BAB III PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KERUSAKAN KABEL
3.1 Diagram Blok Diagram blok merupakan gambaran dasar membahas tentang perancangan dan pembuatan alat pendeteksi kerusakan kabel, dari rangkaian sistem yang akan
dirancang. Perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Perancangan perangkat keras meliputi perancangan power supply, sistem minimum mikrokontroler AT89S51, rancangan transmitter, reciver, display LCD dan buzzer. Sedangkan perangkat lunak meliputi program mikrokontroler menggunakan bahasa assembly. Untuk setiap diagram blok mempunyai masing-
masing fungsi. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini :
5V POWER SUPPLY
LCD
Mikrokontroler AT89S51 PORT 0 Vcc Grd
TX
IC MAX 232
DB9
RX
RJ-45
IC 74LS151
Kabel RJ-45
PORT 1 IC LM555
RJ-45
PORT 3 PORT 2 P21
DB9
IC ULN 2803
Kabel NSU
BUZZER
Gambar 3.1 Diagram Blok Alat Ukur
38
Penjelasan diagram blok di atas adalah sebagai berikut : 1. Pada rangkaian transmitter mendapat power dari port 0, data kabel network switching unit dikirimkan melalui IC Mux 232 ke receiver. 2. Receiver menggunakan port 3 untuk mengirimkan data ke mikrokontroler, sehingga mikrokontroler akan mengolah data kabel tersebut. 3. Hasil poses data kabel oleh mikrokontroler akan dikirimkan ke LCD port 1, maka hasil pengukuran kabel akan terlihat. Jika salah satu kabel putus maka mikrokontroler akan mengirimkan signal ke buzzer, maka buzzer tersebut akan mengeluarkan bunyi. 3.2 Software a. Protel 99 SE Protel sebagai program yang digunakan untuk merancang rangkaian elektronik.
Gambar 3.2 Software Protel 99 SE 39
b. Reads51 Program compiler yang digunakan pada AT89S51 yaitu Reads51 produksi Rigel Corp. Pemrograman pada mikrokontroler AT89S51 menggunakan bahasa mesin yaitu bahasa Assembler.
Gambar 3.2.1 Program Reads51
3.3 Rangkaian Sumber Tegangan Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan arus searah yang disuplay dari trafo CT yang merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan dari 220 volt AC menjadi 9 volt DC. Catu daya ini berfungsi untuk memberikan suplay tegangan, khususnya ke IC mikrokontroler AT89S51, catu daya yang digunakan adalah 5 Volt dc. Untuk menurunkan tegangan trafo dari 9V menjadi 5V maka digunakan IC voltage regulator LM7805.
40
Pada rangkaian catu daya, dioda 1N4001 berfungsi sebagai penyearah gelombang penuh dari ac ke dc dengan arus sebesar 1 Ampere, sedangkan kapasitor 470nF dan 100nF berfungsi sebagai filter tegangan dc atau penghalus pulsa-pulsa tegangan yang dihasilkan oleh dioda penyearah.
U0 LM7805CT 3
VCC
+
C4 100nF
10uF
J1
C3
+5V
C2 100nF
+
C1
470uF
T1 STEP DOWN
D1
2
D0
Vin
GND
1
2 1 VCC OUT
SOURCE VOLTAGE 220 VAC
Gambar 3.3 Skema rangkaian catu daya
3.4 Sistem Minimum
Sistem minimum mikrokontroler adalah sistem elektronika yang terdiri dari komponen-komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu mikrokontroler untuk dapat berfungsi dengan baik. Adapun fungsi rangkaian ini sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada dan sebagai pusat pemoresesan data. Pada umumnya, suatu mikrokontoler membutuhkan dua elemen (selain power supply) untuk berfungsi: kristal oscillator (XTAL), dan rangkaian reset. Analogi fungsi kristal oscillator adalah jantung pada tubuh manusia. Perbedaannya, jantung memompa darah dan seluruh kandungannya, sedangkan kristal memompa data. Dan fungsi rangkaian reset adalah untuk membuat mikrokontroler memulai kembali pembacaan program, hal tersebut dibutuhkan pada saat 41
mikrokontroler mengalami gangguan ddalam alam mengeksekusi program. Pada sistem minimum mikrokontroler khususnya mikrokontroler AT89S51 perlu ada tambahan komponen berupa resistor Pull-Up Pull pada port 0, hal tersebut dikarenakan Port 0 pada mikrokontroler AT89S51 tidak memiliki internal Pull-Up. Pull Up. Ran Rangkaian sistem minimum mikrokontroler AT89S51 dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.4 Sistem Minimum AT89S51
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Kapasitor 10 µF dan resistor 100 K ohm berkerja sebagai “ power on re reset “ bagi mikrokontroler AT89S51 dan kristal 11 MHz berkerja sebagai penentu nilai clock kepada mikrokontroler, sementara kapasitor 30 pF berkerja sebagai resenator terhadap kristal.
