PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR

i digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id

PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer

Disusun oleh :

ROHMANI DIAH PERMATASARI NIM. M3308052

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET commit to user 2011 i

ii digilib.uns.ac.id


HALAMAN PERSETUJUAN


Disusun Oleh

ROHMANI DIAH PERMATASARI NIM. M3308052

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan Di hadapan dewan penguji pada tanggal 7 Juni 2011

commit to user

ii

iii digilib.uns.ac.id


HALAMAN PENGESAHAN


Disusun oleh: ROHMANI DIAH PERMATASARI M3308052

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir Program Diploma III Ilmu Komputer pada hari Senin tanggal 11 Juli 2011

commit to user

iv digilib.uns.ac.id


ABSTRACT

ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE SWITCHING VOICE IN LANGUAGE LABORATORY BY ANALOGUE SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLER AT89S51.

final project,

Surakarta: Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Sebelas Maret Surakarta, 2011. Language laboratory is an instructional lab that can be used to train language skills. To facilitate the conduct speaking and listening it is needed tool that has a function for communication between teachers and students effectively and efficiently. The purpose of this Final Project is to create a prototype switching voice in the language laboratory. A prototype of switching voice in the language lab was created. In general prototype switching voice in the language lab was designed using a microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 and other supporting components. Microcontroller controled the push button switch that was connected with a series of audio master hub and the output was the series box of student consule served for communication between teachers and students. It can be concluded that the prototype switching voice can be used as a basis if someone wants to make a real language lab.

Keywords: Microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822, the Switch Hub of Master Audio

commit to user

iv

v digilib.uns.ac.id


ABSTRAK

ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51. Tugas Akhir, Surakarta: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2011. Laboratorium bahasa merupakan sebuah media pembelajaran yang bisa dimanfaatkan untuk melatih keterampilan berbahasa. Untuk mempermudah dalam melakukan speaking maupun listening dibutuhkan alat yang mempunyai fungsi untuk berkomunikasi antara guru dan siswa secara efektif dan efisien. Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat sebuah prototype switching suara pada laboratorium bahasa. Sebuah prototipe switching suara pada laboratorium bahasa telah dibuat. Secara umum prototipe switching suara pada laboratorium bahasa ini dirancang menggunakan mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 dan komponen pendukung yang lainnya. Mikrokontroler mengontrol saklar push button yang terhubung dengan rangkaian switch hub master audio dan outputnya berupa box rangkaian student consule yang berfungsi untuk komunikasi antara guru dan siswa. Dapat disimpulkan bahwa prototipe switching suara ini bisa difungsikan sebagai dasar jika seseorang ingin membuat laboratorium bahasa secara nyata.

Kata Kunci: Mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 , switch hub master audio.

commit to user

v

vi digilib.uns.ac.id


KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan menyusun laporan Tugas Akhir dengan judul

“PROTOTYPE

SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 ”. Penyelesaian laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan, dan bantuan dari berbagai pihak baik yang secara langsung maupun secara tidak langsung. Atas terselesainya laporan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada : 1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya. 2. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III Ilmu Komputer, yang telah memberi pengarahan dalam menyelesaikan penulisan laporan.

3. Bapak Drs. Syamsurizal selaku dosen pembimbing, yang telah memberi bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan. 4. Kedua orang tua dan kakak yang telah memberikan dukungan dan do’a. 5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini. Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. .

Surakarta,

Juni 2011

Penulis

commit to user

vi

vii digilib.uns.ac.id


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................

iii

ABSTRACT ...................................................................................................

iv

ABSTRAK ......................................................................................................

v

KATA PENGANTAR ...................................................................................

vi

DAFTAR ISI ...................................................................................................

vii

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

xi

BAB I

PENDAHULUAN ...........................................................................

1

1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................

1

1.2 Perumusan Masalah.....................................................................

2

1.3 Batasan Masalah .........................................................................

2

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................

2

1.5 Metodologi Penelitian .................................................................

3

1.6 Sistematika Penulisan .................................................................

4

BAB II LANDASAN TEORI ......................................................................

5

2.1 Kebutuhan Hardware .................................................................

5

2.1.1 Komponen Elektronika.....................................................

5

2.1.2 Catu Daya ........................................................................

8

2.1.3 IC AT89S51……………..................................................

9

2.1.4 IC 4016 .........................................................................

13

2.1.5 IC TDA2822………………………….............................

14

2.2 Kebutuhan Software……………................................................

14

2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51……………………………...

14

2.2.2 Downloader AEC_ISP……………………………………

15

2.3 Kebutuhan Output Suara ...........................................................

15

2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP....................................... commit to user 2.3.2 Headphone.........................................................................

15

vii

15

viii digilib.uns.ac.id


BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN ..................................................

16

3.1. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan...................................

16

3.2 Perancangan PCB dan Komponen ...........................................

18

3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB.......................

18

3.2.2 Komponen Hardware......................................................

19

3.2.3 Alat dan Komponen Pendukung......................................

20

3.3. Pembuatan Mekanik ..............................................................

20

3.4 Pembuatan Program .................................................................

21

3.5 Tahap Penyelesaian ..................................................................

23

3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian .............................................

23

BAB IV ANALISIS DAN IMPLEMENTASI.............................................

28

4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian ................................................

28

4.1.1 Rangkaian Power Supply.................................................

28

4.1.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51..............................

28

4.1.3 Rangkaian Driver Relay...................................................

29

4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio..............................

31

4.1.5 Rangkaian Student Consule..............................................

32

Proses Download Program……………………………………

33

4.3 Pengujian Per Bagian…………….............................................

36

4.2

4.3.1 Pengujian Rangkaian Power Supply ..............................

36

4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ............

36

4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan………………...........

38

4.3 Hasil Pengujian Keseluruhan………………………………….

38

BAB V PENUTUP...........................................................................................

42

5.1 Kesimpulan..................................................................................

42

5.2 Saran.............................................................................................

42

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

43

LAMPIRAN....................................................................................................... 45 commit to user

viii

ix digilib.uns.ac.id


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Fungsi Khusus port 3…………………………………………..

11

Tabel 4.1

Pengujian Rangkaian Power Supply...........................................

36

Tabel 4.2

Hasil Pengujian Mikrokontroler................................................

37

Tabel 4.3

Hasil Pengujian Keseluruhan………………………………….

38

commit to user

ix

x digilib.uns.ac.id


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor.......................................................

5

Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor..................................................... 6 Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor…………....................................

7

Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148............................................

7

Gambar 2.5 simbol saklar………………………...........................................

8

Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge. .............................................

8

Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51 ..................................................... 10 Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader).............................................

13

Gambar 2.9 Bentuk dan Konfigurasi pin IC CMOS...................................... x Gambar 2.10 IC TDA2822………………......................................................

14

Gambar 2.12 konfigurasi pin dan warna kabel……………………………….

16

Gambar 2.13 Headphone…………………………………...………………...

16

Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan.........................................

