PERANCANGAN ALAT PEMANGGIL PERAWAT PADA RUMAH SAKIT BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 DENGAN TAMPILAN LCD TUGAS AKHIR

PERANCANGAN ALAT PEMANGGIL PERAWAT PADA RUMAH SAKIT BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 DENGAN TAMPILAN LCD

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya HERI ADESTA SEMBIRING

062408057

PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program studi Departemen Fakultas

: PERANCANGAN ALAT PEMANGGIL PERAWAT PADA RUMAH SAKIT BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 DENGAN TAMPILAN LCD : LAPORAN TUGAS AKHIR : HERI ADESTA SEMBIRING : 062408057 : D3 FISIKA INSTRUMENTASI : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Diluluskan di Medan, Juni 2009

Diketahui :

Ketua Program Studi D3 Fisika Instrumentasi

Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc NIP : 132 050 870

Pembimbing

Drs. Kerista Sebayang, M.S NIP : 131 570 435

Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PEMANGGIL PERAWAT PADA RUMAH SAKIT BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51DENGAN TAMPILAN LCD

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya

Medan, Juni 2009

HERI ADESTA SEMBIRING 062408057


PENGHARGAAN

Puji dan Syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala Kasih dan karunia-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs.Kerista Sebayang, M.S. Selaku dosen pembimbing pada penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada ketua program studi D3 Fisika Instrumentasi yaitu Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc dan Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara, dan kepada semua dosen pengajar dan staf pegawai di Departemen Fisika FMIPA USU. Terimakasih juga penulis ucapkan teristimewa kepada Kedua orang tua penulis, K.Sembiring & R. Br Sinulingga yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Tidak lupa juga buat kedua kakak penulis, K”Nova & K”Nitha beserta adik penulis Jusia, yang senantiasa memberikan doa dan dukungan, beserta sepupu penulis Amri dan Mahadi. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada teman penulis yang selalu memberikan doa dan spirit dari kejauhan, Edianto Tarigan. Dan kawan-kawan mahasiswa Fisika Instrumentasi khususnya stambuk “2006” sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik, Semoga kita semua tetap kompak dibawah balutan Ikatan Mahasiswa Instrumentasi (IMI). Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.


ABSTRAK

Kajian ini bertujuan untuk merancang alat pemanggil perawat. Pada saat ini telah banyak dibuat suatu alat pemanggil perawat dirumah sakit yang lebih efisien penggunaanya. Rancangan ini dikembangkan dengan meggunakan Mikrokontroller AT89S51 sebagai tempat memproses data dan mengendalikan seluruh sistem yang ada. Dengan meletakkan tombol-tombol pada setiap ruangan, dimana tombol berfungsi untuk dapat membedakan ruang mana yang ditekan. Prinsip kerjanya adalah dengan memicit tombol, kemudian input dari tombol akan diolah oleh Mikrokontroller dan menampilkan pesan pada display LCD ruang mana yang akan segera membutuhkan bantuan perawat dan memanfaatkan relay untuk menghidupkan alarm, sehingga petugas piket perawat dapat mendengar jika suatu saat ada yang memanggil. System pemanggil dengan menggunakan tombol manual akan memudahkan pasien dalam mendapatkan prtolongan tanpa harus mendapati ruang jaga perawat ataupun dokter. Tampilan perintah yang terterah pada layar display LCD akan memudahkan perawat untu mencari ruangan pasien yang akan diberi pertolongan tepat pada waktunya. Untuk membunyikan alarm dibutuhkan suatu driver relay.


