Proses kendali motor menggunakan teknik PWM ( Pulse Width Modulation ). PWM merupakan teknik pengendalian kecepatan motor yang cukup efektif, bekerja dengan cara membuat gelombang persegi yang memiliki perbandingan pulsa high dan pulsa low. Gelombang persegi untuk motor maju/ mundur memiliki frequensi tetap.
Rumus dasar frequensi
f = 1/ t
rumus frequensi tetap motor :
f = 1/ jumlah PWM
keterangan : f = frequensi ( Hz )
t = waktu ( s )
Read More
- Menyiapkan komponen, seperti berikut :
- Membuat PCB berukuran 13,8×10 cm dengan cara digergaji, terlihat seperti gambar berikut:
- Menyetrika ke PCB dengan rangkaian yang sudah di photo copy dengan glossy, terlihat sebagai berikut :
- Bersihkanlah kertas yang seharusnya terlarut, kemudian larutkan PCB tersebut dengan larutan FeCl, atau dapat dikatakan di etching. Gambar tampak sebagai berikut :
- Setelah terlarut jalur yang tidak di inginkan, PCB dibor dengan bor duduk atau bor tangan, kemudian di bersihkan dengan tinner dan diberi larutan gondorukem. Dijemur tunggu kering.
- Menyolder semua komponen dengan rapi dan matang, terlihat seperti gambar :
Line Follower berarti mengikuti suatu lintasan yang sering di sebut line track. Line Track sama dengan garis berwarna hitam di atas permukaan putih atau sebaliknya. Kenapa harus berwarna putih atau hitam? Hal itu karena sensor hanya dapat mendeteksi warna hitam atau putih saja. Banyak orang bertanya – tanya kenapa harus warna hitam dan putih? Karena warna putih itu terang dan bersifat memantulkan sedangkan warna hitam redup dan bersifat menyerap.
Seperti layaknya manusia dapat berjalan mengikuti jalan tanpa menabrak, tentunya karena memiliki “ mata “ sebagai penginderanya. Begitu juga line follower ini memiliki sensor garis yang berfungsi seperti mata pada manusia. Sensor garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan tersebut dan informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan ke kontrolel untuk diolah sedemikian rupa dan akhirnya hasil informasi hasil olahannya akan diteruskan ke penggerak atau motor agar motor dapat menyesuaikan gerak tubuh sesuai garis yang dideteksinya.
;
SENSOR ——> CONTROLLER ——-> MOTOR
;
Sensor yang digunakan adalah led inframerah tetapi dapat diganti dengan led ultra dan fototransistor dapat pula diganti photo dioda. Inframerah termasuk dalam gelombang elektromagnetik. Yang juga termasuk gelombang elektromagnetik : gelombang radio, gelombang mikro, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar X dan sinar gamma. Sinar inframerah mempunyai daerah frequensi 1 x 1012 Hz (1 THz) sampai 1 x 1014 GHz (100 THz). Led inframerah merupakan komponen elektronika yang memancarkan cahaya inframerah dengan konsumsi daya sangat kecil. Pada saat menghantar led inframerah memancarkan cahaya yang tidak tampak oleh mata. Fototransistor merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai detector cahaya yang dapat mengubah efek cahaya menjadi sinyal listrik. Fototransistor dapat diterapkan sebagai sensor yang baik, karena memiliki kelebihan dibandingkan dengan komponen lain yaitu mampu mendeteksi sekaligus menguatkannya dengan satu komponen tunggal. Bahan utama fototransistor adalah silicon atau germanium sama seperti transistor lainnya. Fototransistor juga memiliki dua tipe yaitu tipe PNP dan tipe NPN. Fototransistor digunakan sebagai detector cahaya peka, terutama terhadap cahaya inframerah. Led inframerah memancarkan cahayanya kemudian jika mengenai garis warna hitam maka akan di serap tidak ada pantulan, sedangkan jika mengenai garis putih maka akan memantul ke fototransistor yang akan di lanjutkan ke kontroler. Led inframerah akan memancarkan cahaya, jika cahaya tersebut mengenai detector maka cahaya tersebut akan memantul ke fototransistor sehingga fototransistor mendapat informasi yang akan di teruskan ke penggerak atau motor DC.
Fotodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Fotodioda merupakan sensor cahaya semi konduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Fotodioda merupakan sebuah dioda dengan sambungan PN yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh fotodioda ini mulai dari cahaya inframerah, led, ultra ungu sampai dengan sinar X.
Led ( light emitting diodes) merupakan jenis dioda yang jika diberikan tegangan forward – bias akan menimbulkan cahaya dengan warna- warna tertentu seperti merah, hijau dan kuning. Symbol led hampir sama dengan symbol dioda hanya saja pada symbol led di tambahkan dua garis panas ke arah luar. Led pada rangkaian ini sebagai pengganti inframerah.
Lintasan yang digunakan berbentuk lingkaran warna putih dengan lingkaran hitam ditengahnya. Lintasan tersebut dibuat dengan menggunakan kertas karton.
Kontroler yang digunakan pada line follower ini adalah AT89S52 yang berisi program untuk menggerakkan line followei ini. Program di dapat dari terjemahan algoritma, maksudnya algoritma yang telah dibuat diterjemahkan kedalam kamus program atau ditulis dalam bahasa program.
Motor DC akan bergerak bila mendapatkan instruksi dari kontrolel. Instruksi tersebut dapat diterima jika fototransistor menerima pantulan dari detector.
- Membongkar mobil-mobilan yang diambil roda, dudukan gird an motornya, sepertti gambar dibawah ini :
- Hubungkan dudukan roda, gear, motor DC dengan baut, terlihat seperti gambar dibawah ini :
- Membuat tutupan PCB dengan menggunakan acrylic yang telah dilapisi dengan plester hitam dan list transparan. Ukuran sesuai dengan ukuran PCB, terlihat seperti gambar berikut :
- Melekatkan tutupan PCB dengan badan mobil –mobilan, terlihat seperti berukut :
Dalam perancangan ini, satu buah susunan LED matriks menggunakan 8 kolom dan 7 baris, berarti dibutuhkan 15 antarmuka per satu LED matriks-nya. Sehingga untuk menampilkan karakter sebanyak 4 buah dibutuhkan 60 antarmuka sebagai kendali LED matriks. Akan tetapi karena mikrokontroler AT89C51 hanya memiliki 32 antar muka, maka untuk mengendalikan LED matriks tersebut salah satu jalan adalah dengan sistem pengalamatan kelompok LED matriks
Delapan jalur kolom dipasang bersambungan dengan setiap LED matriks, sehingga ke-empat buah LED matriks pada bagian kolom terhubung dengan delapan jalur kolom yang nantinya terhubung dengan port mikrokontroler.
Delapan jalur baris terhubung dengan saluran pengunci yang nantinya terhubung dengan setiap LED matriks, dimana karakteristik pengunci ini tidak merubah data masukan (masukan sama dengan keluaran) dengan dikontrol oleh satu pin kontrol, dimana apabila pin kontrol high (1), maka input tidak sama dengan output dan keadaan output akan berimpedensi tinggi, sedangkan apabila pin kontrol low (0), maka input sama dengan output. Dengan karakteristik seperti ini, maka 8 jalur baris dihubungkan ke setiap input pengunci secara bersamaan.
Delapan jalur kontrol dihubungkan ke setiap pengunci, dimana fungsi jalur ini adalah untuk mengendalikan keaktifan dari setiap LED matriks. Dengan susunan seperti diatas, maka kebutuhan antarmuka untuk mengendalikan LED matriks hanya berjumlah 24 port. Sehingga dengan 24 port dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroler AT89C51 yang menyediakan 32 port paralel
C. IC TTL 74xx245
IC TTL 74xx245 yang menurut sumber dari data sheet adalah ‘ Octal Bus Tranceiver, 3 State’ yang diberi seri ‘74xx245’, yaitu IC TTL yang dapat digunakan sebagai masukan dan keluaran pada pin yang sama, tiga kondisi tersebut adalah masukan, keluaran, pengunci, dan tidak membalikkan keadaan logika pada input ke output.
