RANCANGAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN KENDERAAN DI JALAN TOL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

RANCANGAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN KENDERAAN DI JALAN TOL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Oleh : Drs. Bisman Perangin-angin, M. Eng.Sc NIP : 19560918 198503 1 002

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

1 Bisman Perangin-Angin : Rancangan Alat Pengukur Kecepatan Kenderaan Di Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2008

HALAMAN PENGESAHAN Judul Penelitian :

RANCANGAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN KENDERAAN DI JALAN TOL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Medan,

September 2008

Dikatahui Oleh : Dekan FMIPA- USU

( Prof. DR. Eddy Marlianto, M.Sc) NIP : 1955 0317 1986 011001


KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, kegiatan penulisan makalah ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu saya juga mengucapkan banyak terimakasih kepada seluruh pendukung serta fasilitas yang diberikan baik laboratorium maupun referensi yang banyak mendukung dalam penulisan makalah ilmiah ini. Ucapan terima kasih juga saya ucapkan kepada seluruh staf pengajar FMIPAUSU yang telah berkenan memberikan informasi pengetahuan untuk mendukung penulisan makalah ini. Kami menyadari masih banyak kelemahan dan kekurangan dalam makalah ilmiah ini, untuk itu kami mengharapkan saran dari pembaca agar penulisan makalah ini dapat ditingkatkan pada hari yang akan dating. Akhir kata dengan penulisan makalah ini diharapkan dapat menghasilkan suatu manfaat untuk meningkatkan ilmu pengetahuan dan teknologi di USU khususnya dan di Indonesia pada umumnya. Medan, Penulis

September 2008

( Drs. Bisman P, M. Eng. Sc ) NIP : 19560918 198503 1 002


DAFTAR ISI Pengesahan ........................................................................................................................... i Kata Pengantar ..................................................................................................................... ii Daftar Isi .............................................................................................................................. iii Inti Sari.................................................................................................................................. iv I. PENDAHULUAN ........................................................................................................... 1 II. DASAR TEORI ............................................................................................................... 2 II.1. Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 .......................................................................... 2 II.2. Memori Program dan Memori Data ............................................................................ 3 II.3. Mikrokontroler AT89C2051 ....................................................................................... 6 III. METODE PENELITIAN .............................................................................................. 8 III.1. Diagram Blok Peralatan ............................................................................................. 8 III.1.1 Diagram Alir Program Pengendali ........................................................................... 9 III.1.2 Rangkaian Catu Daya (PSA) ................................................................................... 12 III.1.3 Rangkaian Minimum AT89S51 ............................................................................... 13 III.1.4 Sistem Sensor ........................................................................................................... 14 III.1.5 Rangkaian Buzzer .................................................................................................... 15 III.1.6 Rangkaian Display Seven Segmen .......................................................................... 15 III.1.7 Rangkaian Keypad ................................................................................................... 17 III.2. Metode Pengambilan Data ......................................................................................... 19 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................... 23 IV.1. HASIL ........................................................................................................................ 23 IV.2. PEMBAHASAN ........................................................................................................ 24 V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................................... 26 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 27


Intisari Telah dirancang dan direalisasikan sebuah sistem pengukur kecepatan kenderaan berbasis Mikrokontroler AT89S51 yang dilengkapi dengan 2 sensor inframerah sebagai pendeteksi kecepatan kenderaan. Sensor_1 berfungsi untuk start menghitung waktu. Sementara sensor_2 untuk menghentikan penghitungan waktu pada sensor_1. Jarak antara sesor_1 dan sensor_2 dibuat konstan yaitu 50 cm. Kemudian rangkaian ini dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan data yang masuk akan diolah dan ditampilkan pada tujuh segmen. Mikrokontroler sebagai pengendali utama dirancang untuk membaca kecepatan kenderaan setiap 1 ms. Selain untuk mengukur kecepatan kenderaan alat ini juga diprogram untuk mendeteksi kenderaan yang melebihi batas kecepatan serta menghitung jumlah kenderaan. Sistem peralatan ini telah diuji coba dan diperoleh hasil yang cukup memuaskan.