42
3.5 Kreteria Rancangan Kreteria rancangan yang dimaksud menyangkut 2 hal, yaitu kriteria rangkaian transmitter dan rangkaian receiver.
3.5.1 Perancangan Transmitter Alat Ukur J1 DB9
13 8 14 7 1
C1+
R1 OUT R2 OUT T1 IN T2 IN C2+
C1 -
C2 -
RESET
12 9 11 10
2
TRIG
U1 555
VCC DISCHG THOLD
4 5C18 1uF
8
4
RA1 1k
3
+
C15 3 1uF
R1 IN R2 IN T1 OUT T2 OUT
2 6
1uF
C16 1uF
+
+
IC2 MAX232
OUT
CVOLT GND 1
VCC
1 2 3 4 5 6 7 8
+
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
VCC C14 1uF
V+ V-
CON10
10K C17
+
FOR PORT0
VCC
R1
5 9 4 8 3 7 2 6 1
RJ-45 CON8
Gambar 3.5.1 Rangkaian Transmitter Pada rangkain transmitter ini mendapat power dari port 0 mikrokontroler, rangkaian transmitter digunakan untuk komunikasi serial. Merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu persatu dengan menggunakan satu jalur kabel data. Sehingga komunikasi serial hanya menggunakan 2 kabel data yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit (Tx) dan kabel data untuk penerimaan yang disebut receive (Rx). Kelebihan dari komunikasi serial adalah jarak pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingkan dengan komunikasi parallel tetapi kekurangannya adalah kecepatan lebih lambat dari pada komunikasi paralel.
43
RB1 1k
7 6 5 C6 10nF
CT1 1nF
Rangkaian transmitter ini digunakan untuk komunikasi serial dengan menggunakan IC MAX232. Rangkaian ini biasanya digunakan untuk komunikasi data antara mikrokontroler dengan alat lain, IC MAX232 atau lebih dikenal dengan RS-232 adalah sebagai driver, yang akan mengkonversi tegangan atau kondisi logika TTL dari hardware agar sesuai dengan tegangan pada mikrokontroler ataupun sebaliknya sehingga data dapat dibaca.
Pengukuran kabel network switching unit ini menggunakan konektor DB9 male dan female dan konektor RJ-45 pada transmitter akan mengeluarkan data dalam level tegangan, sehingga pada transmitter dan receiver bisa berkomunikasi dengan mengirimkan signal data kabel yang diukur. Setiap keluaran pengirim dan masuk ke penerima di jaga untuk menghindari adanya gangguan elektrostatik. IC MAX232 yang dipakai pada sistem ini memiliki 16 pin Agar dapat dihubungkan dengan port serial, maka IC ini memerlukan komponen tambahan berupa kapasitor eksternal yang dipasangkan pada pin-pin tertentu. Kapasitor ini merupakan rangkaian baku yang berfungsi sebagai charge pump untuk menyuplai muatan ke bagian pengubah tegangan, dimana disini dipakai dengan nilai 1µF. Ini dioperasikan dengan catu daya 5 Volt. Pada rangkaian transmitter mendapat power dari mikrokontroler port 0 sehingga pada transmitter ini mengirimkan signal berupa tegangan yang akan dideteksi oleh receiver.