17

Gambar 3.2 Diagram Flowchart Program.....................…………….………

22

15

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply...………………… ………………… 24 Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51..........................………..

24

Gambar 3.5 Rangkaian Switch Hub Master Audio ……..……….…………

26

Gambar 3.6 Rangkaian Student Consule ………..…………………………

27

Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply………..……………………….........

28

Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroler………...…...……………………… 29 Gambar 4.3 Driver Relay pear dan group……….…..….…….………….....

30

Gambar 4.4 Driver relay music………… .............…………………………

30

Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay………….………………....................

30

Gambar 4.6 Switch hub master audio setelah jadi.................................……

32

Gambar 4.7 Student consule setelah jadi.......................…………...……….

32

Gambar 4.8 Screenshoot load file*.hex ….………………………………..

33

Gambar 4.9 Screenshoot file nama*.hex….……………………………….. commit to user Gambar 4.10 Device Program……………………………………………….

33

x

34

xi digilib.uns.ac.id


Gambar 4.11 Proses Program………………………………………………...

34

Gambar 4.12 Reset High…………………………………………………….

35

Gambar 4.13 Reset Low…………………………………………………….

35

Gambar 4.14 Pengujian Power Supply………………………………………

36

Gambar 4.15 Pengujian Mikrokontroler……………………………………..

37

Gambar 4.16 Rangkaian keseluruhan sebelum di box……………………….

40

Gambar 4.17 Rengakaian keseluruhan setelah diberi box……………………

40

Gambar 4.18 Rangkaian master control sebelum diberi box………………… 41 Gambar 4.19 Rangkaian master control setelah diberi box………………….

41

Gambar 4.20 Box klien………………………………………………………

41

commit to user

xi

1 digilib.uns.ac.id


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah Laboratorium bahasa di Sekolah-Sekolah di Indonesia pada umumnya masih dalam ukuran standar yaitu hanya menggunakan tempat atau suatu ruangan yang didalamnya terdapat seperangkat audio untuk listening dan beberapa headphone untuk speaking antara guru dengan siswa secara individu. Bahkan tidak sedikit Sekolah yang belum mempunyai laboratorium bahasa. Padahal sebuah lab bahasa merupakan suatu komponen yang dibutuhkan pada suatu Sekolah, karena pembelajaran bahasa baik bahasa lokal maupun bahasa asing pastinya juga sangat dibutuhkan untuk mencapai mutu pendidikan yang lebih maksimal. Masalah yang sering dihadapi dari kondisi lab bahasa yang ada sekarang ini adalah kurang efektif dan kompetennya pengadaan suatu lab yang berbasis multimedia standart nasional. Dengan peralatan yang minimal disertai fungsi yang kurang kompleks yaitu hanya bisa untuk komunikasi secara individu saja, pastinya pembelajaran juga kurang maksimal. Selain itu produk yang digunakan rentan terhadap kerusakan karena konfigurasinya yang kurang baik disertai perawatan yang jarang dilakukan. Hal ini tentunya menjadi masalah bagi guru-guru yang akan menggunakan lab bahasa sebagai media pembelajaran secara langsung dan terus menerus. Dari permasalahan tersebut penulis mencoba memberikan solusi sederhana dengan memanfaatkan perkembangan peralatan elektronika yang dipadu dengan mikrokontroler sebagai indikatornya. Aplikasi yang dibuat berupa switch suara yang dapat mengatur suara dari guru ke siswa melalui inputan saklar push button. Sebagai indikator berupa mikrokontroller AT89S51 yang dihubungkan dengan rangkaian switch hub master audio sebagai pengontrolnya dan rangkaian student consule sebagai output serta alat bantu bicara untuk guru dan siswa. Output yang dihasilkan nantinya adalah commit user (klien) beserta 1 headphone guru indicator led dan 4 headphone untuktosiswa

2 digilib.uns.ac.id


(master control). Selain itu juga ditambahkan fungsi group dan pear yang bisa digunakan untuk komunikasi secara grup 4 orang maupun 2 orang. Jadi siswa bisa belajar secara berkelompok dan proses belajarpun bisa lebih maksimal.

1.2 Perumusan Masalah Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas maka rumusan masalah yang dapat diambil adalah bagaimana merancang piranti system audio untuk keperluan lab bahasa dan membuat system kendali lab bahasa berbasis mikrokontroler AT89S51.

1.3 Pembatasan Masalah Laporan tugas akhir

ini hanya akan membahas tentang pembuatan

prototype switching suara dengan keluaran berupa 5 box student consule sebagai media komunikasi menggunakan beberapa block rangkaian, meliputi: rangkaian power supply, rangkaian mikrokontroler AT89S51, rangkaian switch hub master audio beserta rangkaian student consule. Disini hanya dibuat prototype keluaran berupa 1 box student consule untuk guru dan 4 box student consule untuk siswa. Dan yang bisa mengontrol box siswa (klien) hanya bisa dilakukan oleh guru (master control).

1.4 Tujuan dan Manfaat

a. Tujuan Tujuan pembuatan prototype switching suara pada laboratorium bahasa ini adalah membuat rancangan bangun yang terdiri dari rangkaian software

dan

hardware.

Rangkaian

hardware

meliputi

rangkaian

mikrokontroler, rangkaian switch hub master audio, rangkaian student consule dengan output headphone yang disertai microphone suara yang dapat diaplikasikan untuk menambah efektifitas pembelajaran.

commit to user

3 digilib.uns.ac.id


b. Manfaat Dengan dibuatnya prototype switching suara pada laboratorium bahasa ini akan bermanfaat bagi: 1. Pembuat, Sebagai penambah wawasan dan sumber ide serta motivasi untuk melakukan pengembangan alat yang lebih sempurna secara nyata. 2. Sekolah , Membantu guru dalam melakukan pembelajaran yang lebih efektif tehadap siswa.

1.5 Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini adalah: a. Studi literatur, meliputi: 1. Mempelajari karakteristik tiap komponen dasar yang digunakan dalam Tugas Akhir ini. 2.

Mempelajari sistem kerja dari rangkaian switch hub master audio sebagai rangkaian pengatur suara.

3.

Mempelajari teori mengenai mikrokontroler AT89S51 sebagai pengontrol bagi perangkat lainnya.

4.

Mempelajari rangkain student consule sebagai media komunikasi antara guru dengan siswa.

b. Pengumpulan data, meliputi: 1. Data mengenai karakteristik tiap komponen yang digunakan 2.