DAFTAR ISI

Halaman PERSETUJUAN

ii

PERNYATAAN

iii

PENGHARGAAN

iv

ABSTRAK

v

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR

ix

DAFTAR TABEL

x

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1. Latar belakang Masalah

1

1.2. Rumusan masalah

3

1.3. Tujuan Penulisan

3

1.4. Batasan masalah

3

1.5. Sistematika penulisan

4

BAB II TINJAUAN TEORITIS

6

2.1. Mikrokontroller AT89S51

6

2.1.1 Gambaran umum

6

2.1.2 Karakteristik Mikrikontroller AT89S51

8

2.2 Komponen - komponen pendukung

13

2.2.1 Resistor

13

2.2.2 Fixed resistor

14

2.2.3 Variabel resistor

16

2.2.4 Kapasitor

18


2.2.4.1 Electrolytic capasitor (ELCO)

21

2.2.4.2 Ceramic capasitor

22

2.2.4.3 Nilai kapasitor

23

2.2.5 Transistor 2.3. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator ( IDE) 2.3.1 Sofware Downloder

24 28 29

BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

31

3.1. Diagram Blok

31

3.2. Rangkaian mikrokontroller AT89S51

32

3.3. Rangkaian Power Supplay (PSA)

33

3.4.Rangkaian Buzzer

34

3.5. Rangkaian relay

37

3.6.Rangkaian saklar

39

3.7. Rangkaian LCD

40

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

44

4.1. Pengujian rangkaian mikrokontroller AT89S51

44

4.2. Pengujian rangkaian power supplay (PSA)

45

4.3. Pengujian rangkaian relay

46

4.4. Pengujian interfacing LCD

49

4.5. Diagram Alir (flowchart)

53

4.6. Pengukian rangkaian buzzer

54

4.7. Pengujian rangkaian saklar

56


BAB V KESIMPILAN DAN SARAN

57

5.1. Kesimpulan

57

5.2. Saran

57

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 IC mikrokontroller AT89S51

10

Gambar 2.2 Resistor Karbon

14

Gambar 2.3 Potensiometer

17

Gambar 2.4 Grafik Perubahan Nilai Pada Potensiometer

17

Gambar 2.5 Skema Kapasitor

19

Gambar 2.6 Electrolytic Capasitor (ELCO)

21

Gambar 2.7 Ceramic Capasitor

22

Gambar 2.8 Simbol Tipe Transistor

25

Gambar 2.9 Transistor Sebagai Saklar

27

Gambar 2.11 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

28

Gambar 2.12 ISP-Flash Progrmmer 3a

29

Gambar 3.1 Diagram Blok

31

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

32

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)

34

Gambar 3.4 Buzzer Piezo WPS 309B

35

Gambar 3.5 Relay

38

Gambar 3.6 Susunan Alamat Pada LCD

41

Gambar 3.7 Liquid Crystal Display (LCD)

42

Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller

44

Gambar 4.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

45

Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Relay

48

Gambar 4.4 Susunan Alamat Pada LCD

50

Gambar 4.4 LCD

51

Gambar 4.5 Diagram Alir (Flowchart)

53

Gambar 4.6 Buzzer

55

Gambar 4.7 Rangkaian Saklar

56


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Fungsi Kaki IC AT89S51 Pada Port P3

12

Tabel 2.2. Gelang Resistor

15

Tabel 2.3. Nilai Kapasitor

23

Table 3.1. Kaki LCD

43


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Dalam kurun waktu singkat perkembangan teknologi melaju dengan sangat pesat. Perkembangan teknologi ini merupakan hasil kerja keras dari rasa ingin tahu manusia terhadap suatu hal yang pada akhirnya diharapkan akan mempermudah manusia. Dengan pesatnya laju perkembangan teknologi tersebut banyak bermunculan alat-alat yang canggih yang dapat bekerja secara otomatis.

Dalam bidang industri, perlahan-lahan peralatan-peralatan manual mulai digantikan dengan peralatan elektronik yang dapat bekerja secara otomatis. Sebagai contoh pada rumah sakit modern sekrang ini ketika pasien rumah sakit tersebut membutuhkan bantuan cukup dengan menekan tombol yang ada pada ruangan tempat pasien itu dirawat. . Awalnya pemilihan produk berdasarkan wananya dilakukan oleh manusia. Namun seiring dengan perkembangan teknologi dibidang elektronika, tugas manusia ini sudah dapat digantikan oleh alat bantu tertentu yang dapat bekerja secara otomatis seperti nurse call tersebut. Untuk merancang sebuah peralatan yang cerdas dan dapat bekerja secara otomasis tesebut, dibutuhkan sebuah alat/komponen yang dapat menghitung, mengingat, dan Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

mengambil pilihan. Kemampuan ini dimiliki oleh sebuah komputer (PC), namun tidaklah efisien jika harus menggunakan komputer hanya untuk keperluan tersebut diatas. Untuk itu komputer dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan sebuah chip atau IC yang di dalamnya terdapat sebuah processor dan flash memori yang dapat dibaca / tulis sampai 1000 kali, sehingga biaya pengembangan menjadi murah karena dapat dihapus kemudian diisi kembali dengan program lain sesuai dengan kebutuhan.

Salah satu alat otomatis yang sering digunakan adalah nursecall, dimana nursecall ini akan menympaikan suatu perintah secara otomatis jika ada orang yang akan menekan tombolnya, dan akan menghapus pesan atau perintah yang tertera pada layar LCD setelah selesai ditampilkan. Nurse call ini dapat dikembangkan di rumah-rumah sakit, sehingga anggota kelurgaa pasien tidak perlu lagi keluar untuk memanggil perawat ataupun suster dalam memberikan pertolongan dengan hanya menekan tombol yang tersedia pada setiap masing-masing ruangan dan alat ini juga akan menghemat tenaga setiap pasien yang ada di rumah sakit tersebut.

