LAPORAN PENELITIAN HIBAH TEACHING DRANT PROGRAM SP4 BATCH I TAHUN ANGGARAN 2005
KALIBRASI DAN KARAKTERISASI PENCACAH PUTARAN BERBASIS MIKROKONTROLER
Penanggung Jawab Kegiatan Penelitian : Drs. SUMARNA AGUS PURWANTO, M. Sc. Drs. A. MARYANTO RESTU WIDIATMONO, M. Si. PUJIANTO, S.Pd. Si.
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA TAHUN 2005 Penelitian ini dibiayai oleh : Program SP4 Batch I Tahun II Jurdik Fisika Nomor Kontrak : 04/Kontrak/J.35/KU/VI/2005 Tanggal 6 Juni 2005 1
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur yang sedalam-dalamnya dipanjatkan ke hadlirat Alloh S.w.t., Tuhan seru sekalian alam, atas segala karunia-Nya sehingga dapat tersusun laporan penelitian mengenai Kalibrasi dan Karakterisasi Pencacah Putaran Berbasis Mikrokontroler. Penelitian ini dapat terlaksana juga karena bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya disampaikan kepada : 1. Pimpinan Proyek Pengembangan Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberikan kesempatan, 2. Pimpinan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberikan kesempatan dan dorongan, 3. Teman-teman dosen di Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY atas diskusi dan masukan-masukannya, 4. Berbagai pihak yang tidak sempat disebutkan satu per satu yang telah membantu terselenggaranya penelitian ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat. Koreksi dan saran dari para pengguna dan pemerhati diterima dengan hati terbuka dan penuh penghargaan.
Yogyakarta, 20 Nopember 2005 a/n. Tim Peneliti, Sumarna Agus Purwanto A. Maryanto Restu Widiatmono Pujianto
2
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL KATA PENGANTAR DAFTAR ISI ABSTRAK BAB I
BAB II
BAB III
BAB IV
BAB V
.......................................... .......................................... .......................................... ..........................................
i ii iii iv
PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1. 2. 3. 4.
.................................. .................................. .................................. ..................................
1 2 2 2
KAJIAN TEORITIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1. 2.
............................ ............................
3 4
METODOLOGI PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
1. 2. 3. 4.
................... ................... ................... ...................
10 10 10 11
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
1. 2. 3.
.................. .................. ..................
12 15 18
KESIMPULAN DAN SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
1. 2.
Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian
Konsep Dasar Pencacahan Mikrokontroler AT89
Obyek Penelitian Teknik Pengumpulan Data Instrumen Untuk Mendapatkan Data Teknik Analisis Data
Realisasi Instrumen Pencacah Putaran Realisasi Program Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Kesimpulan Saran
DAFTAR PUSTAKA
...................................... ......................................
19 19
.............................................
20
3
KALIBRASI DAN KARAKTERISASI PENCACAH PUTARAN BERBASIS MIKROKONTROLER (Oleh : Sumarna, Agus Purwanto, A. Maryanto, Restu Widiatmono, Pujianto)
ABSTRAK
Tujuan Penelitian ini adalah untuk membuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler dengan waktu respon, ketepatan dan resolusi yang memadai (dapat memenuhi kebutuhan pengukuran sederhana sehari-hari), serta untuk mengetahui putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar. Hasil dari penelitian ini adalah telah dibuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler dengan waktu respon 7,89 x 10-3 detik; ketepatan 99,2 %; dan resolusi 0,00789 putaran (untuk piringan dengan demensi seperti pada instrumen penelitian). Putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar adalah 127 putaran per detik atau 7620 rpm (putaran per menit).
