TIMER WITH METAL TOOL WITH MONEY AT89S51 MICROCONTROLLER ACHMAD FARDIYANSYAH, Dr.Ir.Hartono Siswono. MTS Undergraduate Program, 2009 Gunadarma University http://www.gunadarma.ac.id key words: coin, coin counters equipment design, photo transistors ABSTRACT : Coin is one currency that people use, if you have large quantities of it will be difficult and inefficient in the count if the count manually. Coin Counters Equipment Design is made by using infrared sensors and photo transistors and controlled by the microcontroller AT89S51.
ALAT PENGHITUNG UANG LOGAM DENGAN MIKROKONTROLER AT89S51 Achmad Fardlyansyah Dr. Ir. Hartono Siswono, MT Setiyono, ST., MT Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro – Universitas Gunadarma ABSTRAK
Uang logam merupakan salah satu mata uang yang dipakai masyarakat, jika mempunyai dalam jumlah yang banyak maka akan mendapat kesulitan dalam menghitungnya dan tidak efisien jika menghitung manual. Perancangan Alat Penghitung Uang Logam ini dibuat dengan menggunakan sensor inframerah dan foto transistor dan dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51. Sensor tersebut akan mendeteksi adanya uang logam yang melewatinya karena terdorong oleh motor dc yang dijalankan dan diberhentikan dengan saklar push button dan hasil perhitungan akan ditampilkan di seven segment maksimal angka 100, perancangan alat ini dilengkapi dengan wadah yang dapat menampung uang logam dengan nominal 100,200,500 rupiah yang dipisahkan manual dan dilakukan perhitungan pada uang logam berdasarkan nominal tersebut secara tidak serempak diatur dengan saklar 3 posisi, dan LED sebagai indikatornya Dengan adanya alat penghitung uang logam dengan mikrokontroler AT89S51 ini akan membantu dan mempermudah dalam menghitung jumlah dari uang logam secara otomatis, dan mempersingkat waktu. Kata Kunci : Alat Penghitung, Uang Logam, Mikrokontroler AT89S51 1. PENDAHULUAN
Uang memiliki fungsi sebagai alat tukar, satuan hitung dan penyimpan nilai, Syarat-syarat menjadi uang adalah diterima secara umum (acceptability), tahan lama (durability), tidak mudah dipalsukan, kualitas cenderung sama dan jumlahnya dapat memenuhi kebutuhan. Uang memiliki tiga nilai yaitu nilai intrinsik (nilai bahan mata uang), nilai nominal (nilai yg tercantum) dan nilai tukar (kemampuan menukar barang), uang merupakan alat tukar yang berguna untuk membeli suatu barang atau jasa. Uang yang beredar di masyarakat terdiri dari dua jenis yaitu uang logam dan uang kertas. jika kita
mempunyai uang logam yang jumlahnya cukup banyak dan masih tercampur maka kita dapat menghitung secara manual, namun menghitung secara manual kurang efektif karena dalam perhitungan secara manual pasti ada faktor kesalahanya, kemudian membutuhkan waktu yang cukup lama dan ketelitian dalam menghitung secara manual karena bentuk uang logam yang kecil. Oleh karena itu penulis berkeinginan atau bermaksud untuk merancang dan membuat suatu alat yang berfungsi sebagai penghitung uang logam yang dapat mempermudah dalam menghitung jumlah dari keping-keping uang logam yang akan dihitung secara otomatis, dan dapat mempersingkat waktu kita dalam menghitung
uang logam tersebut, karena masih jarang di temukan suatu alat yang digunakan untuk menghitung uang logam sehingga penulis membuat alat tersebut dan penulis merancangnya dengan menggunakan IC mikrokontroler AT89S51 dan sensor inframerah dengan foto transistor sebagai rangkaian elektroniknya.