Atas dasar pemikiran di atas, akan dirancang sebuah alat nurse call otomatis yang dapat membaca / mengenali kode perintah yang akan ditampilkan pada layer LCD tersebut. Sehingga hanya orang yang menekan tombol saja yang akan mendapatkan pertolongan dengan secepatnya.


I.2. Rumusan Masalah

Mengacu pada hal diatas, pada tugas akhir ini saya akan merancang alat nurse call berbasis mikrokontroler AT89S51. Tombol berfungsi untuk dapat membedakan tombol ruang mana yang di tekan. Mikrokontroler berfungsi untuk mengolah data yang didapatkan oleh tombol - tombol dan menggerakkan relay. Dispaly berfungsi untuk menampilkan angka serta ruangan mana yang memanggil.

I.3.

Tujuan Penulisan

Tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Merancang tombol untuk diletakan pada tiap - tiap ruangan. 2. Memanfaatkan mikrokontroller sebagai alat pengolah data yang diberikan oleh tombol - tombol. 3. Memanfaatkan relay sebagai menghidupkan alaram, sehingga pentugas dapat mendengar jika ada yang memanggil.

I.4.

Batasan Masalah Mengacu pada hal diatas, saya akan merancang alat nurse call berbasis

mikrokontroler AT89S51, dengan batasan-batasan sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S51. 2. Tombol digunakan untuk input yang akan diterima mikro. 3. Untuk membunyikan alaram dibutuhkan driver relay. Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

I.5. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat nurse call berbasis mikrokontroler AT89S51, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB

I.

PENDAHULUAN Dalam bab ini

berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah,

tujuan penulisan, metode pengumpulan data proyek, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB

II.

LANDASAN TEORI Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Teori pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S51 (hardware dan software), bahasa program yang digunakan. serta karekteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB III.

RANCANGAN ALAT DAN SISTEM Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alur dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S51.


BAB IV.

ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.

BAB V.

KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.


BAB II

TINJAUAN TEORITIS 2.1. Mikrokontroler AT89S51

2.1.1. Gambaran Umum

Mikrokontroler,

sebagai

suatu

terobosan

teknologi

mikrokontoler

dan

mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontelor hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih.

Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem

tiket ini ditangani dengan


mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan computer PC yang harus dipasang disamping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan.

Selain system tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan system telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu system pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. Sistem pengukuran jarak jauh ini jelas membutuhkan suatu system akusisi data sekaligus system pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada system computer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler


yang bersangkutan. Pada mikrokontroller AT89S51 ROM atau flash PEROM berukuran 2 kilo byte, sedangkan RAM-nya berukurn 128 byte.

2.1.2. Karakteristik mikrokontroller AT89S51

Mikrokontrol AT89S51 hanya memerlukan 3 tambahan kapasitor,1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 KiloOhm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S51 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.

Memori merupakan

bagian

yang

sangat

penting

pada

mikrokontroler.

Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori program.

Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data. Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara massal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC.

Untuk keperluan tertentu mikrokontroler

mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S51 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer.

Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasa. AT89S51 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).

AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/ Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai.

AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.

Port1 dan 2, UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin Regeister (SFR).

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51 Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 : VCC (Pin 40) Suplai tegangan GND (Pin 20) Ground Port 0 (Pin 39-Pin 32) Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai internal pull up.Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program. Port 2 (Pin 21 – pin 28) Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL. Port 3 (Pin 10 – pin 17) Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut.


Tabel 2.1 Fungsi Masing-Masing Pin Nama pin

Fungsi

P3.0 (pin 10)

RXD (Port input serial)

P3.1 (pin 11)

TXD (Port output serial)

P3.2 (pin 12)

INTO (interrupt 0 eksternal)

P3.3 (pin 13)

INT1 (interrupt 1 eksternal)

P3.4 (pin 14)

T0 (input eksternal timer 0)

P3.5 (pin 15)

T1 (input eksternal timer 1)

P3.6 (pin 16)

WR (menulis untuk eksternal data memori)

P3.7 (pin 17)

RD (untuk membaca eksternal data memori)

RST (pin 9) Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. ALE/PROG (pin 30) Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG) selama memprogam Flash. PSEN (pin 29) Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal. EA (pin 31) Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt. XTAL1 (pin 19) Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 18) Output dari osilator.

2.2. Komponen-Komponen Pendukung

2.2.1. Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan – bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang kondukt if, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.


