PROGRAM ASSEMBLY UNTUK MENGENDALIKAN PINTU GERBANG DENGAN MENGGUNAKAN DTMF IC MT8870 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR

PROGRAM ASSEMBLY UNTUK MENGENDALIKAN PINTU GERBANG DENGAN MENGGUNAKAN DTMF IC MT8870 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar ahli madya JUNAIDI SINURAT 062408062

PROGRAM STUDI D-III FISIKA INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

PERSETUJUAN

JuduI

:

PEMANFAATAN DTMF SEBAGAI PENGENDALI JARAK

ALAT-ALAT JAUH

LISTRIK BERBASIS

MIKROKONTROLER AT89S52 Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: : : : : :

TUGAS AKHIR GIAT FRANSISCO BATUBARA 062408032 D3 FISIKA INSTRUMENTASI FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)UNIVERSITAS SUMATERA UTARA (USU)

Diluluskan di Medan, Mei 2009

Diketahui/Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Program Studi Fisika Instrumentasi

(Drs.Syahrul Humaidi,M.sc) NIP : 132 050 870

Pembimbing

(Drs.Ansharuddin,S.S.T) NIP : 131 803 949

Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

3

PERNYATAAN

PROGRAM ASSEMBLY UNTUK MENGENDALIKAN PINTU GERBANG DENGAN MENGGUNAKAN DTMF MT8870 BERBASIS MIKROKONTROLLER 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, Mei 2009

JUNAIDI SINURAT 062408062


4

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Drs.Ansharuddin,S.S.T selaku pembimbing pada penyelesaian laporan tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada ketua program studi Fisika Instrumentasi Bapak Drs.Syahrul Humaidi,Msc serta Dosen-dosen pengajar pada jurusan Fisika Instrumentasi,dan kawan-kawan stambuk “06” atas segala bantuan dan motivasinya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Dan juga saya tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada kedua orang tua penulis yang begitu banyak memberikan dukungan berupa materil maupun spirituil pada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini hingga selesai. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan memberikan berkat yang limpah kepada kita semua.


5

ABSTRAK

Ponsel yang kita miliki, selain dapat digunakan sebagai alat komunikasi juga dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan-peralatan elektronik dari jarak jauh, dengan memanfaatkan komunikasi DTMF (Dual Tone Multi Frequency). Saat terjadi penekanan pada salah satu tombol yang ada pada ponsel, maka akan dihasilkan tone yang akan dikirimkan ke ponsel penerima. Tone ini kemudian diterjemahkan oleh IC DTMF dekoder (IC MT8870) sehingga menjadi data biner sebagai putputnya. Output dari rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga setiap data biner yang dihasilkan oleh rangkaian ini akan diterima oleh mikrokontroler. Data-data biner ini kemudian dibandingkan dengan data yang benar oleh mikrokontroler. Jika data yang diterima benar (sesuai dengan data pada mikrokontroler), maka mikrokontrolerakan memerintahkan motor untuk berputar membuka gerbang.


6

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan

ii

Pernyataaan

iii

Penghargaan

iv

Abstrak

v

Daftar Isi

vi

Daftar Gambar

viii

Daftar tabel

ix

BAB I

PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang Penulisan

1

1.2 Rumusan Masalah

2

1.3 Tujuan Penulisan

2

1.4 Batasan Masalah

3

1.5 Sistematika Penulisan

3

BAB II

DASAR TEORITIS

5

2.1 Telepon Dual Tone Multi Frequency (DTMF)

5

2.2 Transistor Sebagai Saklar

6

2.3 Arsitektur Mikrokontroler

10

2.3.1 Konstruksi AT89S52

11

2.4 IC MT8870

17

2.5 Motor Langkah (Stepper)

17

2.6 Perangkat Lunak

20

2.5.1 Bahasa Assembly MC-51

20

2.5.2 Software 8051 Editor, Assembler,Simulator (IDE)

24

2.5.3 Software Downloader

25


7

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB IV

BAB V

26

3.1 Diagram Blok Rangkaian

26

3.2 Perancangan Rangkaian Power Supply (PSA)

28

3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AT89S52

29

3.4 Perancangan Rangkaian Penguat

31

3.5 Perancangan Rangkaian DTMF Dekoder

31

3.6 Perancangan Rangkaian Driver Motor Stepper

33

3.7 Rangkaian Relay Pengendali Lampu

34

3.8 Rangkaian Pengendali Kipas

36

PENGUJIAN ALAT dan PROGRAM

38

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

38

4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S52

38

4.3 Pengujian Rangkaian Driver Penguat

40

4.4 Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder

41

4.5 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper

42

4.6 Pengujian Rangkaian Driver Lampu

44

4.7 Pengujian Driver Kipas

45

KESIMPULAN DAN SARAN

47

5.1 Kesimpulan

47

5.2 Saran

47

DAFTAR PUSTAKA

49

LAMPIRAN


8

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.2.2 Gambar 2.2.3 Gambar 2.3.1 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.5.1 Gambar 2.6.2 Gambar 2.6.3 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 4.6 Gambar 4.7

Keyset equitmenTelepon DTMF Transistor Sebagai Saklar ON Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor Transistor Sebagai Saklar OFF IC Mikrokontroller AT89S52 IC MT8870 Diagram Motor Langkah (Stepper) Pemberian Data/Pulsa pada motor Stepper Software editor 8051, Assembler,Simulator ISP Flash Programmer Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Power Supplay Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 Rangkaian Penguat Rangkaian DTMF Dekoder Rangkaian Driver Motor Stepper Rangkaian Relay Pengendali Lampu Rangkaian Pengendali Kipas Pengendali Driver Lampu Pengendali Kipas

6 7 8 9 14 17 18 19 24 25 26 28 29 31 32 33 35 36 44 45


9

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Motor Stepper Dengan Gerakan Full Step (1)

22


10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Keamanan merupakan suatu hal yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya keamanan rumah atau pabrik dari tindakan pencurian.Banyak cara yang dilakukan orang untuk mengamankan rumah atau pabriknya tersebut.Salah satu caranya dengan memagar rumah atau pabrik tersebut dengan tembok atau besi. Sehingga untuk dapat memasuki rumah tersebut harus ada pintu gerbang.Biasanya pintu gerbang tersebut dijaga oleh seseorang yang bertugas untuk membuka/menutup gerbang tersebut ketika ada yang masuk/keluar melalui pintu gerbang tersebut.Ini berarti orang yang bertugas menjaga pintu gerbang tersebut harus selalu berada di dekat 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 dalam 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 diluar gerbang yang 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 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

11

dirumah tersebut, tentunya hal ini akan sedikit merepotkan.Di satu sisi orang yang berada di dalam rumah 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 di atas, maka dalam tugas akhir ini akan dirancang sebuah pintu gerbang yang dapat dikendalikan melalui handphone.Jadi dengan menekan tombol-tombol tertentu yang terdapat pada handphone, maka pintu gerbang akan terbuka secara otomatis.

