SAKLAR JARAK JAUH MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

SAKLAR JARAK JAUH MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

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

Disusun Oleh : ARI AMINTAS M3308009

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


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSETUJUAN


Disusun Oleh :

ARI AMINTAS NIM. M3308009

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan Di hadapan dewan penguji pada tanggal ____ ____ _______

Pembimbing Utama

Drs. SYAMSURIZAL NIP. 19561212 198803 1 001

commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN


Disusun oleh: ARI AMINTAS NIM. M3308009

Dibimbing oleh Pembimbing Utama

Drs. Syamsurizal NIP. 19561212 198803 1 001 Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir Program Diploma III Ilmu Komputer pada hari ____________tanggal _______________ Dewan Penguji: 1. Drs. Syamsurizal NIP. 19561212 198803 1 001

Tanda Tangan

(..........................................) 2.

Darsono, S. Si, M. Si NIP. 19700727 199702 1 001 (..........................................)

3.

Nanang Maulana Y, S. Si (..........................................) Surakarta,

Juli 2011

Disahkan oleh : Dekan Fakultas MIPA

Ketua Program DIII

Ir. Ari Handono Ramelan, M. Sc.(Hons), Ph. D commit to user NIP. 19610223 198601 1 001

Drs. Y. S. Palgunadi, M.Sc NIP. 19560407 198303 1 004

iii


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT

Ari Amintas. M3308009. THE WIRELESS SWITCH USING MICROCONTROLLER AT89S51. Final Project, Surakarta : Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta, 2011. The equipments that needs electricity can not be desperate by the using of the switch as a connector to the electricity, such as : lamp, fan, etc. Commonly people use switches placed on the static place such as wall. To turn the electricity equipments people need to directly push the switches that usually placed in the static place such as on the wall. By using remote as a signal transmitter, and the microcontroller as receiver and signal processor, so it can be produced switches terminal that can be controlled far away by using remote. Just by push a button on the remote switch to be ON or OFF condition. The output of switch terminal can be used for power supply of any electricity equipments. The remote that has so many button gives us many alternate to make channel for switch. This device has three channel output so people can easily switch those channels by using one remote and just point it to the receiver microcontroller. So that people will be simply to control many switch in their home. Keyword : Microcontroller AT89S51, Switch, Remote, Receiver.

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

INTISARI

Ari Amintas. M3308009. SAKLAR JARAK JAUH MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51. Tugas Akhir, Surakarta : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2011. Penggunaan peralatan-peralatan yang menggunakan sumber daya listrik tidak bisa dilepaskan dari pemakaian saklar sebagai penyambung / pemutus arus listrik. Misalnya : lampu, kipas angin, dsb. Pada umumnya saklar yang digunakan adalah saklar tombol yang dipasang pada suatu tempat yang tetap misalnya di dinding. Untuk menyalakan atau mematikan peralatan-peralatan listrik tersebut tentunya harus dengan menekan tombol saklar yang biasanya dipasang di tempat yang tetap. Dengan menggunakan remote sebagai pengirim sinyal, dan rangkaian mikro sebagai penerima, maka telah dibuat terminal saklar yang bisa dikendalikan dari jarak jauh menggunakan remote. Cukup dengan menekan tombol pada remote maka terminal akan berada dalam kondisi ON (dialiri arus) atau OFF (putus). Rangkian terminal tersebut dapat digunakan sebagai sumber daya untuk berbagai peralatan listrik. Remote memiliki begitu banyak tombol sehingga bisa memberikan banyak pilihan memilih chanel untuk saklar. Dalam pembuatan alat ini terdapat 3 channel sehingga orang dapat dengan mudah mengendalikan channel-channel dengan hanya menggunakan satu remote, cukup dengan mengarahkan remote ke penerima mikrokontrol. Sehingga akan lebih mudah dalam pengendalian banyak saklar. Kata kunci : Mikrokontroler AT89S51, Saklar, Remote, Penerima.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

MOTTO Laa khaula wa la quwwata illa billahil ‘aliyyul adzim ( Tiada daya dan upaya, kecuali semua kekuatan hanya dari Allah SWT )

Sebaik – baik manusia adalah yang bermanfaat bagi manusia lainya. (Hadist Riwayat. Bukhari dan Muslim)

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur, penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya dengan seluruh rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan baik dan lancar. Tugas

Akhir

dengan

judul

Saklar

Jarak

Jauh

Menggunakan

Mikrokontroler AT89S51, yang disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan program D3 pada Program Studi Teknik Komputer di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan, bimbingan, serta bantuan kepada penulis selama proses penyelesaian tugas akhir ini. Karena tanpa adanya dukungan dari mereka penulis tidak akan sanggup untuk menyelesaikan laporan dengan baik. Secara khusus saya ucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Ari Handono Ramelan, M. Sc.(Hons), Ph. D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret. 2. Bapak Drs. Y.S. Palgunadi, M. Sc. selaku Ketua Program Studi D3 Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret. 3. Bapak Drs. Syamsurizal selaku pembimbing dalam menyelesaikan tugas akhir, yang telah memberikan bimbingan secara moral maupun teknis. 4. Bapak dan Ibu yang telah memberi banyak bantuan dan motivasi baik secara moril maupun meteriil. 5. Teman-teman yang turut membantu dalam segala hal. 6. Dan semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, saya ucapkan banyak terima kasih. commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

Pada kesempatan ini penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya kepada semua pihak jika ada kesalahan-kesalahan dalam penulisan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa hasil karya ini belum sempurna, maka kritik dan saran selalu penulis harapkan dari pembaca dan pihak lain. Akhir kata tiada gading yang tak retak, penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Juli 2011

Penulis

commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

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

i

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

ii

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

iii

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

iv

INTISARI.........................................................................................................

v

MOTTO ...........................................................................................................

vi

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

vii

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

ix

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

xi

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

xiii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................

xiv

BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................