2.2.2. Fixed Resistor Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).

Gambar 2.2. Resistor karbon


WARNA

GELANG I

GELANG II

GELANG III GELANG IV

Hitam

0

0

1

-

Coklat

1

1

10

-

Merah

2

2

100

-

Jingga

3

3

1000

-

Kuning

4

4

10000

-

Hijau

5

5

100000

-

Biru

6

6

1000000

-

Violet

7

7

10000000

-

Abu-abu

8

8

100000000

-

Putih

9

9

1000000000

-

Emas

-

-

0,1

5%

Perak

-

-

0,01

10%

Tanpa Warna

-

-

-

20%

Tabel 2.2 Gelang Resistor

Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah


langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.

2.2.3. Variable Resistor

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.


Gambar 2.3 Potensiometer

Pada gambar 2.10 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.4. Grafik Perubahan nilai pada potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.

2.2.4. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan 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 muatanmuatan 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 kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatanmuatan positif dan negatif diawan. Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.


Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).

Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika

dielektrik Elektroda

Elektroda

Gambar 2.5. Skema kapasitor.

Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C). Satuan dalam kondensator disebut Farad.

Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:

1. Menyusunnya berlapis-lapis. 2. Memperluas permukaan variabel. 3. Memakai bahan dengan daya tembus besar

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Kapasitansi didefinisikan sebagai konstanta pembanding yng berlaku pada persamaan arus dalam dua plat konduktor prarel dengan pemisah isolator yang ditunjukkan pada persaman dibawah ini: I = C dV ⁄ dt Berdasarkan persamaan diatas, karena besarnya arus sebanding dengan perubahan tegangan terhadap waktu, tegangan yang tidak berubah terhadap waktu (tegangan dc) akan menyebabkan arus menjadi nol. Hal ini merupakan bahwa kapasitor bagi dc merupakan rangkaian terbuka, besarnya kapasitansi memenuhi persamaan berikut Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

C=€ A⁄d Dengan € adalah permitivitas isolator, A adalah luas plat konduktor dan d adalah jarak kedua plat konduktor sejajar dengan pemisah isolator dengan begitu maka disebutlah sebagai isolator. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.

2.2.4.1. Electrolytic Capacitor (ELCO)

Gambar 2.6. Electrolytic Capacitor (ELCO)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

2.2.4.2. Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

Gambar 2.7. Ceramic Capacitor 2.2.4.3. Nilai Kapasitor


Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah.

Tabel 1. Nilai Kapasitor Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).


2.2.4.4. Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.


Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan : 1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor. C

C B

B E NPN

E PNP

Gambar 2.8. simbol tipe transistor Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.


Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET ( juga dinamakan transistor unipolar ) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide.

1. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain 2. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. 3. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

4. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power 5. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain 6. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar .

Vcc

Vcc IC

RB VB

R Saklar On

VCE IB

VBE

Gambar 2.9. Transistor sebagai Saklar ON

Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open). Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

Vcc

Vcc

IC

R

RB Saklar Off VCE VB IB

VBE

Gambar 2.10.Transistor Sebagai Saklar OFF

2.3. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Tampilannya seperti di bawah ini.


Gambar 2.11. 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (dicompile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi. Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroller. 2.3.1. Software Downloader

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini


Gambar 2.12. ISP- Flash Programmer 3.a Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroller.


BAB III

PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

3.1. Diagram blok

Tombol ruang 1

Display LCD 2 x 16 Tombol ruang 2

Tombol ruang 3

relay

alarm

Tombol ruang 4 uC AT89S51

Tombol ruang 5

Tombol ruang 6

Tombol ruang 7

Tombol ruang 8

Gambar 3.1 Diagram blok Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Secara umum terdiri dari 12 diagram blok, tombol 1 sampai tombol 8 berfungsi sebagai input data yang di letakkan pada masing masing ruangan. Micro berfungsi sebagai alat pengolah data yang di inputkan oleh tombol, display LCD untuk menampilkan pesan jika ada input yang di tekan oleh tombol. Alaram berfungsi untuk sebagai mana peringatan kalau ada pasien yang ada membutuhkan bantuan. Untuk membunyikan alarm dibutuhkan suatu saklar elektronik yaitu driver relay.

