Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
PENGONTROLAN SISTEM DIGITAL PADA LABORATORIUM ELEKTRONIKA BERBASIS PEMROGRAMAN DELPHI DENGAN MIKROKONTROLLER Oleh: Aris Taufiq
ABSTRAK To mitigate the risk of fire, we proposed the system wich combine Delphi7 programming language, Microcontroller PIC 16F877 and fire sensor. This system need a computer operator for turning the computer system on or off. If the accident happen, the system will send the message to operator by using the handphone. Although this is just a simulation system, we can build this system for real application because of good experiment result. Key Words: Microcontroller, Delphi, Control System I. PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Pesatnya
perkembangan
teknologi
pemrograman
akhir-akhir
ini,
memicu
berkembangnya teknologi baru yang memanfaatkan sistem kontrol sebagai media untuk mewujudkan impian manusia akan sebuah aplikasi pengontrolan peralatan dari tempat lain yang tanpa harus berada di tempat tersebut, Secara garis besar dalam perancangan sistem kontrol lampu melalui komputer dengan memanfaatkan komuniakasi serial port pada komputer sebagai antar mukanya. untuk membuat suatu sistem alat ada beberapa buah komponen utama yang harus dipersiapkan, yaitu : Mikrokontroler PIC16F877 dan Rangkaian simulasi sistem kontrol. Agar alat dapat bekerja secara maksimal maka harus dilengkapi dengan program yang mendukung alat tersebut dapat bekerja, Program yang digunakan dalam Mikrokontroler adalah LD Mikro ( Ladder Diagram ) sedangkan untuk Delphi7 menggunakan Bahasa pascal. Dalam sistem ini lampu dapat terpantau oleh operator dengan pemanfaatan komunikasi serial port. Sistem ini dilengkapi dengan sebuah pengaman yaitu, sensor pendeteksi keberadaan asap / kebakaran. Sehingga akan sangat membantu jika terjadi sebuah kebakaran.
107
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
1.2
Tujuan dan Manfaat Tujuan dari desain alat ini adalah : Menerapkan sistem ini di laboratorium Elektronika
Universitas Islam 45 Bekasi, Mengembangkan sistem menggunakan Delphi7 dan Mengaplikasikan Mikrokontroler PIC16F877 dalam suatu sistem computer. Manfaat dari rancang bangun alat ini adalah : 1. Mengembangkan sistem operasional yang sudah ada, dengan memanfaatkan laboratorium elektronika sebagai penerapan alat tersebut dan bentuk dari penerapan ilmu yang diperoleh dibangku kuliah dalam menganalisa dan menyelesaikan permasalahan yang nyata. 2. Pengembangan proses belajar mengajar di perguruan tinggi khususnya Universitas Islam “45” Bekasi.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Penggunaan sistem kontrol berbasis komputer memiliki banyak keuntungan yaitu di antaranya mempermudah pekerjaan, mengurangi mobilitas, meningkatkan kenyamanan, meningkatkan ketenangan serta meningkatkan efisiensi waktu. 2.1
Komunikasi Serial Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan
per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detik. 2.2
Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah alat pengendali (kontroler) berukuran mikro atau sangat
kecil yang dikemas dalam bentuk chip. Sebuah mikrokontroler pada dasarnya bekerja seperti sebuah mainboard pada komputer. Bagian – bagian Mikrokontroler antara lain: (Central Processing Unit), Memori Program, Memori data, Alat pemrograman,
CPU Input /
output, dan Modul tambahan. 2.3
Mikrokontroler PIC 16F877 Mikrokontroler PIC16F877 sangat praktis dan menggunakan teknologi FLASH
memori sehingga dapat di program hapus hingga seribu kali. Keunggulan mikrokontroler jenis RISC ini dibanding dengan mikrokontroler 8-bit lain dikelasnya terutama terletak pada kecepatan dan kompresi kodenya. Selain itu, PIC116F877 juga tergolong praktis dan ringkas karena memiliki kemasan 40 pin dengan 33 jalur I/O. 108
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Gambar 1. Kontruksi Mikrokontroler PIC16F877 Mikrokontroler PIC16F877 di produksi dalam kemasan 40 pin PDIP (Plastik Dual In Line) maupun 40 pin SO (Small Outline). Namun yang banyak terdapat dipasaran adalah kemasan PDIP. Pin-pin untuk I/O sebanyak 33 pin, yang terdiri atas 6 pada Port A, 8 pada Port B, 8 pada Port C, 8 pada Port D, 3 pada Port E. Ada pula beberapa Pin pada mikrokontroler yang memiliki fungsi ganda. CPU berperan sebagai otak dari mikrokontroler. Bagian ini bertanggung jawab untuk mengambil instruksi, melakukan decode, dan mengeksekusi instruksi. CPU terhubung ke semua bagian pada mikrokontroler. Fungsi terpenting dari CPU adalah melakukan dekode dan mengeksekusi suatu instruksi. Instruksi-instruksi dalam bahasa assembly terdiri atas opcode dan operan. 2.4