IC TTL 74xx245 yang menurut sumber dari data sheet adalah ‘ Octal Bus Tranceiver, 3 State’ yang diberi seri ‘74xx245’, yaitu IC TTL yang dapat digunakan sebagai masukan dan keluaran pada pin yang sama, tiga kondisi tersebut adalah masukan, keluaran, pengunci, dan tidak membalikkan keadaan logika pada input ke output.
3.3.1 IC TTL 74LS245
IC TTL 74xx245 yang menurut sumber dari data sheet adalah ‘ Octal Bus Tranceiver, 3 State’ yang diberi seri ‘74xx245’, yaitu IC TTL yang dapat digunakan sebagai masukan dan keluaran pada pin yang sama, tiga kondisi tersebut adalah masukan, keluaran, pengunci, dan tidak membalikkan keadaan logika pada input ke output.
IC TTL 74xx245 dapat menangani 8 buah jalur masukan maupun keluaran, dengan dikontrol oleh pin DIR dan pin E. Apabila pin DIR berkondisi High (1), maka IC akan mengisolasi data masukan maupun keluaran. Dan apabila pin DIR Low (0) maka IC akan mengijinkan data keluaran/masukan bekerja. Kontrol pin data yang digunakan sebagai masukan atau sebagai keluaran adalah pin ‘E’, seperti terlihat dalam Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Fungsi pin IC TTL 74xx245
|
Kontrol Masukan |
Operasional |
|
|
Pin ‘ E ’ |
Pin ‘ DIR ‘ |
|
|
L |
L |
Data berasal dari pin B menuju ke pin A |
|
L |
H |
Data berasal dari pin A menuju ke pin B |
|
H |
X |
Data terisolasi (kondisi impedensi tinggi) |
Penelitian ini berjudul Antarmuka Keyboard Sebagai Masukan Data Penampil LED Matriks 7 X 32. Penulis akan menggunakan LED yang tersusun secara matrik sehingga membentuk sebuah rangkaian seperti modul matriks. Modul tersebut terdiri dari LED matriks 7 baris X 32 kolom sebagai penampil teks berbasis mikrokontroler AT89C51, teknik antarmuka yang digunakan adalah scanning kolom maka diperlukan IC Latch 74LS245 yang akan aktif jika diberikan logika 0 pada pin latch enable. Satu buah IC 74LS245 mampu mengendalikan 8 kolom sehingga diperlukan 4 buah IC untuk mengendalikan 32 kolom.
Selain itu penulis menggunakan antarmuka keyboard komputer untuk merubah teks tulisan yang akan ditampilkan, sehingga papan penampil ini mempunyai kelebihan lebih sederhana dalam bentuk rangkaian, biaya lebih murah, tingkat perawatanya lebih mudah dan penggantian teks tulisan yang lebih efisien.
Metode yang digunakan dalam perancangan, perakitan hingga pengujian, dilakukan secara bertahap yaitu dengan cara membuat satu rancangan baik perangkat keras maupun perangkat lunak dengan cara mengetahui setiap karakteristik dari komponen-komponen yang digunakan, kemudian membuat suatu rangkaian yang tersusun dalam papan PCB (Printed Circuit Board), Membuat algoritma pemrograman sebagai pengendali jalanya sistem yang sekaligus diterjemahkan ke dalam bahasa pemrograman assembler dan langkah terakhir melakukan pengujian. Metode ini dilakukan pada semua proses pembuatan alat hingga membentuk beberapa blok rangkaian yang telah diuji satu persatu kemudian menggabungkannya menjadi suatu alat sistem penampil LED matriks 7×32. Untuk lebih jelasnya mengenai tahap-tahap dalam proses rancang bangun antarmuka keyboard sebagai masukan data penampil LED matriks 7 x 32 dapat dilihat pada Gambar berikut
Bahan – bahan yang digunakan adalah :
A. LED Matriks
Pada perancangan ini digunakan LED matriks yang terdiri dari 32 kolom dan 7 baris, dengan arti 32 LED kolom dan 7 LED baris sehingga terdapat 32 x 7 = 224 LED dalam satu pembentukan karakter teks LED matriks. Apabila akan mengatur nyala LED secara individu/tidak bersamaan maka diperlukan 224 saklar. Hal ini mengakibatkan pengaturannya menjadi tidak praktis dan efisien, sehingga salah satu jalan adalah dengan menyusun LED yang berjumlah 224 LED secara matriks seperti yang ditunjukkan pada Gambar berkut
Dengan penyusunan seperti di atas, maka penggunaan saklar sebagai pengatur nyala/mati LED dapat dikurangi, hanya saja proses cara pengaturan nyala/mati LED tidak sama dengan pengaturan saklar biasa, tetapi dengan melibatkan proses scanning baris atau scanning kolom. Cara kerja pengaturan dengan metode scanning baris atau scanning kolom adalah memilih LED yang tepat pada baris atau pada kolom dan kemudian dalam satu baris atau satu kolom tersebut dipilih nyala/mati LED yang sesuai, proses ini diulangi untuk baris/kolom berikutnya dan seterusnya. Proses di atas dilakukan secara berulang-ulang mulai dari baris paling atas atau kolom pertama sampai dengan baris paling bawah atau kolom terakhir (Ibrahim, 2000).
Scanning mode merupakan sistem pengiriman data kepada beberapa alamat secara bergantian. Metode sistem scanning digunakan untuk mengirimkan data kepada setiap baris/kolom pada LED matriks, dengan mengatur penundaan waktu pengiriman data yang sesuai, maka akan menimbulkan efek seolah-olah LED matriks aktif dalam waktu yang bersamaan (Batara, 2004).
B. Mikrokontroler AT89C51
Kerja mikrokontroler merupakan cara kerja yang tergantung pada program atau perintah-perintah yang diisikan ke dalam memori program mikrokontroler (Flash PEROM), sehingga karakteristik sistem digital yang diinginkan dapat diperoleh dengan menggunakan perintah-perintah dalam bahasa pemrograman contohnya assembler yang nantinya dimasukkan ke dalam memori program (Flash PEROM).
Dalam penerapanya, mikrokontroler bekerja sebagai pengendali kerja penampil LED matriks secara keseluruhan mulai dari penulisan dan pembacaan data untuk perubahan karakter tampilan, pengontrolan scanning system hingga antarmuka keyboard sebagai data masukan sebuah karakter ke dalam penampil LED matriks 7×32.
Penggunaan mikrokontroler bekerja dalam ragam single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan memori luar atau sering disebut juga dengan sistem minimum mikrokontroler. Rangkaian minimum sistem mikrokontroler AT89C51 ditunjukkan pada Gambar berikut
ANTAR MUKA KEYBOARD 2
Prinsip kerja alat ini adalah bagian mikrokontroler (pemroses) telah diisi data waktu sholat abadi untuk (Daerah Istimewa Yogyakarta) DIY. Data – data waktu sholat lima waktu yaitu (subuh, dzuhur, ashar, maghrib, dan isya) ini akan ditampilkan ke penampil 7-segment secara terus – menerus dan sesuai dengan waktu sholat yang ditentukan (update). Penampil 7-segment ini berjumlah 20 digit dengan masing – masing waktu sholat membutuhkan 4 digit 7-segment untuk dapat menampilkan jam dan menit. Setelah menampilkan waktu sholat alat ini juga akan menampilkan data waktu dan kalender, yaitu mulai dari jam, menit, detik, hari, tanggal, bulan, serta tahun. Sebelum digunakan alat penampil waktu sholat ini harus diatur waktu dan kalendernya, agar waktu sholat yang ditampilkan sesuai waktu sholat 5 waktu pada hari itu (update). Cara pengaturannya menggunakan saklar yang terdiri dari tombol (menu, up, down, dan next). Fungsi tiap saklar / tombol adalah menu untuk masuk ke pengaturan waktu dan kalender, tombul up untuk menaikkan / menambahkan variabel nilai waktu dan kalender, tombol down untuk menurunkan / mengurangi variabel nilai waktu dan kalender, dan tombol next untuk melanjutkan serta mengakhiri pangaturan nilai dan variabel waktu dan kalender. Berikut ini adalah Gambar 1 alat Penampil Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52 yang selesai dirakit.