4
BAB I PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang Pencacah (counter) dan pewaktu (timer) merupakan piranti yang sangat berguna
dalam menentukan baik cacah (frekuensi) maupun selang (durasi) terjadinya suatu peristiwa atau proses, terutama bagi peristiwa atau proses yang berulang (periodik). Salah satu kegunanannya adalah dengan mengetahui frekuensi terjadinya suatu peristiwa dapat ditentukan besaran lain yang terkait dengan frekuensi tersebut seperti energi. Persoalan pencacah dan pewaktu pada umumnya terletak pada respon piranti, ketepatan, dan resolusi. Untuk mencacah frekuensi tinggi (bahkan sangat tinggi) diperlukan komponen yang memiliki respon cepat. Demikian juga halnya untuk mengukur selang waktu yang sangat pendek diperlukan piranti sistem pewaktu dengan ketepatan dan resolusi yang memadai. Kedua persoalan tersebut sebenarnya terkait, untuk dapat mengukur selang waktu yang sangat pendek diperlukan komponen yang memiliki respon cepat. Laboratorium Jurusan Pendidikan Fisika memiliki alat ukur frekuensi yang cukup banyak dan bervariasi dalam hal kemampuannya. Salah satunya adalah frekuensimeter yang dapat mengukur hingga 1 GHz. Tetapi dari sekian banyak alat ukur frekuensi belum ada yang didesain untuk mengukur cacah putaran (mekanik). Padahal, banyak mahasiswa yang memerlukan alat tersebut untuk menyelesaikan tugas akhirnya. Misalnya ada yang memerlukan untuk mengukur putaran kipas angin, mengukur cacah putaran pengaduk pada alat semacam blender, mengukur putaran mesin sepeda motor, dan sebagainya. Semua itu memerlukan alat pencacah putaran dengan spesifikasi tertentu. Spesifikasi yang paling penting adalah bahwa alat tersebut dapat mengukur putaran yang relatif sangat cepat. Dengan mencermati perkembangan teknologi alat-alat laboratorium, hal yang paling mungkin untuk dapat mewujudkan alat yang dapat mengukur putaran cepat adalah dengan memanfaatkan teknologi mikrokontroler. Pengndalian dan pemberian komando kepada alat ukur secara manual hampir tidak bisa dipercaya bila dituntut memiliki ketepatan dan kecepatan yang tinggi.
5
2. Rumusan Masalah a.
Dapatkah dibuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler dengan waktu respon, ketepatan dan resolusi yang memadai (dapat memenuhi kebutuhan pengukuran sederhana sehari-hari) ?
b.
Putaran tertinggi berapakah yang dapat terukur dengan benar ?
3. Tujuan Penelitian a.
Membuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler dengan waktu respon, ketepatan dan resolusi yang memadai (dapat memenuhi kebutuhan pengukuran sederhana sehari-hari).
b.
Mengetahui putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar.
2. Manfaat Penelitian a.
Tersedianya alat pencacah putaran (meskipun relatif terbatas) yang dapat dimanfaatkan oleh para mahasiswa (dan dosen) untuk menyelesaikan penelitinnya.
b.
Oleh karena alat yang terwujud berbasis mikrokontroler, maka data hasil pengukuran dapat langsung diolah melalui komputer.
6
BAB II KAJIAN TEORITIK
1.
Konsep Dasar Pencacahan Pekerjaan mencacah suatu hal (dapat benda atau peristiwa) termasuk pekerjaan
pokok dalam mempelajari fenomena alam. Hal-hal yang dapat dicacah misalnya jumlah pukulan, putaran, kedipan, atau apapun yang dapat dikelompokkan ke dalam kesatuan (unit) yang diskrit. Jika hasil cacahan tersebut dikaitkan dengan waktu, maka diperoleh besaran kejadian per satuan waktu (EPUT : events per unit time), sedangkan kejadian per satuan waktu di bawah keadaan yang tetap (steady state) dikenal sebagai frekuensi. Kejadian per satuan waktu tidak harus bergantung pada keadaan tetap, dan istilah tersebut mencakup pencacahan yang terjadi secara sporadis ataupun sebentar-sebentar. Contohnya adalah pencacahan berbagai partikel yang dipancarkan dari suatu sumber radioaktif. Interval waktu (durasi) juga sering diukur, dan interval itu menjadi frekuensi ketika durasinya merupakan siklus dari kejadian yang periodik. Peristiwa atau fenomena yang terjadinya tidak menentu juga sering diukur interval waktunya, atau bahkan durasi peristiwa sesaat (one shoot) seperti gaya atau tekanan impulsif. Persoalan pencacahan atau pewaktuan terutama muncul ketika kejadiannya sangat cepat yang ditentukan melalui pengamatan langsung, atau pada pengukuran interval waktu yang durasinya sangat pendek, atau juga penentuan akurasi pengukuran waktu. Pada umumnya terkait dengan pengukuran cacah dan waktu dapat digolongkan ke dalam : 1.
Pencacahan dasar, menentukan total cacahan atau menentukan pencapaian cacahan yang telah ditetapkan sebelumnya.
2.
Jumlah kejadian atau hal per satuan waktu (EPUT) yang bebas terhadap laju kejadian.
