi terhadap komponen pendukung bisa
digunakan sebagai penyimpan data suara yang direkam dan
didownloadkan didalamnya. Metode penyimpanan data suara
pada ISD dibatasi oleh lama waktu yang ditentukan oleh masingmasing chip ISD tersebut. Seperti halnya ISD 1420 diartikan
mampu menyimpan data suara hingga maksimal 20 detik. Pada
perancangan sistem pembaca V/O meter dengan tampilan suara
ini data yang disimpan kedalam ISD dilakukan dengan
memasukkan setiap suku kata dari keseluruhan kata yang harus
ditampilkan pada kemungkinan pengukuran yang terjadi.
Metode pengisian data suara kedalam ISD ini dilakukan melalui
perekam suara yang dapat disimpan dalam bentuk wave. Setelah
melalui proses editing untuk mendapatkan kualitas suara yang
baik, dari program wave suara di down load dengan menekan
tombol REC pada rangkaian terintegrasi ISD melalui port LPT
yang dihubungkan dengan port ISD tersebut. Suara yang
didownload kedalam ISD disimpan dalam bit-bit biner dengan
satu alamat data untuk setiap satu suku kata. Untuk menampilkan
suara dari data yang disimpan dilakukan dengan memanggil data
biner tersebut. Sebagai suatu contoh untuk menampilkan suara
satu koma dua maka data biner untuk masing-masing suku kata
satu, koma dan dua dipanggil secara berurutan. Sistem minimum
dari rangkaian ISD 1420 yang terintegrasi dengan sistem rekam
data adalah sebagai berikut:
Gambar 3.7 Skematik Rangkaian ISD 1420
3.7 Dekoder 7 segment BCD 74LS248
Pemilihan dekoder 7 segment menggunakan IC dekoder
74LS248, pemilihan ini berdasar pada beberapa kriteria
diantaranya adalah kemampuan IC dekoder tersebut dalam
menampilkan model angka pada led 7 segment secara sempurna
terutama dalam menampilkan angka 9 dan angka 6. Kriteria lain
adalah karena jenis 7 segment yang digunakan adalah jenis
katoda bersama dimana 0 menjadi common dan hal ini sangat
sesuai dengan karakteristik dekoder 74LS248 dimana keluaran
dekoder ini merupakan logika output tinggi atau sering disebut
dengan istilah aktif high. Metode penyambungan dekoder
74LS248 yang teraplikasi pada 7 segment penunjuk tegangan
dan tahanan pada pembuatan alat ini dilakukan dengan model
scanning melalui port mikrokontroller sehingga untuk sebuah IC
bisa digunakan untuk menjalankan 7 segment hingga sejumlah
port yang dimanfaatkan. Sedangkan IC dekoder ini hanya
mengaktifkan
common 7 segmet tersebut melalui sebuah transistor untuk setiap
7 segment yang digunakan. Dengan sistem rangkaian seperti ini
maka dapat melakukan penghematan IC dekoder tersebut.
Gambar 3.8 Rangkaian scanning 7 segment katoda bersama
IC ini masukannya berupa bilangan biner 4-bit yang ditunjukkan
oleh bilangan A,B,C,D. Pada gambar 3.8 bilangan BCD tersebut
dikodekan, maka hasilnya akan ditampilkan pada 7 segment. Dua
masukan lainnya yaitu masukan uji lampu yang berfungsi untuk
menguji apakah semua lampu segment beroperasi dengan
memberi kondisi rendah (active low). Selanjutnya masukan
pengosongan dan pengosongan akan mematikan semua segmen
dan mengosongkan penampil hanya bila berisi 0. Keduanya
diaktifkan oleh masukan rendah (active low). Keluaran dari IC ini
juga merupakan keluaran yang aktif tinggi.
Gambar 3.8 memperlihatkan sebuah pendekode BCD ke 7
segment digunakan untuk mengendalikan sebuah LED
tampilan 7 segment. Untuk menjelaskan rangkaian ini, kita
anggap bahwa masukan BCD adalah D=0, C=1, B=0, A=1, yang
berarti BCD untuk 5. Dengan masukan–masukan ini, keluaran
dekoder atau penggerak a,f,g,c,d akan digerakkan dengan logika
tinggi (High) memungkinkan arus melalui bagian LED a,f,g,c, dan
d; yang akan menampilkan angka 5, keluaran b dan e akan low
(open), sehingga bagian LED b dan e tidak menyala. Karena
keluaran dari IC ini aktif tinggi maka digunakan 7 segment katoda
bersama.
3.8 Perancangan sistem software
Pada sistem perangkat lunak ini berisi tahap-tahap perancangan
program pada mikrokontroller AT89C51. Dimana didalam IC
program ini merupakan otak dari sistem yang ingin dijalankan
pada perancangan alat V/O meter digital ini. Untuk merancang
suatu pengalamatan program terlebih dahulu harus disusun suatu
diagram alir agar pengalamatan program terorganisir dengan baik
didalamnya. Diagram alir dalam perancangan sofware V/O meter
digital ini sebagai berikut :
Gambar 3.9 Diagram alir perancangan perangkat lunak VO
meter
Pada diagram alir diatas terdapat beberapa instruksi yang harus
dipilih oleh operator. Diantaranya adalah apakah jenis
pengukuran yang akan dilakukan?, jika tegangan apakah jenis
tegangan yang akan diukur AC/DC? Dan kemudian apakah pada
setiap pengukuran baik tegangan maupun tahanan tersebut
memenuhi range kalibrasi yang disediakan? untuk menjawab
masing-masing opsi tersebut dilakukan melalui pengaturan range
dengan memutar saklar rotari yang disediakan untuk masingmasing jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut. Saklar
mode / rotari tersebut dimaksudkan untuk memilih jenis
pengukuran yang ingin dilakukan, pada sistem ini untuk
membedakan mode pengukuran tegangan dan tahanan. Setelah
mode dipilih ADC akan membaca besaran masukan baik
tegangan maupun tahanan untuk dialamatkan pada
mikrokontroller AT89C51. Pada IC program ini dilakukan
pengolahan data biner tersebut menjadi alamat suara dan alamat
BCD untuk mengaktifkan 7 segment. Pengalamatan suara
diterjemahkan melalui ISD 1420 menjadi output suara yang
terangkai berdasar alamat masukannya. Data yang dihasilkan
oleh suara ataupun seven segment ini merupakan data
pengukuran yang dilakukan. Untuk melakukan pengukuran lagi
dilakukan dengan menekan saklar mode pengukuran kembali
yang sekaligus sebagai reset dari sistem yang telah dilakukan.