3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Kompoen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:

VCC

5V

AT89S51 1 2 3 4

VCC 5V

5 6 7

10uF

8

P1.0

Vcc

P1.1 P0.0 (AD0) P1.2

P0.1 (AD1)

P1.3 P0.2 (AD2) P1.4 P0.3 (AD3) P1.5 P0.4 (AD4) P1.6 P0.5 (AD5) P1.7 P0.6 (AD6)

9 10 11 12 13 14 15 16 17

XTAL 12 MHz

RST

P0.7 (AD7)

P3.0 (RXD)

EA/VPP

P3.1 (TXD)

ALE/PROG

P3.2 (INT0)

PSEN

P3.3 (INT1) P2.7 (A15) P3.4 (T0) P2.6 (A14) P3.5 (T1) P2.5 (A13) P3.6 (WR) P2.4 (A12) P3.7 (RD) P2.3 (A11)

18 19

XTAL2

P2.2 (A10)

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23

22 Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil XTAL1 Perawat Pada P2.1 (A9)Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 1 2 20 21 Dengan Tampilan Lcd, 2009. GND P2.0 (A8) 30pF 30pF USU Repository © 2009

Gambar 3.2. Rangkaian mikrokontroller AT89S51

Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port 0, port 1, port 2 dan port 3. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3 Pin 40 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 20 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal 12 MHz sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.

Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor 10 uF yang dihubungkan ke positip dan sebuah resistor 10K ohm yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktif.

3.3. Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan


keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke motor stepper. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini .

TIP32C

LM7805CT

12Volt

Vreg IN

OUT

100ohm

220V 50Hz 0Deg 1N5392GP

2200uF 1N5392GP

5Volt 330ohm

1uF 100uF

TS_PQ4_12

Gambar 3.3. Rangkaian Power Supplay (PSA) Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.

3.4. Perancangan Rangkaian Buzzer Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Fungsi dari buzzer adalah sama seperti speaker , yaitu untuk menghasilkan suara, namun buzzer hanya mampu untuk menghasilkan suara berfrekuensi tinggi, sedangkan speaker mampu untuk menghasilkan suara dalam berfrekuensi tinggi dan rendah. Rangkaian dalam Buzzer Buzzer merupakan komponen yang berisikan lilitan dan 3 batang kawat yang berbentuk seperti switch. Apabila arus dialirkan, maka kumparan akan menghasilkan medan magnetik, sehingga menarik kawat (K3), dan memutuskan kawat (K2) dengan kawat (K1), tetapi kalau arus dimatikan, maka kumparan akan kehilangan medan magnetnya sehingga kawat K3 akan terlepas dari kumparan, dan kawat K2 berhubungan dengan K1. Buzzer biasa dipakai pada alat-alat ringan yang membutuhkan daya kecil. Pengujian pada rangkaian buzzer ini dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktifnya transistor akan membunyikan buzzer.

Selanjutnya buzzer dihubungkan dengan mikrokontroler dan mikrokontroler diberi program sederhana untuk megaktifkan buzzer.

5 Volt

Buzzer

C945

P0.0 AT89S51 4.7k 


Gambar 3.41. Rangkaian Buzzer. Pada alat ini, alarm yang digunakan adalah buzzer 5 volt.Buzzer ini akan berbunyi jika positipnya dihubungkan ke sumber tegangan positip dan negatipnya negatipnya dihubungkan ke ground.

Pada rangkaian di atas transistor berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghidupkan dan mematikan buzzer.Dari gambar dapat dilihat bahwa negatip buzzer dihubungkan ke kolektor dari transistor NPN (2SC945), ini berarti jika transistor dalam keadaan aktip maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan buzzer berbunyi.Sebaliknya jika transistor tidak aktip, maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 5 volt, keadaan ini menyebabkan buzzer mati.

Transistor yang digunakan dalam rangkaian di atas adalah transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip apabila tegangan pada basis lebih besar dari 0,7 volt.Resistor 4,7 Kohm pada basis berguna untuk membatasi arus yang masuk pada basis agar transistor tidak rusak.Gambar dibawah adalah salah satu jenis buzzer dari berbagai macam tipe: Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 3.42. Buzzer Piezo WPS 309B Dibawah ini adalah keterangan dari dari Buzzer Piezo WPS 309B: Product Description Dimension (mm): ¦µ26X15 Rated Voltage (V): 6¦Ã Operating Voltage(VDC): 4~8¦Í Resonant Frequency (Hz): 400¡À 100 Sound Output (dB): 75/10cm Max Current Consumption(mA): 25 Operating Temperature(º C): -20~+60C Storage Temperature(º C): -30~+70C

3.5. Relay

Beberapa aplikasi pada industri dan kontrol proses memerlukan relay sebagai elemen kontrol penting. Relay merupakan saklar elektromagnetik yang berfungsi untuk memutuskan, membuat atau mengubah satu atau lebih kontak elektrik. Ada beberapa Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

macam relay yang terdapat di pasaran. Pada pokoknya relay digunakan sebagai alat penghubung pada rangkaian. Relay dapat berupa IC, transistor dan relay mekanis. Dalam perancangan alat, penulis menggunakan relay mekanis karena lebih awet dan mudah dalam pemakaiannya.