Data mengenai mikrokontroler AT89S51, IC 4016 untuk flip-flop

saklar, beserta IC TDA 2822 c. Perancangan dan implementasi prototype switching suara pada lab bahasa dengan ouput led dan box student consule sebagai media komunikasi antara guru dengan siswa. commit to user

4 digilib.uns.ac.id


1.6 Sistematika Penulisan Susunan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I

:

PENDAHULUAN: menguraikan latar belakang, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan dari tugas akhir ini. BAB II

: LANDASAN TEORI: membahas tentang karakteristik IC 7812

dan 7805, karakteristik switch push button, mikrokontroler AT89S51, dan IC 4016, IC TDA 2822 serta komponen elektronika yang digunakan. BAB III : DESAIN DAN PERANCANGAN: berisi blok diagram alat dan flowchart program. BAB IV

:

IMPLEMENTASI DAN ANALISIS: membahas skema

rangkaian dan pengujian alat. BAB V

:

PENUTUP: berisi kesimpulan dan saran.

commit to user

5 digilib.uns.ac.id


BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Kebutuhan Hardware 2.1.1 Komponen Elektronika a. Resistor Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya. Besarnya nilai tahanan resistor linear ditentukan oleh warna yang tertera pada badan resistor. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbolΩ (Omega) (Safriadi, 2008). Berikut ini symbol dan gambar dari resistor :

Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor (Anonim-a, 2010) b. Kapasitor Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik (Safriadi, 2008). 1. Kapasitor elektrolit Kapasitor elektrolit merupakan jenis kapasitor yang memiliki polaritas, yaitu positif dan negatif. Berfungsi untuk meratakan arus sehingga sering dipakai pada rangkaian penyearah arus. Nilai kapasitasnya dihitung dalam satuan µF dan dengan tegangan kerja tertentu yang tidak boleh dilampaui. Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet, kering, bocor, dan meledak.

commit to user

6 digilib.uns.ac.id


2. Kapasitor Keramik Kapasitor keramik merupakan kapasitor nonpolar (tidak memiliki polaritas). Bentuknya bulat dan tipis. Dipakai sebagai filter atau penyearah pada gelombang radio. Kapasitasnya dihitung dalam satuan piko Farad (pF). Tegangan kerjanya mulai dari 25 volt, 50 volt, 200 volt, 400 volt sampai ribuan volt. Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung, ada juga yang memakai kode hitungan (Sugiri, 2004). Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah: a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik c. memilih panjang gelombang pada radio penerima d. sebagai filter dalam catu daya (power supply) Berikut ini gambar dan symbol dari kapasitor :

Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor (Anonim–b, 2010) c. Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, ataupun modulasi sinyal (angki, 2008). Transistor mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis), pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Barikut ini gambar dari transistor:

commit to user

7 digilib.uns.ac.id


Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor (Anonim-c, 2011) d. Dioda 1N4148 Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia terdiri atas dua elektroda yaitu katoda dan anoda. Fungsi dioda dalam rangkaian elektronik secara umum antara lain: 

Pengaman



Penyearah



Voltage regulator



Modulator



Pengendali frekuensi



Indikator



Switch Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila

diberikan forward bias dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila forward bias dihilangkan, akan memblok getaran frekuensi radio tersebut. Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch. Berikut ini Simbol dan gambar dari diode IN4148 :

Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148 (Anonim-d, 2009) e. Saklar Push Button push button adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan commit yakni to usermenutup sirkuit bila ditekan, atau bisa melakukan dua fungsi berbeda,

8 digilib.uns.ac.id


membuka sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali ke status semula. Berikut ini sebagian symbol-simbol saklar :

. Gambar 2.5 simbol saklar (Anonim-e, 2008) 2.1.2 Catu Daya Untuk catudaya dapat dibuat rangkaian yang terdiri dari komponen trafo, dioda bridge, elektrolit condensator, IC LM7805 dan IC LM7812. Berikut ini fungsi dari tiap konponen tersebut : a. Transformator Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen elektronika

pasif

yang

berfungsi

untuk

mengubah

(menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC) menjadi DC. b. Dioda Bridge Dioda ini adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.

Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge (Anonim-f, 2010) c. Electrolit Condensator (ELCO) ELCO adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Adapun fungsi ELCO adalah menyimpan arus listrik DC, ELCO juga commit to user

9 digilib.uns.ac.id


sering di pakai dalam rangkaian power suply regulator, power, dan lainlain. d. IC LM7805 dan ICLM7812 LM7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812 regulator tegangan 12 volt dan seterusnya. Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur. Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu.(Anonim-g, 2011)

2.1.3 IC AT89S51 Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol

atau

mikrokontroller

pengendali ada,

telah

yang terlebih

berukuran dahulu

kecil

muncul

(mikro). apa

Sebelum

yang

disebut

mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh lebih unggul. Alasannya sebagai berikut: (Tim Lab Mikroprosesor, 2007). a. Tersedia I/O I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, bahkan untuk AT89S51 dan ada 32 jalur I/O, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. b. Memori Internal Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.

commit to user

10 digilib.uns.ac.id


Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51 Mikrokontroller AT89S51 memiliki pin berjumlah 40 dan umumnya dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing pin mikrokontroller AT89S51 mempunyai kegunaan sebagai berikut: a. Port 1 Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O dengan lebar 8 bit. b. RST Pin ini berfungsi sebagai input untuk melakukan reset terhadap mikro, dan jika RST bernilai high selama minimal 2 machine cycle, maka nilai internal register akan kembali seperti awal mulai bekerja. Terjadinya reset akan berpengaruh pada nilai dari masing-masing SFR. c. Port 3 Merupakan port yang terdiri dari 8 bit masukan dan keluaran. Di samping berfungsi sebagai masukan dan keluran, port 3 juga mempunyai fungsi khusus lain sebagai berikut :

commit to user



Tabel 2.1 Fungsi Khusus port 3 Pin

Fungsi

P3.0

RXD masukan port serial

P3.1

TXD keluaran port serial

P3.2

INT0 masukan interupsi 0

P3.3

INT1 masukan interup 1

P3.4

P3.4 T0 masukan Timer/Counter 0

P3.5

T1 masukan Timer/Counter 1

P3.6

WR pulsa penulisan data memori luar

P3.7

RD pulsa pembacaan data memori luar.

d. XTAL 1 dan XTAL 2 Merupakan pin inputan untuk kristal osilator. e. GND Pada kaki berfungsi sebagai ground. f. Port 2 Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O dengan lebar 8 bit. Fungsi lainnya adalah sebagai high byte address bus (pada penggunaan memori eksternal). g. PSEN Program Store Enable (PSEN) adalah pulsa pengaktif untuk membaca program memori luar. h. ALE Berfungsi

untuk

demultiplexer

pada

saat

0

bekerja

sebagai

mulatiplexedaddress atau data bus (pengakses memori eksternal). Pada pengaruh pertama memory cycle, pin ALE megeluarkan signal latch yang menahan alamat ke eksternal register. Pada pengaruh kedua memory cycle, port 0 akan digunakan sebagai data bus. Jadi fungsi utama dari ALE adalah untuk memberikan signal ke IC latch (bias 74HCT573) agar menahan atau menyimpan address dari port 0 yang akan menuju memori

eksternal (address 0-7), dan selanjutnya memori

eksternal akan mengeluarkan datacommit yang melalui to userport 0 juga.