keluaran. Bila tegangan non- inverting lebih besar dari pada tegangan inverting, pembanding akan menghasilkan tegangan keluar yang tinggi (high). Bila masukan non-inverting lebih kecil dari pada masukan inverting maka keluarannya rendah (low). Keluaran yang tinggi nilainya + saturasi dan keluaran yang rendah nilainya –saturasi. Untuk mendapatkan konsep dasar yang sederhana pada sebuah pembanding adalah dengan memasang sebuah Op-Amp tanpa tahanan-tahanan umpan balik. Bila masukan inverting dihubungkan dengan tegangan masukan yang amat kecil (dalam satuan milivolt), sudah cukup untuk membuat Op-Amp menjadi jenuh. 2.2 Motor DC dan IC L293D
Gambar 1. Blok Sistem Perancangan Alat
Penghitung Uang Logam
2. LANDASAN TEORI 2.1 Op-Amp
Sebagai
Pembanding
Tegangan Pembanding tegangan akan membandingkan sebuah tegangan masukan dengan tegangan masukan lainnya. Gambar 2 menunjukkan pembanding tegangan sederhana.
Gambar.2 Rangkaian Pembanding Tegangan
Sebuah pembanding adalah rangkaian dengan dua tegangan masuk (inverting dan non inverting) dan satu tegangan
Motor dc adalah motor yang biasa digunakan pada perangkat elektronika dalam hal ini motor digunakan untuk yang fungsinya untuk menggerakan suatu benda menggerakan palang pintu parkir. Motor dapat bergerak kearah kanan dan kearah kiri jika motor dc dapat kontak dari relay. Konfigurasi motor dapat dilihat pada gambar dibawah ini Motor driver merupakan suatu rangkaian yang mengatur kerja motor atau bias dikatakan sebagai suatu rangkaian penggerak motor sehingga motor tersebut bekerja atau beroperasi sesuai dengan apa yang kita kehendaki. Pada saat motor ini beroperasi atau bekerja biasanya terjadi induksi yang mengakibatkan tegangan menjadi sangat tinggi, sehingga diperlukan suatu rangkaian motor driver yang mengatur motor agar pada saat motor tersebut beroperasi dia tidak akan mengakibatkan gangguan kepada rangkaian – rangkaian lain yang berhubungan dengan motor. Pada pembuatan alat ini penulis menggunakan IC L293D sebagai Motor driver. IC L293D mempunyai empat pin input dan empat pin output. Dapat dilihat pada gambar.3 pada IC L293D merupakan
rangkaian penyangga ( Buffer ) pada system digital yang dapat memperahankan jumlah tegangan maupun arus sehingga dapat menggerakkan motor DC dengan stabil tanpa mempengaruhi rangkaian lainnya.
dapat dilihat tetapi gelombang radio.
lebih
pendek
dari
Gambar 5. Lambang Infrared dan Bentuk Fisiknya
Gambar 3. IC L293D
Apabila LED Infra-merah tersebut dilalui arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED Inframerah diperlihatkan pada Gambar 3. Intensitas cahaya yang dikeluarkan oleh LED Inframerah ter-gantung arus yang mengalir pada LED Inframerah tersebut. Semakin besar arus yang melaluinya maka intensi-tas cahaya yang dikeluar-kan akan semakin besar dan semakin kecil arus yang melalui LED Inframerah tersebut maka akan semakin kecil pula intensitas cahaya yang dikeluarkan.
2.3 Foto Transistor Pada perancangan alat ini digunakan komponen optoelektro-nika yaitu fototransistor yang berfungsi sebagai pendeteksi / sensor. Fototransistor yang digunakan pada rangkaian ini adalah jenis transistor bipolar NPN dengan sam-bungan kolektor-basis PN yang peka cahaya.
2.5 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah single chip komputer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk tugas-tugas yang berorientasi kontrol. Pada perancangan alat ini digunakan mikrokontroler tipe AT89S51, dimana fitur-fitur yang dimiliki oleh tipe tersebut adalah : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Gambar 4. Rangkaian Fototransistor 2.4 LED Inframerah
LED Inframerah ada-lah dioda yang dapat me-mancarkan cahaya dengan panjang gelom-bang lebih panjang dari cahaya yang
4K bytes ROM 128 bytes RAM 4 buah 8-bit I/O port 2 buah 16-bit timer Interface komunikasi serial 64K pengalamatan kode (program) memori 7. 64K pengalamatan data memori 8. Processor Boolean (satu bit-satu bit) 9. 210 lokasi bit-addressable 10. 4 bus operasi pengalian atau pembagian
Gambar 6. Konfigurasi Pin Pada AT89S51
2.6 Seven Segment Penampil seven segment merupakan sekumpulan LED yang disusun sedemikian rupa sehingga dengan menyalanya garisgaris tertentu dan garis-garis tertentu akan membentuk angka desimal yang dikehendaki. Penampil seven segment dapat menampilkan bilangan desimal 0 sampai 9 atau suatu abjad untuk sebuah seven segment.