3.
Frekuensi, atau jumlah siklus dari peristiwa-peristiwa yang berulang (eriodik) secara serba sama (uniform) tiap satuan waktu.
4.
Interval waktu antara dua keadaan atau kejadian yang ditentukan sebelumnya.
5.
Hubungan fase, atau bagian periode antara peristiwa-peristiwa atau keadaan berulang yang ditentukan sebelumnya. 7
2.
Mikrokontroler AT89 Munculnya mikrokontroler berawal dari kebutuhan akan suatu alat khusus yang
dapat dijalankan secara otomatis, praktis, dan memiliki kemampuan untuk melaksanakan perintah-perintah yang diinginkan. Dalam hal penggunaannya, mikrokontroler lebih banyak diaplikasikan secara deterministik, yaitu dipakai untuk keperluan khusus (pada umumnya sebagai pengendali). Perkembangan teknologi semikonduktor memungkinkan untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Bagian fungsional utama suatu mikrokontroler adalah CPU / Mikroprosesor (yang berisi ALU, unit kendali, register, dan pengkode), Memori dan Sistem I/O. Ketiga bagian tersebut secara fungsional (dengan fungsi masing-masing) membentuk satu sistem mikrokontroler dan berada di dalam satu chip. Jadi, sebuah mikroprosesor yang digabungkan dengan I/O dan memori (RAM,ROM) dalam satu chip itulah yang dikenal sebagai mikrokontroler. Perbedaan antara mikrokontroler dengan mikrokomputer (seperti IBM PC) terletak pada arsitektur, penggunaan I/O interface dan media penyimpan yang berbeda. Media penyimpan mikrokomputer antara lain menggunakan disket, sedangkan pada mikrokontroler menggunakan EPROM. Fasilitas yang terdapat di dalam chip mikrokontroler AT89S51 yang pokok di antaranya adalah : a. Dua (2) sistem Timer/Counter (T0 dan T1) b. Empat (4) port paralel I/O yang masing-masing berukuran 8 bit (P0, P1, P2, dan P3). c. Dua (2) sistem Interupsi (INT0 dan INT1). d. Sepasang kendali komunikas (RXD dan TXD). e. RAM 8 x 128 byte dan Flash memory 4 Kbyte. Gambar chip mikrokontroler AT89S51 yang bertipe DIP-40 adalah sebagai berikut :
8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 (MOSI) P1.5 (MISO) P1.6 (SCK) P1.7 RST (RXD) P3.0 (TXD) P3.1 (INT0) P3.2 (INT1) P3.3 (T0) P3.4 (T1) P3.5 (WR) P3.6 (RD) P3.7 XTAL2 XTAL1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
Vcc P0.0 (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) P0.3 (AD3) P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7) EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7 (A15) P2.6 (A14) P2.5 (A13) P2.4 (A12) P2.3 (A11) P2.2 (A10) P2.1 (A9) P2.0 (A8)
Untuk aplikasi dan keperluan belajar, di pasaran banyak tersedia pilihan chip mikrokontroler. Salah satu pilihan tersebut adalah AT89S51 buatan ATMEL. Beberapa pertimbangan memilih mikrokontroler tersebut antara lain : a. Murah. b. Sebagai model. c. Populer di kalangan masyarakat khususnya mahasiswa. d. Cocok untuk menangani data dengan durasi detik. e. Kompatibel dengan mikrokontroler buatan INTEL MCS-51 dan buatan ATMEL sendiri seperti AT89C51/52/53, AT89S8252. f. Memiliki Flash memory dengan cara dan alat perograman yang sederhana. Selain pengetahuan persambungan dalam hardware, pemahaman akan peta memori dan register di dalam chip AT89S51 memiliki peran yang sangat penting dalam proses penyusunan program. Register terletak di dalam CPU (mikroprosesor) dan pada umumnya 9
berguna untuk menampung data sementara. Selain untuk menampung data sementara, ada register yang berfungsi sebagai tempat terjadinya operasi aritmatik dan logik, yaitu register accumulator (register A). Memori (berupa ROM atau RAM) berguna sebagai tempat untuk menampung data dan instruksi yang terletak di luar CPU (mikropsosesor). AT89S51 memiliki struktur memori yang terdiri atas : 1. RAM Internal, biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara. Di dalam RAM internal terdapat 8 (delapan) Bank Register dengan mnemonik R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, dan R7. Delapan buah register pertama terletak pada alamat 00 h hingga 07 h dan membentuk Bank 0 (sebagai default). Posisi R0 s/d R7 dapat dipindahkan ke bank yang lain dengan mengatur bit RS0 dan RS1. Bank 1 beralamatkan 08 h s/d 0F h. Bank 2 terletak pada alamat 10 h s/d 17 h, dan bank 3 menempati alamat 18 h s/d 1F h. R0 dan R1 adalah dua buah register yang dapat digunakan sebagai pointer dari sebuah lokasi memori pada RAM internal tersebut. Di dalam RAM internal pada alamat 20 h hingga 2F h dapat diakses dengan cara pengalamatan bit sehingga hanya dengan sebuah instruksi setiap bit dalam daerah ini dapat di-set, di-clear, di-AND dan di-OR. Di dalam RAM internal juga terdapat RAM untuk keperluan umum yang dimulai dari alamat 30 h hingga 7F h. 2. SFR (Special Function Register), berisi register-register yang memiliki fungsi khusus yang disediakan oleh chip AT89S51. SFR terletak pada alamat antara 80 h hingga FF h. Berikut ini disampaikan daftar register di dalam chip AT89S51 dengan fungsi khusus (SFR : Special Function Register).