44
3.6 Rancangan Receiver Alat Ukur
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
IN8 IN7 IN6 IN5 IN4 IN3 IN2 IN1
IC1 ULN 2803
IN8
IN7
IN6
IN5
IN4
IN3
J2 CON10
IN2
5 9 IN1 4 IN2 8 IN3 3 IN4 7 IN5 2 IN6 6 IN7 1 IN8
IN1
J1 DB9
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
VCC
VCC
IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8 GND
U1 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8 COM
18 17 16 15 14 13 12 11 10
OUT1 OUT2 OUT3 OUT4 OUT5 OUT6 OUT7 OUT8
4 3 2 1 15 14 13 12 11 10 9 7
I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
Z Z
FOR P0RT3
5 P32 6
VCC P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37
A B C E 74ALS151
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
RJ-45 CON8
1 2 3 4 5 6 7 8 9
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8
OUT7
IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
OUT8
8 7 6 5 4 3 2 1
IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 IN8
CON10 P37 P36 P35
Gambar 3.6 Rangkaian Receiver
Alat receiver ini merupakan komponen yang menerima signal, yang dikirim oleh transmitter melalui kabel yang diukurnya yang mengindikasikan bahwa kabel network switching unit dalam keadaan normal atau tidak. Pada rangkaian receiver ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui port 3, sehingga receiver ini akan mendeteksi signal yang masuk dikirimkan oleh transmitter. Dan pada receiver tersebut akan memperoses signal dari transmitter, yang diolah oleh mikrokontroler dan akan ditampilkan melalui display lcd. Perangkat ini hanya menerima signal yang dikirim melalui kabel yang diukur, bila kabel dalam keadaan baik maka pada display lcd akan menampilkan nomor kabel dan huruf Y mengindikasikan kabel dalam keadaan baik. Dan bila kabel tersebut putus maka pada tampil lcd akan tertera nomor kabel dengan huruf N, sehingga pada mikrokontroler akan mendeteksi kabel mana yang putus atau tidak tersambung.
45
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Apabila ada salah satu kabel putus akan terlihat pada lcd dan akan mengaktifkan buzzer, sehingga bunyi buzzer ini menandakan bahwa kabel tersebut putus.
3.7 Perancangan LCD Pada ada alat pendeteksi kabel putus ini, menggunakan display lcd karakter 16X2, artinya terdapat 16 kolom dalam 2 baris ruang karakter, yang berarti total karakter yang dapat pat dituliskan adalah 32 karakter. karakter. Display lcd ini digunakan sebagai tampilan data dari kabel yang sedang di periksa. Display lcd ini menggunakan koneksi port 1 antara lcd dengan mikrokontroler, di pin 3 Vo display lcd digabungkan dengan variabel resistor 5K yang berfungsi untuk mengatur kontras dari tampilan lcd karakter. Dan pada pin 15 Anoda diberikan variabel resistor 500 yang berfungsi sebagai anoda backlight lcd untuk mengatur kecerahan.
Gambar 3.7 Rangkaian LCD
46
3.8 Perancangan Buzzer Pada alat ini buzzer berfungsi untuk indikator bunyi atau penanda apabila kabel yang dideteksi putus maka pada buzzer akan berbunyi berbunyi.. Buzzer terhubung pada port 2 pin 21 mikrokontroler, rangkaian buzzer menggunakan transistor BC547 jenis NPN. Pada ada buzzer di hubungkan hubungkan ke tegangan Vcc 5 Volt (dengan batasan arus oleh resistor 10K), karena adanya transistor. Fungsi transistor pada rangkaian driver buzzer sebagai saklar dengan posisi tertutup (close). (
Maka buzzer mendapatkan arus atau tidaknya tergantung dari kondisi transistor saat itu, jika transistor ON ( karena adanya arus low pada basi basis, dengan pemberian logika ‘0’) maka buzzer mendapat tegangan Vcc, namun sebaliknya jika transistor OFF ( karena adanya arus high pada basis, basis, dengan pemberian logika ‘1’) makaa buzzer juga OFF. Skema rangkaian buzzer diperlihatkan lihatkan pada Gambar 3.8
Gambar 3.8 Rangkaian Buzzer
47
48