I. PENDAHULUAN Kemampuan dalam hal kecepatan bagi produk otomotif sekarang (roda empat) menjadi salah satu andalan dalam meraih pasar. Hampir semua produk terbaru kenderaan bermotor, kecepatan maksimalnya mengalami peningkatan. Terlebih lagi dengan adanya jalan tol, ajang mencoba kemampuan kenderaan pun makin terbuka. Karenanya tidaklah heran jika banyak pengemudi yang menancap pedal gas kenderaan bermotornya hingga maksimal. Perilaku pengemudi kenderaan bermotor seperti itu tidak dibenarkan karena jelas membahayakan keselamatan perjalanannya. Sebab bagaimanapun sigapnya pengemudi ancaman kecelakaan tetaplah sangat besar. Perlu diketahui, mengendarai kenderaan bermotor meskipun di jalan tol tidak berarti kecepatannya boleh seenaknya. Jalan tol memang bebas hambatan, tetapi terdapat juga aturan-aturan mengenai batas kecepatan di jalan tol. Misalnya untuk kecepatan kenderaan untuk jalan tol dalam perkotaan maksimalnya adalah 80 km/jam. Sementara kecepatan untuk kenderaan bermotor di jalan tol luar kota maksimalnya adalah 100 km/jam. Dalam kesempatan kali ini, penulis memanfaatkan mikrokontroler AT89S51 untuk merancang suatu alat ukur kecepatan kendaraan di jalan tol yang dilengkapi dengan alarm. Alat ini terdiri dari dua laser pointer dan dua rangkaian penerima. Kedua sensor ini dipasang dengan jarak 50cm dan jarak antara pemancar dengan penerimanya adalah sesuai dengan lebar jalan tol tersebut. Rangkaian I berfungsi untuk menentukan waktu kejadian dan untuk start menghitung waktu. Rangkaian II untuk menghentikan penghitungan waktu pada rangkaian I. Kemudian rangkaian ini dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan data yang masuk akan diolah dan ditampilkan pada tujuh segmen. Alat ini dapat diset sesuai dengan kecepatan yang dibutuhkan. Pada kecepatan di atas kecepatan yang diset maka alarm akan berbunyi sebagai pemberi isyarat bahwa kendaraan tersebut telah melebihi kecepatan yang ditentukan. Rancangan ini juga dilengkapi dengan sebuah counter yang berfungsi untuk menghitung jumlah kendaraan yang melalui jalan tol tersebut.


II. Dasar Tiori

II.1.. Arsitektur Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroller AT89S51 termasuk dalam keluarga mikrokontroler MCS-51 yang merupakan versi yang dilengkapi dengan ROM (internal) yaitu berupa EPROM (Electrical Erasable Programmabel Read Only Memory). Mikrokontroler ini adalah low- power high perfomance CMOS 8-BIT, 4 Kbyte Flash Programmbel and Erasabel Read Only Memory (PEROM). Mikrokontroler ini compatibel dengan standar MCS-51 baik dari instruksi maupun dari pin-pin yang dapat diaplikasikan sebagai embedded controller. 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 massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih. Tidak seperti sistem 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 komputer 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 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 7 Bisman Perangin-Angin : Rancangan Alat Pengukur Kecepatan Kenderaan Di Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2008