i. EA External Access (EA) harus dihubungkan dengan ground jika menggunakan program memori luar. Jika menggunakan program memori internal maka EA dihubungkan dengan VCC. Dalam keadaan ini mikrokontroller bekerja secara single chip. j. Port 0 Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O (dapat digunakan sebagai masukan dan juga sebagai keluaran) dengan lebar 8 bit. Fungsi lainnya adalah sebagai multiplexed address atau data bus (pada saat mengakses memori eksternal). k. VCC Pada kaki ini berfungsi sebagai tempat sumber tegangan yang sebesar +5 Volt. Untuk besar tegangannya harus diusahakan sebesar kurang lebih dari 5 V (4,8V) agar mikrokontroller dapat bekerja. Apabila kurang dari itu maka dikawatirkan mikrokontroller tidak akan dapat bekerja (diprogram), atau bisa dikatakan tegangan berapa saja boleh (mendekati 5V) asal pada saat pengisian berlangsung tidak ada masalah, karena tegangan yang tidak sesuai akan mengakibatkan proses pengisisan program ke IC mikrokontroller menjadi gagal. Untuk menentukan tegangaan minium (berapa saja) untuk IC mikrokontroller AT89S51 dibutuhkan pengalaman. Alat untuk merekam program dari komputer ke IC AT89S51 sebelum digunakan

untuk

mengontrol

sebuah

rangkaian

elektronika

mikrokontroller yang biasa disebut sebagai downloader .

commit to user

adalah

kit



Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader)

2.1.4 IC 4016 Integrated Circuit (IC) adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen (evi, 2010). IC 4016 atau 4066, bisa bekerja dari tegangan 3V~15V. Penggunaan IC 4016 jauh lebih mudah dan banyak digunakan dalam power amply serta audio mixer profesional untuk rangkaian mute. Tetapi untuk pengatur zone speaker atau speaker protector, tak ada pilihan, harus pakai relay. Cara kerja dari IC 4016 dan 4066 secara umum adalah mengatur switch yang bisa digunakan untuk fungsi satu-satu, dua-dua maupun empat sekaligus karena arsitektur dari IC ini terdiri dari 4 switch didalamnya. Untuk mengendalikan setiap switch dalam IC ine diperlukan komponen tambahan seperti dioda,kapasitor dan juga resistor. Berikut ini gambar IC 4016 beserta konfigurasi pinnya.

commit to user



Gambar 2.9 Bentuk dan konfigurasi pin IC 4016 2.1.5 IC TDA2822 IC TDA 2822 dapat digunakan untuk penguat Audio 1 Watt .Biasanya IC ini terdapat pada speaker Aktif komputer , Radio tape minikompo. Dalam pemakaian IC TDA 2822 untuk amplifier menggunakan beberapa komponen pendukung lainya seperti resistor, kapasitor , potensiometer untuk mengatur suara pada input nya . Berikut ini gambar rangkaian dalam IC TDA 2822 :

Gambar 2.10 IC TDA 2822

2.2 Kebutuhan Software 2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51 MIDE 51 adalah salah satu Environment

(IDE)

mikrokontroler

yang

MCS-51

digunakan yang

software untuk

merupakan

Integrated Development membantu

editor

memprogram

sekaligus

compiler

(Agfianto,2008). Langkah-langkahnya adalah:

commit to user 1. Setelah Menulis Program, Simpanlah Program tsb DenganEkstensi . asm



2. Kemudian Program Dikompile dengan cara membuka compiler asm51 yang akan menghasilkan File berekstensi HEX dan LST . 3. Untuk melihat data yang ERROR dapat dilihat pada file LST. 4. Untuk download program dengan memakai file HEX.

2.2.2 Downloader AEC_ISP Aec_isp digunakan untuk mengambil file dengan ekstensi *.hex dan memprogram ke dalam mikrokontroler AT89S51.

2.3 Kebutuhan Output Suara 2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP RJ-45 adalah kabel Ethernet yang memiliki konfigurasi dua macam, sesuai dengan perangkat yang ingin dihubungkannya. Konfigurasi dengan kabel ini dapat dilakukan secara straight maupun cross. Dalam aplikasi yang penulis buat ini menggunakan konfigurasi secara straight untuk menghubungkan antara rangkaian master audio dengan klien. Berikut ini susunan kabel utp dengan konfigurasi straight :

Gambar 2.11 konfigurasi pin dan warna kabel 2.3.2 Headphone Headphone adalah sepasang pengeras suara kecil yang digunakan sangat dekat dengan telinga. Sumber sinyalnya bisa berasal dari penguat suara, radio atau pemutar CD. Di dalam konteks telekomunikasi, istilah headphone ini digunakan untuk merujuk kepada komunikasi dua arah seperti layaknya telepon.

commit2.12 to user Gambar Headphone



BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN

3.1 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan Diagram blok keseluruhan dari prototype switching suara pada laboratorium bahasa dengan system analog yang didesain dapat dilihat pada gambar 3.1 sebagai berikut :

Rangkaian Student Consule Audio Power Suplly 5 volt

Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Power Suplly 12 volt

Driver relay

Rangkaian Switch Hub Master Audio

Rangkaian Student Consule Audio Rangkaian Student Consule Audio Rangkaian Student Consule Audio

Audio Tambahan (mp3, vcd, laptop)

Rangkaian Student Consule Audio

Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan Prototype switching suara pada lab bahasa dirancang dengan menggunakan gabungan dari beberapa rangkaian. Rangkaian yang digunakan terdiri dari rangkaian power supply 5volt dan 12volt, rangkaian mikrokontroller AT89S51, rangkaian switch hub master audio dan rangkaian student consule. Rangkaian power supply digunakan sebagai sumber daya untuk aplikasi switching suara ini. Rangkaian ini dibuat dengan 2 kondisi yaitu 5volt untuk sumber daya rangkaian mikrokontroler dan 12volt untuk sumber daya rangkaian switch hub master audio. Pada rangkaian mikrokontroller AT89S51 meliputi 8 saklar push button sebagai input kemudian IC AT89S51 sebagai pengontrol dan led sebagai to user ini adalah 8 saklar push button keluaran rangkaian ini. Cara kerjacommit dari rangkaian



