1
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS MENGGUNAKAN DENGAN LIMIT SWITCH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya
JHONRISDO.P.SAMOSIR 092408004
PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara
2
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmatNya , sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan dalam waktu yang telah ditetapkan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang Selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya dan membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini. ucapan terima kasih juga penulis persembahkan kepada Ibu Dr. Susilawati selaku ketua Program Studi Fisika FMIPA USU Bapak Dr. Sutarman. M.Sc dan Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku Dekan dan Pembantu Dekan I FMIPA USU, semua Dosen dan Pegawai FMIPA USU, danteman – teman kuliah Daftari, Harmoko simangungsungResmando,Dear Purba,Jhonmichael Purba, Ardi Sinaga dan teman – teman STM yang tak pernah terlupakan hingga saat ini, serta seluruhmahasiswa Fisika Instrumentasi 2009.Akhirnya tidak terlupakan juga kedua Orang Tua Tercinta Ayahanda M.Samosir beserta Ibunda L.Manurung yang telah Memberikan dorongan, nasehat,kasih sayang, doa ,dukungan material dan spiritual.Tak lupa juga kepadaBang Yudi yang telah mendukung penulis dalam pembuatanTugas Akhir ini dan semua ahli keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga amal baik mereka mendapatkan balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa , Amin.
Universitas Sumatera Utara
3
ABSTRAK
Seperti yang kita ketahui bahwa dalam kehidupan sehari hari banyak pekerjaaan yang dilakukan itu sangat rumit, pada zaman serba canggih ini merupakan bagian Yang sangat penting dalam kehidupan manusia untuk dapat berkembang secara maju yang merupakan tuntutan dibidang elektronika dan Instrumentasi dalam hal pengembangannya. Sebagai Mahasiswa D3 Fisika Universitas Sumatera Utara diharapkan dapat mengimplementasikan ilmu pengetahuan dan ketrampilan yang berbekal duduk dibangku perkuliahan kedalam kehidupan nyata sehari – hari. Oleh sebab itu maka penulis merencanakan sebuah tugas akhir yang berjudul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GERBANG OTOMATIS MENGGUNAKAN LIMIT SWITCH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51” Tujuan dari perancangan dan pembuatan proyek ini adalah untuk mengaplikasikan Teori yang didapat penulis dari perkuliahan dengan membuat suatu alat. Dan tujuan dari pembuatan tugas akhir adalah sebagai salah satu syarat untuk tamat dan lulus program Diploma III. Dimana alat ini bisa digunakan pada Instansi -instansi Pemerintah dan Swasta maupun untuk keperluan peribadi/rumah untuk kepentingan efisiensi suatu pekerjaan. Adapun alasan memilih mikrokontroler sebagai pengendali sistem ini adalah Untuk mempermudah penulis didalam membuat suatu program dan proses pengerjaan alat tersebut, serta mengurangi tingkat kesalahan yang tinggi serta Faktor yang tidak kalah penting adalah dari segi ekonomis.
Universitas Sumatera Utara
4
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel
ii iii iv v vi vii viii
Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Batasan Masalah 1.5 Sistematika Penulisan
1 1 2 3 3 4
Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 2.1.1 Konstruksi Mikrokontroler AT89S51 2.1.2 Pin pin Mikrokontroler AT89S51 2.2 Motor DC 2.3 Komponen komponen Pendukung 2.3.1 Resistor 2.3.2 Fixed Resistor 2.3.3 Variable Resistor 2.4 Kapasitor 2.4.1 Electrolytic Capasitor 2.4.2 Ceramik Capasitor 2.4.3 Nilai Kapasitor 2.5 Transistor 2.6 Dioda 2.6.1 Karakteristik Dioda 2.6.2 Dioda Penyearah (Rectifier) 2.6.3 Dioda Cahaya (LED : Light Emiting Dioda) 2.7 IC Regulator 7805 2.8 IC Jembatan H L293D 2.9 Bahasa Assembly MCS – 51
6 6 8 10 13 15 15 15 17 20 21 22 22 23 25 26 28 29 29 31 32
Universitas Sumatera Utara
5
BAB 3 PERANCANGAN ALAT 3.1 Diagram Blok 3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 3.3 Rangkaian Limit Swtch Buka dan Tutup Pintu 3.4 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC 3.5 Perancangan Rangkaian Catu Daya
37 37 45 46 48 49
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 4.2 Pengujian limit switch 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC 4.4 Dimensi fisik dari Alat 4.5 Diagram Blok
50 50 56 57 59 60
BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran
61 61 62
Daftar Pustaka Lampiran
63
Universitas Sumatera Utara
6
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Keamanan dan efektifitas merupakan suatu hal yang penting dalam kehidupan sehari hari. Misalnya keamanan
rumah , Instansi/Perkantoran, maupun pabrik
dari tindakan pencurian. Banyak cara yang dilakukan orang untuk mengamankan rumah, perkantoran atau pabriknya terebut. Salah satu cara yang paling umum digunakan adalah memagar rumah atau perkantoran tersebut dengan tembok atau besi. Sehingga untuk dapat memasuki
rumah tersebut harus ada pintu
gerbang. Biasanya pintu gerbang tersebut dijaga oleh seorang yang bertugas untuk membuka / menutup gerbang tersebut ketika ada yang masuk atau keluar melalui pintu gerbang tersebut. Ini berarti orang yang bertugas menjaga pintu gerbang tersebut harus selalu berada didekat pintu gerbang tersebut. Jika ada beberapa orang yang bertugas menjaga gerbang, mungkin ini tidak menjadi masalah , namun jika hanya ada satu orang penjaga, hal ini akan menjadi masalah.