Untuk dapat membuka gerbang secara otomatis, maka diperlukan sebuah motor penggerak, dan untuk mengenali penekanan tombol-tombol pada handphone diperlukan sebuah IC DTMF dan sebuah mikrokontroler untuk membandingkan nilainilai yang dikirimkan oleh handphone.

1.3

Tujuan Penulisan


12

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memanfaatkan mikrokontroler untuk mengenali nilai-nilai yang dikirimkan oleh handphone dan mengendalikan pergerakan motor. 2. Memanfaatkan ponsel untuk mengendalikan gerbang. 3. Merancang sebuah pintu gerbang otomatis yang dapat dikendalikan melalui handphone.

1.4

Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, saya merancang sebuah pintu gerbang yang dapat dikendalikan melalui handphone dengan batasan-batasan sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S51. 2. Motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor stepper. 3. Password yang digunakan sebanyak 3 digit. 4. Handphone yang digunakan adalah jenis Nokia. 5. Pintu gerbang dapat juga dibuka secara manual, dengan cara menekan tombol tertentu yang terdapat pada gerbang. 6. DTMF yang digunakan adalah IC MT8870.

1.5

Sistematika Penulisan


13

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah pintu gerbang yang dapat dikendalikan melalui handphone, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB

I.

PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, 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 cara kerja dari IC DTMF decoder dan IC DTMF generator.

BAB

III.

PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat,yaitu diagram blok dari rangkaian,skematika dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler AT89S51.

BAB IV.

ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT


14

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan system kerja alat,penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk megaktifkan rangkaian,penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroller 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.


15

BAB II

DASAR TEORIS

2.1. Telepon Dual Tone Multi Frequency (DTMF)

Dewasa ini hampir semua telepon yang ada sudah menggunakan tombol tekan yang disebut pesawat Telepon Dual Tone Multi Frequency (DTMF).Seperti halnya saat kita berkomunikasi, pengendali pintu rumah (Home Controller) ini dapat digunakan pada jarak yang relatif luas.Mekanisme rangkaian ini menggunakan IC MT 8870 sebagai penerjemah sinyal input DTMF dan driver IC XRU 4028B, IC 74LS73 dan IC4093.Pada pesawat telepon jenis ini setiap tombol membangkitkan nada sebagai pengganti pulsa dial.Nada ini dihasilkan dari kombinasi dua frequensi yang berbeda.Kedelapan frekuensi ini dibagi dalam dua kelompok yaitu kelompok frekuensi rendah dan kelompok frekuensi tinggi.

IC MT8870 merupakan IC penerima DTMF yang didalamnya terdapat dua fungsi sekaligus, yaitu sebagai filter band pass dan penerjemah data digital (digital decoder).Pada bagian filternya menggunakan tehnik switch dari kapasitor untuk kelompok filter high pass dan filter low pass.Pada bagian dekodernya menggunakan tehnik penghitungan digital untuk mendeteksi dan menerjemahkan 16 pasangan nada DTMF menjadi 4-bit kode.IC MT 8870 ditunjukkan pada gambar berikut ini : Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

16

Gambar 2.1. IC MT8870

IC MT8870 ini akan menterjemahkan sinyal yang ada diberikan pada inputnya, yang merupakan sinyal DTMF, menjadi 4 bit data digital pada outputnya. IC MT 8870 akan mengkodekan sinyal DTMF yang masuk dan menghasilkan pulsapulsa keluaran melalui pin 11, 12, 13, 14 dan 15 akan berlogik 1 setiap ada sinyal DTMF (bila keypad ditekan), namun akan kembali berlogik 0 bila keypad tidak ditekan.Sebaliknya bila output dari pin 11, 12, 13 dan 14 (Q1, Q2, Q3 dan Q4) akan terkunci pada masukan sinyal DTMF terakhir).

Fungsi-fungsi pin IC MT 8870. PIN 1 IN+Non inverting op-amp input. PIN 2 IN-Inverting input. PIN 3 Ggain mengatur pembesaran differensial amplifier yang dihubungkan dengan R umpan balik . PIN 4


17

VREEFReferensi tegangan keluaran (setengah tegangan catu daya). PIN 5 INHIC hubungan internal, harus duhubungkan ke Vss. PIN 6 PWDNIC hubungan internal harus dihubungkanke Vss. PIN 7 OSC 1Masukan detak osilator. PIN 8 OSC 2Keluaran detak osilator, sebuah kristal 3,579545 MHz dihubungkan antara pena OSC 1 dan OSC 2 untuk melengkapi rangkaian data internal. PIN 9 catu daya negative. PIN 10 TOElogika tinggi enable output Q1-Q4. Pin ini dipull up ke masukan. PIN 11-14 Three State Daya (Output).Ketika dienabel oleh TOE berubah ke logic rendah keluaran data mempunyai impedansi tinggi. PIN 15 STDDelayed Streering (Output).Menghasilkan logika tinggi ketika keluaran latch up date, dan akan berlogika rendah ketika tegangan pada St/Gt jatuh dibawah VTST. PIN 16 ESTEarly Streering (Output).Menghasilkan logika tinggi setiap logaritma digital dideteksi secara sah oleh pasangan frekuensi.Pada saat kondisi kehilangan sinyal akan mengakibatkan EST kembali ke logika rendah. PIN 17 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

18

St/GtSteering Input Gitard Time (Output) Bidirectional.Tegangan yang lebih besar dari VTST dideteksi oleh St dan menyebabkan sinyal deteksi oleh pasangan frekuensi dan akan mengupdate keluaran latch. . PIN 18 VDD Tegangan power supplay positif.