1

A. Latar Belakang Masalah .................................................................

1

B. Perumusan Masalah .......................................................................

2

C. Batasan Masalah.............................................................................

2

D. Tujuan dan Manfaat .......................................................................

2

E. Metodologi Penelitian ....................................................................

2

F. Sistematika Penulisan ....................................................................

3

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

4

A. Mikrokontroler AT89S51 ..............................................................

4

B. Konfigurasi Mikrokontroller AT89S51 .........................................

5

C. Special Function Register ..............................................................

8

D. Data Memori ..................................................................................

8

E. Remote VCD universal ..................................................................

8

F. Sensor Infrared ...............................................................................

11

G. Optocoupler .................................................................................... commit to user H. Triac ...............................................................................................

11

ix

12


digilib.uns.ac.id

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

13

A. Diagram Blok Sistem .....................................................................

13

B. Perancangan Perangkat Keras (Hardware).....................................

14

1. Remote VCD universal ............................................................

14

2. Unit penerima sinyal infrared...................................................

14

3. Sistem minimum mikrokontroler AT89S51 ............................

15

4. Unit saklar ................................................................................

15

5. Catu daya ..................................................................................

16

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA .........................................................

17

A. Pengujian ........................................................................................

17

1. Pengujian catu daya..................................................................

17

2. Pengujian remote ......................................................................

18

3. Pengujian sensor infrared .........................................................

19

4. Pengujian saklar .......................................................................

20

5. Pengujian software ...................................................................

21

6. Pengujian rangkaian keseluruhan .............................................

23

B. Analisa............................................................................................

24

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

27

A. Kesimpulan ....................................................................................

27

B. Saran ...............................................................................................

27

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi Mikrokontroller AT89S51 .......................................

5

Gambar 2.2 Remote VCD universal ................................................................

8

Gambar 2.3 Transmisi Protokol NEC ..............................................................

9

Gambar 2.4 Sinyal transmisi NEC ...................................................................

9

Gambar 2.5 Transmisi Custom Code ...............................................................

10

Gambar 2.6 Transmisi Data Code ....................................................................

10

Gambar 2.7 Sensor Infrared .............................................................................

10

Gambar 2.8 Optocoupler ..................................................................................

11

Gambar 2.9 Triac .............................................................................................

12

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ...................................................................

13

Gambar 3.2 Bagan Sensor Penerima Infrared .................................................

14

Gambar 3.3 Sistem minimum AT89S51 ..........................................................

15

Gambar 3.4 Rangkaian Saklar..........................................................................

15

Gambar 3.5 Rangkaian Catu Daya ...................................................................

16

Gambar 4.1 Uji catu daya.................................................................................

17

Gambar 4.2 Uji remote .....................................................................................

18

Gambar 4.3 Uji sensor infrared .......................................................................

19

Gambar 4.4 Rangkaian saklar ..........................................................................

20

Gambar 4.5 Text editor Notepad++ .................................................................

21

Gambar 4.6 ASM51 .........................................................................................

22

Gambar 4.7 AEC_ISP ......................................................................................

22

Gambar 4.8 Setup AEC_ISP ............................................................................

23

Gambar 4.9 Rangkaian Keseluruhan................................................................

23

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Pin Port 1 ..............................................................................

5

Tabel 2.2 Fungsi Pin Port 3 ..............................................................................

6

Tabel 4.1 Uji catu daya ....................................................................................

17

Tabel 4.2 Uji remote ........................................................................................

18

Tabel 4.3 Uji sensor infrared ............................................................................

19

Tabel 4.4 Uji saklar ..........................................................................................

20

Tabel 4.5 Uji rangkaian keseluruhan ...............................................................

24

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Penggunaan peralatan-peralatan elektronik dalam kehidupan sehari-hari seperti misalnya : lampu, televisi, kipas angin, dan lain sebagainya yang menggunakan sumber daya listrik PLN tidak bisa dilepaskan dari penggunaan saklar sebagai penyambung / pemutus arus listrik. Pada umumnya saklar yang digunakan adalah saklar tombol yang dipasang pada suatu tempat yang tetap misalnya di dinding. Untuk menyalakan atau mematikan peralatan-peralatan listrik tersebut tentunya harus dengan menekan tombol saklar yang biasanya dipasang di tempat yang tetap. Saat ini penggunaan saklar biasa masih menjadi pilihan utama dalam penggunaan peralatan listrik rumah tangga. Selain harganya relatif murah, juga karena alasan praktis dan kemudahan dalam pengoperasian. Namun salah satu kekurangan dari saklar biasa adalah posisi pemasangannya yang statis sehingga orang harus menekan tombol langsung pada saklar yang biasanya dipasang pada dinding. Dengan rangkaian saklar yang menggunakan remote, maka orang bisa mengendalikan saklar dari jarak cukup dengan menekan tombol pada remote. Hal ini tentunya akan lebih memudahkan dalam menghidupkan atau mematikan saklar. Dengan rangkaian saklar remote ini, orang bisa mengoperasikan saklar dari jarak jauh dengan beberapa channel menggunakan remote tanpa harus kontak langsung dengan saklar tersebut. Rangkaian saklar remote ini bisa dikendalikan dengan remote VCD universal yang dapat dengan mudah dijumpai di pasaran.

commit to user

1

2 digilib.uns.ac.id


B. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, rumusan masalah yang diangkat

adalah bagaimana

membuat

rangkaian saklar

yang dapat

dikendalikan oleh remote universal menggunakan mikrokontroler AT89S51?