akan di switch atau dihubungkan ke rangkaian switch hub master audio. Khusus untuk switch 6-8 digunakan tambahan berupa driver relay yaitu terdiri dari transistor sebagai penguat arus dari IC mikro, resistor sebagai tahanan dan relay sebagai penghubung dan pemutus arus pada fungsi pear, group dan audio tambahan. Berikut ini fungsi dan cara kerja ke 8 switch/saklar push button dalam mengontrol master audio dan student consule : 1. Switch 1 apabila ditekan maka led nomor 1 akan menyala, hal ini digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 1 jika ingin berkomunikasi atau berbicara dengan siswa 1. 2. Switch 2 apabila ditekan maka led nomor 2 akan menyala, hal ini digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 2 jika ingin berkomunikasi dengan siswa 2. 3. Switch 3 apabila ditekan maka led nomor akan menyala, hal ini digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 3 jika ingin berkomunikasi dengan siswa 3. 4. Switch 4 apabila ditekan maka led nomor 4 akan menyala, hal ini digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 4 jika ingin berkomunikasi dengan siswa 4. 5. Pada Switch 5 ini digunakan untuk tombol reset. 6. Switch 6 digunakan untuk tombol grup yaitu berbicara dengan 4 orang sekaligus. Pada fungsi ini juga digunakan relay yang berguna untuk menyambung dan memutus arus secara digital. Cara kerja dari tombol ini adalah apabila switch 6 ditekan maka lampu 6 pada mikro menyala, relay menyambung arus, setelah tersambung maka kita tekan lagi switch 1,2,3 ataupun 4 maka ke 4 rangkaian student consule akan menyala . Kemudian untuk mematikan fungsi group maka tekan lagi switch 6 maka relay akan terputus dan led 6 akan mati serta switch 1-4 berguna lagi sebagai switch individu per siswa. 7. Switch 7 digunakan untuk tombol pear yaitu grup 2 orang. Pada fungsi ini digunakan relay yang berguna untuk menyambung dan memutus arus to user secara digital. Cara kerja commit dari tombol ini adalah apabila switch 7 ditekan



maka lampu 7 pada mikro menyala, relay menyambung arus, setelah tersambung maka kita tekan lagi tombol yang akan kita pear (grup siswa 1 dan 2 atau siswa 3dan 4) jika ingin berbicara dengan siswa 1 dan 2 maka tekan switch 1 atau 2, kemudian jika ingin berbicara dengan siswa 3 dan 4 maka tekan switch 3 atau 4. Kemudian untuk mematikan fungsi pear maka tekan lagi switch 7 maka relay akan terputus dan led 7 akan mati serta switch 1-4 berguna lagi sebagai switch individu per siswa. 8. Pada switch 8 ini digunakan untuk audio tambahan seperti mp3, vcd, laptop dll yang berfungsi sebagai baground suara apabila sedang tidak berkomunikasi atau berbicara, siswa dapat mendengarkan suara musik dari audio tambahan tersebut. Keterangan diatas merupakan fungsi dari rangkaian mikrokontroler ke rangkaian master audio kemudian ke rangkaian student consule. Selain itu pada rangkaian student consule juga terdapat umpan balik ke rangkaian master audio berupa tombol push button juga yang berguna untuk menghubungi master control (guru) dalam bentuk bunyi buzzer dan nyala led. Bunyi buzzer dan nyala led mengindikasikan bahwa siswa dapat

menghubungi

guru apabila

ingin

berkomunikasi atau berbicara.

3.2 Perancangan PCB dan Komponen 3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB Perancangan rangkaian dimulai dari menggambar skema rangkaian dengan menggunakan 2 software yaitu yang digunakan untuk menggambar skema rangkaian digunakan software Eagle dan yang digunakan untuk mendesain PCB digunakan software coreldraw. Pada apikasi ini dibuat per blok rangkaian yang pertama untuk rangkaian power supply dan rangkaian mikrokontroller digunakan PCB IC lubang kemudian untuk rangkaian master audio dan student consule karena rumit digunakan desain PCB dengan langkah-langkah sebagai berikut: a. Mencetak layout PCB. b. Menyablon rangkaian pada commit papan PCB. to user



c. Melarutkan desain PCB pada larutan larutan HCL, H2O2, dan air dengan perbandingan HCL: H2O2: air = 1 : 1 : 4. d. Kurang lebih selama 5 menit, PCB diangkat dan dilakukan pengeboran pada jalur – jalur yang telah dibuat. e. Pemberian tiner pada gambar rangkaian yang telah dibor. Langkah selanjutnya adalah memasang komponen yang telah ditentukan pada jalur PCB yang telah tergambar .

3.2.2 Komponen Hardware A. Rangkain Power Supply Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat pula regulator yang berfungsi

untuk

menstabilkan

tegangan. Fungsi

lainnya

yaitu

menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 5 V DC dan 12 V DC. Jadi secara garis besar fungsi rangkaian power supply adalah untuk menurunkan tegangan dari 220 VAC ke 5 V DC dan 12 V DC serta menstabilkan tegangannya. B. Rangkaian Mikrokontroller Rangkaian ini terdiri dari IC AT89S51 yang digunakan sebagai minimum system. Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur switch yang nantinya dapat mengontrol rangkaian master audio dan diteruskan dengan output pada rangkaian student consule. C. Rangkain Switch Hub Master Audio Rangkaian ini berfungsi sebagai sebagai pengatur lalu lintas suara tiap-tiap client ke master control secara bergantian atau secara bersamaan, serta mengatur input suara dari luar. Komponen intinya IC 4016 didukung komponen lain seperti transistor, kapasitor, dioda, resistor dll. D. Rangkaian Student Consule Rangkaian ini hampir sama dengan rangkaian mini amplifier yang menggunakan IC TDA2822 sebagai penguat audionya. Dalam pemakaian to user IC TDA 2822 untuk commit amplifier menggunakan beberapa komponen



pendukung lainya seperti resistor, kapasitor, dioda, potensiometer untuk mengatur suara pada inputnya. Namun pada rangkaian student consule ini diberi tambahan berupa jack RJ-45, contra headphone, dan saklar push button.

3.2.3 Alat dan komponen Pendukung A. Solder Alat

pendukung

yang

digunakan

untuk

memanaskan

dan

menyambung komponen-komponen elektronika. B. Multimeter Digunakan

untuk

mengecek

ukuran

komponen-komponen

elektronika. C. Bor Alat yang digunakan untuk melubangi PCB sesuai jalur rangkaian. D. Tang Crimping Untuk mengunci kabel UTP yang sudah dimasukkan pada RJ-45 E. Solder Sucker /Atraktor Berfungsi untuk menghisap timah dari PCB pada saat akan melepas komponen yang rusak atau komponen yang akan diganti. F. Kabel UTP Digunakan untuk menghubungkan antara master audio dengan student consule / panel siswa G. Timah/Tenol Berfungsi sebagai media penyambung antara dua buah kaki komponen atau kaki komponen dengan PC

3.3 Pembuatan Mekanik (Box) Pembuatan mekanik ini diawali dengan perancangan box yang digunakan untuk klient/siswa yaitu 5 box hitam dengan ukuran 10x7cm. Dari ke 5 box ini diberi lubang sejumlah 6 lubang dengan perincian 1 lubang untuk commit to user (speaker dan mic), 1 untuk led, 2 lubang untuk contra headphone



potensiometer dan lubang kotak untuk jack RJ-45. Kemudian untuk rangkaian mikrokontroller, rangkaian switch hub master audio, rangkaian power supply dan box master control (guru) dijadikan pada 1 papan dari kayu yang kemudian ditutup menggunakan acrilic. Dari box utama dengan acrylic ini nantinya dibuat lubang untuk tombol saklar , led, audio tambahan dan 4 lubang kotak untuk jack RJ-45.