Lain halnya jika didalam rumah tersebut tidak ada orang yang bertugas menjaga gerbang. Pada rumah seperti ini biasanya diluar gerbang diberi bel untuk memberitahukan
kepada pemilik rumah bahwa ada orang
Universitas Sumatera Utara
7
diluar gerbang akan memasuki gerbang. Jika
yang akan memasuki pintu
gerbang adalah orang lain (tamu), mungkin tidak masalah, namun jika yang ingin masuk adalah orang yang juga tinggal dirumah tersebut tentunya ini akan sedikit merepotkan. Disatu sisi orang yang berada di dalam rumah tersebut harus keluar untuk membukakan pintu gerbang, disisi yang lain orang yang akan masuk harus menunggu sampai
pintu gerbangnya
ada yang membukakan. Inilah
beberapa kekurangan yang terdapat pada pintu gerbang yang ada sekarang ini. untuk itu diperlukan pintu gerbang otomatis yang dapat mengatasi masalah tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang diatas, maka dalam Tugas Akhir ini akan dirancang sebuah gerbang otomatis yang dapat dibuka secara otomatis. Dengan
memanfaatkan
output
berupa panggilan yang
dihasilkan dari layar Telepon Selular/Handphone penerima sebagai penghantar kode untuk
diteruskan ke LDR tersebut maka gerbang akan terbuka secara
otomatis.
Untuk dapat
membuka / menutup gerbang secara otomatis, maka
diperlukan sebuah motor penggerak, dan untuk mengenali instruksi - instruksi
Universitas Sumatera Utara
8
yang dikirimkan oleh LDR, maka diperlukan sebuah driver motor dan sebuah mikrokontroler untuk membandingkan nilai – nilai yang dikirimkan oleh LDR.
1.3 Tujuan Penulisan
1.
Memanfaatkan output
dari panggilan
berupa cahaya yang dihasilkan
dari layar handphone penerima untuk kemudian diteruskan ke LDR.
2.
Merancang sebuah pintu gerbang yang dapat dibuka secara otomatis dengan Menggunakan bahasa assembly MCS-51 dengan perantara handphone sebagai unit yang memberikan instruksi awal pada pengoperasiannya.
1.4
Batasan Masalah
Mengingat pembahasan dalam perencanaan alat yang dibuat dapat meluas, maka penulis mempunyai batasan sebagai berikut : 1.
Alat yang dibuat berbasis Mikrokontroler
2.
Mikrokontroler yang digunakan adalah AT89S51
3.
Unit utama pemberi Instruksi dalam perancangan alat ini adalah Handphone sebagai unit pengirim instruksi.
4.
Limit Switch ( Saklar batas ) dalam peancangan digunakan sebagai indikator pada pintu gerbang saat menutup atau membuka pintu.
Universitas Sumatera Utara
9
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk dapat mempermudah pembahasan
dan
pemahaman maka penulis
membuat sistematika pembahasan sebagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah gerbang yang dapat dibuka secara otomatis dengan
menggunakan
bahasa assembly, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut :
BAB 1
PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan mengenai
latar belakang, rumusan
masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2
LANDASAN TEORI Dalam bab ini digunakan
BAB 3
dijelaskan
tentang teori
pendukung yang
untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian.
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok rangkaian,skematik masing - masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
Universitas Sumatera Utara
10
BAB 4
PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian - rangkaian yang digunakan , penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler AT89S51.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan
yang dilakukan dari
bagaimana rangkaian dikembangkan
ini
dapat
tugas akhir ini serta
dibuat
lebih
efisien
dan
perkaitannya pada suatu metode lain yang
mempuyai sistem kerja yang sama.
Universitas Sumatera Utara