2.2. Transistor Sebagai Saklar

Didalam

pemakaiannya

transistor

dipakai

sebagai

komponen

saklar

(switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

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 2.21: Vcc

Vcc

IC

R

RB Saklar On VCE VB

IB

VBE

Gambar 2.21. Transistor sebagai Saklar ON


19

Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah : I max =

Vcc ……………………………………………..…………….(2.11) Rc

hfe . I B =

IB =

Vcc ………………………………………….…………….(2.12) Rc

Vcc ………………………………………………………….(2.13) hfe . Rc

Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah : IB =

VB − VBE …………………………………………………….(2.14) RB

VB = IB . RB + BE…………………………………………………..(2.15)

VB =

Vcc . R B + VBE ………………………………………………(2.16) hfe . Rc

Jika tegangan VB telah mencapai VB =

Vcc . R B + VBE , maka transistor akan hfe . Rc

saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.Gambar 2.22 dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data.Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt.

IC Penjenuhan (saturation)

Vcc Rc

IB > IB (sat) IB = IB (sat)

IB Titik Sumbat (Cut off)

IB = 0 VCE Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

20

Gambar 2.22. Karakteristik daerah saturasi pada transistor Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka.

Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc).Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter.Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini. Vcc

Vcc IC

RB VB

R Saklar Off

VCE IB

VBE

Gambar 2.23.Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka : IB =

IC ………………………………………………………………(2.18) hfe

IC = IB . hfe ….………………………………………………………(2.19) IC = 0 . hfe ………..…………………………………………………(2.20) IC = 0 ………………………………………………………………..(2.21) Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus : Vcc

= Vc + VCE ………..…………………………………………(2.22)

VCE

= Vcc – (Ic . Rc) ..……………………………………………(2.23)


21

VCE

= Vcc ..………………………………………………………(2.24)

2.3. Mikrokontroler AT89S51

AT89S51 adalah sebuah mikrokontroller 8 bit terbuat dari CMOS, yang berkonsumsi daya rendah dan mempunyai kemampuan tinggi.Mikrokontroller ini memiliki 4Kbyte In-System Flash Programmable Memory, RAM sebesar 128 byte, 32 input/output, watchdog timer, dua buah register data pointer, dua buah 16 bit timer dan counter, lima buah vektor interupsi, sebuah port serial full-duplex, osilator onchip, dan rangkaian clock.AT89S51 dibuat dengan teknologi memori non-volatile dengan kepadatan tinggi oleh ATMEL.Mikrokontroller ini cocok dengan instruksi set dan pin out 80C51 standart industri.Flash on-chip memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dengan programmer memori nonvolatile yang biasa.

2.3.1. Arsitektur Mikrokontroler AT89S51

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 missal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor).Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat Bantu dan mainan yang lebih canggih.


22

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 ynag 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 akuisisi data sekaligus system pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

Tidak seperti system 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-nya dan ROM.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 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

23

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.

2.3.2 Kontruksi AT89S51

Mikrokontroller AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt.Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian resetDengan 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. a. 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 progam. b. 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.


24

Ada berbagai jenis ROM untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, 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 T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

25

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 yang secara fisik merupakan RAM khusus yang ditempatkan di Special Function Register (SFR).

Gambar 2.3. IC Mikrokontroler AT89S51.

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 : VCC (Pin 40) Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

26

Suplay tegangan GND (Pin 20) Ground RST (pin 9) Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. XTAL2 (pin 18) Output dari osilator. 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, por 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.


27

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 : 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)

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


28

kondisi 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. 2.3.3. Register Pada Mikrokontroller AT89S51 Register adalah penampung data sementara yang terletak dalam CPU.Pada mikrokontroller AT89S51,register-registernya adalah sebagai berikut: a. Register A (Accumulator) Accumulator ialah sebuah register 8 bit yang merupakan pusat dari semua operasi accumulator termasuk dalam operasi aritmatika dan operasi logika b. Register B Register ini memiliki fungsi yang sama dengan register A. c. Program Counter (PC) Program Counter (Pencacah Program) merupakan sebuah register 16 bit yang selalu menunjukkan lokasi memori intruksi yang akan diakses. d. Data Pointer (SP) Data pointer atau DPATR merupakan register 16 bit yang terletak di alamat 82H untuk DPL dan 83H untuk DPH.Biasanya Data Pointer digunakan untuk mengakses data atau source kode yang terletak di memori eksternal. e. Stack Pointer (SP) Stack Pointer adalah register 8 bit yang mempunyai fungsi khusus sebagai penunjuk alamat atau data paling atas pada operasi penumpukan di RAM.Stack pointer terletak di alamat 81H f. Program Status Word Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

29

Program Status Word merupakan register yang berisi beberapa bit status yang mencerminkan keadaan mikrokontroller. g. Bit Carry Flag (CY) Bit Carry Flag merupakan bit ke 8 yang memiliki dua fungsi : 1. Carry akan menunjukan apakah operasi penjumlahan mengandung carry (sisa) atau apakah operasi pengurangan mengandung borrow (kurang).Apabila operasi ini mengandung carry,bit ini akan di set bernilai satu,sedangkan jika mengandung borrow,bit ini akan di set agar bernilai nol (0). 2. Carry dimanfaatkan sebagai bit ke-8 untuk operasu pergeseran (shift) atau perputaran. h. Bit Auxiliary Carry (AC) Bit ini menunjukkan adanya carry (bawaan) dari bit ketiga menuju bit keempat atau dari empat bit rendah ke empat bit tinggi pada operasi aritmatika.Bit ini jarang digunakan dalam program,tetapi digunakan oleh mikrokontroller secara implicit pada operasi bilangan BCD. i.

Bit Flag 0 (FO) Bit ini menunjukan apakah hasil operasi bernilai nol atau tidak.Apabila bernilai nol (0),bit ini akan diset agar berniali 1,sedangka apabila hasil operasinya bukan nol (0) maka bit ini akan di-reset.Bit ini juga digunakan pada perbandingan dua buah data.Jika kedua data bernilai sama maka bit ini akan diset agar bernilai satu ,sedangkan jika kedua data itu berbeda maka bit ini akan di reset agar bernilai nol (0).

j.

Bit Register Select (RS)


30

RS0 dan RS1 digunakan untuk memilih bank register.delapan buah register ini merupakan register serbaguna.Lokasinya pada awal 32 bytes RAM internal yang memiliki alamat dari 00H sampai 1FH.Register ini dapat diaskses melalui symbol assembler (R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6 dan R7). 2.4. Motor Langkah (Stepper)

Motor Stepper adalah motor DC yang gerakannya bertahap (step per step) dan memiliki akurasi yang tinggi tergantung pada spesifikasinya.Setiap motor stepper mampu berputar untuk setiap stepnya dalam satuan sudut (0.75, 0.9, 1.8), makin keil sudut per step-nya maka gerakan per step-nya motor stepper tersebut makin presisi.