C. Batasan Masalah Pembatasan masalah dalam pembuatan rangkaian saklar jarak jauh menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan remote universal ini antara lain : 1. Input saklar menggunakan remote VCD universal. 2. Pemroses sinyal remote menggunakan mikrokontroler AT89S51. 3. Rangkaian saklar menggunakan komponen utama Triac.

D. Tujuan dan Manfaat 1. Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah membuat rancang bangun rangkaian saklar jarak jauh menggunakan mikrokontroler AT89S51 dengan pengendali remote VCD universal. 2. Manfaat Manfaat pembuatan rangkaian ini adalah untuk mempermudah manusia dalam penggunaan saklar khususnya penggunaan alat-alat listrik dalam rumah tangga.

E. Metodologi Penelitian Adapun metodologi penelitian yang diterapkan antara lain : 1. Observasi a. Proses pencarian dan pengumpulan data mengenai komponen yang diperlukan dalam pembuatan saklar jarak jauh menggunakan remote VCD universal. b. Pengamatan dan pencatatan data yang digunakan sebagai dasar teori. commit to user

3 digilib.uns.ac.id


2. Studi Pustaka a. Membaca literatur atau bahan-bahan teori yang dapat menunjang penulisan laporan. b. Menerapkan

bahan-bahan

teori

yang

berkaitan

dengan

perancangan dan pembuatan laporan.

F. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab, yaitu : 1. Pendahuluan (BAB I) Memuat tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. 2. Landasan Teori (BAB II) Memuat tentang tinjauan pustaka dan teori-teori yang mendukung. 3. Desain dan Perancangan (BAB III) Memuat data-data yang diperlukan dalam perancangan sistem baik perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). 4. Implementasi dan Analisa (BAB IV) Memuat tentang langkah, hasil analisa dan pembahasan. 5. Penutup (BAB V) Berisi kesimpulan dan saran.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II LANDASAN TEORI

A. Mikrokontroler AT89S51 AT89S51 merupakan mikrokontroler yang dikembangkan oleh Atmel Corporation menggunakan teknologi yang sesuai dengan standar 8051. Mikrokontrol ini dirancang dengan teknologi CMOS dan memori non-volatile dari ATMEL dengan memori program internal (memori flash) sebesar 4 KB yang bisa diprogram dalam sistem (In-system programmable flash memoryISP). Fitur-fitur yang dimiliki mikrokontroler AT89S51 antara lain : 1. Kompatibel dengan produk MCS-51. 2. Memori flash 4 KB yang bisa diprogram ulang sampai 1000 siklus baca/tulis. 3. Voltase operasi 4.0V – 5.5V. 4. Bekerja pada frekuensi sampai 33 MHz. 5. RAM internal sebesar 128 byte. 6. 32 port I/O yang bisa diprogram. 7. 6 sumber interupsi. 8. Timer Watchdog yang bisa diprogram. 9. Dual data pointer. 10. Waktu pemrograman yang cepat. 11. Fungsi-fungsi penghematan daya (power down mode). (http://www.atmel.com)

commit to user

4

5 digilib.uns.ac.id


B. Konfigurasi Mikrokontroller AT89S51 Konfigurasi Mikrokontroller AT89S51 diperlihatkan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Konfigurasi Mikrokontroller AT89S51 (http://www.atmel.com) 1. Port 1 (P1.0 – P1.7) Port 1 merupakan port 8 bit dua arah (input/output) dengan pull up internal. Buffer output Port 1 bisa menangani sampai 4 masukan TTL. Ketika data FFH dikirim ke Port 1 maka Port 1 bisa menjadi port masukan. Port 1 bisa diakses menjadi port (P1) atau diakses per bit (P1.0-P1.7). Tabel 2.1 Fungsi Pin Port 1

2. Port 3 (P3.0 – P3.7) Port 3 merupakan port 8 bit dua arah (input/output) dengan pull up commit to user internal. Buffer output Port 3 bisa menangani sampai 4 masukan TTL.

6 digilib.uns.ac.id


Ketika data FFH dikirim ke Port 3 maka Port 3 bisa digunakan sebagai masukan. Port 3 bisa diakses sebagai port (P3) atau diakses per bit (P3.0P3.7). Tabel 2.2 Fungsi Pin Port 3

3. Port 0 (P0.0 – P0.7) Port 0 merupakan port 8 bit dua arah (input/output) dengan saluran terbuka (open drain). Port 0 mampu menangani 8 masukan TTL. Seperti halnya port-port yang lain, ketika data FFH dikirim ke port ini akan menjadi masukan dengan impedansi tinggi. Port 0 bisa diakses sebagai port (P0) atau diakses per bit (P0.0-P0.7). Karena sifatnya drain terbuka, P0 membutuhkan pull up eksternal pada saat dihubungkan dengan peralatan eksternal. 4. Port 2 (P2.0 – P2.7) Port 2 merupakan port 8 bit dua arah (input/output) dengan pull up internal. Buffer output Port 2 bisa menangani sampai 4 masukan TTL. Ketika data FFH dikirim ke Port 2 maka Port 2 bisa digunakan sebagai masukan. Port 2 bisa diakses sebagai port (P2) atau diakses per bit (P2.0P2.7). Selain sebagai port multiguna , P2 juga akan mengeluarkan alamat orde tinggi (A8-A15) pada saat menjalankan program dari memori program eksternal atau pada saat mengakses memori data eksternal yang menggunakan perintah pengalamatan 16 bit (perintah MOVX @DPTR). commit to user

7 digilib.uns.ac.id


5. RST Merupakan input Reset. Sebuah masukan tinggi pada port ini selama 2 siklus mesin pada saat osilator berjalan akan mereset mikrokontrol.