Gambar 8. Seven Segment Common Anoda
Untuk menggunakan tujuh ruas Common Anoda, dekoder yang harus digunakan adalah dekoder bersifat Aktif Low. Contohnya : IC TTL 7447,74247, BCD to 7 Segmen Dekoder. Namun Pada alat pendeteksi jarak ini penulis memakai mikrokontroler AT89S51, dimana mikrokontroler ini bersifat aktif low baik outputnya maupun inputannya. Resistor digunakan sebagai pembatas arus yang melewati LED pada ruas, dimana standar arus pada LED bernilai 10 mA sampai 20 mA.
Gambar 7. Seven Segment
2.7 Saklar Push Button Dan Rotari 3 Posisi
Pada gambar diatas setiap garis (segment) diberi tanda-tanda tersendiri dengan simbol a,b,c,d,e,f dan g. biasanya setiap garis ini terbuat dari LED (Light Emitting Dioda) yang jika menyala akan membentuk garis. LED adalah dioda semikonduktor yang akan menyala jika diberi tegangan. Pada rangkaian ini penulis menggunakan Seven Segment berjenis CA. Penampil tujuh ruas ini merupakan suatu tujuh ruas dimana anoda dari LED terhubung ke VCC atau “High” dan catoda dihubungkan ke dekoder.
Saklar merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai pengkondisi on atau off suatu rangkaian, atau merupakan komponen yang berfungsi meng hubungkan atau memutus suatu rangkaian dengan rangkaian lain simbol saklar
3. METODE PENELITIAN
Mengumpulkan bahan-bahan komponen elektronika yang
dan akan
dipergunakan untuk perancangan alat.Melakukan perancangan alat penghitung uang logam dengan mikrokontroler AT89S51. Membuat perancangan sensor dan rangkaiannya yang diletakkan pada wadah penghitung uang logam, Sensor yang digunakan adalah LED inframerah dan fototransistor. Membuat pengaturan dan pergerakan motor dc dengan IC L293 D sebagai driver motor dan mekanisasinya dalam wadah penghitung uang logam. Membuat tempat atau kotak untuk menyatukan rangkaian dan mekanisasi dari alat penghitung uang logam. Melakukan kegiatan-kegiatan atau percobaan di laboratorium yang dapat menunjang perencanaan alat. 4. PERANCANGAN ALAT 4.1 Perancangan Bentuk Fisik
Dalam perancangan alat penghitung uang logam ini, selain perancangan wadah uang logam beserta mekaniknya seperti gambar 9 dan 10, juga dirancang rangkaian elektronika.
Gambar 9. Sketsa Fisik Alat Penghitung Uang Logam
Gambar 10. Bentuk Wadah Dan Mekanik Alat Penghitung Uang Logam
Didalam perancangan elektronik alat ini terdapat masukkan berupa sensor dan saklar push button yang diproses oleh mikrokontroller AT89S51 dan saklar rotari 3 posisi sebagai pengkondisi akan menghasilkan keluaran berupa motor dc,seven segment dan LED Secara keseluruhan alat ini dirancang dengan menggunakan hardware (Masukkan berupa sensor, saklar push button, saklar rotari 3 posisi dan keluaran berupa motor dc,seven segment dan LED) dan software (kendali mikrokontroller). Masukkan pada alat ini berupa sensor yang menghasilkan dua kondisi yaitu high dan low, dengan menggunakan program maka hanya masukkan low sajalah yang akan diproses. Setelah masukkan diproses maka keluaran seperti motor dc,seven segment dan led akan aktif. Rangkaian keseluruhan dari perancangan digambarkan pada gambar 11.
motor aktif dan seven segment mengcounter penambahan, dapat diberhentikan motor dan counter penambahan dengan penekanan saklar push button OFF namun tampilan seven segment tetap hidup.Dan untuk mereset tampilan seven segment dapat menekan saklar push button reset, jika ingin mulai menghitung uang logam dari nominal yang lain.
