PORTABLE FREQUENCY COUNTER DIGITAL TUGAS AKHIR
E Ts[
Olch : NAMA : FRENDY GI.JNAWAN : 5103095026 NRP N.I.RM : 95.7.003.31073.51898
JURUSANTEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITASKATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA
200r
c;
PORTABLEFREQUENCYCOUNTERDIGITAL TUGAS AKHIR DIAJUKAN KEPADA FAKULTAS TEKNIK KATOLIK WIDYA MANDAL.{ LTNIVERSITAS
UNTUK MEMENUHISEBAGIANPERSYARATAN MEMPEROLEHGELAR SAR'ANA TEKNIK BIDANG TEKNIK ELEKTRO Oloh :
NAMA : FRENDY GUNAWAN : 5103095026 NRP N.I.RM : 95.?.003.31073.51898 FEBRUARI, 2MI
LEMBAR PENGESAHAN UjianTugasAkhirbagimahasiswa tersebut di bawahini : NAMA
: FRENDYGIINAWAN
NRP
: 5103095026
NIRM
: 9 5 .7 .0 03.31073.51898
Telahdiselenggarakan pada : l2 Februari 2001 Karenanyayang bersangkutan dengantugasakhir ini dinyatakan telah memenuhi sebagianpersyaratankurikulum guna memperolehgelar SARIANA TEKNIK bidangTEKNIKELEKTRO. Surabaya, 12Februari 2001 /
M,
*,wffiaT-,
Albert Gunadhi,ST. MT. PembimbingI
PembimbineII
Ketua
ry@ Ir. VincentW.Prasetvo.. M.Sc. Anggota JurusanTe\nik Elektro Ketua
Albert Gunadhi,ST. MT.
/r
,' L--
.r i, ,.) r.r__/,)
Ir. I. Satyoadi Anggota
ABSTRAK
Perkembanganalat-alat komunikasi dan elektronika yang berhubungan dengan frekuensi dibunrhkan suatu alat ukur frekuensi yairu frekuensi counter. Alat ukru ini digunakanuntuk mengetahuiberapafrekuensiyang dibutuhkanoleh alat-alatkomunikasidan elektronikatersebut.Dengan adanyakebutuhantersebut maka penulismembuatPortableFrequencyCounter Dgital sebagaitugasakhir ini. Frekuensicounter ini dibuat dengan menggunakanteknik digital dan berbasiskanmicroconfoler 89C51 beserta perangkat lunakrya yang memiliki ketelitian dan ketepatanyang lebih baik dibandingkandorgan systemanalog. Dasar dari pengukuranini adalahmenghihurgjumlah getarantiap detik dari suatu sinyalyang berbentr* sinus,gigi gergajidan pulsa.Sinyalinput yangmasukakan dikuatkanoleh Amplifier yang kemudianbentuksinyalakandiubaholeh Schmidt Triggermenjadibentukpulsakarenasifat dari digital yanghanyamenerimasinyal yang berbentukpulsa. Padapenerapanyang sesungguhnyasinyal frekuensitinggi yang masukdalam satudetik tidak bisa langsungdihitung oleh counterdari alat ini karena terbatasnyakemampuancounter untuk menghitung frekuensi tinggi sehinggadibutuhkansuatupernbagiyang disebutprescalo. Koja dari Prescaler ini membagi waktu dari sinyal frekuensi yang masuk yang biasa disebut dengan time base,jadi sinyalfrekuensiyang masuktidak lagi dalamsatudaik tetapisatu detik tersebut dibagi sepuluh, seratus, seribu dan sepuluh ribu sesuai durgan besamya frekuensi yang masuk, semakin besar frekuensi yang rnasuk maka semakin besar pula pembaginya.Microcontroler 89C51 bernrgasmengetahui berapabesar frekuensiyang masuk dan dari data tersebutmicrocontrolerakan memberi perintah kepada multiplexo sebagaisaklar digital untuk menentukan prescalermana yang akan digunakan.Hasil dari perhitunganakan ditampilkan padaLCD ( Liquid CrystalDisplay). Dari hasil pengukuranpada Tabel 4.3 dan percobzumalat dapat dilihat bahwa pada frekuensi rendah sampaifrekuensi medium ( 0 - 900 Khz ) alat ini padafrekuensitinggr yaitu dapatbekerjapadateganganinput 150 mV sedangkan dari I Mhz sampai50 Mhz alat ini akan bekerja apabila teganganinput sebesar 500 rnV. Hal ini disebabkankarenapada frekuensitinggr terjadi drop tegangan sehinggadibutuhkanteganganinput yang lebih besar.Denganadanyapengukuran dan percobaan alat serta terpenuhinya tegangan input yang dibutuhkan oleh fiekuensi counter ini maka dapat dilihat bahwa rangkaian pada tiap block ( Penguat,Schmidt Trigger, Prescaler,Microcontroler,Multiplexer, LCD ) dapat bekerjadengantingkatkebenaran80%.