II.2. Memori Program dan Memori Data Memori program atau ROM (Read Only Memory) adalah tempat menyimpan data yang permanen. Memori program bersifat non volatile artinya tanpa di catu, data-data tidak akan hilang. Memori program hanya dapat dibaca saja. Setelah di reset maka eksekusi dimulai dari alamat 000H. Setiap instruksi memiliki lokasi tetap dalam program. Instruksi menyebabkan CPU melompat ke lokasi tersebut dimana pada lokasi tersebut terdapat subrutin yang harus dikerjakan. Port 0 dan Port 2 digunakan untuk menghubungi EEPROM, digunakan untuk Bus Data dan Bus Alamat. Port 0 memultipleks alamat data. Port ini mengirimkan byte dari Program Counter (PC). Sebagai suatu alamat dan kemudian port ini akan berada pada keadaanmengambang menunggu datangnya kode byte dari memori program. Selama waktu rendah dari PC valid pada Port 0, sinyal ALE dikirimkan sehingga byte rendah PC akan ditahan. Memori data atau RAM (Random Acces Memori) adalah suatu komponen memori yang dapat ditulis maupun dibaca dengan mudah, namun komponen ini mempunyai keterbatasan dalam kemampuan penyimpanan data maupun program secara permanen. Memori yang dimiliki adalah bersifat volatile yaitu data yang akan hilang bila catu daya ditiadakan. Gambar 2.3. menunjukan konfigurasi hardware untuk mengakses eksternal RAM AT89S51.


Gambar 2.3 Pengaksesan AT89S51 Terhadap RAM Eksternal. Sedangkan gambar 2.4. merupakan pemetaan data memori internal. Dalam keadaan ini CPU mengakses program dari internal ROM. Port 0 sebagai multipleks bus alamat / data RAM, dan 3 jalur data digunakan untuk memberi halaman pada RAM. Memori eksternal dialamati dengan lebar 1 atau 2 byte. Bagian bawah internal memori data dipetakan seperti terlihat pada gambar:

Gambar 2.4 Memori Data Internal Ruang memori pada 3 blok, yang disebut sebagai lower 128, upper 128 dan ruang SFR. Internal memori data dialamati dengan lebar 1. lower 128 (alamat 00H7FH) terdapat pada sebuah anggota keluarga MCS-51.


7 FH 2 FH 1 FH 17H

FFH

0 FH 80 FH

07H (b) (a)

Gambar 2.5 (a) Bagian Bawah Internal RAM 128 Byte (b) Bagian Atas Internal RAM 128 byte Gambar 2.6. merupakan bagian atas dari internal RAM. Sebanyak 32 byte terendah terbagi atas 4 bank dari 8 register disebut sebagai R0-R7. dua bit dari register PSW memilih bank mana yang digunakan. Kemudian 16 byte diatas bank register membentuk blok memori yang dapat dialamati per-bit. Special Function Register atau SFR adalah register yang berfungsi khusus

misalnya latch port, timer, control,

pheipheral dan sebagainya.

Gambar 2.6 Ruang Special Function Register


II.3

Mikrokontroler AT89C2051

Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis mikrokontroler ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.Mikrokontroler dapat beroperasi dalam tegangan antara 4,0 V sampai 5,0 V. Beberapa fasilitas yang dimiliki mikrokontroler AT89C2051 adalah sebagai berikut: 1. Kompatibel dengan produk MCS-51 2. Flash memori 2 Kbyte dengan ketahanan1000 kali ditulis ulang atau dihapus 3. Batas operasi antara 2,7V-6V 4. Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz 5. Dua (2) level kunci memori progam 6. 128 x 8 bit RAM internal 7. 16 jalur I/O 8. Dua 16 bit Timer/Counter 9. Enam (6) sumber interrupt 10. Jalur serial dengan UART

Gambar 2.12 IC Mikrokontroler AT89C2051


Deskripsi pin pada mikrokontroler AT89C2051:

VCC (pin 20) Sumber tegangan

GND (pin 10) Ground

Port 1 (pin 12 - pin 19) Port 1 merupakan port parallel 2 arah. P 1.2 – P1.7 sebagai internal pull-ups. P1.0 dan P1.1 sebagai eksternal pull-ups. Port 1 juga menerima kode data melalui flash programming.

