USER MANUAL TRAINER TRAFFIC LIGHT
MATA DIKLAT: SISTEM OTOMASI DAN PENGENDALI ELEKTRONIKA SISWA -TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI 1 DEPARTEMEN LISTRIK DAN ELEKTRONIKA UPTD SMKN 3 BOYOLANGU TULUNGAGUNG
CREW
CREW
DIDING PRASETYO XII-TEI 1
PUGUH WIJAYA XII-TEI 1
YOEFAN ABUBAKAR R. XII-TEI 1
Elkom 2008
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI 1.
Spesifikasi ........................................................................................... 4
2.
Dasar Teori ........................................................................................... 5 Pendahuluan ........................................................................................ 5 Prinsip Kerja ......................................................................................... 6 Cara kerja alat ....................................................................................10
3.
Tampilan (Layout) ................................................................................11 Trainer traffic light tampak atas .......................................................... 11 Downloader AT89S51 tampak atas...................................................... 12
4.
Troubleshooting................................................................................... 13
5.
Skema Rangkaian trainer traffic light .................................................. 18
6.
Layout PCB ........................................................................................... 21
7.
Daftar Komponen ................................................................................ 22
8.
Data sheet ........................................................................................... 23
Elkom 2008
3
2
2
SPESIFIKASI
SPESIFIKASI Power supply:
DC 5 V.
Kontroller:
Mikrokontroler AT 89s51.
Led indikator:
LED Super Bright 5mm.
Power supply unit:
3 Ampere.
Kabel:
Kabel UTP.
Connector:
Header 8 pin 1x8
Dimensi:
Tinggi 15 cm, Panjang 40 cm, Lebar 40 cm. Tinggi sudah termasuk tiang traffic light.
Berat:
Sekitar 3 kg.
Casing:
Cat hitam, menggunakan siku alumunium.
Elkom 2008
4
3
3
dasar teori
DASAR TEORI 2.1 Pendahuluan TRAFFIC LIGHT sering kita jumpai terutama di jalan-jalan raya yang sangat padat lalu lintasnya, trafic light juga dapat kita jumpai di persimpanganpersimpangan jalan baik persimpangan tiga ataupun persimpangan empat. Secara garis besar TRAFFIC LIGHT berfungsi untuk menertibkan kendaraankendaraan yang berada pada persimpangan jalan. Berdasarkan fungsinya tersebut tentunya peran TRAFFIC LIGHT sangatlah penting. Dapat kita bayangkan apabila TRAFFIC LIGHT tidak ada di persimpangan jalan, tentunya pelanggaran terjadi dimana-mana seperti saling mendahului dalam melewati suatu persimpangan, kecelakaan lalu lintas dan lain sebagainya, hal tersebut akan mengakibatkan kemacetan yang cukup panjang di jalan dan sangat merugikan semua pihak apalagi dalam masalah waktu.Memandang hal diatas maka sangat diperlukan sekali pengaturan TRAFFIC LIGHT yang baik yang menggunakan peralatan yang handal, cepat, efisien, dan dapat bekerja dalam waktu yang lama serta mudah dalam melakukan modifikasi jika terjadi perubahan deskripsi kerja pada TRAFFIC LIGHT tersebut. Pada saat ini teknologi semakin terus berkembang dan begitu banyak peralatan-peralatan elektronik yang diciptakan. Salah satu contoh teknologi baru tersebut adalah MICROCONTROLLER. Saat ini microcontroller dapat di aplikasikan untuk berbagai peralatan kendali otomatis yang dapat digunakan pada kehidupan sehari- hari maupun di dunia perindustrian. Sebagai contoh TRAINER TRAFFIC LIGHT menggunakan microcontroller. Trainer ini menggunakan bahasa assembly sebagai bahasa program pengesetan waktu pada TRAINER TRAFFIC LIGHT. Trainer ini menggunakan IC keluarga MCS51 yaitu AT89S51. Kami menggunakan 2 port kendali yaitu port 1 dan port 3. Cara kerja TRAINER TRAFFICT LIGHT ini adalah mengatur laju arus kendaraan secara bergantian searah jarum jam. Trainer ini juga dapat berfungsi sebagai alat pembelajaran siswa agar tahu bagaimana TRAFFIC LIGHT yang sebenarnya bekerja.