Motor stepper banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang biasanya cukup menggunakan torsi yang kecil, seperti untuk penggerak piringan disket atau piringan CD. Dalam hal kecepatan, kecepatan motor stepper cukup cepat jika dibandingkan dengan motor DC.Motor stepper merupakan motor DC yang tidak memiliki komutator.Pada umumnya motor stepper hanya mempunyai kumparan pada statornya sedangkan pada bagian rotornya merupakan magnet permanent.Dengan model motor seperti ini maka motor stepper dapat diatur posisinya pada posisi tertentu dan/atau berputar ke arah yang diinginkan, searah jarum jam atau sebaliknya.

Kecepatan motor stepper pada dasarnya ditentukan oleh kecepatan pemberian data pada komutatornya.Semakin cepat data yang diberikan maka motor stepper akan semakin cepat pula berputarnya.Pada kebanyakan motor stepper kecepatannya dapat


31

diatur dalam daerah frekuensi audio dan akan menghasilkan putaran yang cukup cepat.

Untuk mengatur gerakan motor per step-nya dapat dilakukan dengan 2 cara berdasarkan simpangan sudut gerakannya yaitu full step dan half step.

Tabel 2.1. Motor Stepper dengan Gerakan Full Step[1] Step

S3

S2

S1

S0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

1

0

0

4

1

0

0

0

1

0

0

0

1

Motor langkah (stepper) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, dipergunakan apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau di perlukan sebagian dari putaran motor.Suatu contoh dapat di jumpai pada disk drive, untuk proses pembacaan dan/atau penulisan data ke/dari cakram(disk), head baca-tulis ditempatkan pada tempat yang tepat di atas jalur atau track pada cakram, untuk head tersebut di hubungkan dengan sebuah motor langkah.

Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga di jumpai dalam bidang industri atau untuk jenis motor langkah kecil dapat di gunakan dalam perancangan suatu alat mekatronik atau robot.Motor langkah berukuran besar digunakan, misalnya, Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

32

dalam proses pengeboran logam yang menghendaki ketepatan posisi pengeboran, dalam hal ini di lakukan oleh sebuah robot yang memerlukan ketepatan posisi dalam gerakan lengannya dan lain-lain.

Pada gambar di bawah ditunjukkan dasar susunan sebuah motor langkah (stepper).

A B C U

D A

B S

Gambar 2.4.1. Diagram motor langkah (stepper)

Magnet permanen N-S berputar kearah medan magnet yang aktif.Apabila kumparan stator dialiri arus sedemikian rupa, maka akan timbul medan magnet dan rotor akan berputar mengikuti medan magnet tersebut.setiap pengalihan arus ke kumparan berikutnya menyebabkan medan magnet berputar berputar menurut suatu sudut tertentu, biasanya informasi besar sudut putar tertulis pada badan motor langkah yang bersangkutan.Jumlah keseluruhan pengalihan menentukan sudut perputaran motor.Jika pengalihan arus di tentukan, maka rotor akan berhenti pada posisi terakhir.


33

Jika kecepatan pengalihan tidak terlalu tinggi, maka slip akan dapat dihindari. Sehingga tidak di perlukan umpan balik (feedback) pada pengendalian motor langkah.

Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fase (pole atau kutub), pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan secara bergantian, masing-masing 4 data (sesuai dengan jumlah phase-nya), sebagian di tunjukkan pada gambar di bawah ini.

A B C D Gambar 2.42. Pemberian data/pulsa pada motor stepper

Pada saat yang sama ,untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua) masukan atau lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan kata lain, pada suatu saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan lainnya bernilai 0 (nol).

2.5. PERANGKAT LUNAK

2.5.1 Bahasa Assembly MCS-51

Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 adalah bahasa assembly untuk.MCS-51.Angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

34

ini hanya ada 51 instruksi.Dari 51 instruksi, yang sering digunakan orang hanya 10 instruksi.Instruksi –instruksi tersebut antara lain :

A. Instruksi MOV Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register tertentu.Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung. Contoh pengisian nilai secara langsung MOV R0,#20h Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0). Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai. Contoh pengisian nilai secara tidak langsung MOV 20h,#80h ........... ............ MOV R0,20h Perintah di atas

berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20

Heksadesimal ke register 0 (R0). Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah alamat.

B. Instruksi DJNZ Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil pengurangannya belum nol. Contoh , MOV R0,#80h Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

35

Loop: ........... ............ DJNZ R0,Loop ............ R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.

C. Instruksi ACALL Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh : ............. ACALL TUNDA ............. TUNDA: .................

D. Instruksi RET Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan.Contoh, ACALL TUNDA ............. TUNDA: ................. RET


36

E. Instruksi JMP

(Jump)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu.Contoh, Loop: ................. .............. JMP Loop

F. Instruksi JB

(Jump if bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika high (1).Contoh, Loop: JB P1.0,Loop .................

G. Instruksi JNB

(Jump if Not bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika Low (0).Contoh, Loop: JNB P1.0,Loop .................

H. Instruksi CJNZ

(Compare Jump If Not Equal)

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan suatu nilai tertentu.Contoh, Loop: Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

37

................ CJNE R0,#20h,Loop ................ Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin Loop.Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan instruksi selanjutnya.

I. Instruksi DEC (Decreament) Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang dimaksud dengan 1.Contoh, MOV R0,#20h

R0 = 20h

................ DEC R0

R0 = R0 – 1

.............

J. Instruksi INC (Increament) Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang dimaksud dengan 1.Contoh, MOV R0,#20h

R0 = 20h

................ INC R0

R0 = R0 + 1

............. K. Dan lain sebagainya

2.5.2. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE) Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

38

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

Gambar 2.52. 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)

Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (di-compile).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.


39

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.

2.5.3 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 2.53. 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.