Gambar 1 Alat yang selesai dirakit
Bahan
Pada Penampil Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52 ini, bahan penelitian yang digunakan adalah.
Perakitan Perangkat Keras
Pewaktu RTC DS12C887
Real Time Clock atau biasa disebut dengan RTC adalah sebuah komponen elektronik yang didalamnya berisi jam elektronik yang tidak pernah berhenti bekerja kecuali register diisi kode Off. Komponen ini menyimpan waktu mulai dari detik hingga tahun, dan selalu diperbaharui setiap saat secara otomatis, nilai informasi waktu disimpan di dalam sebuah RAM dengan alamat yang telah ditentukan. Karena disimpan di dalam sebuah RAM dengan alamat yang sudah ditentukan, maka pengguna dapat mengambil datanya dengan sebuah mikrokontroler, dan hubungannya dengan mikrokontroler sebagai komponen memori eksternal.
Jadi dalam hal ini mengakses data memori eksternal dan mengakses data RTC adalah sama caranya. Disamping itu karena data waktu yang disimpan tidak banyak, maka sisa ruang memori yang disediakan RTC, bisa digunakan untuk menyimpan data secara aman, data tersebut tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan sampai jangka waktu sekitar 10 tahun (seumur baterai yang ada di dalam RTC).
RTC yang digunakan untuk alat Penampil Waktu Sholat Berbasis mikrokontroler AT89S52 ini adalah jenis data paralel 8 bit, yaitu RTC Dallas 12C887. Berikut ini adalah Gambar 2 menyambungkan RTC Dallas 12C887 ke port 0 data mikrokontroler.
Gambar 2 Menyambungkan RTC data ke port 0 dan RTC kontrol pada port 3 mikrokontroler
Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C51 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.
Untuk bekerja dengan mikrokontroler ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum. Syarat-syarat tersebut antara lain, sistem clock atau osilator, sistem reset dan sistem ISP. Pada penelitian ini sistem minimum disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 Sistem minimum mikrokontroler
Pada Gambar 3 disajikan skema rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51/52. Sistem pendukung yang pertama yaitu sistem osilator yang terdiri dari x-tal senilai 12 MHz dan dua buah kapasitor senilai 33 pF.
Sistem pendukung yang berikutnya adalah sistem reset. Sistem reset terdiri dari sebuah kapasitor senilai 10 µF dan resistor senilai 10 K?. Proses reset akan otomatis terjadi saat sumber tegangan pertama kali diberikan. Adapun prosesnya adalah, saat pertama kali sumber tegangan Vcc masuk ke rangkaian reset maka kapasitor akan terisi sampai penuh. Pada saat kondisi kapasitor penuh dan nilai tegangan kapasitor senilai Vcc maka logika 1 akan diberikan pada pin RST dari mikrokontroler ini, sehingga secara otomatis mikrokontroler akan reset. Setelah kapasitor penuh, muatan dalam kapasitor berangsur-angsur akan dibuang melalui resistor 10K sampai kondisi kapasitor kosong dan logika pada pin RST bernilai 0.
Sistem yang berikutnya adalah sistem ISP. Tidak semua pin mampu terhubung dengan sistem ISP, hanya pin tertentu yang mampu dihubungkan dengan sistem ISP, yaitu MISO, MOSI, SCK dan RST. Pin ini berfungsi untuk fasilitas pengisian program secara serial dari komputer. Jenis port pada komputer yang biasa dipakai adalah port paralel.
Tombol Masukan
Tombol masukan ini terdiri dari 4 buah tombol (push on) yang dihubungkan ke port 3.0 – port 3.3 mikrokontroler. Ke-empat tombol ini akan mewakili tombol MENU, tombol UP, tombol DOWN, dan tombol NEXT. Tombol – tombol ini akan berfungsi saat setting jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun pada RTC. Berikut ini adalah Gambar 4 penyambungan tombol ke port mikrokontroler.
Gambar 4 Penyambungan tombol masukan ke port mikrokontroler
Demultiplekser 74HCT154
IC demultiplekser yang digunakan pada alat ini serinya adalah 74HCT154. Pengontrolan keluaran keluaran 16 channel (0-15) menggunakan 4 buah port (P2.0-P2.3) pada pin (A, B, C, dan D). Penggunaan IC ini untuk menghemat penggunaan port mikrokontroler pada saat teknik scanning 20 digit 7-segment. Jika tanpa menggunakan IC demultiplekser, maka port mikrokontroler yang dibutuhkan untuk menyalakan 20 digit 7 segment berjumlah 20 buah. Ketika menggunakan IC demultiplekser hanya membutuhkan 4 buah port menyalakan 16 digit 7-segment dan 4 port tambahan agar dapat menyalakan 7-segment 20 digit. Berikut ini adalah Gambar 5 menghubungkan IC 74HCT154 ke port mikrokontroler.
Gambar 5 Menghubungkan IC 74HCT154 ke port mikrokontroler
Terlihat pada Gambar 5 pada pin (A, B, C, dan D) demultiplekser 74HCT154 dihubungkan pada 4 buah port mikrokontroler yaitu (P2.0 – P2.3). Sedangkan untuk mengaktifkan keluaran IC ini dengan menghubungkan bagian G1 dan G2 pada ground. Untuk pin keluarannya yang berjumlah 16 channel dihubungkan ke rangkaian transistor pengendali 20 digit 7-segment CA.
Transistor PNP BC327 Pengendali Pin Common Anode 7-Segment
Untuk menyalakan 20 digit 7-segment menggunakan teknik scanning secara bergantian dalam waktu yang sangat cepat, sehingga respons mata tidak dapat mengenali bahwa 7-segment sebenarnya berkedip. Untuk itu diperlukan rangkaian pengendali 7-segment menggunakan transistor BC327 sebagai saklar, yang dapat menyalakan dan memadamkan 20 digit 7-segment secara bergantian dalam orde waktu mikro detik. Berikut ini adalah Gambar 6 transistor PNP BC327 sebagai pengendali Vcc 7-segment.
Gambar 6 Transistor BC327 sebagai pengendali 7-segment
ULN2803 Pengendali Data 7-Segment
Untuk mengendalikan data 7-segment yang dihubungkan ke port 1 mikrokontroler membutuhkan IC pengendali yaitu ULN2803 yang mampu menyerap arus 500 mA pada setiap port-nya. Jika data 7-segment dihubungkan langsung pada port akan sangat membebani mikrokontroler, karena kemampuan maksimal port mikrokontroler hanya sebesar 15 mA dan tidak dapat maksimal mengendalikan data 20 digit 7-segment (nyala 7-segment redup). Untuk itu dibutuhkan IC pengendali data 7-segment yang memiliki 8 buah input dan output yaitu ULN2803. Berikut ini adalah Gambar 7 cara penyambungan IC ULN2803.
Gambar 7 Cara penyambungan IC ULN2803
Terlihat pada Gambar 7 pada bagian keluarannya (O1 – O8) dihubungkan dengan resistor 330 ?, resistor ini digunakan untuk membatasi arus keluaran yang besar lebih dari 15mA. Karena arus yang mengalir menyalakan data setiap segment jika terlalu besar akan menyebabkan 7-segment cepat rusak (mati). Pada bagian input ULN (I1 – I8) dihubungkan ke port 1 mikrokontroler.
Penampil 7-Segment
Penampil 7-segment yang dipakai untuk alat ini berukuran tinggi karakter 1,7 cm, berjumlah 20 digit, yang akan menampilkan waktu sholat jam dan menit (Subuh, Dzuhur, Ashar, Maghrib, dan Isya). Sehingga jumlah keseluruhannya berjumlah 20 digit 7-segment, jenis yang digunakan adalah CA (Common Anode) bagian anoda terhubung. Berikut ini adalah Gambar 8 penampil 7-segment CA (Common Anode).
Gambar 8 Penampil 7-segment CA (Common Anode)
Perakitan Rangkaian Keseluruhan
Setelah mengetahui fungsi dari masing-masing blok diagram, maka saatnya menggabungkan rangkaian-rangkaian yang diperlukan untuk membentuk suatu sistem dari Penampil Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Berikut ini adalah Gambar 9 rangkaian keseluruhan.