6. XTAL1 dan XTAL2 XTAL 1 merupakan masukan ke penguat osilator internal. Sedangkan XTAL 2 merupakan keluaran dari rangkaian penguat osilator internal. Sebuah kristal dan dua buah kapasitor yang dihubungkan ke pin ini sudah cukup untuk menyediakan sinyal detak (clock) untuk mikrokontrloler.

7. VCC dan GND VCC dan GND merupakan pin untuk tegangan DC. Mikrokontrloer 8051 standar membutuhkan tegangan DC sebesar 5 volt agar bisa bekerja dengan baik (standar TTL).

8. EA, ALE, PSEN PSEN atau program store enable adalah sinyal baca pada saat menjalankan program dari memori eksternal. Didalam aplikasi PSEN akan dihubungkan dengan sinyal RD memori program eksternal (EEPROM). ALE atau address latch enable adalah pulsa keluaran latch pada proses pengaksesan memori eksternal (program maupun data). Di dalam aplikasi ALE biasanya dihubungkan dengan masukan latch enable dari IC latch, 74373 misalnya. EA atau external access enable menentukan apakah alamat awal memori program berada di memori eksternal atau internal. (http://www.atmel.com)

commit to user


8 digilib.uns.ac.id

C. Special Function Register Mikrokontroler mempunyai sebuah peta memori yang disebut sebagai Special Function Register (SFR) . P0 berada di alamat 80H, P1 di alamat 90H, P2 di alamat A0H dan P3 di alamat B0H. (http://www.atmel.com)

D. Data Memori AT89S51 menggunakan 128 byte RAM yang bisa diakses dengan mode pengalamatan secara langsung dan tidak langsung. Operasi stack merupakan contoh dari pengalamatan tidak langsung. (http://www.atmel.com)

E. Remote VCD universal Remote infrared menggunakan sinar infrared dengan panjang gelombang 950 nm untuk mengirim beberapa byte informasi dalam kecepatan rendah. Meskipun sinar infrared digunakan untuk mengirim data biner (0/1), namun ini bukan represenatasi sederhana yang menyatakan status ON/OFF dari sinar infrared. Pada setiap remote memiliki protokol tersendiri tergantung pabrikan pembuatnya. Protokol RC-5/RC-6 banyak digunakan oleh Eropa dan Amerika, manufacturer Asia memiliki protokol-nya sendiri, yaitu NEC. Protokol NEC dikembangkan oleh NEC ( Nippon Electric Company ) Jepang. Protokol ini kemudian secara luas dipakai oleh manufacturer peralatan audio video Asia, sebut saja Toshiba, Sharp, Changhong, JVC, Shanghai. Di bawah ini adalah salah satu contoh remote yang menggunakan protokol NEC.

Gambar 2.2 Remote VCD universal commit to user (http://www.alibaba.com/product-gs/287254490/VCD_2_0_3_0.html)

9 digilib.uns.ac.id


Transmisi data yang menggunakan protokol NEC diawali dengan 1 leader code. Kemudian 16 bit custom code, 8 bit data code, 8 bit inverted data code, dan terakhir 1 bit stop. Panjang frame keseluruhan adalah 108 ms.

Gambar 2.3 Transmisi Protokol NEC Leader code tetap ON selama 9 ms, kemudian OFF selama 4,5 ms. Custom code dan data code berisi data biner (0/1). Data pada masing-masing bagian dikirim LSB terlebih dulu. Pembagian data biner (0/1) bukan berdasarkan pada status infrared ON/OFF melainkan berdasarkan panjang periode bit. Panjang custom code bervariasi tergantung data. Bagaimanapun, selama inverted code juga ditransmisikan, panjang data akan selalu tetap. Logika 1 adalah pulsa 1 selama 0,56 ms diikuti pulsa 0 selama 1,69 ms. Sedangkan logika 0 dalam protokol transmisi NEC adalah pulsa 1 selama 0,56 ms diikuti 0 selama 0,56 ms.

Gambar 2.4 Sinyal Transmisi NEC Standar frekuensi carrier yang digunakan adalah 38 kHz. Struktur sinyal remote yang dikirim dengan protokol NEC terdiri dari custom code dan data code. Custom code yang ditransmisikan lebih dulu memiliki panjang 16 bit yang terbagi menjadi dua bagian masing-masing panjangnya 8 bit. Saat commit to user

10 digilib.uns.ac.id


mengirim data, custom code mengirim LSB terlebih dahulu (C0 – C7), lalu inverted custom code (C0’ – C7’).