40

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.2. Perancangan Power Supplay (PSA)

Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari tiga keluaran, yaitu (+) 5 volt, (+) 12 volt dan (–) 12 volt.Keluaran (+) 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian, keluaran (+) 12 volt digunakan untuk menghidupkan relay dan keluaran (-) 12 volt untuk mensupplay tegangan negatip Op-Amp.Rangkaian tampak seperti gambar di bawah ini:

LM7812CT LINE VREG VOLTAGE

(+) 12 Volt DC

COMMON

Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 100uF Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009 TIP32C

2

220 V AC

LM7805CT

D1

(+) 5 Volt DC

Vreg 4

1

100

IN

OUT

1.0k  330

41

Gambar 3.2. Rangkaian Power Supplay (PSA) Trafo merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC.Kemudian 15 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 15 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 dihasilkan oleh regulator tegangan LM7812.Dan tegangan (-) 12 volt dihasilkan oleh regulator tegangan LM7912.

3.3. Perancangan Rangkaian µC AT89S51

Rangkaian µC AT89S51 pada penelitian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem.Rangkaian mikrokontroler AT89S51 ini akan menunggu Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

42

pengiriman sinyal dari kedua saklar batas ketika sedang membuka/menutup pintu gerbang.Sinyal yang ditunggu adalah sinyal low.Jadi dalam keadaan normal, maka masing-masing saklar akan terus-menerus mengirimkan sinyal high.

Ketika terjadi pengiriman sinyal low dari salah satu saklar, maka rangkaian mikrokontroler AT89S51 ini akan melihat saklar mana yang mengirimkan sinyal low tersebut kemudian rangkaian mikrokontroler AT89S51 memerintahkan motor untuk berhenti berputar.Rangkaian mikrokontroler AT89S51 ditunjukkan oleh gambar III.3 berikut : VCC

5V

AT89S51 1 2 3 4

VCC 5V

5 6 7 8

10uF

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

VCC 5V

13 14 15

2SA733

16

4.7k

17 18

LED1

19

30pF

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)

XTAL 12 MHz 1

RST

2

20

30pF

XTAL2

P2.2 (A10)

XTAL1

P2.1 (A9)

GND

P2.0 (A8)

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler AT89S51


43

Selain mengecek sinyal yang dikirimkan oleh saklar batas, mikrokontroler ini juga melihat data yang dikirimkan oleh DTMF dekoder dan membandingkannya dengan data yang benar.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Kapasitor 10 µF dan resistor K ohm bekerja sebagai “ power on reset” bagi mikrokontroler AT89S51 dan kristal 12 MHZ bekerja sebagai penentu nilai clock kepada mikrokontroler, sementar kapasitor 30 µF bekerja sebagai resenator terhadap kristal. Pin 17 yang merupakan P3.7 dihubungkan dengan transistor dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakan rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 sudah bekerja atau belum.Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak.Jika LED yang terhubung ke Pin 17 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan.Namun setelah seluruh rangkaian disatukan, LED yang terhubung ke in 17 ini tidak digunakan lagi.

3.4. Perancangan Rangkaian Driver Motor Stepper

Rangkaian driver motor stepper ini berfungsi untuk memutar motor stepper searah/berlawanan arah dengan arah jarum jam.Mikrokontroler tidak dapat langsung mengendalikan putaran dari motor stepper, karena itu dibutuhkan driver sebagai perantara antara mikrokontroler dan motor stepper, sehingga perputaran dari motor


44

stepper dapat dikendalikan oleh mikrokontroler.Rangkaian driver motor stepper ditunjukkan pada gambar 3.4 berikut ini : VCC

VCC 5V

5V

1.0k 

1.0k  Tip 127

Tip 127

18 2SC945 330

18

VCC 5V

2SC945 330

VCC 5V

1.0k 

AT89C4051 VCC

Kumparan1

Tip 122

Kumparan4

18 VCC

2SC945

5V

330

Kumparan2

1.0k 

5V

AT89C4051

Tip 122

Motor

18 1.0k 

Kumparan3

2SC945 330

1.0k 

Tip 127 18 Tip 127 18 2SC945

2SC945 330

VCC

5V

1.0k 

1.0k 

AT89C4051 Tip 122

I

330

VCC

5V

Tip 122

18 2SC945

AT89C4051

18 2SC945

III 330

330

II

IV

Gambar 3.4. Rangkaian driver motor stepper Untuk mempermudah penjelasan, maka rangkaian di atas dikelompokkan menjadi 4 rangkaian.Pada rangkaian di atas, jika salah input rangkaian I yang dihubungkan ke mikrokontroler diberi logika high dan input pada rangkaian lainnya diberi logika low, maka kedua transistor tipe NPN C945 pada rangkaian I akan aktip. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 pada rangkaian I akan mendapat tegangan 0 volt dari ground.

Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini aktip (transistor tipe PNP akan aktip jika tegangan pada basis lebih kecil dari 4,34 volt).Aktifnya transistor PNP TIP 127 ini akan mengakibatkan kolektornya terhubung ke emitor sehingga kolektor mendapatkan tegangan 15 volt dari Vcc. Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

45

Kolektor dari transistor TIP 127 dihubungkan ke kumparan, sehingga kumparan akan mendapatkan tegangan 15 volt.Hal ini akan mengakibatkan kumparan menimbulkan medan magnet.Medan magnet inilah yang akan mnarik motor untuk mengarah ke arah kumparan yang menimbulkan medan magnet tersebut.

Sedangkan rangkaian II, III dan IV karena pada inputnya diberi logika low, maka kumparannya tidak menimbulkan medan magnet, sehingga motor tidak tertarik oleh kumparan-kumparan tersebut.Demikian seterusnya untuk menggerakkan motor agar berputar maka harus diberikan logika high secara bergantian ke masing-masing input dari masing-masing rangkaian.

3.5. Perancangan Rangkaian Tombol Manual

Rangkaian tombol ini berfungsi untuk membuka atau menutup pintu gerbang secara manual.Rangkaian tombol manual ini hanya terdiri dari resistor dan tombol. Rangkaian tombol ditunjukkan pada gambar III.5 berikut ini :

Gambar 3.5. Rangkaian Tombol manual


46

Jika tidak ada penekanan pada tombol, maka hubungan antara kaki mikrokontroler ke ground akan terputus ,sehingga rangkaian ini akan mengirimkan logika high (1) ke mikrokontroler AT89S51.Namun jika ada penekanan pada tombol, maka kaki mikrokontroler akan terhubung dengan ground, sehingga rangkaian ini akan mengirimkan logika low (0) ke mikrokontroler AT89S51.Perubahan dari logika high menjadi logika low inilah yang merupakan indikasi bahwa tombol ditekan.