Gambar 9 Rangkaian keseluruhan
Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89S52
Sebelum melakukan permrograman alat, maka diperlukan rancangan perangkat lunak mikrokontroler. Rancangan perangkat lunak (diagram alir) ini diperlukan untuk memudahkan pada saat pemrograman. Berikut ini Gambar 10 diagram alir alat Penampil Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
Prinsip kerja alat ini adalah akan melakukan proses pengaktifan dan penonaktifan keluaran pompa air yang berjumlah 3 titik. Prosesnya yaitu dengan cara menyimpan waktu aktif dan waktu tidak aktif masing – masing pompa air ke dalam RAM internal IC pewaktu RTC. IC pewaktu ini digunakan untuk menghasilkan perubahan waktu yang akurat, jika ingin membuat sendiri sistem pewaktu menggunakan mikrokontroler sebenarnya dapat dilakukan. Akan tetapi timer yang dihasilkan akan berkurang akurasinya, karena sistem pewaktu mikrokontroler akan terpengaruh oleh subrutin – subrutin seperti delay (waktu tunda) dan pemanggilan ke subrutin lainnya seperti menampilkan data ke LCD serta proses scanning tombol (push button) ataupun pada saat pengaktifan pompa air. Oleh karena itu pada alat ini memerlukan IC pewaktu yang akan bekerja sendiri setelah nilai waktu diatur melalui program, dan otomatis data waktunya akan terperbaharui sesuai standar pewaktu.
Mikrokontroler AT89S52 digunakan untuk mengambil data pada RTC dengan cara seperti mengakses memori eksternal, variable waktu jam, menit, dan yang lainnya sudah otomatis tersimpan pada alamat RAM RTC DS12C887. Nilai ini dapat sewaktu – waktu diambil oleh mikrokontroler, tentu saja mengambilnya secara bergantian pada setiap alamat RAM internal RTC dan pada alamat RAM berikutnya. Setiap 1 byte RAM internal RTC mewakili satu waktu, misal jam memerlukan 1 byte, menit 1 byte, dan detik 1 byte. Memori RTC yang digunakan untuk menyimpan waktu standar tidak banyak yaitu 15 byte untuk sistem pewaktu dan kontrol register, sedangkan sisanya yaitu 113 byte dapat digunakan secara bebas. Sisa ruang memori inilah yang digunakan untuk menyimpan data waktu aktif dan non aktif ke-tiga pompa air. Data waktu ini disimpan pada RTC agar tidak hilang meskipun catu daya dimatikan karena di dalam IC RTC ini terdapat baterai yang menurut datasheet baterai tersebut dapat bertahan sampai jangka waktu 10 tahun. Jika data waktu aktif dan non aktif pompa disimpan pada RAM internal mikrokontroler, maka pada saat catu daya dimatikan isi nilai RAM internal mikrokontroler akan acak sehingga data waktunya tidak akurat.
Mikrokontroler juga yang membaca pada saat scanning 4 buah tombol masukan yang diperlukan pada saat pengaturan jam kalender, serta pada pengaturan waktu aktif dan non aktif pompa air. Proses scanning tombol ini akan dilakukan secara bergantian dari 4 buah tombol masukan, namun prosesnya scanning sangat cepat sekali yaitu berkisar 1 – 2 µs pada tiap tombolnya sehingga mikrokontroler dapat dengan cepat pula membedakan tombol mana yang lebih dahulu ditekan. Cara membedakan tombol yang ditekan yaitu mendeteksi port tombol yang berlogika ‘0’, sedangkan yang tidak ditekan akan berlogika ‘1’. Keluaran port mikrokontroler digunakan juga untuk mengaktifkan / menonaktifkan 3 buah pompa air, port yang dipakai berjumlah 3 buah. Port mikrokontroler ini tidak dapat langsung mengendalikan relai yang memerlukan catu daya 12 volt dan arus berkisar 35 mA, sehingga dipakai IC ULN2003 yang dihubungkan ke keluaran mikrokontroler. Menurut datasheet IC ULN2003 dapat bekerja maksimal sampai tegangan 50 volt, sedangkan penyerapan arus pada setiap keluarannya mencapai 500 mA. IC ini dikontrol melalui kaki masukannya, dan standar pengontrolannya yaitu 5 volt TTL sehingga dapat langsung dihubungkan dengan port mikrokontroler yang juga berstandar TTL 5 volt. Sedangkan untuk sistem penampil LCD menggunakan LCD jenis LMB162AFC yang memiliki 2 baris dan setiap barisnya dapat menampilkan 16 karakter atau sering disebut LCD 2 x 16. Pengambilan data melalui port mikrokontroler menggunakan sistem data 8 bit, dan memerlukan 2 buah port tambahan untuk kontrol enable dan register select LCD sehingga keseluruhan port untuk mengendalikan LCD adalah 10 port.
Berikut ini adalah hasil perancangan sistem Pewaktu Pompa Air Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S52 yang dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Alat yang selesai dirakit
Langkah Penelitian
Pada dasarnya alat ini merupakan suatu rangkaian yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu terdiri dari bagian IC pewaktu RTC DS12C887, bagian pemroses mikrokontroler AT89S52, tombol masukan, penampil LCD, serta keluaran relai, kemudian perancangan perangkat lunak mikrokontroler.
Perakitan Perangkat Keras
IC Pewaktu RTC DS12C887
Real Time Clock atau biasa disebut dengan RTC adalah sebuah komponen elektronik yang didalamnya berisi jam elektronik yang tidak pernah berhenti bekerja kecuali register diisi kode OFF. Komponen ini menyimpan waktu mulai dari detik hingga tahun, dan selalu diperbaharui setiap saat secara otomatis, nilai informasi waktu disimpan di dalam sebuah RAM dengan alamat yang telah ditentukan. Karena disimpan di dalam sebuah RAM dengan alamat yang sudah ditentukan, maka pengguna dapat mengambil datanya dengan sebuah mikrokontroler, dan hubungannya dengan mikrokontroler sebagai komponen memori eksternal. Jadi dalam hal ini mengakses data memori eksternal dan mengakses data RTC adalah sama caranya. Disamping itu karena data waktu yang disimpan tidak banyak, maka sisa ruang memori yang disediakan RTC, bisa digunakan untuk menyimpan data secara aman, data tersebut tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan sampai jangka waktu sekitar 10 tahun (seumur baterai yang ada di dalam RTC). Berikut ini adalah Gambar 2 menyambungkan RTC ke mikrokontroler.
Gambar 2 Menyambungkan RTC ke port mikrokontroler
Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C51 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.
Untuk bekerja dengan mikrokontroler ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum. Syarat-syarat tersebut antara lain, sistem clock atau osilator, sistem reset dan sistem ISP. Pada penelitian ini sistem minimum disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 Sistem minimum mikrokontroler
Pada Gambar 3 disajikan skema rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51/52. Sistem pendukung yang pertama yaitu sistem osilator yang terdiri dari x-tal senilai 12 MHz dan dua buah kapasitor senilai 33 pF.
Sistem pendukung yang berikutnya adalah sistem reset. Sistem reset terdiri dari sebuah kapasitor senilai 10 µF dan resistor senilai 10 K?. Proses reset akan otomatis terjadi saat sumber tegangan pertama kali diberikan. Adapun prosesnya adalah, saat pertama kali sumber tegangan Vcc masuk ke rangkaian reset maka kapasitor akan terisi sampai penuh. Pada saat kondisi kapasitor penuh dan nilai tegangan kapasitor senilai Vcc maka logika 1 akan diberikan pada kaki RST dari mikrokontroler ini, sehingga secara otomatis mikrokontroler akan reset. Setelah kapasitor penuh, muatan dalam kapasitor berangsur-angsur akan dibuang melalui resistor 10K sampai kondisi kapasitor kosong dan logika pada kaki RST bernilai 0.