3.4 Pembuatan Program Dalam pembuatan software atau program, di awali dengan pembuatan flowchart terlebih dahulu. Flowchart program seperti pada Gambar 3.2. Kemudian tahapan selanjutnya adalah sebagai berikut : 1.

Menuliskan listing program di dalam notepad. Dalam penulisan ini digunakan bahasa assembler yang nantinya disimpan dengan ekstensi *.asm.

2.

Setelah program disimpan dalam ekstensi *.asm, langkah selanjutnya adalah mengecek program atau proses compile program yang telah dibuat. Untuk mengecek kesalahan dapat menggunaka compiler ASM51 dengan membuka file ber ekstensi *.lst.

3. Tahap evaluasi atau perbaikan dilakukan apabila program yang dituliskan masih terdapat kesalahan atau error. 4. Untuk tahapan terakhir adalah mendownload program yang sudah jadi ke dalam IC AT89S51. Program dengan ekstensi *.hex akan didownload ke dalam IC AT89S51 dengan menggunakan software AEC_ISP.

commit to user



Berikut ini flowchart dari aplikasi switching suara : Mulai

tidak

Baca isi port 2 dan simpan di akumulator

Apakah isi akumulator=feh ?

ya

Lakukan cek port 0.0 sampai 0.7 (led 1-7)

Stutus led mati

tidak

Apakah isi port 0 = feh?

ya

Nyalakan LED 0-7 Matikan LED dengan tombol reset P 2.4 Ya

tidak

Baca isi port 2 dan simpan di akumulator

Status LED hidup

Apakah isi akumulator=feh ?

to Flowchart user Gambar 3.2commit Diagram Program



3.5 Tahap Penyelesaian Setelah rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah – langkah penyelesaian yaitu : 1. Menggabungkan rangkaian – rangkaian yang telah dibuat 2. Menuliskan program kemudian di – download – kan ke mikrokontroler AT89S51. 3. Melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan untuk memastikan bahwa alat telah dapat bekerja sesuai kebutuhan.

3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian 1. Rangkaian Power Supply Pada rangkaian Power Supply atau catu daya ini dikondisikan menjadi 2 tegangan yaitu 5volt dan 12volt. Dengan Trafo CT 1A dapat dikondisikan menjadi 2 output tegangan, sedangkan LM7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5V dan LM7812 adalah regulator untuk mendapat tegangan 12V. Dioda bridge yang terpasang

pada

rangkaian berfungsi sebagai penyearah dan kapasitor 4700µF 16 volt digunakan sebagai filtering LM7805 dan LM7812. Rangkaian diuji

dengan

menggunakan

multimeter ataupun

dengan melihat indicator LED yang juga terpasang pada rangkaian power supply yang dibuat. Skala yang dipakai pada ukuran Voltage, dengan menghubungkan VCC rangkaian dengan kabel positif pada multimeter dan menghubungkan Ground rangkaian dengan kabel negatif pada multimeter.

Berikut ini gambar rangkaian dari power supply yang

digunakan :

commit to user



Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply

2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 Pengujian rangkaian mikrokontroler pada umumnya menggunakan led yang dihubungkan ke port-port tertentu. Pada rangkaian yang penulis buat sudah dilengkapi dengan led yang berjumlah 8 buah sehingga dalam pengujiannya apabila ke 8 led menyala setelah 8 saklar push button ditekan maka rangkaian mikrokontroler sudah berfungsi dengan baik. Berikut gambar modul rangkaian mikrokontroller AT89S51 :

commitMikrokontroller to user Gambar 3.4 Rangkaian AT89S51



3. Rangkaian Switch Hub Master Audio Rangkaian ini memerlukan tegangan sebesar 12 Volt. Resistor sebagai tahanan , kapasitor 1µF/16V sebagai penyearah arus, transistor yang digunakan yaitu transistor D400 yang berfungsi untuk mennyuplay tegangan ke tiap-tiap ic, transistor 828, dan transistor A733, dioda 1N4148 digunakan untuk suplay tegangan ke transistor D400 dan switch dari IC CMOS 4016 dan 4066. Socket RJ-45 digunakan untuk menghubungkan ke rangkaian student consule dengan kabel UTP konfigurasi straigh. Pengujian rangkaian switch hub master audio dapat dilakukan dengan indicator led sesuai fungsi untuk klien dengan cara menekan tombol switch pada rangkaian mikrokontroller atau bisa juga dengan menghubungkan antara ground, vcc serta tombol fungsi klien pada rangkaian master audio. Selain itu juga dapat dilakukan dengan pengecekan suara yang sebelumnya dihubungkan dahulu ke rangkaian student consule . Pada dasarnya apabila sudah terdapat nyala led untuk setiap klien berarti untuk switch suara pada klien sudah berfungsi dengan baik. Sedang untuk fungsi yang lain seperti Buzzer bisa dilakukan dengan menyambungkan kabel antara ground,vcc serta switch buzzer. Berikut ini rancangan skema rangkaian switch hub master audio:

commit to user


commit to user Gambar 3.5 Rangkaian Switch Hub Master Audio




4. Rangkaian Student Consule Pengujian Rangkaian Student Consule dapat dilakukan dengan cara dihubungkan ke rangkain master audio. Disini apabila antara master control (guru) dengan klien (4 siswa) dapat digunakan untuk berkomunikasi maka switching suara pada rangkaian ini sudah berhasil. Selain itu juga dapat dilihat dari nyala led yang menyertai rangkaian student consule. Kemudian untuk saklar yang terdapat pada rangkaian ini apabila ditekan dan buzzer pada rangkain master audio berbunyi yang disertai nyala led dan potensiometer yang berfungsi untuk mengatur volume berfungsi dengan baik rangkaian student consule sudah berhasil.

Gambar 3.6 Rangkaian Student Consule

commit to user

maka



BAB IV ANALISIS DAN IMPLEMENTASI

4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian 4.1.1 Rangkaian Power Supply Power Supply atau Catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC. IC 7805 dan 7812 merupakan IC yag dirancang khusus sebagai regulator tegangan. Masukan tegangan DC yang bervariasi maka akan didapatkan tegangan 5V dan 12V yang stabil. Berikut ini bentuk rangkaian yang sudah jadi :

Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply

4.1.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 yang digunakan sebagai pengontrol switching suara pada lab bahasa. Berisi rangkaian reset yang terdiri dari kapasitor 47µF dan resistor 1KΩ, berfungsi sebagai power on reset, untuk melakukan reset terhadap mikro pada saat power dinyalakan. Pada mikrokontroler AT89S51 mempunyai input XTAL1 dan output XTAL2, dimana XTAL1 adalah input yang dihubungkan dengan rangkaian osilator yang ada di dalam mikrokontroler AT89S51, sedangkan XTAL2 adalah output feedback untuk osilator. Besar nilai kapasitor C1 dan C2 sebesar 30 pF dan XTAL sebesar 12 MHz. Kemudian Port 2.0 sampai 2.7 sebagai input berupa 8 saklar push button kemudian port 0.0 sampai 0.7 sebagai output berupa led dengan tahanan resistor sebesar 330Ω. commit to user