Relay pengendali elektromagnetis (an electromechanical relay = EMR) adalah saklar magnetis. Relay ini menghubungkan rangkaian beban on / off dengan pemberian energi elektromagnetis, yang membuka atau menutup kontak pada rangkaian. EMR mempunyai variasi aplikasi yang luas baik pada rangkaian listrik maupun elektronis. Misalnya EMR dapat digunakan pada kontrol dari kran-daya cairan dan di berbagai macam kontrol urutan mesin, misalnya operasi pengeboran (tanah), pengeboran (plat), penggilingan dan pengerindaan.


Gambar 3.51. Gambar rangkaian relay

Relay biasanya hanya mempunyai satu kumparan, tetapi relay dapat mempunyai beberapa kontak. Relay elektromekanis berisi kontak diam dan kontak bergerak. Kontak yang bergerak dipasang pada plunger. Kontak ditunjuk sebagai normally open (NO) dan normally close (NC). Apabila kumparan diberi tenaga, terjadi medan elektromagnetis. Aksi dari medan pada gilirannya menyebabkan plunger bergerak pada kumparan kontak NO dan membuka kontak NC. Jarak gerak plunger biasanya pendek yaitu sekitar 0,25 inchi atau kurang. Kontak NO akan membuka ketika tidak ada arus mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus atau diberi tenaga. Kontak NC akan tertutup apabila kumparan tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya. Masing-masing kontak biasanya digambarkan sebagai kontak yang tampak dengan kumparan tidak diberi daya. Sebagian besar relay kontrol mesin mempunyai beberapa ketentuan untuk pengubahan kontak NO menjadi NC, atau sebaliknya. Itu berkisar dari kontak sederhana (flip-over) untuk melepaskan kontak dan menempatkan kembali dengan perubahan lokasi pegas.Berikut jenis gambar relay yang dipasaran.


Gambar 3.52. Bentuk Fisik Relay

3. 6. Saklar

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah. Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. pada dasarnya tombol bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan.

3.7. Interfacing LCD 2x16

LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler. Rangkaian ini berfungsi

menampilkan

pesan yang

disampaikan pasien saat menekan tombol seperti dibawah ini .

Gambar 3.71. Rangkaian Skematik Konektor yang dihubungkan dari LCD ke mikrokontroler

LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut.


Susunan Alamat Pada LCD Gambar 3.72. Susunan Alamat Pada LCD

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja.CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Berikut tabel pin untuk LCD M1632. Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar. Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port 0 dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Berikut ini adalah gambar fisik tampilan LCD yang dipakai pada rangkaian ini.


Gambar 3.73. LCD 2x16 Display

karakter

pada

LCD

diatur

oleh

pin

EN,

RS

dan

RW.

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ).

Tabel 3.1 Keterangan dan fungsi dari susunan kaki LCD


Driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data. Agar dapat mengaktifkan LCD, proses inisialisasi harus dilakukan dengan cara mengeset bit RS dan meng-clear-kan bit E dengan delay minimal 15 ms. Kemudian mengirimkan data 30H dan ditunda lagi selama 5 ms. Proses ini harus dilakukan tiga kali, lalu mengirim inisial 20H dan interface data length dengan lebar 4 bit saja (28H). Setelah itu display dimatikan (08H) dan di-clear-kan (01H). Selanjutnya dilakukan pengesetan display dan cursor, serta blinking apakah ON atau OFF. Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada LCD.


BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian.Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller AT89S51. Programnya adalah sebagai berikut:

Loop: Setb P3.7 Acall tunda Clr P3.7 Acall tunda Sjmp Loop Tunda: Mov r7,#255 Tnd: Mov r6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,tnd Ret


Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 kemudian mematikannya secara terus menerus. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika high yang menyebabkan transistor aktif, sehingga LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika low yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga LED akan mati. Perintah Acall tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut tampak berkedip.

Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroler AT89S51, kemudian mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan baik.

4.2. Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Pengujian pada bagian rangkaian catu daya ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 5,0 volt. Sedangkan tegangan keluaran kedua adalah sebesar +12,3 volt. Power Supply bertugas merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC yang stabil sampai suatu arus maksimum yang ditentukan oleh design. Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt .


TIP32C

LM7805CT

12Volt

Vreg IN

OUT

5Volt

100ohm

220V 50Hz 0Deg

330ohm

1N5392GP 2200uF 1N5392GP

1uF 100uF

TS_PQ4_12

Gambar 4.2. Rangkaian Power Supplay (PSA)

4.3. Pengujian Rangkaian Relay

Beberapa aplikasi pada industri dan kontrol proses memerlukan relay sebagai elemen kontrol penting. Relay merupakan saklar elektromagnetik yang berfungsi untuk memutuskan, membuat atau mengubah satu atau lebih kontak elektrik. Ada beberapa macam relay yang terdapat di pasaran. Pada pokoknya relay digunakan sebagai alat penghubung pada rangkaian. Relay dapat berupa IC, transistor dan relay mekanis. Dalam perancangan alat, penulis menggunakan relay mekanis karena lebih awet dan mudah dalam pemakaiannya.

Relay pengendali elektromagnetis (an electromechanical relay = EMR) adalah saklar magnetis. Relay ini menghubungkan rangkaian beban on / off dengan pemberian energi elektromagnetis, yang membuka atau menutup kontak pada rangkaian. EMR mempunyai variasi aplikasi yang luas baik pada rangkaian listrik maupun elektronis. Misalnya EMR dapat digunakan pada kontrol dari kran-daya cairan dan di berbagai


macam kontrol urutan mesin, misalnya operasi pengeboran (tanah), pengeboran (plat), penggilingan dan pengerindaan.

Relay biasanya hanya mempunyai satu kumparan, tetapi relay dapat mempunyai beberapa kontak. Relay elektromekanis berisi kontak diam dan kontak bergerak. Kontak yang bergerak dipasang pada plunger. Kontak ditunjuk sebagai normally open (NO) dan normally close (NC). Apabila kumparan diberi tenaga, terjadi medan elektromagnetis. Aksi dari medan pada gilirannya menyebabkan plunger bergerak pada kumparan kontak NO dan membuka kontak NC. Jarak gerak plunger biasanya pendek yaitu sekitar 0,25 inchi atau kurang. Kontak NO akan membuka ketika tidak ada arus mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus atau diberi tenaga. Kontak NC akan tertutup apabila kumparan tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya. Masing-masing kontak biasanya digambarkan sebagai kontak yang tampak dengan kumparan tidak diberi daya. Sebagian besar relay kontrol mesin mempunyai beberapa ketentuan untuk pengubahan kontak NO menjadi NC, atau sebaliknya. Itu berkisar dari kontak sederhana (flip-over) untuk melepaskan kontak dan menempatkan kembali dengan perubahan lokasi pegas.

Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan teganan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktif jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktifnya transistor akan mengaktifkan relay. Pada rangkaian ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan buzzer dengan sumber tegangan 12 volt, dimana hubungan yang digunakan adalah normally close ( NC ), Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

dengan demikian jika relay aktif maka hubungan buzzer ke sumber tegangan akan terputus.

Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor, jika relay aktif dan buzzer berbunyi, maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik. Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian ini ke mikrokontroller pada P0.1.

Gambar 4.3. Pengujian Rangkaian Relay

Kemudian memberikan program sederhana pada mikrokontroller AT89S51. Program yang diberikan adalah sebagai berikut: Setb P0.1 .......... Perintah diatas akan memberikan logika high pada P0.1, sehingga P0.1 akan mendapatkan tegangan 5 volt. Tegangan 5 volt ini akan mengaktifkan transistor C945,


sehingga relay juga menjadi aktif dan lampu akan hidup. Berikutnya memberikan program sederhana untuk menonaktifkan relay. Programnya sebagai berikut: Clr P0.1 ............ Perintah diatas akan memberikan logika low pada P0.1, sehingga P0.1 akan mendapatkan tgangan 0 volt. Tegangan 0 volt ini akan menonaktifkan transistor C945, sehingga relay juga menjadi tidak aktif dan lampu tidak hidup.

4.4. Pengujian Interfacing LCD 2x16

LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut. Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 4.4. Susunan Alamat Pada LCD

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja. CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Berikut tabel pin untuk LCD M1632. Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar. Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port 0 dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.


Gambar 4.4. LCD 2x16

Display

karakter

pada

LCD

diatur

oleh

pin

EN,

RS

dan

RW:

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ). Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut: rs

bit

p2.0

rw

bit

p2.1

en

bit

p2.2

kirim_karakter: Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

call data_penampil mov a,#'H' call kirim_data mov a,#'e'

call kirim_data mov a,#'l' call kirim_data mov a,#'l' call kirim_data mov a,#'o' call kirim_data jmp kirim_karakter

data_penampil: mov a,#80h

;posisi awal karakter

call data_scan ret

kirim_data: mov p0,a setb rs clr rw clr en call delay ret end

Program di atas akan menampilkan kata “Hello” di baris pertama pada display LCD 2x16.


