PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MENAIKAN SUHU PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
ASWAN AFIF 092408009
PROGRAM STUDI DIII FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MENAIKAN SUHU PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 PERSETUJUAN
Universitas Sumatera Utara
Judul
: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MENAIKKAN SUHU PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51.
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: ASWAN AFIF
No Induk Mahasiswa
: 092408009
Program Studi
: DIPLOMA III (D3) FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Juli 2012
Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Program Studi D3 Fisika
Pembimbing
Dr. Susilawati, M.Si.
Dr. H. Nasruddin MN,M.Eng.SC
NIP. 197412072000122001
NIP. 195507061981021002
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MENAIKKAN SUHU PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
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,
Juli 2012
ASWAN AFIF 092408009
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahuwata’ala, yang senantiasa melimpahkan karunia-Nya dan selalu memberikan kemudahan dan kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Dan Sholawat
beriring salam semoga senantiasa
tercurahkan kepada Rasulullah sallallahu’alaihiwasalam selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 2. Ibu Dr. Susilawati, M.Sc selaku ketua Program studi D-III Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Bapak Dr. H. Nasruddin MN, M. Eng. Sc. Selaku dosen pembimbing. 4. Bapak/ibu staf pengajar serta seluruh pegawai program studi D-III Fisika Fakultas Matemetika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Teristimewa Ayahanda Ahmad Hidayat dan Ibunda Nurhalmah yang telah banyak memberikan dukungan doa, moril, materil, serta
sudah menjadi
motivator. 6. Kakak saya Aida Nurfadilah dan adik saya Yusuf afandi
atas dukungan
semangat dan doanya.
Universitas Sumatera Utara
7. Rekan – rekan seperjuangan FIN 09 , khususnya Ridho, Zulkarnain, iqbal, faisal, yogi, syahrial, bangkit, yang telah banyak memberi dukungan semangat dan kerja sama selama masa perkuliahan. 8. Sahabat-sahabat saya Dimas, ramadan, haditia, samsuri, roy, reza ozil, terimakasih atas motivasi, kritik dan sarannya Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan maupun kesalahan. Untuk penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak untuk penyempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya rekan-rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera Utara.
Medan, Juli 2012
Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dirancang dan dibuat sistem alat untuk menaikkan suhu pada miniatur rumah kaca berbasis mikrokontroler AT89S51. Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas sebuah mikrokontroler AT89S51, sensor LM35, ADC (Analog to Digital Converter) 0804, driver heater, sevent segment, rangkaian keypad. Perangkat lunak pada sistem ini dibuat dengan menggunakan program bahasa assembly. Untuk melakukan pengukuran suhu digunakan sensor LM 35. Hasil pengukuran data oleh LM 35 selanjutnya akan diolah oleh ADC 0804 menjadi data digital yang selanjutnya akan diproses oleh mikrokontroler AT89S51. Mikrokontroler AT89S51 sebagai otak dari system, yang berfungsi mengolah data yang masuk dari sensor, kemudian menampilkannya pada dispaly seven segment. Untuk memasukkan nilai suhu yang dipertahankan digunakan keypad. Jika suhu ruangan yang terdeteksi lebih kecil dari suhu referensi, maka mikrokontroler akan memerintahkan relay heater untuk menghidupkan heater .Sensor yang dipasang sebagai umpan balik (feedback) dalam system akan mengindra nilai suhu ruangan secara terus menerus (real time). Hasil pengujian suhu yang dapat dikendalikan maksimum sampai dengan 46º Celsius dengan waktu ± 4 menit.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan .......................................................................................................... i Pernyataan ........................................................................................................... ii Kata Pengantar ....................................................................................................iii Abstrak ................................................................................................................ v Daftar isi ............................................................................................................. vi Daftar Gambar .................................................................................................... ix Daftar Tabel ....................................................................................................... x
BAB I : PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah .................................................................................... 3
1.3
Maksud dan Tujuan Penulisan .................................................................. 3
1.4
Batasan Masalah....................................................................................... 4
1.5
Sistematika Penulisan .............................................................................. 4
BAB II: LANDASAN TEORI 2.1
Perangkat Keras ....................................................................................... 7 2.1.1 Mikrokontroler AT89S51 ............................................................... 7 2.1.1.1 Kontruksi AT89S51 ........................................................ 10 2.1.1.2 Konfigurasi dan Fungsi Kaki Pin AT89S51....................... 13 2.1.1.3 Intruksi MCS-51 .............................................................. 16 2.1.2 ADC 0804 .................................................................................... 22