Elkom 2008
5
3
dasar teori
2.2 Prinsip Kerja
Gambar 1. 1 Bagian- bagian sebuah mikrokontroller. Dalam gambar di atas terlihat bahwa sebuah mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian.bagian – bagian tersebut saling di hubungkan dengan bus internal dan pada umumnya terdiri dari tiga macam bus yaitu address,data bus dan control bus. Masing – masing bagian memiliki fungsi – fungsi sebagai berikut: 1. REGISTER: Register merupakan suatu tempat penyimpanan bilangan bulat yang terdiri dari 8 atau 16 bit.pada umumnya pada register memiliki jumlah yang banyak,masing – masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada pula yang memiliki fungsi atau kegunaan secar umum.register yang memiliki fungsi secara khusus misalnya register timer yang berisi data penghitungan pulsa untuk timer ,atau register pengatur mode operasi counter. Sedangkan register yang memiliki fungsi umum di gunakan untuk menyimpan data sementara yang di perlukan untuk prroses penghitungan dan proses operasi mikrokotroler. Ragister dengan fungsi umum sangat di butuhkan dalam sistem mikrokontroler karena mikrokontroler hanya mampu melakukan operasi aritmatik dan logika hanya pada satu atau dua operand saja,sehingga untuk operasi – operasi yang melibatkan banyak variabel harus di manipulasi dengan menggunakan variabel – variabel regiter umum.
Elkom 2008
6
3
dasar teori
2. ACCUMULATOR : Merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai operand umum proses aritmatika dan logika. 3. PROGRAM COUTER: Merupakan salah satu register khusus yang berfungsi sebagai pencacah / penghitung eksekusi program mikrokontroler. 4. ALU ( ARITHMATIC AND LOGIC UNIT ): ALU memiliki kemampuan dalam mengerjakan proses – proses arimatika ( penjumlahan,pengurangan ,perkalian,pembagian ) dan operasi logika ( misalnya AND,OR,EXOR,NOT )terhadap bilangan bulat 8 atau 16 bit. 5. CLOCK CIRCUITS: mikrokontroler merupakan rangkaian logika sekuensial,di mana proses kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock.oleh karena itu di perlukan clock circuits yang menyediakan clock untuk seluruh bagian rangkaian. 6. INTERNAL ROM ( READ ONLY MEMORY ): Merupakan memory penyimpanan data di mana data tersebut tidak dapat di ubah atau di hapus ( hanya dapat di baca ).ROM biasanya di isi dengan program untuk di jalankan oleh mikrokontroler segera setelah power di hidupkan.data dalam ROM tidak dapat hilang meskipun power di matikan.R OM dalam mikrokontroler dapat berupa flash,EEPROM atau EPROM tergantung dengan jenis mikrokontroler. 7. STACK POINTER : Stack merupakan bagian dari RAM yang memiliki metode penyimpanan dan pengambilan data secara khusus. Data yang di simpan dan di baca tidak dapat di lakukan secara acak karena data yang di tuliskan ke dalam stack yang berada pada urutan yang terakhir merupakan data pertama kali di baca kembali.stack pointer berisi offsed di mana posisi data stack yang terakhir masuk ( atau yang perama kali dapat di ambil ). 8. I/O ( INPUT/OUTPUT ) PORTS: Merupakan sarana yang digunakan oleh mikrokontroler untuk mengakses perlatan – peralatan di luar sistem.I/O PORT berupa pin – pin yang dapat berfungsi untuk mengeluarkan data digital ataupun sebagai masukan data external. 9. INTERRUPT CIRCUITS: adalah rangkaian yang memiliki fungsi untuk mengendalikan sinyal – sinyal interupsi baik internal maupun eksternal. Adanya sinyal interupsi akan menghentikan eksekusi normal program mikrokontroler untuk selanjutnya menjalankan sub-program untuk melayani interupsi tersebut.
Elkom 2008
7
3
dasar teori
10. INTERNAL RAM ( RANDOM ACCESS MEMORY ): RAM atau memory penyimpanan data di mana data tersebut dapat di ubah atau di hapus. RAM biasanya berisi data – data variabel dan register. Data yang tersimpan pada RAM bersifat volatile yaitu akan hilang bila catu daya yang terhubung padanya di matikan. PRINSIP kerja sebuah mikrokontroller dapat di jelaskan sebagai berikut: A. Berdasarkan data yang ada pada register program conter. Mikrokontroler mengambil data dari ROM dengan alamat sebagaimana di tujukan dalam program counter. Selanjutnya program counter di tambah nilainya dengan 1 ( increment ) secara otomatis. Data yang di ambil tersebut merupakan urutan instruksi program pengendali mikrokontroler yang sebelumnya telah di tuliskan oleh pembuatnya. B. Instruksi tersebut di olah dan di jalankan. Proses pengerjakan tergantung pada jenis instruksi; bisa membaca mengubah nilai – nilai dalam register, RAM, isi port atau melakukan pembacaan dan di lanjutkan dengan pengubahan data . C. Program counter telah berubah nilainya,selanjutnya yang di lakukan oleh mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah 1. Demikian seterusnya hingga catu daya di matikan. Berdasarkan uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa pada dasarnya prinsip kerja mikrokontroller sangatlah tergantung pada urutan instruksi yang di jalankannya,yaitu program yang di tulis dalam ROM. Dengan membuat program yang bermacam – macam,tentunya mikrokontroler dapat mengerjakan tugas yang bermacam – macam pula. Fasilitas – fasilitas yang ada misalnya timer/counter,port I/O,serial port,analog to digital coverter ( ADC ) dapat di manfaatkan oleh programmer untuk menghasilkan kinerja yang di kehedaki. Sebagai contoh pengendalian led sebagai output. Kita membuat led dengan banyak variasi salah satunya sebagai indikator trainer trafic light ,kesemuanya di kerjakan secara berurutan pada program yang di tulis dalam ROM.