Gambar 2.5 Transmisi Custom Code Data yang ditransmisikan adalah 8 bit. Inverted code ditransmisikan berikutnya, maka total data yang dikirim adalah 16 bit. Ketika data diterima, data inverted digunakan untuk mengecek data yang telah dikirim.

Gambar 2.6 Transmisi Data Code (http://www2.renesas.com/faq/en/mi_com/f_com_remo.html)

F. Sensor Infrared

Gambar 2.7 Sensor Infrared commit to user



Merupakan sensor penerima sinyal infrared dari remote TV yang kaki outputnya bisa langsung dihubungkan dengan mikrokontroler. Sensor ini memerlukan suplay tegangan 5 volt. Fitur-fitur yang dimiliki antara lain : 1. Infrared detector 2. Tahan terhadap interferensi frekuensi akibat gangguan listrik 3. Membutuhkan konsumsi daya rendah 4. Dilengkapi filter internal terhadap frekuensi (http://www.vishay.com)

G. Optocoupler

Gambar 2.8 Optocoupler Prinsip kerja rangkaian ini adalah memanfaatkan masukan dengan arus yang kecil untuk menghidupkan LED di dalam kemasan IC tersebut yang akan menyulut triac yang berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat melewatkan arus bolak balik, keluaran optotriac inilah yang akan berhubungan langsung dengan sumber tegangan AC pada beban yang akan dikendalikan. Optotriac tipe MOC 3041 ini dilengkapi dengan rangkaian detektor pelintas nol (Zero Crossing Detector) yang mampu membuat optotriac ini mulai akan konduksi pada saat siklus tegangan masukannya pada nol. Hal ini akan mencegah terjadinya lonjakan arus yang besar secara tiba-tiba pada beban yang dikendalikan. Keuntungan dengan menggunakan IC ini adalah lebih terjaminnya keamanan rangkaian pengendali dari hubungan langsung terhadap tegangan jala-jala PLN. Hal commit ini dikarenakan to user terpisahnya aliran arus antara



beban pengendali dengan penggunaan optotriac. Optotriac MOC3041 bekerja pada level tegangan ac antara 200-400 Vac dengan tegangan masukan pada LED 2,3 VDC sedangkan arus kerjanya 200 mA. (http://nubielab.com/elektronika/analog/optotriac-moc-3041)

H. Triac

Gambar 2.9 Triac Triac

digunakan

sebagai

penghubung

antara mikrokontroler

dengan

peralatan listrik. Karena tegangan yang dikeluarkan mikrokontroler hanya berkisar 5 volt DC, maka tegangan ini tidak cukup untuk mengaktifkan peralatan listrik yang membutuhkan tegangan 220 Volt AC. Triac berfungsi sebagai saklar ketika pada kaki G mendapatkan arus yang kecil ± 50mA, maka kaki MT1 dan MT2 akan dapat melewatkan arus sehingga bisa digunakan sebagai saklar. (http://www.datasheet.com)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN SISTEM

A. Diagram Blok Sistem Sistem saklar menggunakan remote ini merupakan salah satu bentuk aplikasi penggunaan mikrokontroler AT89S51 sebagai suatu kontrol yang dapat menerima masukan dari sensor infrared untuk kemudian diproses sehingga dapat menghasilkan output sesuai instruksi-instruksi program yang telah dibuat. Jika tombol pada remote ditekan maka penerima akan menerima sinyal yang ditransmisikan oleh remote tersebut. Sinyal kemudian diteruskan ke mikrokontroler untuk diolah sehingga menghasilkan output yang akan mengaktifkan atau menonaktifkan port P0.0 dan P2.7 pada mikro. Port keluaran terhubung dengan transistor yang berfungsi sebagai penguat arus yang akan mengaktifkan Optocoupler. Optocoupler berfungsi untuk mengaktifkan Triac sehingga dapat melewatkan arus listrik PLN. Diagram blok dari sistem rangkaian saklar jarak jauh menggunakan remote ini ditunjukkan pada gambar 3.1 :

INPUT

PENERIMA

MIKROKONTROL

Remote VCD

Sensor

AT89S51

universal

Infrared

LISTRIK PLN 220 volt

RANGKAIAN SAKLAR

PENGUAT ARUS

 Optocoupler  Triac

Transistor

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem commit to user

13



B. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Perangkat keras yang perlu dipersiapkan dalam pembuatan rangkaian saklar jarak jauh menggunakan mikrokontroler AT89S51 antara lain : 1. Remote VCD universal Remote yang digunakan sebagai input atau pengirim sinyal adalah remote VCD universal. Remote ini yang nantinya akan digunakan sebagai pengirim sinyal ke rangkaian saklar. Tombol yang digunakan adalah tombol 1, 2, dan 3. Tombol 1 berfungsi sebagai pengendali saklar 1, tombol 2 sebagai pengendali saklar 2, sedangkan tombol 3 untuk mematikan saklar 1 dan 2.

2. Penerima sinyal infrared

Gambar 3.2 Bagan Sensor Penerima Infrared Unit penerima sinyal infrared merupakan bagian yang menerima sinyal infrared yang ditransmisikan oleh remote. Sensor infrared memiliki 3 kaki yaitu kaki GND, VCC, dan OUT. Suplay tegangan yang dibutuhkan adalah 5 volt. Pada rangkaian penerima di atas ditambahkan elco 4,7 uF yang berfungsi untuk menstabilkan sensor dari noise atau interferensi sinyal dari lingkungan. Kaki out sensor bisa langsung dihubungkan ke mikro.

commit to user



3. Sistem minimum mikrokontroler AT89S51

Gambar 3.3 Sistem minimum AT89S51 Sistem minimum AT89S51 merupakan tempat pemrosesan, pengontrolan terhadap input dan output. Adapun port-port yang digunakan antara lain : a. P3.3 (INT1) digunakan sebagai port inputan dari sensor infrared yang menerima sinyal masukan dari remote. b. P0.0 digunakan sebagai port keluaran/output ke saklar 1, sedangkan P2.7 digunakan sebagai port keluaran/output ke saklar 2.