Berikut ini gambar rangkaian yang sudah jadi dari skema rangkaian mokrokontroller yang ditampilkan :

Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroller

4.1.3 Rangkaian Driver Relay Rangkaian ini berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus dari switch 6 sampai 8 pada mikrokotroller menuju rangkaian switch hub master udio dengan fungsi pear, group dan music tambahan. Rangkaian Driver ini terdiri dari relay sebesar 5Volt yang berfungsi sebagai saklar penghubung antara rangkaian mikrokontroller dengan rangkaian switch hub master audio, sebagai drivernya diberikan transistor PNP 9012 dan sebagai tahanan dipasang resistor 10KΩ. Kemudian pada rangkaian switch hub master audio diberi tambahan resistor 1KΩ dan led sebagai indicator per fungsi yaitu group atau pear. Disini dibuat 3 gambar, gambar pertama adalah untuk fungsi pear dan group sedangkan gambar kedua adalah untuk fungsi audio tambahan. Pada fungsi pear atau group kaki pertama merupakan VCC 12 volt dimana kaki ini berhubungan dengan kaki 2 yang tersambung dengan resistor dan LED pada rangkaian master audio. Kemudian untuk kaki 3 dan 4 tidak dipakai karena yang digunakan dalam rangkaian ini adalah kondisi pertama yaitu kondisi bila relay kena arus maka saklar terhubung (normally open) sedangkan kondisi kedua commit to user yaitu saklar terhubung bila tidak ada arus (normally close) tidak digunakan.



kemudian untuk kaki 5 tersambung ke vcc 12 volt juga dan kaki 6 tersambung ke fungsi pear pada rangkaian master audio. Kaki 7 masuk ke ground sedangkan kaki 8 masuk ke colektor transistor,pada basis masuk ke rangkaian mikro. Berikut ini gambar rangkaian untuk fungsi pear dan group :

Gambar 4.3 Driver Relay Pear dan Group Sedangkan untuk driver relay pada music sedikit berbeda, perbedaannya terletak pada kaki 5 dan 6 dimana pada kaki 5 masuk ke switch Mc (music) pada rangkaian master audio dan kaki 6 sebagai inputan dari audio tambahan seperti mp3 dan sejenisnya.

Gambar 4.4 Driver Relay Music Kemudian setelah dirangkai menjadi seperti berikut :

commit to user Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay



4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio Rangkaian switch hub master audio merupakan sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi memadukan , pengaturan jalur (routing) dan mengubah level, serta harmonisasi dinamis dari sinyal audio. Rangkain ini terdiri dari banyak komponen yaitu resistor, transistor, diode, kapasitor, led, socket RJ-45 dan sebagai intinya berupa IC 4016 atau 4066 yang berfungsi sebagai pengatur switch dan pengatur jalur suara ke student consule. Rangkaian switch hub master audio ini termasuk rangakain yang rumit karena banyak sekali komponen-komponen yang masuk didalamnya. Apabila satu komponen tidak berfungsi maka akan berdampak pada output yang dihasilkan. Rangkaian ini mempunyai input 4 switch untuk fungsi individu setiap 2 switch merupakan 1 IC 4016, jadi untuk 4 switch yang ada digunakan 2 IC 4016 dengan fungsi flip-flop saklar. Sedangkan untuk fungsi grup dan pear tinggal mengatur saklar yang ada dalam IC dengan bantuan diode dan transistor. Dioda 1N4148 berfungsi sebagai switch pendukung IC 4016 dan penyuplay tegangan ke transistor D400. Kapasitor dan resistor pada rangakaian ini berfungsi sebagai penyesuai impedansi suara yaitu menghambat input dan output suara agar tidak terjadi over load suara atau kebisingan. Selain itu terdapat pula fungsi Group, Pear, Music, Buzzer, Monitor dan Teacher. Group dan Pear merupakan fungsi untuk mengelompokkan siswa dengan fungsi dua-dua (2 siswa) dan secara group (4 siswa sekaligus). Music merupakan fungsi untuk audio tambahan, Buzzer digunakan untuk indicator suara/ alarm apabila ada panggilan dari siswa. Monitor digunakan untuk masukan (in) dan tersambung dengan headseat ke modul Guru (master control), sedangkan Teacher digunakan untuk keluaran (out) dan tersambung dengan mic ke modul Guru (master control).

commit to user



Gambar 4.6 Switch Hub Master Audio setelah jadi 4.1.5 Rangkaian Student Consule Rangkaian student consule dalam aplikasi ini merupakan suatu alat yang cara kerjanya sama seperti amplifier. Rangkaian ini digunakan sebagai klien maupun master control. Komponen inti yang digunakan berupa IC TDA2822 dengan komponen pendukung berupa resistor, kapasitor, diode, potensiometer, saklar dll. Selain itu juga digunakan socket RJ-45 untuk tempat kabel UTP dan terhubung ke rangkaian master audio. Rangkaian student consule pada aplikasi ini berjumlah 5 dengan pembagian 4 sebagai klien siswa dan 1 sebagai master control guru. Dari ke lima rangkaian ini pada dasarnya sama saja, hanya perbedaannya untuk master control tidak menggunakan kabel utp melainkan menggunakan kabel yang langsung terhubung dengan fungsi-fungsi berupa Tc (teacher), Mc(music), Mon(monitor), Gnd (ground), dan Vcc pada rangkain master audio. Pada guru diberikan 1 tambahan resistor 100K yang terhubung dengan fungsi Mc dan driver relay untuk music tambahan.

commit Consule to user setelah jadi Gambar 4.7 Student



4.2 Proses Download Program Setelah program dibuat dan hardware selesai dikerjakan maka langkah selanjutnya mendownload program ke dalam IC dengan menggunkan software AEC_ISP bawaan dari downloader AT89S51. . Langkah-langkahnya adalah: 1. Program yang dibuat sudah benar dan bisa berjalan serta tidak ditemukan kesalahan, langkah pertama untuk mendownload program ke mikrokontroler adalah menjalankan program AEC_ISP.EXE. 2. Pilih A dan tekan enter dan akan ada tampilan, sebagai berikut:

Gambar 4.8 Screenshoot Load file *.hex 3. Setelah muncul gambar seperti di atas, langkah selanjutnya memasukkan nama program yang akan di download dengan ekstensi .hex . Contohnya: new.hex, kemudian di enter dan akan muncul tampilan seperti gambar 4.8.

commit to user Gambar 4.9 Screenshoot File nama *.hex



4. Setelah ada tampilan seperti gambar di atas, tekan sembarang tombol untuk melanjutkan. Kemudian pilih menu <E> program dengan menekan enter yang berfungsi untuk memasukkan program ke IC AT89S51 seperti pada tampilan di bawah ini:

Gambar 4.10 Device program 5. Langkah selanjutnya setelah menekan tombol program adalah proses pemrograman ke IC seperti pada tampilan berikut :

