PROTOTIPE PINTU OTOMATIS DENGAN SISTEM PEMBACAAN KODE BAR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
BERNATH ALFHA HAMONANGAN BUTAR BUTAR 042408049
PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
PROTOTIPE PINTU OTOMATIS DENGAN SISTEM PEMBACAAN KODE BAR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR BERNATH ALFHA HAMONANGAN BUTAR BUTAR 042408049
PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: PROTOTIPE PINTU OTOMATIS DENGAN SISTEM PEMBACAAN KODE BAR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 : TUGAS AKHIR : BERNATH ALFHA HAMONANGAN BUTAR-BUTAR : 042408049 : DIPLOMA 3 (D3) FISIKA INSTRUMENTASI : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Desember 2008
Diketahui Program Studi Fisika Instrumentasi Ketua,
Pembimbing,
Drs. Syahrul Humaidi, MSc NIP. 132 050 870
Tua Raja Simbolon M.Si, S.Si NIP. 132 282 143
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PROTOTIPE PINTU OTOMATIS DENGAN SISTEM PEMBACAAN KODE BAR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Desember 2008
Bernath Alfha Hamonangan Butar-Butar 042408049
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan Anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan akhir studi ini yang berjudul : PROTOTIPE PINTU OTOMATIS DENGAN SISTEM PEMBACAAN KODE BAR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 Dalam penyusunan laporan akhir studi ini, penulis telah banyak mengalami kendala dan kesulitan, tetapi berkat kemauan keras penulis dan juga dorongan dari berbagai pihak akhirnya penulis dapat juga menyelesaikan laporan akhir studi ini. Pada kesempatan istimewa ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Dr. Edy Marlianto, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA). Bapak Agus Salim selaku Pembantu Dekan III Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA). Ketua dan Sekretaris Program Studi D-3 Fisika Instrumentasi Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.Sc dan Ibu Dra. Justinon, Msi. Kepada Bapak Tua Raja Simbolon, M.Si Ssi. selaku dosen pembimbing penulis selama penulis melakukan penulisan laporan akhir studi ini sampai dengan selesainya. Juga kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku dosen wali penulis selama penulis menjalani pendidikan di Program Studi D-3 Fisika Instrumentasi. Penulis mengucapkan terima kasih yang teristimewa kepada orang tua tercinta H. Butar-Butar dan T. Br. Sitorus serta abang-abang dan kakak-kakak penulis yang tetap sabar dan penuh kasih sayang dalam memperjuangkan penulis. Tak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada rekan-rekan kuliah serta teman-teman juga saudara-saudari dari berbagai pihak yang masih satu lingkungan kampus USU tercinta maupun luar lingkungan kampus USU yang turut membantu serta memberikan motivasinya, semoga Tuhan Yang Maha Esa membalasnya. Penulis berharap tugas akhir ini dapat menambah wawasan pembaca dalam pembahasan yang tercakup dalam pembahasan ini. Penulis juga menyadari masih banyak kekurangan dari penulisan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang sudah membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini. Medan, Desember 2008 Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Telah dibuat suatu prototipe untuk membuka dan menutup pintu dengan menggunakan kartu identitas yang telah dilengkapi kode bar sebagai pengendali utama.
Perancangan ini dikembangkan dengan menggunakan Mikrokontroler
AT89S51 sebagai tempat proses berlangsungnya data dan rancangan ini juga dilengkapi dengan sensor inframerah serta motor langkah untuk membuka dan menutup pintu. Rangkaian
sensor
inframerah
akan
membaca
kode
bar
kemudian
membandingkannya dengan data yang terprogram pada IC Mikrokontroler AT89S51 dan mengaktifkan motor langkah untuk membuka pintu. Objektif utama dalam perancangan ini adalah Mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
an Persetujuan ……………………………………………………………………
Halam ii
Pernyataan …………………….……….………………………………...........
iii
Penghargaan …………………………………………………………………..
iv
Abstrak ………………………………………………………………………..
v
Daftar Isi ……………………………………………………………………...
vi
Daftar Gambar ………………………………………………………………..
viii
Daftar Tabel …………………………………………………………………..
ix
BAB 1 PENDAHULUAN .…………………………………………………...
1
1.1 Latar Belakang ……………………………………………………
1
1.2 Batasan Masalah ……………………………………….………….
2
1.3 Tujuan Penulisan ………………………………………………….
3
1.4 Metoda Pengumpulan Data ……………………………………….
3
1.5 Sistematika Penulisan …………………………………...………...
4
BAB 2 LANDASAN TEORI ………………………………………………… 2.1 Mikrokontroler AT89S51 ………………………………………..