10
No.
Register
Mnemonic
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
Akumulator B Port 0 Port 1 Port 2 Port 3 Interupt Enable Stack Pointer Data Pointer (total) Data Pointer Low Byte Data Pointer High Byte Power Control Timer/Counter Control Timer/Counter Control Mode Timer/Counter 0 Low Byte Timer/Counter 1 Low Byte Timer/Counter 0 High Byte Timer/Counter 1 High Byte Serial Port Control Serial Data Port Interupt Control Priority Program Status Word
A atau ACC B P0 P1 P2 P3 IE SP DPTR DPL DPH PCON TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 SCON SBUF IP PSW
Alamat E0 h F0 h 80 h 90 h A0 h B0 h A8 h 81 h 82 h – 83 h 82 h 83 h 87 h 88 h 89 h 8A h 8B h 8C h 8D h 98 h 99 h B8 h D0 h
3. Flash PEROM (Programmable and Erasable ROM), digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang disusun oleh pemrogram. Flash PEROM tersebut dapat ditulis atau dihapus berulang-ulang (1000 kali) menggunakan perangkat
pemrogram
(downloader), misalnya dengan AEC_ISP. Program yang ada dalam Flash PEROM dapat dijalankan jika pada saat sitem di-reset, maka pena EA/VPP berlogika 1 (satu).
11
Peta Lokasi di dalam RAM AT89S51 :
Alamat Byte
Alamat Bit
7F RAM Keperluan Umum 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F
7F 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07
7E 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 06
7D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05
7C 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04
7B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03
7A 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02
Bank-3 18 17 Bank-2 10 0F Bank-1 08 07 00
Bank-0 Default bank register Untuk R0 – R7 RAM
12
79 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01
78 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00
Lokasi yang dapat dialamati secara bit
Peta Lokasi di dalam SFR AT89S51 :
Alamat Byte
Nama Register
Alamat Bit
FF F0
F7
F6
F5
F4
F3
F2
F1
F0
B
E0
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
E0
A
D0 D7 D6 D5 D4
D3
D2
-
B8
-
B0 B7 A8 AF
-
-
BC BB BA B9 B8 IP
B6 B5 B4 -
-
D0 PSW
B3
B2
B1 B0 P3
AC AB AA A9 A8 IE
A0 A7 A6 A5 A4
A3
A2
A1 A0 P2
99 98
Tidak dapat dialamati secara bit 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98
SBUF SCON
90
97
P1
8D 8C 8B 8A 89 88 8F 87 83 82 81 80
96
95
94
93
92
91
90
Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit 8E 8D 8C 8B 8A 89 88 Tidak dapat dialamai secara bit
Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit Tidak dapat dialamati secara bit 87 86 85 84 83 82 81 80 Register Fungsi Khusus (SFR)
13
TH1 TH0 TL1 TL0 TMOD TCON PCON DPH DPL SP P0
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
1.
Obyek Penelitian Penelitian ini mengambil obyek alat pencacah putaran (counter) yang juga dapat
digunakan sebagai alat pengukur selang waktu (timer) yang dirancang dan dirangkai sendiri dengan memanfaatkan komponen-komponen yang beredar di pasaran (tidak memesan secara khusus ke pabrik).