Sistem yang berikutnya adalah sistem ISP. Tidak semua kaki mampu terhubung dengan sistem ISP, hanya kaki-kaki tertentu yang mampu dihubungkan dengan sistem ISP, yaitu MISO, MOSI, SCK dan RST. Kaki-kaki ini berfungsi untuk fasilitas pengisian program secara serial dari komputer. Jenis port pada komputer yang biasa dipakai adalah port paralel.
Tombol Masukan
Tombol masukan ini terdiri dari 4 buah tombol (push on) yang dihubungkan ke port 3.0 – port 3.3 mikrokontroler. Ke-empat tombol ini akan mewakili tombol MENU, tombol UP, tombol DOWN, dan tombol NEXT. Tombol – tombol ini akan berfungsi saat setting jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun pada RTC. Juga akan berfungsi pada saat pengisian waktu penyalaan dan pemadaman 3 buah pompa air pada setiap harinya. Berikut ini adalah Gambar 4 penyambungan tombol ke port mikrokontroler.
Gambar 4 Penyambungan tombol masukan ke port mikrokontroler
Penampil LCD
LCD merupakan penampil yang digunakan untuk memberikan informasi bagi pengguna alat. LCD ada yang mempunyai satu baris dan ada yang dua baris, LCD satu baris disebut LCD 1 x 16 dan LCD dua baris biasa disebut LCD 2 x 16, 16 menunjukkan banyaknya karakter yang dapat ditampilkan dalam setiap baris. Pada sistem ini digunakan sebagai penampil hasil konversi intensitas cahaya dalam bentuk desimal.
Pada Gambar 5 merupakan antarmuka LCD 2×16 dengan menggunakan mode antarmuka 8 bit. Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah LCD selalu berada pada kondisi tulis (write), dengan menghubungkan kaki R/W ke Ground. Hal ini dimaksudkan agar LCD tersebut tidak pernah mengeluarkan data (kondisi baca) yang mana data tersebut akan bertabrakan dengan data komponen lain di jalur bus.
Gambar 5 Penampil LCD
Kaki RS pada LCD terhubung dengan P1.0, dimana kaki ini berfungsi sebagai register data atau register perintah ke LCD maupun dari LCD. Dimana register data adalah data yang akan ditampilkan dari mikrokontroler, sedangkan register perintah adalah perintah mikrokontroler untuk mengkondisikan LCD. Untuk kaki E pada LCD terhubung dengan P1.1 dari mikrokontroler, digunakan sebagai pemberi clock dari mikrokontroler ke LCD setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
Potensio 10K yang tampak pada Gambar 5 berfungsi untuk mengatur tegangan pada kaki VLCD. Besarnya tegangan pada kaki tersebut akan mempengaruhi ketajaman yang tampak pada LCD. Pada kaki A terhubung dengan dioda IN4001 yang berfungsi untuk menjaga ada bias balik dari sumber daya, kaki A ini berfungsi sebagai Backlight pada penampil LCD, dan grounding dari backlight terhubung pada kaki K. Backlight ini berfungsi sebagai pembangkit cahaya yang timbul dibelakang LCD, sehingga tampilan dari LCD tersebut akan semakin jelas.
Pengendali Pompa Air
Untuk mengendalikan pompa air 220 volt diperlukan rangkaian pengendali yaitu relai. Relai sendiri tidak dapat langsung dikendalikan oleh port mikrokontroler, karena port mikrokontroler arusnya hanya berkisar 20 mA, dan tegangannya +5 volt. Relai yang digunakan jenis 12 volt dan memiliki arus berkisar 35 mA. Untuk itu diperlukan IC ULN 2003 bisa menampung arus maksimal 500 mA pada setiap kaki keluarannya. Tegangan ULN bisa mencapai 12 volt, tegangan masukannya yaitu untuk logika 0 (0 volt) dan untuk logika 1 (5 volt), sehingga IC ULN 2003 dapat langsung dihubungkan dengan port mikrokontroler. Berikut ini adalah Gambar 6 rangkaian pengendali pompa air 220 volt.
Gambar 6 Rangkaian pengendali pompa air 220 volt
Perakitan Rangkaian Keseluruhan
Setelah mengetahui fungsi dari masing-masing blok diagram, maka saatnya menggabungkan rangkaian-rangkaian yang diperlukan untuk membentuk suatu sistem dari Pewaktu Pompa Air Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Berikut ini adalah Gambar 7 rangkaian keseluruhan.
Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89S52
Sebelum melakukan permrograman alat, maka diperlukan rancangan perangkat lunak mikrokontroler. Rancangan perangkat lunak (diagram alir) ini diperlukan untuk memudahkan pada saat pemrograman. Berikut ini adalah diagram alir alat Pewaktu Pompa Air Otomatis Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
`
Sistem Peringatan Dini Kenaikan Suhu Ruang Berbasis Mikrokontroler dan Telepon Seluler ini dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 1 Alat yang telah dirakit
Setelah semua tahap perancangan terlampaui, maka tahap berikutnya adalah tahap pengujian serta pembahasan mengenai Peringatan Dini Kenaikan Suhu Ruang Berbasis Mikrokontroler dan Telepon Seluler. Berikut ini adalah pengujian dan pembahasan alat masing-masing blok diagram.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan Penelitian
Pada Sistem Peringatan Dini Kenaikan Suhu Ruang Berbasis Mikrokontroler dan Telepon Seluler, bahan penelitian yang digunakan adalah :
Langkah Penelitian
Untuk memudahkan penelitian yaitu dengan cara membagi rangkaian menjadi beberapa blok atau bagian. Berikut ini adalah blok rangkaian yang akan dirakit dan diteliti.
Perakitan Sensor Suhu
Dalam perakitan sensor suhu ada 3 langkah yang dijalankan yang pertama pengujian karakteristik sensor LM35, perancangan dan pengujian sensor suhu. Uji karakteristik sensor LM35 dilakukan dengan cara memberikan tegangan sebesar 5 Volt pada LM35, kemudian pin keluaran LM35 dihubungkan ke multimeter untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan dari pemberian suhu pada LM35 dengan cara pemberian es dan solder. Pengujian karakteristik dari LM35 adalah untuk mengetahui kecenderungan secara fisis dari sensor LM35. Berikut ini adalah Gambar 2 blok diagram uji karakteristik sensor LM35.
Gambar 2 Diagram pengujian karakteristik LM35
Sensor LM35 memiliki kelebihan-kelebihan diantaranya dapat terkalibrasi langsung dalam celcius, sehingga akan memudahkan perancangan pendeteksi suhu ruangan. Tegangan suplai (Vs) LM35 adalah sebesar 5 Volt dengan harapan respon ideal LM35 akan menghasilkan kenaikan suhu 1oC yang memiliki perubahan tegangan setiap kenaikannya sebesar 10 mVolt. Pada penelitian ini ditentukan jangkauan suhu pengukuran antara 0 oC sampai 128 oC. Dengan demikian maka tegangan keluaran dari LM35 pada penelitian ini adalah :
128°C / 1°C x 10 mV = 1,28 V (1)
Dari perhitungan di atas maka dapat diketahui bahwa tegangan untuk mencapai kisaran suhu antara 0 – 128 oC adalah 0 – 1,28 Volt dan tegangan yang diberikan pada LM35 sebesar 5 volt, untuk memindahkan daya ke beban agar bisa maksimal maka ditambahkan resistor sebesar 75 Ohm dan kapasitor sebesar 1 µF. Berikut ini adalah gambar dari rangkaian sensor LM35.
Gambar 3 Rangkaian sensor LM35
Perakitan ADC 0804
Dalam penelitian ini merupakan pengukuran dengan sistem digital sehingga diperlukan sebuah pengubah sinyal analog (ADC) yang merupakan keluaran sensor yang channel in (+). Agar dapat diubah menjadi sinyal digital maka perlu ditentukan spesifikasi ADC yang diperlukan untuk pengukuran suhu dan intensitas cahaya. Hal ini dapat ditentukan secara teoritis dengan menghitung jumlah perubahan bit yang dibutuhkan, yaitu dengan membagi jangkauan pengukuran dengan resolusi pengukuran. Perhitungan tersebut adalah sebagai berikut, terdapat pada persamaan (2).