Delphi 7 Delphi merupakan suatu bahasa pemrograman aplikasi yang sangat terkenal dilikungan
windows. Dengan perangkat lunak ini kita dapat membangun berbagai aplikasi windows seperti permaninan. Pada bahasa pemrograman Delphi ada bagian yang dinamakan IDE (Integrated Development ) yang digunakan untuk menciptakan sesuatu. 2.5
LD Mikro ( Leader Diagram Mikrokontroller ) LD Mikro adalah sebuah software IDE yang membuat kode program untuk beberapa
jenis mikrokontroller, salah satunya adalah mikrokontroler PIC 16F877 yang digunakan disini. tidak seperti program editor pada umumnya yang berbentuk teks, editor LD mikro berbentuk diagram tangga. Tampilan LD Mikro sangat sederhana dan terdiri atas 2 buah jendela. Jendela pertama dengan bekground
berwarna hitam merupakan tempat untuk
pembuat program logika tangga. Sedangkan jendela kedua dengan Bekgraund berwarna putih merupakan tempat untuk melihat dan mengatur status variabel yang digunakan. Juga untuk menentukan kaki mikrokontroler mana yang ditugaskan menjadi input atau output program
109
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Gambar 2 Editor Program 2.6
PIC 16F84 Mikrokontroller PIC 16F84 merupakan mikrokontroler jenis RISC dengan skala sedang
( Mid-Range ) dari keluaga PIC mikro yang sangat praktis dan cukup popular digunakan, baik bagi pemula hingga para propesional. Teknologi FLASH. PIC 16F84 tergolong praktis dan ringkas, karena memiliki kemasan 18 pin PDIP ( Plastic Dual In Line Package ) dengan 13 Jalur I/O yang terdiri dari 5 PIN pada Port A dan 8 pin pada Port B.
Gambar 3. Kontruksi PIC 16f84 Ada beberapa pin pada mikrokontroler ini yang memiliki fungsi ganda, yaitu pin3, pin4, pin12 dan pin 13. Pin 3 dapat berfungsi sebagai pin I/O untuk port A atau sebagai jalur input untuk clock eksternal. Pin 4 berfungsi sebagai pin reset dan juga dapat digunakan sebagai Pin Vpp saat mode pemrograman. Sedangkan pin 12 dan Pin 13 masing – masing berfungsi sebagai I/O dari Port B, sekaligus dapat berfungsi sebagai pin clock dan data masukan pada pemograman mikrokontroler. 2.7
ULN 2803 Komponen utama dari penggerak relay ini adalah IC ULN2803 yang tersusun dari
rangkaian transistor yang dihubung secara Darlington dalam satu kemasan. Gambar rangkaian utama IC ULN2803 dapat dilihat pada Gambar 4.
110
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Gambar 4. Skema Rangkaian IC ULN 2803 Pada perancangan ini, tiap bagian pasangan darlington ini akan berfungsi sebagai rangkaian saklar bagi relay, sehingga apabila pada kaki input driver (IC ULN 2803) di supply dengan tegangan maka akan menyebabkan pasangan transistor dan darlington dalam IC menjadi saturasi dan mengakibatkan kaki terhubung dengan ground atau dengan kata lain maka kaki input relay akan ditanahkan setiap outout pada ULN 2803 dapat di bebani sampai 500 mA, Serta dilengkapi dengan ‟supressiondiode‟ Dioda ini berfungsi untuk mencegah kivkback”
yaitu transient yang terjadi pada koil relay ( beban induktig ) saat relay di
matikan. 2.8
Power Supply Rangkaian power supply secara umum terdiri dari beberapa komponen diantaranya
transformator untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt, dioda sebagai penyearah dan kapasitor sebagai filter. Dalam sistem operasi rangkaian mikrokontroler BASIC Stamp 2 diperlukan sumber tegangan yang stabil yakni sebesar 5 Volt DC agar sistem ini dapat bekerja dengan baik. Selain komponen di atas, pada rangkaian power supply juga dapat dilengkapi dengan IC regulator untuk pengatur tegangan misalnya IC LM7805. Komponen ini akan mengatur batasan tegangan antara 5 Volt DC, jika mendapatkan tegangan input lebih besar dari 5 Volt DC maka tegangan output akan tetap pada posisi stabil 5 Volt DC. Sedangkan untuk variabel lainnya juga dapat menggunakan IC LM7812 untuk kebutuhan tegangan output 12 Volt DC atau IC LM7809 untuk kebutuhan tegangan output 9 Volt DC. Untuk menstabilkan tegangan digunakan IC1 dengan output 12 VDC, hasil output tersebut dicabangkan dengan IC2 yang menghasilkan output 5VDC,output dari IC2 sebagai tegangan input untuk IC3.