Port 3 Fungsi

Port (Pin) P3.0 (Pin 2)

RXD (port input serial)

P3.1 (Pin 3)

TXD (port output serial)

P3.2 (Pin 6)

INT0 (interup eksternal 0)

P3.3 (Pin 7)

INT1 (interup internal 1)

P3.4 (Pin 8)

T0 (input eksternal timer 0)

P3.5 (Pin 9)

T1 (input eksternal timer Tabel 2.3 Fungsi pin pada port 3 Mikrokontroler AT89S51

RST Untuk mereset isi register dan memori pada saat sistem dihidupkan. Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

XTAL1 Masukan inverting penguat osilator

XTAL2 Keluaran inverting dari penguat inverting


III. METODE PENELITIAN

III.1 Diagram Blok Peralatan Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Fungsi dan kegunaan masing-masing blok adalah seperti dijelaskan berikut ini 1. Display berfungsi untuk menampilkan kecepatan kendaraan dan jumlah kendaraan yang melalui jalan tol tersebut. 2. Sensor mengirimkan sinyal ke mikrokontroler AT89S51 pada saat kendaraan melewati sensor. 3. Mikrokontroler AT89S51 berfungsi menerima sinyal dari sensor sekaligus pengendali utama rangkaian. 4. Mikrokontroler AT89C2051 sebagai pengendali display seven segmen


III.1.1 Diagram Alir Program Pengendali

Gambar 3.2.1 Diagram Alir untuk Program Utama 14 Bisman Perangin-Angin : Rancangan Alat Pengukur Kecepatan Kenderaan Di Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2008

start

Isi Nilai awal

Inisialisasi Serial port

Scanning Display Baca data sebelumnya

Tidak

Data serial masuk ya

Simpan ke RAM

Baca 3 digit data

Gambar 3.2.2 Diagram Alir untuk Display Kecepatan Kendaraan


start

isi nilai awal

Inisialisai port

isi konstanta

= 1 menit

Timer 1 menit

ya Kirim sudah 1menit

tidak Scanning display

Baca data sebelumnya

tidak

Data serial masuk

Baca respon

tidak

Respon diterima

ya

ya Baca 3 digit data

Simpan di RAM

Gambar 3.2.3 Diagram Alir untuk Display Jumlah Kenderaan


III.1.2 Rangkaian Catu Daya (PSA) Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk menghidupkan buzzer. Rangkaian tampak seperti gambar 3.3 di bawah ini.

TIP32C

LM7805CT

12 Volt

Vreg IN

OUT

100ohm

220V 50Hz 0Deg

5 Vo 330ohm

1N5392GP 2200uF

1uF

1N5392GP

100uF

TS_PQ4_12

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA) Trafo CT

merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan

tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μ F. 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 diambil dari keluaran 2 buah dioda. Tegangan ini digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaiaan alarm yang membutuhkan tegangan 12 volt


III.1.3 Rangkaian Minimum AT89S51 Rangkaian mikrokontroler ini merupakan pusat pengolahan data dan pusat penegendali alat. Di dalam rangkaian mikrokontroler ini terdapat emat buah port yang digunakan untuk menampung input atau output data yang terhubung langsung oleh rangkaian-rangkaian dari alat penegendali. Rangkaian ini tersusun atas asilator kristal 11,059 MHz yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa internal dan dua buah kapasitor sebesar 10pF yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi. Kapasitor 4,7μF dan resistor 8K2 berfungsi untuk reset sebelum program yang terdapat pada mikrokontroler dijalankan. Pin 20 merupakan ground yang dihubungkan dengan ground pada power supply. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif yang dihubungkan dengan +5V dari power supply.