4.5. Digram alir ( Flowchart ) Adapun diagram ( Flowchart ) dari pemrograman dalah sebagai berikut

start

Tbl ruang 1 ditekan ?

tdk Tbl ruang 2 ditekan ?

tdk

ya ya

Tbl ruang 8 ditekan ?

Bunyikan alarm

Tampilkan pesan pada display

Gambar 4.6. Diagram alir ( flowchart ) rangkaian nurse call berbasis AT89S51 Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Proram di awalin dengan start yang berrti rangkaian dihidupkan, kemudian menunggu tombol ruang 1 di tekan, dan akan membunyikan alaram jika tidak menunggu tombol 2 di tekan, dan akan membunyikan alaram jika tidak menunggu tombol 3 ditekan, dan akan membunyikan alaram, dan seterusnya langsung di tampilkan ke display. Program kembali ke awal.

4.6. Pengujian Rangkaian Buzzer

Fungsi dari buzzer adalah sama seperti speaker , yaitu untuk menghasilkan suara, namun buzzer hanya mampu untuk menghasilkan suara berfrekuensi tinggi, sedangkan speaker mampu untuk menghasilkan suara dalam berfrekuensi tinggi dan rendah. Rangkaian dalam Buzzer Buzzer merupakan komponen yang berisikan lilitan dan 3 batang kawat yang berbentuk seperti switch. Apabila arus dialirkan, maka kumparan akan menghasilkan medan magnetik, sehingga menarik kawat (K3), dan memutuskan kawat (K2) dengan kawat (K1), tetapi kalau arus dimatikan, maka kumparan akan kehilangan medan magnetnya sehingga kawat K3 akan terlepas dari kumparan, dan kawat K2 berhubungan dengan K1. Buzzer biasa dipakai pada alat-alat ringan yang membutuhkan daya kecil. Pengujian pada rangkaian buzzer ini dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt dan 0 volt pada basis transistor C945. Transistor C945 merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7


volt dan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktifnya transistor akan membunyikan buzzer.

Selanjutnya buzzer dihubungkan dengan mikrokontroler dan mikrokontroler diberi program sederhana untuk megaktifkan buzzer.

Gambar 4.6 . Buzzer Piezo WPS 309B Dibawah ini adalah keterangan dari dari Buzzer Piezo WPS 309B: Product Description Dimension (mm): ¦µ26X15 Rated Voltage (V): 6¦Ã Operating Voltage(VDC): 4~8¦Í Resonant Frequency (Hz): 400¡À 100 Sound Output (dB): 75/10cm Max Current Consumption(mA): 25 Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Operating Temperature(º C): -20~+60C Storage Temperature(º C): -30~+70C Program yang diisikan ke mikrokontroler untuk mengaktifkan buzzer adalah : Setb P0.0 ...... Perintah di atas akan memberikan logika high (1) atau tegangan 5 volt. pada P0.0, sehingga dengan demikian buzzer akan berbunyi. 4.7. Pengujian Rangkaian Saklar

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah.

Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. pada dasarnya tombol bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan. Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 4.7. Rangkaian Saklar

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain: 1. Mikrokontroler AT89S51 digunakan sebagai alat untuk memproses data dari sistem yang berfungsi untuk mengirimkan perintah dari tombol ke layar LCD. 2. Sistem pemanggil dengan menggunakan tombol manual akan memudahkan pasien dalam mendapatkan pertologan tanpa harus mendapati ruang jaga perawat ataupun dokter. 3. Tampilan perintah yang tertera atau yang terdapat pada LCD akan memudahkan perawat untuk mencari ruangan

pasien yang benar-benar akan diberi

pertolongan tepat pada waktunya. Heri Adesta Sembiring : Perancangan Alat Pemanggil Perawat Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Tampilan Lcd, 2009. USU Repository © 2009

5.2. Saran Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu 1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan alat ini sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen lain sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi 2. Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini Dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif. 3. Untuk di masa yang akan datang, agar alat ini dapat lebih ditingkatkan dan dikembangkan, yang dilengkapi dengan sensor sentuh yang lebih canggih.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Edisi Kedua, Penerbit: Gava Media, Yogyakarta, 2004

Agfianto, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002

Andi, Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2003

Malvino, Albert paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama, Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003.


Suhata.Aplikasi Mikrokontroller Sebagai PengendaliPeralatan Elektronik via Line telepon, Penerbit PT Exel Media Komputindo, Jakarta, 2004.


PERANCANGAN ALAT PEMANGGIL PERAWAT PADA RUMAH SAKIT BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 DENGAN TAMPILAN LCD TUGAS AKHIR

Recommend Documents