2.
Teknik Pengumpulan Data Data dalam penelitian ini diperoleh melalui observasi. Variabel terikat yang diamati
adalah cacah putaran dari sebuah piringan yang laju putarannya dapat divariasi. Cacah putaran tersebut juga ditampilkan melalui layar CRO sebagai piranti standar untuk kalibrasi. Sedangkan variabel bebasnya adalah cacah putaran (frekuensi) yang muncul dalam tampilan 7-segmen. Variabel bebas yang lain adalah cacah putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar. Dalam menentukan cacah putaran tertinggi ditempuh dengan memprbesar laju putaran piringan hingga putaran tertinggi di mana frekuensi putaran pada alat standar (CRO dan SG) sama dengan cacah yang tampil pada 7-segmen.
3.
Instrumen Untuk Mendapatkan Data Instrumen yang dipergunakan untuk mendapatkan data dalam penelitian ini berupa
sistem peralatan pengukur cacah putran berbasis mikrokontroler buatan sendiri, SG (Signal Generator), osiloskop (CRO), komputer, dan penguat sinyal. Keberadaan AFG adalah tentatif sebagai pembanding, karena dengan osiloskop saja telah dapat mengukur frekuensi putaran. Komputer digunakan untuk memasukkan program (download) ke dalam mikrokontroler. Semua peralatan tersebut (kecuali komponen rangkaian pencacah) telah tersedia di Laboratorium Pendidikan Fisika, FMIPA, UNY.
14
4.
Teknik Analisis Data Berkenaan dengan fenomena yang akan dipelajari melalui penelitian ini, maka data
percobaannya akan dianalisis dengan metode deskriftif kuantitatif. Cacah putaran yang muncul pada tampilan 7-segmen dibandingkan dengan frekuensi pulsa yang terukur melalui CRO. Untuk lebih meyakinkan lagi, akan digunakan generator sinyal (SG) sebagai frekuensi pembanding atau standar yang lain.
15
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1.
Realisasi Instrumen Pencacah Putaran
Rangkaian Peraga 7-Segmen :
1k
1k
22 k
1k
22 k
22 k Vcc
A 733
A 733
A 733
CA b a f g
180
e d c p
180
Rangkaian Pengendali Motor DC : 7404
L293D
Enable Arah putar
Motor DC
E1 IN1 OUT1 GND GND OUT2 IN2 VC
Mak. + 12 volt
16
+ 5 volt VSS IN4 OUT4 GND GND OUT3 IN3 E2
1k
Rangkaian Sensor Rotari Enkoder : + 5 volt 1k 74LS14
Sensor Optis (Optocoupler)
Ke mikrokontroler 1k
Rangkaian Mikrokontroler (Sistem Minimal) :
AT89S51 1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
9 Ke Komputer
RST
P1.5 P1.6 P1.7 RST GND
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
XTAL-2 XTAL-1 GND
17
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
+Vcc P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
Diagram Blok Rangkaian Penelitian :
Tegangan Pengendali Laju Putar Peraga 7-Segmen Pengendali Motor DC
Motor DC dan Piringan bercelah
Mikrokontroler
Sensor Rotari Enkoder
Signal Generator
CRO
Komputer
Diagram rangkaian piringan bercelah dan sensor optis (optocoupler) :
Optocoupler
Pemancar Infra merah (LED) Celah
Ke rangkaian rotary encoder
Piringan bercelah Penerima Infra merah (LDR)
Pengendali Motor DC Motor DC
18
2.