Gambar 3.4 Rangkaian Minimum AT89S51


III.1.4 Sistem Sensor

Gambar 3.5 Sistem sensor Cara kerja rangkaian sensor yaitu pada saat tidak adanya penghalang antara laser pointer infra merah dengan photodioda (cahaya langsung mengenai photodioda), maka photodioda akan terhubung. Hal ini mengakibatkan TR1 mendapat bias mundur dimana arus dari V1 dan TR1 mengalir menuju ground melalui photodioda. Sementara TR2 akan mendapat bias maju dari V2 sehingga led akan menyala dan

P1.0

berlogika 1 (high). Sebaliknya apabila photodioda terhalang, maka photodioda akan terputus sehingga TR1 mendapat bias maju dari V1. Sedangkan arus dari TR2 mengalir melalui TR1 menuju ground. Pada keadaan ini TR2 mendapat bias mundur sehingga led akan padam dan P1.0 berlogika 0 (low).


III.1.5 Rangkaian Buzzer Rangkaian buzzer adalah rangkain yang berfungsi untuk mengaktifkan buzzer sehingga menghasilkan bunyi. Rangkaian buzzer ini dikendalikan oleh P2.7. Pada saat rangkaian mendapatkan logika 1 (high) maka buzzer akan aktif. Keadaan ini didapat ketika kecepatan kendaraan melebihi batas kecepatan kendaraan yang telah diset melalui keypad.

Gambar 3.6 Rangkaian Buzzer

III.1.6 Rangkaian Display Seven Segmen Hasil pengukuran kecepatan kendaraan dan jumlah kendaraan yang terdeteksi oleh sensor akan ditampilkan pada seven segmen. Rangkaian seven segmen tampak seperti pada gambar di bawah ini.


BC 547 5V 4,7

BC 547

BC 547

μF 8 K2 A B C D E F G

P3.1

10 PF 11,059 MHz

10 PF

1 RST 2 3 4 XTAL1 5 XTAL1 6 7 8 9 10 Gnd

A B C D E F G

A B C D E F G

VCC 20 P1.7 19 P1.6 18 P1.5 17 P1.4 16 P1.3 15 14 P1.2 13 P1.1 P1.0 12 P3.7 11

AT 89C2051

DISPLAY KECEPATAN KENDERAAN

Gambar 3.7 Rangkaian Display Seven Segmen Display terdiri terdiri dari dua bagian yaitu bagian pertama untuk menampilkan kecepatan kendaraan dan bagian yang kedua untuk menampilkan jumlah kendaraan. Setiap bagian rangkaian display dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler AT89C2051 yang berfungsi sebagai driver display seven segmen. Rangkaian ini dihubungkan secara parallel dengan mikrokontroler AT89S51 melalui P2.3 dan P2.4 serta sebuah masukan enable pada P3.1 Seven segmen yang digunakan adalah aktip low, ini berarti segmen akan hidup jika diberi data low (0) dan segmen akan mati jika diberi data high (1). Untuk menampilkan angka pada seven segmen, maka data yang harus diberikan adalah sebagai berikut: a. Untuk menampilkan angka nol, data yang harus dikirim adalah

011h.

b. Untuk menampilkan angka satu, data yang harus dikirim adalah

0dbh

c. Untuk menampilkan angka dua, data yang harus dikirim adalah

038h

d. Untuk menampilkan angka tiga, data yang harus dikirim adalah

098h

e. Untuk menampilkan angka empat, data yang harus dikirim adalah 0d2h f. Untuk menampilkan angka lima, data yang harus dikirim adalah

094h

g. Untuk menampilkan angka enam, data yang harus dikirim adalah

016h

h. Untuk menampilkan angka tujuh, data yang harus dikirim adalah

0d9h 21

Bisman Perangin-Angin : Rancangan Alat Pengukur Kecepatan Kenderaan Di Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2008

i. Untuk menampilkan angka delapan, data yang harus dikirim adalah 010h j. Untuk menampilkan angka sembilan, data yang harus dikirim adalah 0d0h k. Untuk tampilan kosong (tidak ada nilai yang tampil), data yang harus dikirim adalah 0ffh Program untuk menampilkan angka pada display seven segmen adalah sebagai berikut: bil0 equ 011h

