Aplikasi ini merupakan aplikasi bel sekolah otomatis atau alarm yang dapat diatur keaktifanya sesuai dengan waktu tundaan yang diinginkan. Aplikasi ini bisa juga diterapkan keberbagai kebutuhan alat bantu pewaktu yang terprogram sehingga penerapanya pada pembahasan ini bisa sebagai ide dasar dari sistem pewaktu.

Pada aplikasi ini diambil sebuah contoh sebagai alat pewaktu pada sekolahan atau sering dikenal bel otomatis sekolahan. Sebagai mana diketahui dalam pergantian jam mata pelajaran pada sekolah menengah pertama (SMP) dan sekolah menengah tingkat atas (SMU), sangat bervariasi, karena dalam kegiatan belajar mengajar tidak hanya satu jeda waktu atau satu kegiatan saja, dalam arti dari awal mulai memasuki sekolah sampai kagiatan sekolah berakhir terdapat kegiatan-kegiatan yang waktunya berbeda-beda, dan ini ditandai dengan bunyinya bel. seperti halnya pada mulai masuk dan mulai kegiatan belajar mengajar sampai akhir terdapat jam untuk Upacara bendera dan jam istirahat dan lain-lain. Dan waktu yang dibutuhkan berbeda.

Pada jam mata pelajaran misalnya membutuhkan waktu sekitar 45 menit, waktu untuk upacara bendera 30 menit, waktu untuk istirahat 15 menit dan waktu untuk bulan ramadhan setiap jam pelajaran sekitar 30 menit dan waktu untuk ujian sangat bervariasi.

Kegunaan dari alat bel sekolah otomatis adalah untuk menangani semua yang dipaparkan diatas. Namun dalam aplikasi ini diambil contoh penanganan bel yang masih menggunakan bel listrik 220V. Sehingga alat ini dipasang untuk menggantikan saklar manual saja.

Schema Rangkaian

Salah satu contoh sebuah jadual sekolahan dilihat pada TABEL, sehingga aplikasi ini akan mengacu pada jadual tersebut.

Mikrokontroler

Mikrokontroler AT89C51 digunakan sebagai terminal dari semua komponen yang ada, juga sebagai otak dari semua kegiatan yang disesuaikan dengan jalannya program.

Pewaktu CPU

Mikrokontroler AT89C51 dari ATMEL memiliki osilator on-chip, yang dapat digunakan sebagai sumber detak (clock) ke CPU, untuk menggunakannya, menghubungkan sebuah resonator kristal atau keramik diantara kaki-kaki XTAL1 dan XTL2 pada mikrokontroler dan dihubungkan kapasitor ke ground. Seperti pada gambar berikut :

Gambar Pemberian Clock

pemangkit clock menentukan rentetan kondisi-kondisi (state) yang membentuk sebuah siklus mesin Mikrokontroler. Satu siklus mesin paling lama dikerjakan dalam 12 periode osilator atau 1md, jika frekuensi kristal adalah 12 Mhz.

Reset

Reset dapat dilakukan secara manual maupun otomatis saat power diaktifkan. Saat terjadi reset isi dari register akan berubah. Reset terjadi dengan adanya logika 1 selama minimal 2 cycle pada kaki RST. Setelah kondisi pin RST kembali Low, Mikrokontroler akan mulai menjalankan program dari alamat 0000h. kondisi pada RAM internal tidak terjadi perubahan selama reset.

Gambar Rangkaian Reset

Gambar diatas merupakan gambar rangkaian reset yang bekerja secara otomatis saat saat sumber daya diaktifkan. Pada saat sumber daya diaktifkan, maka kapasitor sesuai dengan sifat kapasitor akan terhubung singkat pada saat itu, arus mengalir dari VCC langsung kekaki RST sehingga kaki tersebut berlogika 1. kemudian kapasitor terisi hingga tegangan pada kapasitor (Vc) yaitu tegangan antara VCC dan titik antara kapasitor dan resistor mencapai VCC, otomatis tegangan pada resistor berlogika 0. dan setelah itu proses reset sudah selesai.

Relay

Relay adalah peralatan elektronik yang sering digunakan untuk men-switch suatu rangkaian yang ada diluar dari rangkaian penggerak relay. Hal ini karena relay dapat melakukan pensaklaran dengan arus/tegangan yang besar. Karena rangkaianbel sekolah otomatis ditujukan untuk mensaklar rangkaian yang sudah ada, dalam arti bel sekolah otomatis bertugas untuk mensaklarkan, maka salah satu jalan yang mudah adalah dengan digunakanya relay dan bel sekolah yang sudah ada tidak mempengaruhi kinerja dari Switch Automatis Bel Sekolah ini.