Realisasi Program Mulai
Inisialisasi pencacah dan pewaktu ke nol Enable pencacah dan pewaktu
Disable pencacah dan pewaktu
Baca pencacah
Mengalikan hasil pencacahan dengan konstanta kalibrasi
Mengubah ke desimal
Simpan di memori untuk ditampilkan
Ditampilkan ke peraga 7-segmen
Realisasi program dalam assembly : Org Jmp Org Jmp Org Jmp Lama Satuan Puluhan Ratusan Ribuan Mulai :
Setb Setb Setb
0h Mulai 0003h Intrp0 000Bh Pewaktu Equ -11250 Equ Equ Equ Equ
30h 31h 32h 33h
P2.4 P2.3 P2.2 19
Ulang :
Setb Call Call
P2.1 Delay Delay
Mov Mov Mov Mov Mov
R5,#100 R3,#0 R4,#0 R6,#0 R7,#0
Mov Mov Mov
TMOD,#1 TH0,#High Lama TL0,#Low Lama
Setb Setb Setb Setb
EX0 EA TR0 ET0
Mov Clr Mov MovC Mov Mov Dall
Dptr,#Numeric A A,Satuan A,@A+Dptr P1,#11111101B P0,A Sdelay
Clr Mov MovC Mov Mov Dall
A A,Puluhan A,@A+Dptr P1,#11111011B P0,A Sdelay
Clr Mov MovC Mov Mov Dall
A A,Ratusan A,@A+Dptr P1,#11110111B P0,A Sdelay
Clr Mov MovC Mov Mov Dall
A A,Ribuan A,@A+Dptr P1,#11101111B P0,A Sdelay 20
Intrp0 :
Jnb Setb Jmp
P3.2,Ulang EX0 Ulang
Clr Inc Cjne Mov
EX0 R7 R7,#10,Terus R7,#0
Inc R6 Cjne R6,#10,Terus Mov R6,#0 Inc R4 Cjne R4,#10,Terus Mov R4,#0 Inc R3 Cjne R3,#10,Terus Mov R3,#0 Terus :
Reti
Pewaktu :
Mov TH0,#High Lama Mov TL0,#Low Lama Djnz R5, Lajeng Mov Mov Mov Mov Mov
R5,#100 Satuan,R7 Puluhan,R6 Ratusan,R4 Ribuan,R3
Mov Mov Mov Mov
R7,#0 R6,#0 R4,#0 R3,#0
Lajeng :
Reti
SDelay :
Mov R2,#0FFh Djnz R2,$ Ret
Delay : Delay1 : Delay2 :
Mov R0,#0FFh Mov R1,#0h Nop Djnz R1,Delay2 21
Djnz R0,Delay1 Ret Numeric :
DB DB
22h,77h,0A4h,25h,71h 29h,28h,67h,20h,21h
End
3.
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Telah dibuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler yang bagianbagiannya seperti telah disampaikan pada bagian a) Realisasi instrumen pencacah putaran dan b) Realisasi program. Pencacah tersebut dapat mencacah putaran piringan dengan waktu respon 7,89 x 10-3 detik, karena cacahan tertinggi yang masih dapat direspon dan benar (sesuai dengan pembacaan melalui CRO dan AFG) adalah 127 putaran per detik. Berdasarkan hasil observasi, kesalahan tertinggi yang terjadi adalah 1 putaran tiap 127 putaran per detik atau dengan ketepatan mencapai 99,2 %. Oleh karena dapat mencacah 127 putaran per detik dengan benar berarti rangkaian pencacah tersebut memiliki resolusi (daya pisah) 0,00789 putaran (untuk piringan dengan demensi seperti pada instrumen penelitian). Hal ini berarti bahwa pencacah tersebut mampu merespon 0,00789 putaran. Putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar adalah 127 putaran per detik atau 7620 rpm (putaran per menit) yang secara praktis dapat digunakan sebagai alat pencacah putaran yang sangat memadai.
22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
1.
Kesimpulan a.
Telah dibuat alat ukur pencacah putaran yang berbasis mikrikontroler dengan waktu respon 7,89 x 10-3 detik; ketepatan 99,2 %; dan resolusi 0,00789 putaran (untuk piringan dengan demensi seperti pada instrumen penelitian).
b.
Putaran tertinggi yang dapat terukur dengan benar adalah 127 putaran per detik atau 7620 rpm (putaran per menit).
2.
Saran a.
Waktu respon alat dapat ditingkatkan lagi dengan menggunakan jenis mikrokontroler AVR dan optocoupler yang lebih responsif.
b.
Jika menggunakan alat tersebut, maka putaran mekanik dari objek yang hendak diukur harus dapat memutar piringan yang dikenakan pada optocoupler atau semacamnya.
23
DAFTAR PUSTAKA
1.
Agfianto Eko Putra, 2002, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Teori dan Aplikasi, Gava Media, Yogyakarta.
2.
Paulus Andi Nalwan, 2003, Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.
3.
Moh. Ibnu Malik, 2003, Belajar Mikrokontroler ATMEL AT89S8252, Gava Media, Yogyakarta.
4.
Arianto Widyatmo, Haryono Eduard, E. Fendy, 1994, Belajar MikroprosesorMikrokontroler melalui Komputer PC, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.
24