4. Unit saklar

Gambar 3.4 Rangkaian Saklar commit to user



Pada rangkaian saklar di atas digunakan transistor NPN BC547 sebagai penguat arus. Arus output dari mikro dikuatkan oleh transistor sehingga cukup untuk mengaktifkan Optocoupler MOC3041 dan menyalakan led indikator. Selanjutnya optocoupler yang dalam keadaan aktif akan mengaktifkan triac sehingga dapat mengalirkan arus listrik PLN. Beban pada gambar merupakan peralatan listrik rumah tangga seperti misalnya lampu, kipas angin, dan lain-lain.

5. Catu daya AN7805

Gambar 3.5 Rangkaian Catu Daya Pada rangkaian catu daya di atas menggunakan trafo 1000mA yang diturunkan tegangannya menjadi 6 volt, kemudian menggunakan 4 buah dioda untuk menyearahkan arus listrik sehingga diperoleh arus DC. Keluaran dari dioda dihubungkan dengan IC regulator AN7805 agar output tegangan menjadi 5 volt. Sebelum dan sesudah arus melalui IC AN7805 ditambahkan kapasitor 100nF agar arus yang dihasilkan dari catu daya stabil.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

A. Pengujian Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat maka langkah berikutnya adalah melakukan pengujian terhadap rangkaian yang telah dibuat. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian yang dibuat sudah dapat digunakan sesuai dengan perencanaan yang ada. Pengujian dan analisa yang dilakukan meliputi pengujian catu daya, pengujian remote, pengujian saklar, dan pengujian rangkaian secara keseluruhan. 1. Pengujian catu daya Hal pertama yang harus dilakukan dalam pengujian rangkaian ini adalah menghubungkan rangkaian catu daya dengan jala - jala PLN 220V, kemudian mengukur tegangan pada kaki IC 7805 sebelum dan sesudah dihubungkan dengan rangkaian.

AN7805

Gambar 4.1 Uji catu daya Hasil pengujian catu daya : Tabel 4.1 Uji catu daya Keterangan Sebelum dihubungkan dengan rangkaian Sesudah dihubungkan dengan rangkaian

commit to user

17

Tegangan 4,8 volt 4,8 volt



2. Pengujian remote Pengujian remote dilakukan dengan melakukan uji tiap tombol apakah dapat mengirimkan sinyal dengan baik atau tidak, pengujian ini dilakukan dengan menggunakan sensor infrared yang diberi catu daya 5 volt dan menghubungkan kaki Out-nya pada probe positif voltmeter, sedangkan probe negatif voltmeter dihubungkan ke ground. Batas ukur voltmeter pada DC 10 volt.

Gambar 4.2 Uji remote Jika tombol remote dalam keadaan baik (dapat mengirim sinyal) maka indikatornya adalah terjadi perubahan tegangan pada kaki out sensor infrared, jarum penunjuk pada voltmeter akan bergerak ke kiri, ketika tombol dilepas jarum kembali ke posisi semula.

Tombol 1 2 3 4 5 6 7 8

Tabel 4.2 Uji remote Jarum Voltmeter Keterangan tombol Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik Bergerak Baik commit to user



3. Pengujian sensor infrared Sensor

45 º

45 º 30 º 30 º

0º Gambar 4.3 Uji sensor infrared Sensor infrared memiliki daya jangkau dan juga sudut penerimaan sinyal yang tertentu. Untuk melakukan pengujian sensor dilakukan dengan cara yang hampir sama dengan cara pegujian remote di atas, hanya saja dilakukan pada jarak dan sudut yang berbeda-beda untuk mengetahui sensitifitas sensor infrared. Indikator sensor dapat menerima sinyal remote adalah ketika jarum pada voltmeter bergerak atau merespon ketika tombol remote ditekan. Jarak (m) 4 4 4 6 6 6 8 8 8 10 10 10 12 12 12 >12 >12 >12

Tabel 4.3 Uji sensor infrared Sudut (º) Jarum Voltmeter 0 Bergerak 30 Bergerak 45 Bergerak 0 Bergerak 30 Bergerak 45 Bergerak 0 Bergerak 30 Bergerak 45 Tidak Bergerak 0 Bergerak 30 Tidak Bergerak 45 Tidak Bergerak 0 Bergerak 30 Tidak Bergerak 45 Tidak Bergerak 0 Tidak Bergerak 30 Tidak Bergerak commit to user 45 Tidak Bergerak

Keterangan sensor Respon Respon Respon Respon Respon Respon Respon Respon Tidak respon Respon Tidak respon Tidak respon Respon Tidak respon Tidak respon Tidak respon Tidak respon Tidak respon