Pada sensor suhu jumlah perubahan bit sebanyak 128 kali, sehingga ADC yang dibutuhkan minimal 2n perubahan bit, n merupakan jumlah keluaran digital dari ADC. Dengan demikian ADC yang digunakan mempunyai 8 bit. Untuk mengetahui data suhu yang ditampilkan pada setiap bit-nya yaitu dengan cara sebagai berikut :
Contoh tabel untuk konversi data ke besaran suhu (dengan menggunakan program Microsoft Excel). Karena data desimal maksimal adalah 255 dan suhu maksimal 128, maka data Tabel 1 hasil rentang suhu setiap bit-nya adalah sebagai berikut.
Tabel 1Hasil suhu dalam rentang ADC 8 bit
| NO | Data adc | Hasil rumus | ||||
| suhu = data adc X 128 / 255 | ||||||
| Ratusan | Puluhan | Satuan | 1 angka di belakang koma | Hasil rumus (ºC) | ||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 5 | 0.50196 |
| 3 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1.00392 |
| … | … | … | … | … | … | … |
| 67 | 66 | 0 | 3 | 3 | 1 | 33.1294 |
| … | … | … | … | … | … | … |
| 256 | 255 | 1 | 2 | 8 | 0 | 128 |
Setelah mendapatkan jumlah perubahan bit yang dibutuhkan maka dalam pemilihan ADC yang akan digunakan dalam perancangan ini harus mempunyai nilai keluaran 8 bit. Dengan alasan inilah kemudian pemilihan komponen ADC pada penelitian ini adalah ADC tipe 0804 yang memiliki keluaran 8 bit. ADC0804 pada penelitian ini difabrikasi oleh Philips yang memiliki spesifikasi ketepatan ± 1/2 LSB, jangkauan tegangan 0 – 1.28 volt dan catu daya sebesar 5 volt DC. Untuk mengubah sinyal analog yang berupa tegangan menjadi keluaran digital, maka perlu diketahui tegangan resolusi (VLSB) secara teori dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
Vlsb = Vreff / (256-1) = 1,28 / 255 = 0,00501 V = 5,01 mV (4)
Pada dasarnya ADC0804 tidak dapat mengkonversi secara terus-menerus, sehingga untuk pemecahan masalah ini maka nilai masukan ADC ditahan agar tetap selama melakukan sebuah pengkonversian, sehingga ADC0804 ini dapat bekerja dengan melakukan pengkonversian secara terus-menerus (free running). Untuk membuat mode kerja free running maka harus diketahui terlebih dahulu bagaiman urutan pemberian nilai pada pin RD dan WR serta perubahan nilai pada INTR.
Gambar 4 Rangkaian ADC0804 dengan mode kerja free running
Sistem Minimum Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C51 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.
Untuk bekerja dengan mikrokontroler ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum. Syarat-syarat tersebut antara lain, sistem clock atau osilator, sistem reset dan sistem ISP. Pada penelitian ini sistem minimum disajikan pada Gambar 5.
Gambar 5 Sistem minimum mikrokontroler
Pada Gambar 5 disajikan skema rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51/52. Sistem pendukung yang pertama yaitu sistem osilator yang terdiri dari x-tal senilai 11,0592 MHz dan dua buah kapasitor senilai 33 pF. Nilai 11,0592 MHz dipilih dengan pertimbangan untuk menghasilkan nilai baudrate yang tidak terjadi error.
Komunikasi Mikrokontroler dan HP
Untuk berkomunikasi antara mikrokontroler dan HP diperlukan fasilitas komunikasi serial dengan model UART dengan kecepatan 19200 Bps untuk jenis HP Siemens M35. Kecepatan ini akan bervariasi tergantung dari jenis HP yang digunakan. Tingkatan tegangan yang digunakan adalah RS232. Sementara itu mikrokontroler hanya menyediakan fasilitas komunikasi serial UART dengan pin TX, dan Rx dengan tingkat tegangan RS232. Untuk itu diperlukan sebuah sistem adapter yang mampu mengubah tingkat tegangan TTL ke tingkat RS232.
Pada HP Siemens M35 terdapat konektor untuk berkomunikasi dengan piranti luar. Biasanya konektor ini mampu diakses dengan kabel data serial. Umumnya kabel data sudah dilengkapi dengan konverter RS232 untuk itu mikrokontroler memerlukan piranti tambahan yaitu modul konverter dari TTL ke RS232. Pada Gambar 6 disajikan skema rangkaian komunikasi serial RS232.
Gambar 6 Komunikasi RS232
Untuk memenuhi standar komunikasi RS232 diperlukan IC konverter MAX232. IC ini diproduksi oleh Maxim Dallas Semiconductor. Pada IC ini sudah dilengkapi dengan sistem adapter RS232 sehingga tinggal menghubungkan pin T1IN dengan pin TXD dari mikrokontroler pada P3.1, dan menghubungkan pin R1IN dengan pin RXD dari mikrokontroler pada P3.0.
Pada bagian HP sebelum masuk ke terminal harus dikonversi dulu ke tingkat tegangan yang mampu diakses oleh handphone. Umumnya pengkonversian ini sudah otomatis dilakukan oleh kabel data dari handphone tersebut. Model koneksi kabel data untuk HP Siemens M35 digambarkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Model kabel data handphone Siemens M35
Pada Gambar 7 disajikan model koneksi kabel data yang kompatibel dengan PC. Berikut ini adalah Gambar 8 terminal port pada HP Siemens M35.
Gambar 8 Terminal port pada HP Siemens M35
Dan pada Tabel 3 terlihat fungsi dari masing-masing terminal HP siemens seri M35.
Tabel 3 Fungsi terminal HP Siemens M35
| No | Nama | Fungsi | In/Out |
| 1 | GND | Ground | In/Out |
| 2 | SELF SERVICE | Recognition / Battery Charger | In/Out |
| 3 | LOAD | Charging Voltage | In |
| 4 | BATTERY | Battery | Out |
| 5 | DATA OUT | Data Send | Out |
| 6 | DATA IN | Data Receive | In |
| 7 | Z_CLK | Recognition / Control Accesoris | In |
| 8 | Z_DATA | Recognition / Control Accesoris | In |
| 9 | MICG | Ground for Microphone | In |
| 10 | MIC | Microphone input | In |
| 11 | AUD | Loudspeaker output | Out |
| 12 | AUDG | Ground for Loudspeaker | In/Out |
Pada Gambar 8 disajikan koneksi pada HP Siemens M35. Pada konektor ini terdapat 2 pin sebagai jalur komunikasi. Pada koneksi handphone Siemens M35, pin-pin yang ada harus dihubungkan sesuai dengan fungsi terminal masing-masing. Berikut ini adalah Gambar 9 keseluruhan rangkaian konverter data serial M35 ke mikrokontroler AT89S52 dan PC.
Gambar 9 Konverter data serial handphone M35 ke mikrokontroler dan PC
Penampil LCD
LCD merupakan penampil yang digunakan untuk memberikan informasi bagi pengguna alat. LCD ada yang mempunyai satu baris dan ada yang dua baris, LCD satu baris disebut LCD 1 x 16 dan LCD dua baris biasa disebut LCD 2 x 16, 16 menunjukkan banyaknya karakter yang dapat ditampilkan dalam setiap baris. Pada sistem ini digunakan sebagai penampil hasil konversi suhu dalam bentuk desimal.
Pada Gambar 10 merupakan antarmuka LCD 2×16 M1632 dengan menggunakan mode antarmuka 8 bit. Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah LCD selalu berada pada kondisi tulis (Write), dengan menghubungkan pin R/W ke Ground. Hal ini dimaksudkan agar LCD tersebut tidak pernah mengeluarkan data (kondisi baca) yang mana data tersebut akan bertabrakan dengan data komponen lain di jalur bus.
Gambar 10 Penampil LCD
Pin RS pada LCD terhubung dengan P1.0, dimana pin ini berfungsi sebagai register data atau register perintah ke LCD maupun dari LCD. Dimana register data adalah data yang akan ditampilkan dari mikrokontroler, sedangkan register perintah adalah perintah mikrokontroler untuk mengkondisikan LCD. Untuk pin E pada LCD terhubung dengan P1.1 dari mikrokontroler, digunakan sebagai pemberi clock dari mikrokontroler ke LCD setiap kali pengiriman atau pembacaan data.