Elkom 2008
8
3
dasar teori
Penulisan program mikrokontroller pada umumnya menggunakan bahasa assembly untuk mikrokontroler yang bersangkutan ( setiap jenis mikrokontroler memiliki instruksi bahasa assembly yang berbeda – beda ). Dengan batuan sebuah pesawat komputer ( PC ),bahasa assembly tersebut di ubah menjadi bahasa mesin mikrokontroler dan selanjutnya di salin ke dalam ROM dari mikrokontroler .
Gambar 1. 2 Data sheet ic AT89S51
Elkom 2008
9
3
dasar teori
2.3 Cara kerja alat Trainer akan bekerja apabila sudah terhubung dengan sumber tegangan dan sudah terisi program dengan benar. Trainer ini mempunyai 3 LED indikator yaitu merah, kuning, dan hijau. Warna merah menyala selama 51 detik, warna kuning menyala selama 6 detik berkedip ( 1 detik nyala 1 detik mati), dan warna hijau menyala selama 10 detik. Trainer ini di aplikasikan pada persimpangan empat dan bekerja menggunakan sistem satu arah satu persatu yang searah dengan jarum jam. Misal, pada kondisi awal led warna hijau sebelah barat menyala 10 detik, kemudian warna kuning barat menyala berkedip selama 6 detik, kemudian lagi warna merah barat menyala. Setelah itu selang waktu 1 detik warna hijau utara menyala selama 10 detik, kemudian warna kuning utara menyala berkedip selama 6 detik kemudian lagi warna merah utara menyala dan seterusnya sampai kembali ke arah barat lagi. Jadi setiap pergantian arah terjadi penundaan selama 1 detik.
tara
Elkom 2008
10
4
4
TAMPILAN (LAYOUT)
TAMPILAN (LAYOUT)
Gambar 1. 3 Bagian- bagian Trainer traffic light tampak atas.
Gambar 1. 4 Bagian- bagian downloader AT89S51. Elkom 2008
11
4
Box trainer traffic light berisi :
1.
3 ampere power supply unit.
TAMPILAN (LAYOUT)
1
3 Gambar 1. 5 3 ampere power supply unit tampak atas.
Elkom 2008
12
5
5
TROUBLESHOOTING
TROUBLESHOOTING 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4.
Langkah – langkah pengisian program: Hubungkan downloader At89S51 dengan sumber tegangan. Pasang kabel ISP ke konektor ISP. Buat program di dalam komputer. Transfer program dari komputer ke downloader AT89S51. Langakah – langkah pengoperasian trainer traffic light: Hubungkan downloader At89S51 dengan sumber tegangan. Hubungkan downloader AT89S51 dengan rangkaian trainer traffic light. Tekan tombol ON pada trainer. Lihat hasil pada trainer traffic light.
PERHATIAN! Sebelum menghubungkan tegangan ke downloader AT89S51, ceck tegangan terlebih dahulu. Usahakan tegangan ±6 Volt DC. Berbagai Permasalahan yang mungkin terjadi pada saat pengoperasian trainer traffic light dan cara menanganinya sebagai berikut: Jika trainer traffic light mati: 1. Periksa apakah kabel tegangan benar-benar sudah tersambung dengan trainer traffic light. 2. Periksa apakah unit power supply masih baik atau tidak. 3. Periksa apakah jalur tegangan pada rangkaian downloader terputus atau tidak. Jika LED indikator traffic light tidak dapat menyala : 1. Periksa apakah LED indikator masih baik atau tidak. 2. Periksa kabel output yang terhubung ke downloader dengan LED indikator traffic light. Jika program tidak berjalan dengan benar: 1. Isi ulang IC At89S51 dengan program traffic light di bawah ini. 2. Periksa apakah dalam penulisan program di dalam komputer sudah benar Elkom 2008
13
5
TROUBLESHOOTING
14
Contoh program traffic light 1 arah: $mod51 ; password dari sebuah program. org 0000h : awal dari sebuah program. start: acall tl_1 ; panggil label tl_1. acall del_1s ; panggil label del_1s, tunda waktu 1 detik. acall tl_2 acall del_1s acall tl_3 acall del_1s acall tl_4 acall del_1s sjmp start ; lompat ke label start, mengulang secara terus menerus. tl_1: mov p1,#11011110
; pindah nilai biner 11011110b ke port 1.