Gambar 4.11 Proses program Setelah tampilan diatas maka program sudah berhasil didownload ke IC. Apabila tampilan tidak seperti gambar diatas maka terdapat kesalahan pada commit to user



saat menggunakan downloader atau bisa saja catudaya yang diperlukan kurang. Hal ini sangat mungkin terjadi. 6. Tekan sembarang tombol untuk melanjutkan. Mengaktifkan program dengan cara memilih reset pada menu utama dari high diganti menjadi low dengan cara dienter. Tampilannya sebagai berikut :

Gambar 4.12 Reset high

Gambar 4.13 Reset low 7. Setelah semua benar barulah mikrokontroler dapat bekerja sesuai perintah.

commit to user



4.3

Hasil Pengujian Per Bagian

4.3.1 Pengujian Power Supply Berikut ini gambar pengujian rangkaian power supply yang penulis lakukan :

Gambar 4.14 Pengujian Rangkaian Power Supply Sesuai dengan gambar diatas maka didapatkan hasil pengujian seperti tabel di bawah ini. Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply Percobaan 1 2 3

Voltage 1 4,82 Volt 4,51 Volt 4,76 Volt

Voltage 2 11,74 Volt 11,81 Volt 11,58 Volt

Kondisi LED Menyala Menyala Menyala

Dari data diatas dapat diketaui bahwa power supply tidak tepat menujukkan angka 5volt dan 12 volt tetapi hampir mendekati tegngan tersebut, selain itu LED untuk indicator menyala maka rangkaian catu daya tersebut telah siap dipakai.

4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 Pengujian rangkaian mikrokontroler dapat dilakukan dengan konfigurasi gambar dibawah ini, apabila LED 1 menyala setelah ditekan saklar 1 dan seterusnya sampai LED 8 maka ragakain sudah bisa digunakan :

commit to user



Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 Sesuai pengujian seperti pada gambar diatas didapatkan hasil seperti tabel di bawah ini : Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mikrokontroler Switch setelah ditekan 1=Klien 1 2=Klien 2 3=Klien 3 4=Klien 4 5= Reset 6=Group 7=Pear 8= Music

Lampu ke

Hasil

1 2 3 4 5 6 7 8

Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup

Dengan melihat hasil pada tabel diatas, mikrokontoler telah sesuai dengan program yang dibuat maka mikrokontoler siap digunakan.

commit to user



4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan Pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan setelah semua rangkaian telah selesai dan terhubung dengan baik. Sebelumnya kelima orang yang akan melakukan pengujian memakai headphone terlebih dahulu. Pada saat switch 1 ditekan maka klien 1 menyala maka guru bisa berkomunikasi dengan siswa 1 dan seterusnya sampai switch 4. Kemudian pada switch 5 untuk mereset switch 1-4 yang tadi dinyalakan. Untuk switch 6 apabila ditekan maka ke empat klien bisa berkomunikasi dengan guru secara bersama-sama. Switch 7 setelah ditekan maka digunakan untuk fungsi 2 orang yaitu klien 1 dan 2 ataupun 3 dan 4 bisa berkomunikan dengan guru. Switch 8 apabila ditekan dan kabel music dihubungkan ke mp3 atau laptop maka akan terdengar music untuk ke lima rangakian student consule. Setelah kesemuanya diuji dan bisa digunakan untuk komunikasi sesuai switch yang ditentukan pada rangkaian mikrokontroller maka keseluruhan rangkaian prototype switching suara pada lab bahasa sudah bisa digunakan dengan baik.

4.4 Hasil Pengujian Keseluruhan Setelah kesemua rangkaian diuji sepeti pada tahap pengujian pada keterangan diatas maka hasil yang didapat adalah sebagai berikut : Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian Switch

Master

Klien 1

Klien 2

Klien 3

Klien 4

Fungsi

Control 1

2

Menyala

Menyala

3

Menyala

4

Menyala

LED

Tidak

Tidak

Tidak

Komunikasi Dengan

(Aktif)

menyala

menyala

menyala

Klien 1

Tidak

LED

Tidak

Tidak

Komunikasi Dengan

menyala

(Aktif)

menyala

menyala

Klien 2

Tidak menyala Tidak

Tidak menyala Tidak

LED (Aktif) Tidak

Tidak menyala LED

Komunikasi Dengan Klien 3 Komunikasi Dengan

menyala

menyala menyala commit to user

(Aktif)

Klien 4



5

Menyala

reset

Reset

reset

reset

Fungsi Reset untuk switch 1-4

6

Menyala

aktif

Aktif

aktif

aktif

Fungsi group (komunikasi dengan klien 1-4)

7

Menyala

aktif

Aktif

mati

mati

Fungsi pear (komunikasi klien 1 dan 2)

mati

Mati

aktif

aktif

Fungsi pear (komunikasi klien 3 dan 4)

8

Menyala

Music

Music

Music

Music

Master control dan

dengan

semua klien bisa

audio

mendengar audio

music

tambahan

tambaha

Klien 1 aktif sehingga

n

Aktif

Music

Music

Music

tidak bisa

(music

mendengarkan music,

mati)

klien 2,3,4 bisa mendengarkan music Klien 2 aktif sehingga

Aktif Music

(music

Music

Music

tidak bisa mendengarkan music,

mati)

klien 1,3,4 bisa mendengarkan music Klien 3 aktif maka

Aktif Music

Music

(music mati)

Music

tidak bisa mendengarkan music, klien 1,2,4 bisa

commit to user

mendengarkan music



Music

Music

Music

Aktif

Klien 4 aktif sehingga

(music

tidak bisa mendengar

mati)

music, klien 1,2,3 bisa mendengarkan music

Berikut ini gambar alat secara keseluruhan maupun secara terpisah :

Gambar 4.16 Rangkaian keseluruhan sebelum diberi box

Gambar 4.17 Rangkaian keseluruhan setelah diberi box

commit to user



Gambar 4.18 Rangkaian master control sebelum diberi box

Gambar4.19 Rangkaian master control setelah diberi box

Gambar 4.20 Box Klien commit to user



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh setelah megerjakan tugas akhir dengan judul Prototype Switching Suara Pada Laboratorium Bahasa dengan Sistem Analog Berbasis AT89S51 yaitu : 1. Telah dibuat rancang bangun Prototype switching suara yang berfungsi sebagai media komunikasi pembelajaran pada lab bahasa antara guru dengan siswa. 2. Dari ke 8 switch yang ditampilkan selain digunakan sebagai saklar individu, terdapat pula fungsi tambahan berupa tombol reset, pear, group dan audio tambahan untuk listening. 5.2 Saran Adapun saran-saran yang dianggap perlu untuk disampaikan adalah: 1. Pembuatan simulasi dengan Delphi sehingga master control dapat lebih dipermudah. 2. Program

mikrokontroller

yang

lebih

kompleks

agar

lebih

bisa

dikembangkan lagi untuk script maupun mikrokontroller yang lebih support dengan aplikasi switching suara ini.

commit to user

PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR

Recommend Documents