5 5
2.1.1 Konstruksi AT89S51 …………………...…………..............
7
2.1.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51 .……..………….....
9
2.2 Motor Langkah (Stepper) ………………………….……………..
12
2.3 Barcode …………………………………………………………..
14
2.3.1 Barcode Satu Dimensi (1D) ..………………………………
15
2.3.2 Barcode dua dimensi (2D) ……………………….………...
16
2.4 Fotodioda ………………………………………………………...
17
2.5 Dioda Pemancar Cahaya Inframerah (LED Inframerah)
19
………...
20
2.6 Transistor ………………………………………………………...
24
Universitas Sumatera Utara
2.7 Resistor …………………………………………………………...
24
2.7.1 Fixed Resistor ……………………………………………...
26
2.7.2 Variable Resistor …………………………………………...
28
2.8 Bahasa Assembly MCS-51 ………………………………………
32
2.9 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator ……………..……
33
2.10 Software Downloader ………………………………………...... 34 BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM .…..
34
3.1 Perangkat Keras ………….….…………………………………....
34
3.1.1 Diagram Blok ………………………………………….……
35
3.1.2 Perancangan Sensor Kode Batang ……………………….…
38
3.1.3 Perancangan Driver Penggerak Motor Stepper (Jembatan
42
H)
44 3.1.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ...……………………. 3.1.5
Rangkaian
Catu
Daya
45
(PSA)
..................................................
47
3.2 Perangkat Lunak ……………………...……………………..........
47 47
BAB 4 ANALISA RANGKAIAN DAN PROGRAM ………………………
49
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA) …………………..
50
4.2
Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 …………...……
52
4.3 Pengujian Rangkaian Pembaca Kode Bar ……………………….. 4.4 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper …………………......
53
4.5 Pengujian Rangkaian Saklar Batas …………………………...….
53 54
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………… 5.1 Kesimpulan ………………………………………………………. 5.2 Saran ……………………………………………………………… DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
Lembar Ekspedisi Perbaikan Tugas Akhir Gambar Rangkaian Keseluruhan DATASHEET Mikrokontroler AT89S51 DATASHEET Transistor NPN C945
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
an Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51 …………………………………...
Halam 9
Gambar 2.2 Diagram Motor Langkah (Stepper) …………………………….
13
Gambar 2.3 Pemberian Data/Pulsa pada Motor Sstepper …………………...
14
Gambar 2.4 Barcode Jenis Code 39 …………………………………………
15
Gambar 2.5 Barcode Jenis Code 128 ………………………………………..
15
Gambar 2.6 Barcode Jenis Interleaved 2 Of 5 ………………………………
16
Gambar 2.7 Barcode Jenis UPC ……………………………………………..
16
Gambar 2.8 Barcode Jenis PDF417 …………………………………………
17
Gambar 2.9 (a) Fotodioda dan Simbol……………………………………….
18
Gambar 2.9 (b) Grafik Karakteristik Fotodioda……………………………...
18
Gambar 2.10 Simbol dan Rangkaian Dasar Sebuah LED …………………....
19
Gambar 2.11 Simbol Tipe Transistor ……………………………………...….
20
Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar On ………………………………….
21
Gambar 2.13 Karakteristik Daerah Saturasi pada Transistor ...………………
22
Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar Off ...…………………………….....
23
Gambar 2.15 Resistor Karbon ………………..………………………………
25
Gambar 2.16 Potensiometer ………………………………………………….
27
Gambar 2.17 Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer …………………..
27
Gambar 2.18 8051 Editor, Assembler, Simulator …………………………...
32
Gambar 2.19 ISP- Flash Programmer 3.a …………………………………...
33
Gambar 3.1
Diagram Blok Rangkaian ……………………………………
34
Gambar 3.2
Rangkaian Pemancar Inframerah ……………………………
36
Gambar 3.3
Rangkaian Sensor Kode Batang ……………………………….
37
Gambar 3.4
Rangkaian Jembatan H ………………………………………
39
Gambar 3.5
Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 ………………………
43
Gambar 3.6
Rangkaian Power Supplay (PSA) ……………………………..
44
Gambar 3.7
Diagram Alir dari Program ……………………………………
45
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
an Tabel 2.1 Gelang Resistor …………………………………………………… Tabel 3.1 Logika Perputaran Rotor
Halam 25 42
..................................................................
Universitas Sumatera Utara