4. Pengujian saklar

Gambar 4.4 Rangkaian saklar Ketika kaki VCC diberi suplay tegangan 5 volt dan kaki GND dihubungkan ke ground, maka rangkaian dalam keadaan siap menerima inputan dari mikro. Arus yang keluar dari output mikro berkisar 0,1 mA, maka diperlukan transistor yang berfungsi sebagai penguat arus. Ketika kaki Basis dari transistor BC547 mendapatkan arus inputan dari mikro, maka akan terjadi aliran arus dari vcc ke kaki Kolektor dari transistor yang selanjutnya akan diteruskan ke kaki Emitor untuk mengaktifkan optocoupler. Ketika optocoupler dialiri arus led indikator akan menyala, kemudian akan mengalirkan arus menuju triac. Arus dari optocoupler akan menuju kaki G (gate) sebagai pemicu sehingga kaki MT1 dan MT2 dapat terhubung dan bisa melewatkan arus listrik PLN. Pada pengujian saklar ini menggunakan indikator led dan lampu bolam, jika saklar dalam keadaan baik maka ketika input dari mikro bernilai 0 atau tidak ada arus yang mengalir maka led indikator dan bohlam mati, jika ada arus inputan dari mikro ke kaki basis transistor, maka led indikator dan bohlam akan menyala. Hasil pengujian saklar : Input dari mikro Tidak ada arus Dialiri arus

Tabel 4.4 Uji saklar Led indikator Mati Menyala commit to user

Lampu bohlam Mati Menyala



5. Pengujian software Dalam membuat program untuk di-download ke mikrokontroler AT89S51 ini digunakan editor Notepad ++ untuk menulis skrip dalam bahasa assembly, ASM51 untuk meng-compile file *.asm menjadi *.hex yang siap di-download kan ke mikro, dan Program AEC_ISP untuk men-download file *.hex melalui port paralel komputer. a. Editor Notepad ++

Gambar 4.5 Text editor Notepad++ Skrip ditulis menggunakan text editor Notepad ++ kemudian disimpan dalam ekstensi *.asm.

commit to user



b. ASM51

Gambar 4.6 ASM51 File yang telah disimpan dalam ekstensi *.asm kemudian di-compile menggunakan software ASM51 sehingga menjadi file *.hex yang siap di-download kan ke mikro. c. AEC_ISP

Gambar 4.7 AEC_ISP Software ini

digunakan untuk

men-download

file *.hex

ke

mikrokontroler AT89S51 melalui port paralel. Untuk menggunakan software caranya : i. Hubungkan terlebih dahulu port paralel dengan rangkaian downloader AT89S51. commit to user



ii. Buka software AEC_ISP.exe iii. Tekan tombol J pada keyboard untuk melakukan setup. Pastikan pilihan no 1 dan 2 dalam keadaan Yes, tentukan target device dan port paralel yang digunakan. Jika sudah pilih Save setup untuk menyimpan konfigurasi software.

Gambar 4.8 Setup AEC_ISP iv. Tekan tombol A pada keyboard untuk memilih file *.hex yang akan di-download ke mikrokontroler. v. Tekan E untuk melakukan download, tunggu hingga proses selesai.

6. Pengujian rangkaian keseluruhan

Gambar 4.9 Rangkaian keseluruhan commit to user



Pengujian

rangkaian

secara

keseluruhan

dilakukan

dengan

menghubungkan rangkaian dengan catu daya 5 volt dan menghubungkan bagian saklar dengan input listrik PLN 220 volt. Pengujian dilakukan dengan menekan tombol 1, 2, dan 3 ke arah sensor penerima infrared, indikator rangkaian bekerja dengan baik adalah jika ketika tombol remote ditekan indikator led pada rangkaian dan lampu bohlam menyala sesuai chanelnya. Hal itu juga tergantung dari jarak dan sudut penerimaan remote seperti yang telah dilakukan pengujian pada sensor penerima. Hasil pengujian keseluruhan rangkaian : Tabel 4.5 Uji rangkaian keseluruhan Tombol 1

Led Respon

Bohlam Respon

2

Respon

Respon

3

Respon

Respon

Keterangan Saklar 1 : Ketika ditekan 1x led dan bohlam menyala, ketika ditekan 1x lagi led dan bohlam mati Saklar 2 : Ketika ditekan 1x led dan bohlam menyala, ketika ditekan 1x lagi led dan bohlam mati Ketika ditekan 1x maka saklar 1 dan 2 mati

B. Analisa Pada setiap penekanan tombol remote VCD, ada data-data yang ditransmisikan ke sensor infrared. Data-data tersebut berupa data biner yang bernilai 0 atau 1. Remote yang digunakan dalam rangkaian saklar jarak jauh ini adalah jenis remote yang menggunakan protokol transmisi NEC. Seperti yang telah dibahas pada landasan teori, bahwa ketika satu tombol remote ditekan, maka akan mengirim leader code, custom code, dan data code. Leader code merupakan bit awal yang ditransmisikan oleh remote, kemudian dilanjutkan 8 bit custom code yang menunjukkan alamat device. Baik leader code maupun custom code tidak digunakan dalam pemrosesan sinyal remote ini karena dalam satu remote nilainya pasti sama. Sedangkan data code memuat bit-bit command atau perintah yang masing-masing tombol berbeda. commit to user