111
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
2.9
Rangkaian Mikrokontroler Berikut ini adalah rangkaian pada Mikrokontroler
Gambar 5. Rangkaian Komponen Utama 2.10
Rangkaian Sensor Kebakaran Komponen penting lainnya adalah sensor kebakaran yang dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian Sensor Kebakaran III. METODE 3.1
Perancangan Program Delphi 7 Agar dapat menjadi suatu alat pengendali yang terpadu, PIC 16F877 membutuhkan
suatu perangkat lunak (Software) sebagai penghubung atau penggerak perangkat keras, diantaranya untuk menyalakan LCD dan pengendali Lampu dan Sensor Pengaman. Pada pengontrolan lampu, jika tombol L1 ditekan secara langsung akan menyebabkan lampu akan mati atau hidup.
Gambar 7 Form Pengentrolan Kondisi Lampu OFF dan Pengontrolan Kondisi Lampu ON
112
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Proses pengiriman data dari Dephi menuju inputan Mikrokontroller akan di gambarkan menggunakan diagram alir atau Flowchart. Start
Inisialisasi Program
N
Tombol L1
Y Serial NG
Data Ke Com 2
Mikrokontroler RX
N
N Driver LCD
Y LCD
Driver Relay Bord
Y Hidupkan Lampu
Selesai Selesai
Gambar 8. Flowchart Pemograman Delphi
113
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
3.2
Sensor 4148 Paralax Sensor berfungsi sebagai pendeteksi asap, jika terjadi kebakaran maka sensor akan
memberi input data ke dalam rangkaian IC suara dan memberikan informasi ke handpone operator dangan sistem panggilan darurat, proses pengiriman data sensor akan di gambarkan menggunakan diagram alir.
Start
Cek Sensor Aktif
Sensor = 1
Driver Sound
Selesai
Sistem Dial Up
Operator
Selesai
Gambar 9. Flawchat Sensor 3.3
Pemograman Mikropascal Pemrograman mikrokontroler dengan menggunakan LCD dengan pemrograman
Mikropascal saja supaya lebih mudah. Adapun hubungan mikrokontroler dengan LCD menggunakan bahasa Mikropascal adalah sebagai berikut.
114
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Gambar 10. Hubungan LCD dengan Mikrokontroller PIC 16F84 Hubungan diatas memerlukan 6 jalur I/O oleh karena itu kita akan menggunakan Port B yang berukuran penuh 8 bit. Sementara sisanya (RB 0 dan RB1) akan dipakai untuk mengontrol sistem Lampu. Procedure pertama untuk menggunakan LCD adalah procedure LCD_Ini (var PORT:byte) Procedure ini akan memberitahukan kepada compiler mikropascal, port mana yang dipakai untuk berhubungan dengan LCD. 3.4
Development Board Mikokontroler PIC16F84 Untuk mengisi mikrokontroler dengan
program
yang telah kita buat, maka kita
membutuhkan sebuah rangkaian programmer untuk PIC 16F84. Dengan sebuah progremmer mikrokontroler PIC 16F84 maka kita harus menempatkan chip mikrokontroler PIC 16F84 kedalam soket ( ZIF Soket ) dan mengisikan program ke dalamnya.
Gambar 11. Rangkaian Downloder Program PIC16F8
115
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
IV. PEMBAHASAN 4.1
Pengukuran Output Catu Daya Besar tegangan yang digunakan yaitu 5 Volt dan 12 Volt DC. Pengukuran bagian
regulator dilakukan pada komponen LM 7805 dan LM 7812 pada input dan outputnya.
Gambar 12. Pengukuran Output Catu Daya
Gambar 13. Blok alur Pengukuran pada Catu Daya Hasil pengukuran output catu daya dapat dilihat pada tabel. Tabel 1 Hasil Pengukuran Output Catu Daya Komponen
Hasil Pengukuran Input
Output
LM 7812
12.05
12.01
LM 7805
12.05
5.02
4.2
Pengukuran Output Sensor Pengukuran output ini dilakukan untuk melihat aktif nya dari sensor tersebut pada saat
pendeteksian asap.