lll
KATA PENGANTAR
puji syukurke hadiratTuhanYangMaha Esayangtelah Denganmernanjatkan rnelimpalrkanberkatdan rahmatsehinggapenulisdapatmenyelesaikan tugasakhir ini dengankemampuanyang ada. Adapunmaksuddan tujuan penyusrmnrgasakhir ini adalahunnrk memenuhi persyaratanmemperoleh gelar kesarjanaandi Jurusan Teknik Elekrro Universitas Katolik Widya MandalaSurabaya. Padakesempatan ini penulismengucapkan terima kasih atasbantrnn spiritual pihak: danmaterialkepadabeberapa
I. Bapak, Ibu, serta saudara-saudara tercinta yang selalu memberikanbantuan spiritualdanmaterial. 2. BapakAlbert GunadhiM.T., selakupembimbingI tugasakhir. 3. BapakWidl'a Andya4aM.T., selakupembimbingII tugasakhir. 4. Bapak Ir. R. Sitepu, M.Eng., selaku wali studi yang telah mernbimbingdan mengarahkanpenulis,sehinggapenulisdapatmenyelesaikan seluruhmata kuliah di JurusanTeknik ElektroUnika Widya MandalaSurabaya. 5. Ibu Ir. Nani Indraswatiselaku Dekan FakultasTeknik Unika Widya Mandala Surabaya. 6. Para DosenPenguji yang telah meluangkanwaku untuk memberikanpenilaian yangbergunabagipenulis. sertamasukan-masukan 7. Bapak Harddono Gunawandan Sianarly selaku orang tua tercinta yang telah penulis. melahirkandanmernbesarkan 8. AndriantoGunawandan HendrisGunawanselakukakak-kakaktercintavane telah memberikansemangatdan bantuannya. 9. TheresiaIndrawatiselakuternandekat sayayang tercintayang telahmetnberikan semangat dan dorongan serta perhatian khusus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugasakhir ini. 10.Para asistendosenLaboratoriumElektronikadan Laboratoriumlv{ikroprosessor, yangtelah memberikanfasilitasLaboratorium. I l. Seluruhmahasiswa JurusanTeknikElehro yangtelahmembantupenulis. 12.Sertasemuapihakyangtidak dapatdisebutkansatupersatu.
iv
SemogaTuhanYang Maha Esamemberikanberkatdan rahmatataskebaikandan bantuan yang telah diberikan kepada panulis selama penyusunantugas akhir ini hingga selesai.Penyusunmengharapkankritik dan saranyang membangununtuk dijadikan pelajarandi masamendatang.Semogatugasakhir ini dapat bergunabagi pengernbangan ihnu pengetahuan danteknologi.