mov p3,#11110110b acall del_10s panggil del_10s, tunda waktu 10 detik. mov p1,#11011101b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11011111b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11011101b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11011111b mov p3,#11110110b Elkom 2008
;
5 acall del_1s mov p1,#11011101b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110110b ret tl_2: mov p1,#11110011b mov p3,#11110110b acall del_10s mov p1,#11101011b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11111011b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11101011b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11111011b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11101011b mov p3,#11110110b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110110b ret tl_3: mov p1,#10011011b mov p3,#11110111b acall del_10s mov p1,#01011011b Elkom 2008
TROUBLESHOOTING
15
5 mov p3,#11110111b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110111b acall del_1s mov p1,#01011011b mov p3,#11110111b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110111b acall del_1s mov p1,#01011011b mov p3,#11110111b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110110b ret tl_4: mov p1,#11011011b mov p3,#11111100b acall del_10s mov p1,#11011011b mov p3,#11111010b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11111110b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11111010b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11111110b acall del_1s mov p1,#11011011b Elkom 2008
TROUBLESHOOTING
16
5 mov p3,#11111010b acall del_1s mov p1,#11011011b mov p3,#11110110b ret del_10s: push acc push 00h mov a,#10 del1: call del_1s djnz acc,del1 pop 00h pop acc ret del_1s: mov tmod,#01h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h mov r7,#00h setb tr0 del: jnb tf0,del mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h clr tf0 inc r7 cjne r7,#14,del ret end Elkom 2008
TROUBLESHOOTING
; simpan acc pada stack pointer. ; simpan 00h pada stack pointer.
; kurangi acc dengan 1 sampai ≠ 0, lompat ke label del_1s. ; keluarkan 00h pada stack pointer. ; keluarkan acc pada stack pointer. ; kebali ke label yang melakukan call.
;yang menyebabkan tunda waktu 1 detik. ;yang menyebabkan tunda waktu 1 detik.
; yang menyebabkan tunda waktu 1 detik. ; akhir dari sebuah program.
17
6
6
SKEMA Rangkaian traffic light
SKEMA RANGKAIAN TRAFFIC LIGHT
Gambar 1. 6 Skema rangkaian downloader AT89S51. Daftar komponen:
Ic Atmel 89S51. Crystal 12 MHz. Condensator 4,7µF/10v. Resistor 1kΩ. Capasitor 33pF. Socket 1x8. Tombol push button.
Elkom 2008
18
6
SKEMA Rangkaian traffic light
Gambar 1. 7 Skema rangkaian power supply. Daftar komponen:
Ic regulator 7806. Kondensator 1µF/10v. Resistor 1kΩ. LED indicator. Socket 1x2.
Elkom 2008
19
6
SKEMA Rangkaian traffic light
Gambar 1. 8 Skema rangkaian LED indikator. Daftar komponen:
Led indicator 5mm. Socket 1x8
Elkom 2008
20
7
7
LAYOUT PCB
Gambar 1. 9 Gambar layout downloader tampak bawah.
Elkom 2008
LAYOUT PCB
21
8
8
DAFTAR KOMPONEN
DAFTAR KOMPONEN Komponen-komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan TRAINER TRAFFIC
LIGHT ini, adalah sebagai berikut: Komponen Ic Capasitor Capasitor Polar Resistor Socket+konektor
Crstal Led indikator
Deskripsi AT89S51 7805 33pF 1µF/50v 4,7µF/50v 1kΩ/0,25 w. R pack 10kΩ 40 pin 1×8 pin 1×6 pin 1×2 pin 12 MHz 3 mm 5 mm
Jumlah 1 1 2 2 1 2 1 1 2 1 1 1 1 12
Trafo
CT/ 3A
1
Rangkaian PS
5 Volt
1
Tombol reset Kabel penghubung
UTP
Elkom 2008
1 Secukupnya
22