116
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
Tabel 2 Hasil Pengukuran Sensor TGS Sensor Mendeteksi Asap Outpu
Tegangan Ouput
Kondisi
t Sensor
Tidak ada Asap
LOW
5V
Mendeteksi
HIGH
5V
Sensor Running
Asap
4.3
Uji Coba LCD LCD
difungsikan untuk menampilkan karakter – karakter di perintahkan oleh
mikrokontroler. Karakter- Karakter yang dapat di tampilkan LCD dalam sistem ini adalah digit – digit status lampu, Lampu 1 Nyala, Lampu2 Nyala, Lampu 3 Nyala, Lampu 4 Nyala, Lampu Mati.
Gambar 14. Uji coba menu tampilan LCD
4.4
Pengujian Tegangan Pada IC dan Mikrokontroler Untuk melalukan pengujian ini, sebaiknya IC 16F877 tidak di pasang dalam rangkaian.
Pengujian dilakuan dengan menghidupkan rangkaian catu daya untuk memberkan tegangan ke rangkaian.pengujian ini memiliki tujuan untuk menghindari keruaskan IC maupun mikrokontroller, yaitu dengan memrikasa apakah tegangan yang diberikan ke kaki catu daya IC maupun mikrokontroller sudah sebesar 5V, kaki 11 dan 32 untuk 5V seta kaki 12 dan 31 untuk ground.
117
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
4.5
Pengujian rangkaian Input Tegangan menggunakan voltmeter dengan kabel merah di kaki 17 mikrokontroller dan
kabel hitam di kaki 12 soket mikrokontroler. Sementara di ukur, amati apakah ada perubahan tegangan ketika tombol paling kiri ditekan. Ulangi pengukuran untuk kaki 18, 19 dan 20 dengan tombol kekedua, ketiga, dan keempat. 4.6
Uji Coba rangkaian Board kontrol Board kontrol difungsikan untuk menyambung tegangan AC 220 V terhadap beban
melalui Relay dengan hubungan NO dan NC. IC ULN 2803 sebagai komponen Drive, dalam hal ini dihubungkan ke PortD Mikrokontroler yang menerima sinyal Carier dari Port Com2. IC ULN 2803 akan memberi tangan Positif atau negatife ke com relay. Dalam pengujian ini, Bord Kontrol akan menghubungkan tegangan AC 220 V terhadap beban.Dalam hal ini kabel serial terhubung ke komputer sehingga program akan di jalankan oleh operator.dengan menggunakan program Delphi.
Stanby
Mendapat Inputan
Gambar 15. Uji coba menu tampilan LCD 4.7
Analisa Pemograman Delphi dengan Serial Port Untuk dapat berfungsinya hardware maka diperlukan software pendukung yang
digunakan untuk mengirimkan keluaran melalui serial port (DB9). Aplikasi yang penulis buat adalah pengontrolan 4 buah lampu yang masing – masing berdaya 5 Watt. Pengontrolan dapat dilakukan secara manual artinya kita dapat menghidupkan atau mematikan lampu secara langsung. Pada dasarnya pemograman Delphi adalah pemograman dengan bahasa pascal.
118
Jurnal Paradigma Vol X. No. 2 Desember 2009
V. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat ditarik beberapa kesimpulan, antara lain: a) Sistem ini dapat menyalakan Lampu lebih dari 1 buah secara Real Time sesuai dengan input pada PC ( personal Computer ) yang digunakan. b) Sistem ini dapat mendeteksi keberadaan asap pada ruangan tersebut, dan dapat memudahkan kita mengetahui status lampu c) Sistem pengendali dengan memanfaatkan komunikasi serial port d) Informasi bila terjadi kebakaran menggunakan sistem pengiriman panggilan cepat pada line handphone DAFTAR PUSTAKA Wahana Komputer,Apliaksi CErdas Menggunakan Delphi ( Yogyakarata, Andi ) Dian Artanto, Merakit PLC dengan Mikrokontroler ( Alex Media Komputindo ) Ibnu Malik, Membuat Robot dengan Mikokontroler PIC 16F84 www. Epanorama.net/link/Software.html www.sony-ak.com www.klik-kanan.com/delphi / index.shtml http://www.lvr.com/portport.htm http:// electronickits.com/kit/complete/elec/ck 2601. Htm http:// www.picsoft.de/compon.htm
119