; untuk menampilkan angka nol

bil1 equ 0dbh

; untuk menampilkan angka satu

bil2 equ 038h

; untuk menampilkan angka dua

bil3 equ 098h

: untuk menampilkan angka tiga

bil4 equ

0d2h

; untuk menampilkan angka empat

bil5 equ

094h

; untuk menampilkan angka lima

bil6 equ

016h

; untuk menampilkan angka enam

bil6 equ

0d9h

; untuk menampilkan angka tujuh

bil6 equ

010h

; untuk menampilkan angka delapan

bil6 equ

0d0h

; untuk menampilkan angka sembilan

bilkosong equ 0ffh ; untuk tampilan kosong

III.1.7 Rangkaian Keypad Rangkaian keypad terdiri dari 3 tombol masukan (berupa tombol push on) dengan masing-masing tombol memiliki fungsi yang berbeda, yaitu: a. Tombol 1 berfungsi sebagai reset. Jika saklar sw1 ditekan, reset bekerja secara manual, aliran arus akan mengalir dari VCC menuju RST, tegangan ini mengakibatkan RST berlogika 1. Jika saklar dilepas aliran arus dari VCC akan terhenti dan tegangan pada RST akan turun menuju ke nol sehingga logika pada kaki RST menjadi 0 dan proses reset selesai.


Gambar 3.8 Skema rangkaian reset b. Tombol 2 berfungsi sebagai masukan untuk mengeset batas kecepatan maksimum kendaraan (skala 10 km/jam) c. Tombol 3 berfungsi untuk start pengukuran kecepatan. Alat pengukur kecepatan kendaraan ini akan aktif bila diberi masukan melalui keypad.


III.2. Metode Pengambilan Data Setelah perancangan alat dan rangkaian selesai dirakit maka alat akan diuji baik program maupun rangkaian secara keseluruhan. Untuk mengendalikan rangkaian maka dibuatlah program sebagai berikut:

a. Program untuk subrutin delay 1 ms Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : Kristal yang diginakan adalah 11,0592 MHz, sehingga 1 siklus mensin membutuhkan 12 =1,08 μS , sehingga waktu tunda untuk delay 1_mS adalah: 11,0592 MHz

waktu :

Delay_1mS: Mov

B,#20 ; 1 siklus x 1,08 μS

D3:

MOV R2,#22 ; 2 siklus x 1,08 μS

D4:

DJNZ R2,D4 ; 2 siklus x 1,08 μS x 22 DJNZB,D3

; 2 siklus x 1,08 μS

RET

; 1 siklus x 1,08 μS

x 20 = 1,038 mS

Jadi waktu untuk mengeksekusi program delay 1mS adalah 1,038mS. b. Program untuk subrutin penghitungan jumlah tundaan waktu Sense1a: Mov

A,P1

;baca port 1

Cjne

A,#2,Sense1

;photo terhalang ?

R0

;index jumlah tundaan waktu

Sense2: Inc

Acall Delay_1mS Mov

A,P1

Cjne

R0,#250,Sense3

;maximum tundaan waktu = 250 ms

Ajmp Step1 Sense3:

Cjne

A,#0,Sense2

;kedua sensor photo tertutup ?


Dari program di atas dapat diketahui bahwa penghitungan waktu dimulai tepat pada saat sensor 1 tertutup dan penghitungan akan berhenti pada saat sensor 2 tertutup. Dimana pada keadaan ini P1.0 dan P1.1 mendapatkan trigger negatif. Hal ini dapat digambarkan pada gambar di bawah ini.