3.6. Perancangan Rangkaian Saklar Batas

Ketika mikrokontroler memerintahkan motor untuk membuka pintu gerbang, mikrokontroler tidak mengetahui apakah pintu gerbang sudah terbuka lebar atau belum.Hal yang sama juga terjadi ketika mikrokontroler memerintahkan motor untuk menutup pintu gerbang, mikrokontroler tidak mengetahui apakah pintu gerbang sudah tertutup rapat atau belum.Karena itu dibutuhkan sebuah saklar batas yang dapat mengetahui kedua keadaan tersebut.

Dalam hal ini digunakan sebuah saklar batas untuk buka pintu gerbang, yang berfungsi untuk mengetahui apakah pintu gerbang sudah terbuka lebar atau belum, dan sebuah saklar batas untuk tutup pintu gerbang yang berfungsi untuk mengetahui apakah pintu gerbang sudah tertutup rapat atau belum.Rangkaian ssaklar batas untuk buka pintu gerbang hanya terdiri dari sebuah saklar yang dihubungkan ke ground dan ke mikrokontroler AT89S51.Rangkaiannya seperti gambar dibawah ini,


47

P1.0 (AT89S51)

Gambar 3.6. Rangkaian Saklar batas untuk Buka Pintu

Ketika saklar batas dalam keadaan terbuka, kondisi P1.0 adalah high.Namun jika pintu gerbang menyentuh saklar, maka P1.0 akan terhubung ke ground, yang menyebabkan kondisi P1.0 akan berubah dari high (1), menjadi low (0).Perubahan kondisi pada P1.0 inilah yang dikenali oleh mikrokontroler sebagai tanda bahwa pintu gerbang telah terbuka lebar, maka mikrokontroler akan memerintahkan motor stepper untuk berhenti berputar, sehingga pintu gerbang tidak terbuka lebih lebar lagi. Saklar batas untuk tutup pintu gerbang juga mempunyai rangkaian dan cara kerja yang sama dengan rangkaian saklar batas untuk buka pintu, perbedaannya hanya terletak pada hubungannya dengan mikrokontroler AT89S51. 3.7. Perancangan Rangkaian Penguat

Rangkaian penguat ini berfungsi untuk menguatkan sinyal yang diterima oleh HP (kabel speaker pada hansfree).Karena sinyal yang diterima oleh HP sangat kecil, sehingga dibutuhkan penguat.Rangkaian penguat dapat dilihat pada gambar berikut ini :

220k

220k VCC 12V 7

1

5

3

Speker handfree

6

741

IC HT9170

2

300

VEE

-12V Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009 4

48

Gambar 3.7. Rangkaian Penguat

Komponen utama dari rangkaian ini adalah Op Amp 741, yang merupakan IC penguat.Pada rangkaian ini terjadi penguatan sebesar :

220.000 R2 2 = 110.000= 366, 6 kali Pengua tan= A= = R1 300 300

Pada rangkaian penguat Op Amp mungkin tidak akan pernah mencapai nilai yang sama dengan tegangan-tegangan catu daya.Untuk tipe IC 741 yang dipakai dalam rangkaian ini dengan tegangan catu daya sebesar 12 Volt itu hanya dapat mencapai nilai 10 Volt. 3.8. Perancangan Rangkaian DTMF Dekoder.

Rangkaian ini merupakan rangkaian sistem pengendali pintu rumah (home controller) yang terdiri dari beberapa bagian utama yaitu handphone (sebagai media pengendali), penguat kelas A (sebagai amplifier), Power Supply (sebagai sumber tegangan), IC MT 8870 (sebagai dekoder atau penterjemah sinyal DTMF), IC HT9170 dan (sebagai driver rangkaian) dan sistem relay (sebagai pengaktifan kerja rangkaian). Seluruh proses kendali dalam sistem ini terpusat pada dekoder yang mendapat Instruksi secara software.


49

Petunjuk pengoperasian pengendalian sistem home controler dengan menggunakan handphone,sebagai berikut: 1.Pemakai menggunakan handphone pribadi untuk memanggil handphone yang telah dihubungkan pada rangkaian (handphone based). 2.Untuk mengaktifkan sistem kontrol, pemakai harus menekan keypad pada handphone sehingga bisa mengaktifkan relay 3.Tombol-tombol DTMF yang ditekan akan menghasilkan sinyal pada frekuensi tertentu (penjumlahan frekuensi atas dengan frekuensi bawah) 4.Kemudian sinyal frekuensi DTMF akan diterima dan diproses oleh sistem decoder. 5.Keluaran dekoder akan dilanjutkan sistem driver dan relay untuk mengendalikan objek yaitu pintu rumah (berupa miniatur) Rangkaian decoder DTMF ini dibangun oleh IC MT 8870 yang berfungsi untuk menerima sinyal tone handphone dan mengubahnya menjadi bilangan biner 0101 yang dapat memberikan tegangan 0 – 5 Volt untuk menghidupkan relay sehingga dapat mengendalikan pintu rumah dari jarak jauh.

Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah nada tone yang diterima menjadi 4 bit data biner.Rangkaian DTMF decoder ditunjukkan oleh gambar berikut ini :


50

Gambar 3.8. Rangkaian DTMF Dekoder.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC HT9170. IC ini merupakan IC DTMF decoder. IC ini akan merubah tone yang ada pada inputnya menjadi 4 bit data biner.Jika tone yang diterimanya tone 1, maka output dari rangkaian ini adalah 0001, tone yang diterimanya tone 2, maka output dari rangkaian ini adalah 0010, demikian seterusnya. Input rangkaian ini akan dihubungkan dengan penguat sehingga sinyal (tone) yang berasal dari HP akan diinputkan ke pin 2 dari IC ini. Output dari rangkaian ini akan dihubungkan ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler dapat mengenali data yang dikirimkan oleh rangkaian ini untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk melaksanakan instruksi selanjutnya. Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

51

Rangkaian penerima nada DTMF dalam IC MT8870 selalu memantau sinyal yang masuk, jika sinyal tersebut mengandung nada DTMF dan nada itu lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3 akan menjadi ‘1’.Selain dipakai untuk memantau nada DTMF, MT8870 bisa dipakai untuk memantau nada panggil dan nada sibuk dari saluran telepon, hal ini diatur lewat CP/DTMF (bit 1 di Register Kontrol bagian I).