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.1 Karakteristik IC ADC 0804 ............................................... 25 2.1.2.2 Prinsip Kerja ADC 0804…… ........................................... 27 2.1.2’3 Fungsi Pin Pada ADC 0804…… ...................................... 31 2.1.3 Sensor Suhu LM 35 ...................................................................... 32 2.1.4 seven segmen................................................................................ 34 2.1.5 Relay ............................................................................................ 35 2.1.6 Keypad 4x4 .................................................................................. 36 2.2 Perangkat Lunak ......................................................................................... 37 2.2.1 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)……................... 42 2.2.2 Software Downloader…… ............................................................... 43 BAB III: Rancangan Sistem 3.1
Diagram Blok Rangkaian ....................................................................... 44
3.2
Perangkaian Power Supplay (PSA) ......................................................... 45
3.3
Rangkaian MIkrokontroler ..................................................................... 46
3.4
Rangkaian Sensor Temperatur dan ADC ................................................ 48
3.5
Rangkaian Display Seven Segmen.......................................................... 49
3.6
Rangkaian Relay .................................................................................... 50
3.7
Perancangan Rangkaian Keypad ............................................................. 52
BAB IV: PENGUJIAN RANGKAIAN 4.1
Pengujian Rangkaian PSA ...................................................................... 54
Universitas Sumatera Utara
4.2
Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 .................................... 54
4.3
Pengujian Rangkaian ADC ...................................................................... 56
4.4
Pengujian Rangkaian Display seven segmen............................................ 57
4.5
Pengujian Rangkaian Relay ..................................................................... 60
4.6
Pengujian Rangkaian Keypad .................................................................. 62
4.7
Pengujian Rangkaian Keseluruhan .......................................................... 64
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan ........................................................................................... 66
5.2
Saran .................................................................................................... 66
Daftar Pustaka
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Memori AT89S51 .............................................................. 9 Gambar 2.2 Konfigurasi PIN Mikrokontroler AT89S51 .................................... 13 Gambar 2.3 Blok diagram sederhana ADC 0804 .............................................. 26 Gambar 2.4 Diagram Blok ADC ....................................................................... 28 Gambar 2.5 ADC 0804 ..................................................................................... 31 Gambar 2.6 LM 35 ............................................................................................ 32 Gambar 2.7 Seven segmen ................................................................................ 34 Gambar 2.8 Jenis-jenis Relay ............................................................................ 35 Gambar 2.9 Keypad Matriks 4x4....................................................................... 37 Gambar 2.10 8051 Editor, assembler, simulator ................................................. 42 Gambar 2.11 ISP-Flash Programmer 3.a ............................................................ 43 Gambar 3.1 Diagram Blok rangkaian .............................................................. 44 Gambar 3.2 Rangkaian Power Suppaly (PSA) .................................................... 45 Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 ............................................. 46 Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Temperatur dan ADC ......................................... 48 Gambar 3.5 Rangkaian Display Seven segmen ................................................... 49 Gambar 3.6 Rangkaian Relay Pengendali Blower 220 volt AC .......................... 50 Gambar 3.7 Rangkaian Keypad .......................................................................... 52
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing pin pada port3 ............................................... 14 Tabel 2.2 Intruksi Aritmatika ............................................................................ 17 Tabel 2.3 Data Tranfer ...................................................................................... 18 Tabel 2.4 Pencabangan Program ....................................................................... 20 Tabel 4.1 Data Pengujian Rangkaian ADC ........................................................ 57 Tabel 4.2 Data Pengujian Rangkaian Display .................................................... 59
Universitas Sumatera Utara