Gambar 11. Rangkaian Keseluruhan Alat Penghitung Uang Logam 4.2 Perancangan Program Dengan
Diagram Alir Pada pembuatan alat penghitung uang logam ini dibutuhkan program untuk mengendalikan semua proses kerja dari alat ini untuk memudahkan pembuatan program diperlukan flowchart. Flowchart dari pembuatan program alat ini dibuat pada gambar 12. Pada kondisi awal alat ini setelah saklar catu daya dihidupkan, ditaruh uang logam 100, 200, 500 rupiah pada wadah alat tersebut. Kemudian memilih dengan saklar rotari 3 posisi sesuai dengan kondisi pilihan uang logam mana yang akan dihitung yang berada pada wadah uang logam. Setelah itu tekan saklar push button ON untuk mengaktifkan motor dc dan menggerakkan uang logam kemudian uang logam yang jatuh akan menghalangi sensor dan akan mengaktifkan tampilan seven segment dan mengaktifkan counter penambahan angka sesuai dengan hasil uang logam yang telah dihitung. Namun selama
Gambar 12. Flowchart Dari Alat penghitung Uang Logam 5. PENGAMBILAN DATA DAN ANALISA
Uji coba alat penghitung uang logam ini dengan tujuan untuk mengetahui apakah alat ini berfungsi atau tidak. Adapun uji coba alat ini dibagi menjadi bagian untuk memudahkan pengambilan data yaitu uji catu daya, uji rangkaian sensor dan saklar push button, uji coba rangkaian motor dc dan
driver, saklar rotari 3 posisi dan LED, dan uji coba alat penghitung uang logam.
keluaran pengendali mikrokontroller yaitu pada port 0.5 dan port 0.7 yang telah diatur dengan program
5.1. Pengujian Alat
Sistem kerja keseluruhan dari alat penghitung uang logam menggunakan catu daya dengan tegangan 5 volt dan 12 volt. Tegangan 5 V dibutuhkan untuk tegangan masukkan sensor, saklar push button, kendali mikrokontroller AT89S51, dan LED. Sedangkan tegangan 12 V dibutuhkan sebagai sumber tegangan motor dc dan driver IC L293D. Tegangan pada lilitan sekunder adalah 17 V sehinggga dibutuhkan IC regulator 7812 yang diredam menggunakan IC 7802 meredam tegangan sebanyak 5 V. Uji Coba Sensor Pada Saat Tidak Terhalang Terhadap Besar Resistansi Potensiometer Pengambilan data sensor dilakukan dengan mengubah resistansi potensimeter yang berada di rangkaian komparator(sensor) pada terminal non inverting op-amp. Pengujian sensor ini ditujukan untuk mengetahui aktif atau tidaknya keluaran pada rangkaian sensor. Rangkaian Saklar Push Button Untuk mengaktifkan masukan ke mikrokontroler diperlukan tegangan 0V agar dapat mengaktifkan keluaran yang terhubung oleh mikrokontroler. Saklar push button akan mengaktifkan mikrokontroler jika menghubungkannya dengan 0V ”ground”, masukan tegangan 5V tidak akan menghasilkan keluaran pada mikrokontroler . Motor Dc dan Driver Motor dc yang digunakan dalam pembuatan alat penghitung uang logam ini adalah jenis motor dc dengan dua polaritas, dimana untuk mengaktifkan koilnya yang melalui driver IC L293D dibutuhkan tegangan sebesar 5 V dan 0 V. Tegangan sebesar 5 V dan 0 V ini dihasilkan dari
LED dan Saklar Rotari 3 Posisi Panel LED dan saklar rotari 3 posisi merupakan kondisi pilihan yang menentukan alat dapat bekerja pada uang logam 100, 200, atau 500 rupiah, pengujian LED mana yang akan nyala, rangkaian sensor mana yang aktif, dan motor dc mana yang dapat berputar hanya ditentukan dari posisi saklar 3 posisi.