Sensor 1

Sensor 2

t (ms)

Gambar 4.1 Diagram penghitungan waktu antara sensor 1 dengan sensor 2

c. Program untuk subrutin penghitungan kecepatan Mov

A,#180

Mov

B,R0

;Pembagi pindah ke B

Div

AB

;Pembagian A dgn B

Push

Acc

;Simpan hasil bagi di stack

Mov

B,#10

Mul

AB

;Hasil bagi x 10

Mov

R1,A

;Simpan di R1

Mov

B,R0

;Pembagi di B

Pop

Acc

;Munculkan hasil bagi pertama

Mul

AB

;Kalikan hasil bagi dgn pembagi

Mov

50H,A

;simpan di Ram 50H

Mov

A,#180

;isi dgn 180

subb

A,50H

;kurangkan dgn data di 50H utk dapatkan selisihnya 25

Bisman Perangin-Angin : Rancangan Alat Pengukur Kecepatan Kenderaan Di Jalan Tol Berbasis Mikrokontroler AT89S51, 2008

Push

Acc

;simpan di stack

Subb A,#25

;Uji apakah A lebih besar/kecil dr 25

JC

J1

;Lompat bila A lebih kecil dr 25

Mov

A,R0

;Teruskan bila A > 25

Mov

B,#10

;

Div

AB

;bagi pembagi dgn 10

Xch

A,B

;tukarkan A dgn B

Pop

Acc

;Munculkan selisih dr pembagian pertama

Div

AB

;bagi dgn pembagi yg telah dibagi 10

Add

A,R1

;jumlahkan dgn hasil bagi pertama

Mov

60H,A

Ajmp Konversi

;bila selisih < 25 maka

Mov

B,#10

;

Mul

AB

;kalikan selisih pembagian pertama dgn 10

Mov

B,R0

;

Div

AB

;bagi selisih yang telah di x10 dgn pembagi

Add

A,R1

;jumlahkan dgn hasil bagi pertama

Mov

60H,A

d. Program untuk subrutin membunyikan alarm Banding: Mov

A,60H

Subb A,70H JC

ADACARRY ;Setpoint diatas kec. terukur ada carry

Mov

B,#5

;Setpoint dibawah kec. terukur tdk ada carry

SetB

P2.7

;Hidupkan buzer

Clr

P2.6

;Hidupkan led

MOV 12h,#5

;Counter utk buzzer

ADACARRY: CLR

C

RET


e. Program subrutin untuk menampilkan kecepatan Display: Setb

P3.7

;Enablekan input display kecepatan

Acall Delay_5mS Acall Delay_5mS Acall Delay_5mS Mov

A,R5

Acall Serial_out Mov

A,R6

Acall Serial_out Mov

;kirim kec. melalui serial port ;kirim kec. melalui serial port

A,R7

Acall Serial_out

;kirim kec. melalui serial port

Clr

;Disable display kecepatan

P3.7

Ret


IV. HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1. HASIL Untuk mengetahui ketelitian alat yang telah dirancang maka dilakukan suatu pengujian. Hasil pengukuran kecepatan yang diperoleh dibandingkan dengan kecepatan secara teori. Hasil dari pengujian ini ditunjukkan pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Pengujian alat secara keseluruhan Set point

Secara teori

Alat

(km/jam)

(km/jam)

(km/jam)

17,646

17

29,064

28

3

40,483

39

4

30,102

29

43,596

42

Aktif

6

51,008

49

Aktif

7

33,216

32

40,483

39

53,977

52

Aktif

10

60.206

58

Aktif

11

51,008

49

60,206

58

71,624

69

NO 1 2

5

8 9

12 13

30

40

50

60

Alarm

Aktif

Aktif


IV.2. PEMBAHASAN Persamaan yang digunakan untuk perhitungan persentase (%) kesalahan adalah : % kesalahan =

vteori − v praktek vteori

x100%.........................................................(4.2)

Sehingga dengan menggunakan persamaan (1) diperoleh % kesalahan untuk pengukuran kecepatan seperti ditunjukkan pada tabel 4.2. Set point

Secara teori

Alat

(km/jam)

(km/jam)

(km/jam)

17,646

17

3,660%

29,064

28

3,660%

3

40,483

39

3,663%

4

30,102

29

3,660%

43,596

42

3,660%

6

51,008

49

3,662%

7

33,216

32

3,660%

40,483

39

3,663%

53,977

52

3,662%

10

60.206

58

3,664%

11

51,008

49

3,662%

60,206

58

3,664%

71,624

69

3,663%

NO 1 2

5

8 9

12 13

30

40

50

60

% kesalahan

Tabel 4.2. Persentase (%) kesalahan pengujian alat akibat kesalahan dalam penentuan waktu tunda 1ms Dari hasil pengujian diperoleh % kesalahan rata- rata sebesar 3,661 %.