Untuk dapat mengaktifkan relay dengan Mikrokontroler yang lebih baik adalah dengan cara menggunakan penggerak (driver) yang berupa transistor.

Gambar Penggerak driver relay

dengan menggunakan penggerak (driver) maka daya ke relay diambil langsung dari catu daya dan dikontrol oleh penggerak (transistor). Dalam hal ini menggunakan tipe transistor NPN. Jika logika pada port Mikrokontroler rendah (0), maka transistor akan menghantar (on) dan menyebabkan relay bergerak. Jika logika pada port Mikrokontroler tinggi (1) maka transistor akan tersumbat (off) dan relay diam.

Analisis perhitungan dari rangkaian penggerak relay ini adalah:

Diketahui untuk menggerakkan relay dibutuhkan tegangan sebesar 9 Volt, resistansi pada relay adalah sebesar : 278 ohm. Karena relay walaupun sebagai saklar tetap mengandung hambatan walaupun kecil yang nantinya akan dialiri arus listrik yang digunakan untuk menggerakkan saklar tersebut. Resistan antara mikrokontroler dengan transistor NPN diberikan sebesar 10 Kohm.

Jadi untuk mengetahui nilai Vc pada saat mikrokontroler memberikan logika 0, adalah :

V

maka :

Jika mikrokontroler memberikan logika 1 pada transistor, maka :

Volt

Basis dari transistor dihubungkan dengan port 1 dari Mikrokontroler. Hal ini mengacu kepada sifat dari port 1. Port 1 merupakan port I/O dwi arah yang dilengkapi dengan pull up internal. Penyangga keluaran Port1 mempu memberikan/menyerap arus empat masukan TTL (sekitar 1,6 mA).

7 – Segment

Penggunaan penampil 7-segment pada bel sekolah otomatis adalah untuk mengetahui jam ke berapa pada saat ini juga termasuk sudah memasuki jam istirahat atau sudah memasuki jam keluar dan sebagai penghitung mundur.

Gambar 7-Segmen

cara menghidupkan 7-segment ini hampir sama dengan menggerakkan relay atau led, hanya saja menghidupkan 7-segment tidak memerlukan penggerak (driver), dan 7-segment ini dihubungkan ke Port 0 dengan configurasi Commond Anode. Dilihat dari struktur port 0, serta sifat-sifat dari port 0, akan lebih mudah mengkonfigurasikan 7-Commond Anoda. Dengan demikian untuk menghidupkan atau menyalakan 7-segment diperlukan logika 0 pada Port 0. Konfigurasi dari 7-segment adalah sebagai berikut :

Gambar  Diagram 7-Segmen

Agar tampilan 7-segmen menampilkan angka 0 maka led pada 7-segmen a,b,c,d,e dan f harus dinyalakan pada bit Port 0 yang terkait P0.0, P0.1, P0.2, P0.3, P0.4 dan P0.5, sehingga data yang terkirim adalah 11000000 = Coh. Untuk lengkapnya di paparkan pada tabel berikut :

Tabel  Daftar Heksa Dari Tampilan Angka Pada 7-Segmen

Push Button

Push button pada rangkaian bel sekolah otomatis digunakan untuk memilih urutan jam yang tepat dengan kata lain memilih hari yang sesuai, seperti halnya pada hari jum’at akan lain urutan jamnya dengan senin, selasa, rabu, kamis dan sabtu.Push button pada rangkaian dihubungkan ke Port 3 dari Mikrokontroler, karena Port ini dapat bersifat bidirectional, karena itu dapat digunakan sebagai port masukan atau sebagai port keluaran. Menghubungkan port paralel dengan masukan adalah sama saja dengan menghubungkan port paralel dengan piranti keluaran, hanya saja nantinya programnya yang akan berbeda.

Gambar  Push Button

pada gambar diatas diperlihatkan bahwa port paralel (P3.0 dan P3.1) dihubungkan dengan suatu saklar (push-on swith). Karena sifat dari Mikrokontroler ini setelah mengalami reset atau mendapatkan catu daya, setiap Port dari Mikrokontroler akan berlogika 1, maka jika saklar tidak ditekan maka logika pada port tersebut akan tetap berlogika 1. seandainya saklar tersebut ditekan, maka port tersebut akan dihubungkan dengan ground, sebagai hasilnya maka logika pada pena tersebut akan menjadi rendah (0). Logika rendah tersebut yang nantinya harus dideteksi oleh program untuk mengetahui suatu saklar telah ditekan atau tidak.

SELANJUTNYA……….