3.9. Perancangan Rangkaian Buzzer

Rangkaian buzzer ini berfungsi untuk memberitahukan kepada pemilik, ketika terjadi kesalahan memasukkan password.Rangkaiannya seperti gambar di bawah ini: 5 Volt

Buzzer

C945

P0.0 AT89S51 4.7k 

Gambar 3.9. 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 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

52

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.

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM


53

4.1. 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 + 4,9 volt. Sedangkan tegangan keluaran kedua adalah sebesar +11,9 volt.Dan tegangan keluaran ketiga sebesar – 12,1 volt.Tegangan ini digunakan untuk mensuplay tegangan kemotor stepper.

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontr00oller 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 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

54

Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 selama

± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik 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.Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga membutuhkan waktu = Mnemonic

1 siklus mesin

12 = 1 mikrodetik. 12 MHz Siklus

Waktu Eksekusi

2

2 x 1 μd = 2 μd

DJNZ

2

2 x 1 μd = 2 μd

RET

1

1 x 1 μd = 1 μd

MOV Rn,#data

Tunda: mov r7,#255 Tnd: mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,loop3 djnz r2,loop8 ret

2 2 255 x 2 = 510 x 255

= 130.054

= 130.058

= 130.059 μd

2 2

1


55

Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.059 μdetik atau 0,130059 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.

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

4.3. Pengujian Rangkaian Driver motor stepper

Pengujian pada rangkaian driver motor stepper ini dilakukan dengan menghubungkan input rangkaian driver motor stepper ini dengan rangakaian mikrokontroler AT89S51 dan menghubungkan output dari rangkaian driver motor stepper ini dengan motor stepper, kemudian memberikan program sebagai berikut: Loop: Clr P0.3 Setb P0.0 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.1 Acall Tunda Clr P0.1 Setb P0.2 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.3 Acall Tunda Sjmp Loop Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

56

Tunda: Mov R7,#50 Tnd: Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Program di atas akan memberikan logika high secara bergantian pada input dari driver motor stepper, dimana input dari jembatan masing-masing dihubungkan ke P0.0,P0.1, P0.2 dan P0.3.Dengan program di atas maka motor akan bergerak searah dengan arah putaran jarum jam (menutup pintu).Untuk memutar dengan arah sebaliknya, maka diberikan program sebagai berikut : Loop: Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.0 Setb P0.3 Acall Tunda Clr P0.2 Setb P0.1 Acall Tunda Clr P0.1 Setb P0.0 Acall Tunda Sjmp Loop Tunda: Mov R7,#50 Tnd: Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

57

Mov R6,#255 Djnz r6,$ Djnz r7,Tnd Ret

Dengan program di atas, maka motor akan berputar berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam (membuka pintu).Tunda digunakan untuk mengatur kecepatan putar dari motor.Semakin besar nilai yang diberikan pada tunda, maka perputaran motor akan semakin lambat, dan sebaliknya.

IV.4 Pengujian Rangkaian Tombol Manual

Pengujian rangkaian ini dilakukan dengan cara menekan tombol manual.Pada saat tombol manual tidak ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 5 volt.Namun saat tombol manual ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 0 volt.Dengan demikian maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.

4.5. Pengujian Rangkaian Saklar Batas Sama seperti pengujian pada rangkaian tombol manual, pengujian rangkaian ini dilakukan dengan cara menekan saklar batas.Pada saat saklar batas tidak ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 5 volt.Namun saat saklar batas ditekan, maka tegangan output dari rangkaian ini sebesar 0 volt.Dengan demikian maka rangkaian ini telah berfungsi dengan baik.

4.6. Pengujian Rangkaian Penguat


58

Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada input dari Op-Amp dan tegangan pada outputnya.Dari hasil pengukuran didapat nilai tegangan sebagai berikut : Kondisi

Input

Output

Tidak ada sinyal

0,9 Mv

172,2 mV

Ada sinyal

18,3 Mv

1,93 V

Dari data yang ada, didapatkan penguatan yang dihasilkan oleh rangkaian sebesar 191 kali untuk kondisi tidak ada sinyal dan 105 kali penguatan untuk kondisi ketika ada sinyal (penekanan pada salah satu tombol HP).

4.7. Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder. Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan mengubungkan input dari rangkaian ini ke rangkaian penguat, kemudian menghubungkannya dengan kabel speaker pada HP.Selanjutnya tombol pada HP ditekan dan dilihat outpunya. Dari hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut : Tombol

LED1

LED2

LED3

LED4

1

ON

OFF

OFF

OFF

2

OFF

ON

OFF

OFF

3

ON

ON

OFF

OFF

4

OFF

OFF

ON

OFF


59

5

ON

OFF

ON

OFF

6

OFF

ON

ON

OFF

7

ON

ON

ON

OFF

8

OFF

OFF

OFF

ON

9

ON

OFF

OFF

ON

0

OFF

ON

OFF

ON

*

ON

ON

OFF

ON

#

OFF

OFF

ON

ON

4.8. Pengujian Rangkaian Buzzer

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 aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt.

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


60

4.9. Diagram Blok Rangkaian

Secara garis besar, perancangan pintu gerbang dengan menggunakan password HP ini terdiri dari power supplay, mikrokontroler AT89S51, driver motor stepper, motor stepper, display seven segmen, penguat, DTMF dekoder, dan saklar batas dan tombol manual.Diagram blok dari pintu gerbang dengan menggunakan password HP ditunjukkan pada gambar 4.9 berikut : Power Supplay

HP

2 saklar batas

Kabel Hansfree

Tombol Manual

µc AT89S51

Penguat

DTMF Dekoder

Driver motor stepper

Motor stepper

Seven Segmen

Gambar 4.9. Diagram blok •

Power supplay berfungsi sebagai sumber tegangan dari seluruh system agar system dapat bekerja.

•

AT89S51 merupakan pusat kendali dari seluruh rangkaian. Dimana mikrokontroler akan mengambil data yang dikirimkan oleh DTMF dekoder kemudian membandingkannya dengan nilai yang benardan juga mengecek


61

sinyal yang dikirimkan oleh saklar batas, kemudian mengendalikan motor stepper. •

Driver motor stepper berfungsi untuk mengendalikan perputaran dari motor stepper, sehingga dengan demikian perputaran dari motor stepper yang berfungsi untuk membuka/menutup pintu gerbang agar dapat dikendalikan oleh mikrokontroler.