Besarnya persentase ralat akibat kesalahan dalam menentukan jarak dua sensor adalah sebagai berikut: a. jarak antara dua sensor secara teori

= 50 cm

b. jarak antara dua sensor pada rangkaian (praktek) = 50,2 cm

No

Vpraktek (km/jam)

Vteori (km/jam)

tpraktek (mS)

tteori (mS)

% kesalahan

1

17

17,575

106,305

102,413

3,271%

2

28

28,948

64,542

62,179

3,274%

3

39

40,321

46,338

44,641

3,276%

4

29

29,982

62,317

60,035

3,275%

5

42

43,423

43,028

41,452

3,277%

6

49

50,661

36,881

35,530

3,278%

7

32

33,083

56,475

54,407

3,273%

8

39

40,321

46,338

44,641

3,276%

9

52

53,763

34,753

33,480

3,279%

10

58

59,966

31,158

30,017

3,278%

11

49

50,661

36,881

35,530

3,278%

12

58

59,966

31,158

30,017

3,278%

13

69

71,337

26,191

25,232

3,276%

Tabel 4.3. Persentase (%) kesalahan pengujian alat akibat kesalahan dalam menentukan waktu tunda dan jarak dua sensor Dari hasil pengujian diperoleh % kesalahan rata- rata sebesar 3,276%.


V. KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan Berdasarkan penelitian dan uji coba

maka dapat diambil beberapa

kesimpulan

sebagai berikut. 1. Berdasarkan hasil yang diperoleh pada uji coba maka alat ini berfungsi dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan. 2. Alat ini dapat digunakan untuk mendeteksi kecepatan kenderaan yang melebihi kecepatan dengan mengaktifkan alarm. 3. Dari pengujian yang dilakukan diperoleh persentase (%) kesalahan rata-rata akibat kesalahan dalam penentuan waktu tunda sebesar 3,6 %, dan persentase (%) kesalahan rata-rata akibat kesalahan dalam penentuan waktu tunda dan jarak dua sensor sebesar 3,2%

V.2. Saran Setelah melakukan penelitian ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat melakukan penelitian lebih lanjut, antara lain : 1. Untuk meningkatkan kinerja alat maka perlu ditambahkan kamera untuk mengenali kendaraan yang melebihi batas kecepatan. 2. Untuk pengujian sebaiknya dilakukan dengan alat ukur kecepatan digital untuk memperoleh hasil yang maksimal. 3. Penulis mengharapkan kelanjutan dari perancangan ini dapat memberi manfaat yang lebih besaar untuk dunia perancangan elektronika.


DAFTAR PUSTAKA Agfianto.2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55. Yogyakarta: Gava Medan. Budiharto,Widodo.2005.PerancanganSistemdanAplikasiMikrokontrolerJakarta:. Daryanto, 2000, Teknik Elektronika, Edisi 1, Jakarta, PT. Bumi Aksara. Malvino, 1981, Prinsip-prinsip Elektronika, Edisi 2, Erlangga, Jakarta. Nalwan Paulus Andi, 2003, Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrolkontroler AT89C51, Cetakan 2, Jakarta, PT, Elexmedia Komputindo. Suhata, 2005, Aplikasi Mikrokontroler, Jakarta, PT. Elexmedia Komputindo. Sutrisno, 1985, Elektronika Teori dan Dasar Penerapannya, Jilid 1, ITB Bandung.



RANCANGAN ALAT PENGUKUR KECEPATAN KENDERAAN DI JALAN TOL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Recommend Documents