Potensio 10K yang tampak pada Gambar 10 berfungsi untuk mengatur tegangan pada pin VLCD. Besarnya tegangan pada pin tersebut akan mempengaruhi ketajaman yang tampak pada LCD. Pada pin A terhubung dengan dioda IN4001 yang berfungsi untuk menjaga ada bias balik dari sumber daya, pin A ini berfungsi sebagai Backlight pada penampil LCD, dan grounding dari Backlight terhubung pada pin K. Backlight ini berfungsi sebagai pembangkit cahaya yang timbul dibelakang LCD, sehingga tampilan dari LCD tersebut akan semakin jelas.
Perakitan Rangkaian Keseluruhan
Setelah mengetahui fungsi dari masing-masing blok diagram, maka saatnya merakit komponen keseluruhan dari Sistem Peringatan Dini Kenaikan Suhu Ruang Berbasis Mikrokontroler dan Telepon Seluler. Berikut ini adalah Gambar 11 Rangkaian keseluruhan.
Gambar 11 Rangkaian keseluruhan.
Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89S52
Diagram Alir
Agar mempermudah dalam penulisan dan pembuatan program, maka langkah awalnya adalah membuat diagram alir (flow chart) dari alat yang akan dibuat. Diagram alir pada Gambar 11 merupakan panduan dalam pembuatan program sehingga hasilnya dapat sesuai dengan yang diharapkan.
Inisialisasi diperlukan untuk menetapkan satuan kecepatan transfer data atau baudrate, dan jenis pengiriman data antara mikrokontroler dan handphone Siemens M35. Pada alat ini baudrate yang harus digunakan adalah 19200 bit per second (bps), karena komunikasi yang ditetapkan oleh Siemens untuk HP M35 adalah 19200 Bps. Berikut ini adalah listing programnya :
INITIAL:
MOV SCON,#50H ;INISIALISASI BAUD RATE 19200
MOV TMOD,#20H
Mov 87h,#80h
MOV TH1,#0FdH
SETB TR1
RET
Subrutin program ini digunakan untuk membaca data ADC melalui Port 2 mikrokontroler, kemudian mengkonversi data ADC yang masih dalam bilangan biner ke desimal. Berikut ini listing programnya :
;mengambil data adc
;simpan ke accumulator
;======================================================
BACA_ADC:
SETB WRI
SETB RE
CALL DELAY1
CLR WRI
CALL DELAY1
SETB WRI
JB ITR,$
CALL DELAY1
CLR RE
MOV A,P2
MOV DATAADC,A
SETB RE
RET
;konversi ke desimal 3 digit
;======================================================
Bin2Dec:
mov b,#100d
div ab
mov ratusan_100,a
mov a,b
mov b,#10d
div ab
mov puluhan_10,a
mov satuan_1,b
ret
Subrutin program ini digunakan untuk menampilkan data ADC melalui Port 0 mikrokontroler, data yang disimpan di RAM internal dipindahkan ke akumulator untuk ditampilkan ke LCD. Penampilan data suhu secara berurutan mulai dari bilangan ratusan, puluhan, satuan, dan satu angka dibelakang koma. Berikut ini listing programnya :
;konversi data adc ke lcd
;======================================================
Displayadc_1:
mov r1,#0c4h
call tulis_inst
mov DPTR,#ratusan ; DPTR = [ ratusan ]
mov A,DataADC ; A = [DataADC]
movc A,@A+DPTR ; A = [A+DPTR]
mov DPTR,#datane
movc A,@A+DPTR
mov P0,A ; P0 = A
mov r1,a
call tulis_data
mov r1,#0c5h
call tulis_inst
mov DPTR,#puluhan
mov A,DataADC
movc A,@A+DPTR
mov DPTR,#datane
movc A,@A+DPTR
mov P0,A
mov r1,a
call tulis_data
call delay
mov r1,#0c6h
call tulis_inst
mov DPTR,#satuan
mov A,DataADC
movc A,@A+DPTR
mov DPTR,#datane
movc A,@A+DPTR
mov P0,A
mov r1,a
call tulis_data
mov R1,#0c7h
call tulis_inst
mov R1,#’,’
call tulis_data
mov R1,#0c8h
call tulis_inst
mov DPTR,#koma ; dptr = [ koma ]
mov A,DataADC
movc A,@A+DPTR
mov DPTR,#datane
movc A,@A+DPTR
mov P0,A ; P0 = A
mov r1,a
call tulis_data
mov R1,#0c9h
call tulis_inst
mov R1,#’ ‘
call tulis_data
mov R1,#0cah
call tulis_inst
mov R1,#0DFH
call tulis_data
mov R1,#0cbh
call tulis_inst
mov R1,#’C’
d. Mikrokontroler mengirimkan pesan melalui pin TX (Port 3.1)
; rutin pengiriman sms
;======================================================
send_sms:
mov dptr,#smssend ;baca sms
acall kirim_data ;kirim perintah
tunggus:
acall terima_data
cjne a,#’>’,tunggus ;tunggu karakter >
call tunda_long
mov dptr,#sms_center ;kirim no sms center
mov r0,#6
berulang1a:
clr a
movc a,@a+dptr
acall kirim_serial
inc dptr
djnz r0,berulang1a
mov r0,70h ;jumlah no hp
mov a,r0
add a,#2
mov r0,a
mov r1,#30h ;alamat awal no hp
berulang2a:
clr a
mov a,@r1
acall kirim_serial
inc r1
djnz r0,berulang2a
mov dptr,#ref_sms ;kirim no refferensi smsm
mov r0,#4 ;’0000′
berulang3a:
clr a
movc a,@a+dptr
acall kirim_serial
inc dptr
djnz r0,berulang3a
mov a,22h
Tabel 4 Pengujian Sensor Suhu LM35
| SuhuTerukur
Jml Pengujian Vout LM35 |
30 °C | 40 °C | 50 °C | 75 °C | 85 °C | 95 °C | 100 °C |
| 1 | 0,30 | 0,39 | 0,52 | 0,72 | 0,83 | 0,95 | 0,99 |
| 2 | 0,30 | 0,40 | 0,49 | 0,73 | 0,84 | 0,93 | 0,99 |
| 3 | 0,30 | 0,39 | 0,49 | 0,77 | 0,84 | 0,94 | 0,99 |
| 4 | 0,29 | 0,39 | 0,49 | 0,75 | 0,84 | 0,93 | 0,98 |
| 5 | 0,30 | 0,39 | 0,51 | 0,74 | 0,83 | 0,93 | 0,99 |
| 6 | 0,30 | 0,40 | 0,51 | 0,73 | 0,86 | 0,93 | 0,10 |
| 7 | 0,29 | 0,41 | 0,51 | 0,76 | 0,86 | 0,94 | 0,99 |
| 8 | 0,30 | 0,39 | 0,52 | 0,77 | 0,87 | 0,94 | 0,99 |
| 9 | 0,30 | 0,39 | 0,49 | 0,77 | 0,88 | 0,94 | 0,99 |
| 10 | 0,30 | 0,39 | 0,49 | 0,76 | 0,87 | 0,93 | 0,99 |
| 0,298 | 0,394 | 0,502 | 0.75 | 0,852 | 0,936 | 0,9 | |
Dari hasil pengujian Tabel 4 diperoleh hasil rerata pengujian tegangan keluaran sensor suhu LM35 dari tiap pengukuran suhu.
Membandingkan Data ADC dengan Suhu Kamar
Program pembanding data ADC adalah untuk membandingkan nilai suhu kamar yang terdeteksi dengan suhu (29 – 32 °C). Nilai data ADC untuk suhu 33 °C yang mengacu pada Tabel 1 adalah 66. Berikut ini adalah Gambar 12 diagram alir pembanding data ADC dengan suhu kamar (29 – 32 °C).