Surabava.Februari2001
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBARruDUL LEMBAR PERSETUJUAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTARISI DAFTARTABEL DAFTARGAMBAR BAB IPENDAHULUAN l.l. LatarBelakang
I
l.2 MaksuddanTujuan
z
1.3.RumusanMasalah
2
1.4.BatasanMasalah
z
L5. Metodologi
J
1.6"Sistematika
a J
BAB IITEORIPENUNJANG 2.1. FrekuensiCounter
5
2.1.1.Amplitudo
5
2.1.2.Frekuensi
6
2.2.PenguatEmiterBersama
7
2 . 3 .t C . 7 4 ( S ) r e 6
8
2.4.rC.74(LS)13
1l
2.5. OperationalAmplifi er
ll
2.5.1. InvertingAmplifler
12
2.5.2.Non InvertingAmplifier
t4
2.6.Mikrokontroler89C5
l)
2.6.1. ArsitekturMikokontroler 89C5I
17
2 . 6 . 1 . 1M. e m o r i
t1
2.6.1.2.RegisterFungsiKhusus
22 26
2.6.2.Interupsi
vl
2 7. LiquidCrystalDisplay(LCD)
28
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATANALAT 3.1. Perencanaan PerangkatKeras
30
3.1.1.DiagramBlot<
30
3.1.2.Perencanaan RangkaianPenguatEmiterBersama
31
3.1.3. Perencanaan RangkaianOp-Amp
33
3.1.4Perencanaan MinimumSistem89C51
34
3.1.4.1.Perencanaan Mernory
35
3.1.4.2.Perencanaan Rangkaian Reset
37
3.l .4.3. Perencanaan RangkaianClock
38
3.2. Perencanaan PeranekatLunak
39
BAB IV PENGUJIANALAT 4 1. Pendahuluan
4l
4.2 Pengukuran RangkaianPenguatInput
41
TerhadapLow Frekuensi 4.3. Pengukuran RangkaianPenguatInput TerhadapHigh Frekuensi
43
4.4. Hasil PengujiandanKalibrasi
45
BAB VPENUTUP Kesimpulan
46
DAFTAR PUSTAKA
47
LAMPIRAN Lampiran1 ListingPrograrn
48
Lampiran2 SkemaRangkaianPortableFrequncyCounterDigital 55
v1l
DAFTARTABEL
Tabel 2.1. DataKebenaran IC74(S)196
l0
Tabel 2.2. DataBook IC74(S)196
l0
Tabel 2.3.KeluargaMCS-51
16
Tabel 2.4. NamadanAlamatRegisterpadaRegisterFungsiKhusus
ZJ
Tabel 2.5. PemilihanRegisterBank denganRSOdan RS1
25
Tabel 2.6. AlamatLayananRutin Interupsi
27
Tabel 3.1.Kebenaran Memory
36
Tabel 4.1. Hasil PurgukuranRangkaianPenguatInput Terhadap Low Frekuensi Tabel 4.2. Hasil PengukuranRangkaianPenguatInput Tsrhadap High Frekuensi
44
Tabel 4.3. Hasil Pengujiandan Kalibrasi
vlll
45
DAFTARGAMBAR
Garnbar 2.1. RangkaianPenguatEmiterBersama
7
Gambar 2.2. RangkaianinvertingAmplifier
l-l
Gambar2.3. RangkaianNon InvertingAnplifler
15
Gambar2.4. Diagnm Blok KeluargaMCS-5I
t7
Gambar 2.5. StrukturMemori Mikrokontroler89C51
l8
Gambar2.6. MemoryProgramBagianBawahMikrokontroler89C51
19
Gambar 2.7. Konfigurasi PerangkatKerasUntuk Memori Eksternal
20
Gambar2.8. AlamatBawahMemoryData
21
Gambar2.9. Konfigurasi Untuk MengaksesMemory Data Ekstemal
22
Gambar2.10.PetaSpecialFunctionRegister
z3
Gambar2.11.Susunan Bit ProgramStatusWord
.A
Gambar2.12. SusunanBit-bit InteruptEnable
27
Gambar 2.13.DiagramBlok Penarnpil LCD
28
Gambar3.1.Blok DiagramSistern
30
Gambar3.2. RangkaianPenguatEmiterBersama
JZ
Gambar 3.3. RangkaianOp-Amp
JJ
Gambar 3.4. Perencanaan Memori
JI
Gambar 3.5. RangkaianResetdanRangkaianOn Chip Osilator
38
Gambar3.6. DiagramAlir ProgramUtama
40
Gambar4.1. RangkaianPenguatInput
i^l
Gambar 4.2. ResponFrekuensiPenguatTerhadapLow Frekuensi
43
Garnbar 4.3. RangkaianPenguatInput TerhadapHigh Frekuensr
+J
Gambar 4.4. ResponFrekuensiPenguatlTerhadapHigh Frekuensi
44
IX