•

Motor stepper berfungsi untuk mengendalikan proses membuka/menutup pintu gerbang.

•

Saklar batas berfungsi untuk mengetahui apakah pintu gerbang telah terbuka lebar atau telah tertutup rapat.

•

Tombol manual berfungsi untuk membuka/menutup pintu gerbang secara manual.

•

Penguat berfungsi untuk menguatkan sinyal yang dikirimkan oleh HP.

•

DTMF dekoder berfungsi untuk menterjemahkan sinyal DTMF yang dikirimkan oleh HP menjadi 4 bit data biner agar dapat dikenali oleh mikrokontroler.

4.10. Diagram Alir (Flowchart) dan Program 4.10.1. Diagram Alir (Flowchart) Adapun Diagram alir (flowchart) dari system pengukuran dan pengendalian temperature adalah sebagai berikut Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

62

FLOWCHART

Start

Tombol Ditekan ?

Tidak

Ya Sinyal?

Tidak

Ya Masukkan Password

Password Benar ?

Tidak

Ya Buka Gerbang

Tunda Sejenak Tutup Gerbang

Program di awali dengan start yang berarti rangkaian dihidupkan, kemudian program akan menunggu penekanan pada tombol, jika tidak ada penekanan pada tombol, maka program akan menunggu sinyal DTMF yang datang.Jika tidak ada maka, program akan kembali menunggu penekanan tombol.Jika terjadi penekanan Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

63

tombol, maka program akan memerintahkan motor untuk berputar membuka pintu gerbang, kemudian program akan menunggu sejenak, sampai kendaraan masuk ke dalam gerbang.Selanjutnya program akan memerintahkan motor untuk berputar menutup gerbang, kemudian kembali ke rutin awal untuk menunggu penekanan tombol dan sinyal DTMF berikutnya.

Jika ada sinyal DTMF yang datang, yang berarti ada orang yang menghubungi Handphone yang ada pada

alat penerima, maka program akan mengambil nilai

password yang dimasukkan.Jika nilainya salah, maka program akan kembali ke rutin awal untuk menunggu penekanan tombol dan menunggu sinyal DTMF berikutnya . Jika password yang diberikan benar, maka progran akan memerintahkan motor untuk berputar membuka pintu gerbang, kemudian program akan menunggu sejenak, sampai kendaraan masuk ke dalam gerbang.Selanjutnya program akan memerintahkan motor untuk berputar menutup gerbang, kemudian kembali ke rutin awal untuk menunggu penekanan tombol dan sinyal DTMF berikutnya.

4.10.2. Program

; = = initialisasi port = = ; batas_tutup batas_buka buzzer

bit bit bit

p3.0 p3.1 p3.3


64

utama: clr buzzer mov p0,#0h call tunda call tunda call tunda

; = = cek buka pintu = = ; buka: mov a,p2 anl a,#0fh cjne a,#11,tutup clr buzzer ljmp run_buka

; = = cek tutup pintu = = ; tutup: mov a,p2 anl a,#0fh cjne a,#10,status clr buzzer ljmp run_tutup

; = = cek status pintu = = ; status: mov a,p2 anl a,#0fh cjne a,#12,buka clr buzzer ljmp run_status

; = = routine buka pintu = = ; run_buka: call tunda call tunda call tunda call tunda call tunda call tunda buka_pintu: mov a,p2 Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

65

anl a,#0fh cjne a,#1,buka_pintu call open_door call tunda sjmp buka

; = = routine tutup pintu = = ; run_tutup: call tunda call tunda call tunda call tunda call tunda call tunda

tutup_pintu: mov a,p2 anl a,#0fh cjne a,#1,tutup_pintu call close_door call tunda sjmp tutup

; = = rotine cek status = = ; run_status: mov a,p2 anl a,#0fh cjne a,#1,run_status jnb batas_tutup,low1 call hidup_buzzer call hidup_buzzer ljmp buka low1: call hidup_buzzer ljmp buka

; = = routine extensi = = ; Hidup_Buzzer: Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

66

setb buzzer acall tunda_Buzzer clr Buzzer acall tunda_Buzzer Ret

close_door: mov a,#11h loop_close_door: mov p0,a rl a call tunda_stepper jb batas_tutup,loop_close_door mov p0,#0h ret open_door: mov a,#11h loop_open_door: mov p0,a rr a call tunda_stepper jb batas_buka,loop_open_door mov p0,#0h ret

; = = all routine delay = = ; tunda_Buzzer: mov r7,#5 tnd_Buzzer: mov r6,#255 td_Buzzer: mov r5,#255 djnz r5,$ djnz r6,td_Buzzer djnz r7,tnd_Buzzer ret tunda_stepper: mov r7,#100 tnd_stp: mov r6,#60 djnz r6,$ djnz r7,tnd_stp ret Junaidi Sinurat : Program Assembly Untuk Mengendalikan Pintu Gerbang Dengan Menggunakan DTMF IC Mt8870 Berbasis Mikrokontroller AT89S51, 2009. USU Repository © 2009

67

tunda: mov r7,#255 tnd: mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,tnd ret end


68

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Dari hasil pelaksanaan perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain: a.

Sinyal DTMF yang dikirimkan oleh handphone dapat diterjemahkan menjadi data biner oleh IC DTMF decoder.

b.

Motor stepper tidak dapat dikendalikan langsung oleh mikrokontroler, sehingga dibutuhkan rangkaian driver sebagai sarana untuk mengendalikannya.

5.1. Saran Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, yaitu: a.

Agar sistem atau rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.

b.

Untuk di masa yang akan datang, agar alat ini dapat lebih ditingkatkan dan dikembangkan, seperti dilengkapinya dengan penggunaan Mikrokomputer.

c.

Alangkah baiknya jika alat ini dimanfaatkan dan disosialisasikan kegunaannya dikalangan mahasiswa, guna mengembangkan inovasi dan teknologi di kalangan mahasiswa.


69

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Edisi Pertama, Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002. Agfianto, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi, Edisi Kedua, Penerbit: Gava Media, Yogyakarta, 2004 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 Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik via Line Telepon, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta 2004.


70


Gambar Rangkaian Keseluruhan


PROGRAM ASSEMBLY UNTUK MENGENDALIKAN PINTU GERBANG DENGAN MENGGUNAKAN DTMF IC MT8870 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR

Recommend Documents