Dengan memanfaatkan perbedaan nilai bit-bit data code ini bisa digunakan sebagai masukan ke mikrokontrol sehingga dihasilkan keluaran yang bervariasi. Misalnya tombol 1 untuk mengendalikan P0.0, tombol 2 untuk mengendalikan P2.7, tombol 3 untuk mengendalikan P0.0 dan P2.7. jumlah keluaran yang dapat dihasilkan tentunya sebanyak jumlah tombol yang ada pada remote. Ketika tombol 1 pada remote ditekan, sensor infrared menerima data-data yang ditransmisikan, kemudian dari sensor diteruskan ke mikro melalui kaki P3.3 (INT1). Setelah mendapatkan interupsi, maka mikro akan melakukan delay selama 40,5 ms. Hal ini dilakukan untuk mengabaikan bit-bit leader code yang memiliki periode 13,5 ms dan bit-bit custom code yang memiliki periode 27 ms. Setelah itu mikro mulai menyimpan data code yang memiliki panjang 8 bit. Data-data yang disimpan berupa data biner yang diterima oleh sensor secara berurutan dari LSB ke MSB. Kemudian bit-bit data tersebut disimpan dalam accumulator satu per satu dengan cara menggeser bit ke kiri dengan perintah RLC A. Setelah data-data tersebut tersimpan secara utuh, maka dilakukan pengecekan terhadap nilai data tersebut. Jika sesuai dengan yang dituliskan dalam perintah, maka mikro akan mengaktifkan port-port yang dituliskan dalam perintah tersebut. cjne A,#90H,cekCH2

;apakah data=90h

cpl

;channel 1 ON/OFF

CH1

CekCH2: cjne A,#0B8H,cekCH3

;apakah data=B8h

cpl

;channel 2 ON/OFF

CH2

CekCH3: cjne A,#0F8H,cekCH4

;apakah data=F8h

clr CH1

;channel 1 OFF

clr CH2

;channel 2 OFF

cekCH4: jmp mulai commit to user



Dari potongan skrip di atas dapat diketahui bahwa mikro melakukan pengecekan nilai data dari suatu tombol remote yang ditekan. Jika tombol 1 ditekan maka remote akan mentransmisikan data code dengan nilai dalam hexadesimal = 90h, maka ketika data tersebut berhasil disimpan oleh mikro, selanjutnya bisa digunakan untuk merubah keadaan P0.0 dari 0 menjadi 1, ketika tombol ditekan lagi maka keadaan juga akan berubah berkebalikan, dari 1 menjadi 0, begitu seterusnya sehingga tombol 1 bisa digunakan untuk ON sekaligus OFF P0.0. Tombol 2 juga memiliki fungsi serupa dengan tombol 1, hanya saja yang dikendalikan adalah P2.7. Sedangkan tombol 3 digunakan untuk merubah kondisi P0.0 dan P2.7 menjadi 0 atau untuk mematikan kedua saklar. Jika ditekan selain tombol 1, 2, atau 3 maka tidak akan menghasilkan respon apa-apa terhadap rangkaian saklar karena dalam skrip hanya dibatasi untuk tombol 1, 2, dan 3 seperti terlihat dalam potongan skrip tersebut di atas. Jadi jika ingin menambahkan beberapa channel, maka dalam potongan skrip di atas harus ditambahkan juga beberapa kondisi lagi. Penggunaan remote sebagai masukan pun hanya terbatas pada remote yang memiliki protokol transmisi NEC, selain itu tentunya tidak bisa diterapkan untuk rangkaian saklar jarak jauh ini karena beda protokol akan menghasilkan perbedaan pada data yang ditransmisikan sehingga tidak akan bisa terbaca oleh mikro.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan Dari pengujian hardware dan software serta analisa yang telah dilakukan pada pembuatan rangkaian saklar jarak jauh menggunakan remote universal ini diperoleh kesimpulan yaitu : 1. Dengan menggunakan sinyal transmisi remote VCD universal, telah dibuat sebuah sistem rangkaian saklar yang dikendalikan dari jarak jauh dengan memanfaatkan tombol-tombol pada remote sebagai masukan saklar. 2. Sensor infrared dapat menangkap sinyal dari remote dengan baik pada sudut penerimaan yang tegak lurus terhadap sensor pada jarak maksimum 12 m, sedangkan jika pada sudut penerimaan 45º sensor dapat menangkap sinyal remote dengan baik maksimum pada jarak 8 m. 3. Alat ini memiliki dua channel output yang masing-masing dikendalikan oleh tombol 1 dan tombol 2 pada remote, sedangkan tombol 3 digunakan untuk mematikan channel 1 dan 2.

B. Saran Untuk penyempurnaan

lebih lanjut maka beberapa saran perlu

ditambahkan antara lain : 1. Jarak terima sinyal oleh sensor hanya ≤ 12 meter, untuk jarak yang lebih jauh lagi bisa dikembangkan dengan menggunakan bluetooth.

commit to user

27


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto. 2006. Belajar mikrokontroler AT89C51/52/55. Yogyakarta : Gava Media. Agfianto. 2010. Tip dan Trik Mikrokontroler AT89 dan AVR. Yogyakarta : Gava Media. http://www.atmel.com di-download tanggal : 15 Mei 2011 http://www.datasheet.com di-download tanggal : 15 Mei 2011 http://www.nubielab.com/elektronika/analog/optotriac-moc-3041 di-download tanggal : 15 Mei 2011 http://www.vishay.com di-download tanggal : 15 Mei 2011 http://www.alibaba.com/product-gs/287254490/VCD_2_0_3_0.html di-download tanggal : 12 Juli 2011 http://www2.renesas.com/faq/en/mi_com/f_com_remo.html di-download tanggal : 13 Juli 2011

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user

SAKLAR JARAK JAUH MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51 TUGAS AKHIR

Recommend Documents