5.2 Pengambilan Data Alat Penghitung Uang Logam Pada pengujian dan pengambilan data alat penghitung uang logam ini menggunakan uang logam perak pecahan 100, 200, 500 rupiah berdasarkan wadah yang dibuat dari diameter logam-logam tersebut. Untuk wadah uang logam 100 rupiah dapat menampung uang logam kurang lebih sebanyak 113 keping uang logam pada tabung penampungnya dengan diameter tabung 2,4 Cm dan tinggi tabung 21,5 Cm, untuk uang logam 200 rupiah dapat menampung uang logam kurang lebih sebanyak 89 keping uang logam pada tabung penampungnya dengan diameter tabung 2,6 Cm dan tinggi tabung 20,5 Cm, dan untuk uang logam 500 rupiah dapat menampung uang logam kurang lebih sebanyak 78 keping uang logam pada tabung penampungnya dengan diameter tabung 2,8 Cm dan tinggi tabung 19,3 Cm. Kecepatan 1 putaran motor dc terhadap waktu sebesar kurang lebih sebesar 0.56 ± 0.02 detik sama pada setiap motor dc di setiap wadah uang logam, berdasarkan pengujian jumlah logam 500 rupiah yang dikeluarkan terhadap waktu yang dilakukan sebanyak lima kali percobaan dan diambil nilai rata - ratanya dapat dilihat pada tabel-tabel sebagai berikut.
Tabel 1. Pengujian Alat Terhadap Hasil Perhitungan Uang Logam 500 Rupiah Terhadap Waktu
Tabel 3. Pengujian Alat Terhadap Hasil Perhitungan Uang Logam 100 Rupiah Terhadap Waktu
6. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian disimpulkan sebagai berikut: a) Uang logam
Tabel 2. Pengujian Alat Terhadap Hasil Perhitungan Uang Logam 200 Rupiah Terhadap Waktu
dapat
yang berfungsi untuk mempermudah dalam menghitung uang logam yang jumlahnya cukup banyak dengan pecahan senilai 100, 200, 500 rupiah yang dipisahkan secara manual berdasar nominalnya b) Alat ini juga dilengkapi dengan mekanisasi wadah tabung uang logam terpisah dengan ukuran untuk uang logam 100, 200, 500 rupiah dan tombol reset yang berfungsi mereset sistem atau rangkaian c) Alat ini mempunyai kecepatan menghitung uang logam pecahan 100 rupiah sebesar 0.78±0.04 detik per 1 keping uang logam, 51.90±0.04 detik per 100 keping uang logam. Untuk pecahan uang logam 200 rupiah mempunyai kecepatan 0.73±0.03 detik per 1 keping uang logam, 51.81±0.03 detik per 100 keping uang logam. Untuk
pecahan logam 500 rupiah mempunyai kecepatan 0.66±0.03 detik per 1keping uang logam, 51.28±0.03 detik per 100 keping uang logam, sehingga disimpulkan kecepatan uang logam 500 rupiah yang paling cepat dan 100 rupiah yang paling lambat dikarenakan bentuk dari uang 500 rupiah lebih besar dan massanya lebih besar dari uang 200 rupiah ataupun 100 rupiah. DAFTAR PUSTAKA 1. Malvino dan Hanapi Gunawan Diktat Kuliah, Prinsip-Prinsip Elektronik, Edisi Kedua. Jakarta : PT. Gelora Aksara Pratama 1981 2. Hughes, Fredrick W. Panduan Op - Amp, Elex Media Komputindo, Jakarta, 1990. 3. Boylestad, Robert. Nashelsky, Louis. Electronic Devices and Circuit Theory, Prentice Hall International, New Jersey, 1992. 4. Soeparlan, Soepono. Yahdi, Umar. Teknik Rangkaian Listrik Jilid 1&2, Gunadarma, Depok, 1995. 5. Budiharo, Widodo. Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler, Penerbit Elex Media Komputindo, Jakarta, 2005. 6. Eko Putra, Agfianto. Belajar Mikrokontroler AT89c51/52/55( Teori dan Aplikasi), Gava Media, Yogyakarta, 2005. 7. Http://www.wikipedia.org/wiki/teori uang logam. Januari 2008 8. Http://www.alldatasheets.com. Desember 2008