Gambar 12 Diagram alir pembanding data ADC dengan suhu kamar (29 – 32 °C)
Dari keterangan Gambar 12 dapat dijelaskan bahwa, pertama kali menghapus nilai carry yaitu bit pengurangan. Kemudian program akan melakukan pengisian data ADC yang terdeteksi ke accumulator, setelah itu nilai R0 diisi dengan 66 desimal yang berarti 33 °C. Setelah itu program akan mengurangkan register 0 dengan data ADC yang terdeteksi. Misal data ADC yang terdeteksi adalah 66 maka 66 – 66 = 0 hasilnya adalah positif nilai bit carry akan bernilai 1 jika hasil pengurangan ini positif, berarti suhu kamar sama dengan 33 °C. Sedangkan jika nilai ADC terdeteksi 57, maka 57 – 66 = -9, hasil negatif ini akan membuat bit carry bernilai 0 dan melakukan program selanjutnya atau artinya suhu kamar kurang dari 33 °C, kemudian akan menampilkan data 57d yang berarti 29 °C.
Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan dengan cara memasang HP M35 dan rangkaian secara keseluruhan. Pengujian ini dilakukan dengan cara mendekatkan sensor LM35 ke sumber panas solder. Untuk menghitung error dari hasil pengujian, maka dilakukan pengukuran suhu dengan termometer digital Berikut ini Gambar 13 cara pengujian alat.
Gambar 13 Cara pengujian alat
Dan hasil dari pengujian sistem ditunjukkan pada Tabel 5 pengujian sistem secara keseluruhan.
Tabel 5 Pengujian sistem pada sumber panas solder dengan pengulangan 10 X
| No | Keadaan
LED indikator |
Status SMS
ke Nomor tujuan (+622748229878) |
Isi SMS | Suhu terukur
alat (°C) |
Suhu termometer
(°C) |
Error
tiap pengukuran (%) |
| 1 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 35 Derajat Celcius ! | 35 | 34,5 | 0,014 |
| 2 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 35 Derajat Celcius ! | 35 | 34,5 | 0,014 |
| 3 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 36 Derajat Celcius ! | 36 | 35,5 | 0,014 |
| 4 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 37 Derajat Celcius ! | 37 | 36 | 0,027 |
| 5 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 39 Derajat Celcius ! | 39 | 38 | 0,026 |
| 6 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 40 Derajat Celcius ! | 40 | 39 | 0,025 |
| 7 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 38 Derajat Celcius ! | 38 | 37 | 0,027 |
| 8 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 37 Derajat Celcius ! | 37 | 36,5 | 0,013 |
| 9 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 36 Derajat Celcius ! | 36 | 35 | 0,028 |
| 10 | Menyala | Terkirim | Suhu kamar = 36 Derajat Celcius ! | 36 | 35,5 | 0,014 |
| 0,020 | ||||||
Dari hasil Tabel 5 terlihat bahwa pengujian dilakukan sebanyak 10 kali, dan diperoleh error rerata pada masing-masing percobaan adalah 0,020 %, kemudian mikrokontroler akan menyalakan LED indikator dan mengirimkan pesan singkat yang berisi memberi peringatan bahwa suhu kamar di atas 33 derajat celcius ke nomor tujuan (+622748229878). Serta menampilkan suhu yang terdeteksi pada saat itu ke penampil LCD M1632.
sistem Water Level Warning melalui Short Message Service (SMS) Berbasis Mikrokontroler ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Foto alat
Bahan dan Alat Penelitian
Pada penelitian Water Level Warning Melalui Short Message Service Berbasis Mikrokontroler ini memerlukan beberapa bahan dan alat. Bahan penelitian terdiri dari komponen-komponen yang akan dirakit, sedangkan alat penelitian terdiri dari perangkat-perangkat yang mendukung dalam pembuatan alat ini. Perangkat-perangkat ini terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras, perangkat lunak digunakan pada perancangan skema rangkaian dan board PCB serta pada pemrograman mikrokontroler AT89S52 sedangkan perangkat keras digunakan pada pengujian-pengujian alat pada setiap blok-blok rangkaian yang tersusun untuk membentuk suatu sistem pengaman.
Bahan Penelitian
Pada water level warning system melalui short message service berbasis mikrokontroler ini, bahan penelitian yang digunakan adalah :
Langkah Penelitian
Pada dasarnya alat ini merupakan suatu rangkaian yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu terdiri dari bagian sensor, dan bagian pemroses yaitu bagian pembaca output sensor laser bagian penerima, bagian pengirim sinyal pesan. Semua rangkaian itu akan membentuk suatu sistem komunikasi antara mikrokontroler dengan handphone siemens seri M35 dengan baudrate 19200 Bps. Untuk memudahkan penelitian yaitu dengan cara membagi rangkaian-rangkaian menjadi beberapa bagian seperti, rangkaian sensor, sistem minimum mikrokontroler, rangkaian CMOS ke TTL converter.
Sensor Air
Sensor adalah tranduser atau alat yang mengubah dari besaran satu kebesaran lain. Khususnya dalam perancangan alat ini digunakan untuk mendeteksi ketinggian level air pada bibir sungai air. Dalam hal ini sensor digunakan untuk mengubah ketinggian level air menjadi besaran listrik. Pada perancangan alat digunakan dua buah sensor aktif high, artinya pada keadaan awal sensor akan mengeluarkan output low, apabila sensor menyentuh air (aktif) output akan berlogika higgh. Prinsip kerja sensor ini sederhana, sensor terbuat dari dua buah plat konduktor yang dipisahkan dengan jarak 5mm atau sesuai disesuaikan dengan daya hantar air. Sensor diberi pull down untuk pengkondisian awal berlogika low.
Gambar 2 Rangkaian sensor air
Resistansi air dapat digunakan sebagai pemberi tegangan ke basis transistor. Dengan kondisi seperti itu maka akan kita dapatkan sebuah sensor pendeteksi air. Resistansi air dideteksi menggunakan sepasang ujung probe berbahan logam dengan panjang sekitar 2 cm serta diletakan secara sejajar sejauh 1 cm. Dengan kondisi seperti ini resistansi air tanah adalah dalam orde kilo ohm.
Sistem Minimum Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C52 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.
Untuk bekerja dengan mikrokontroler ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum. Syarat-syarat tersebut antara lain, sistem clock atau osilator, sistem reset dan sistem ISP. Pada penelitian ini sistem minimum disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 Sistem minimum mikrokontroler
Komunikasi Mikrokontroler dan HP
Untuk berkomunikasi antara mikrokontroler dan HP diperlukan fasilitas komunikasi serial dengan model UART dengan kecepatan 19200 bps untuk jenis HP Siemens M35. Kecepatan ini akan bervariasi tergantung dari jenis HP yang digunakan. Level tegangan yang digunakan adalah RS232. Sementara itu mikrokontroler hanya menyediakan fasilitas komunikasi serial UART dengan pin TX, dan Rx dengan level tegangan RS232. Untuk itu diperlukan sebuah sistem adapter yang mampu mengubah level tegangan TTL ke level RS232.
Pada HP Siemens M35 terdapat konektor untuk berkomunikasi dengan piranti luar. Biasanya konektor ini mampu diakses dengan kabel data serial. Umumnya kabel data sudah dilengkapi dengan konverter RS232 untuk itu mikrokontroler memerlukan piranti tambahan yaitu modul konverter dari TTL ke RS232. Pada Gambar 4 disajikan skema rangkaian komunikasi serial RS232.
Gambar 4 Komunikasi RS232
Untuk memenuhi standar komunikasi RS232 diperlukan IC konverter MAX232. IC ini diproduksi oleh maxim dallas semiconductor. Pada IC ini sudah dilengkapi dengan sistem adapter RS232 sehingga tinggal menghubungkan pin T1IN dengan pin TXD dari mikrokontroler pada P3.1, dan menghubungkan pin R1IN dengan pin RXD dari mikrokontroler pada P3.0.
Pada bagian HP sebelum masuk ke terminal harus dikonversi dulu ke level tegangan yang mampu diakses oleh handphone. Umumnya pengkonversian ini sudah otomatis dilakukan oleh kabel data dari handphone tersebut. Model koneksi kabel data untuk HP Siemens M35 di gambarkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Model kabel data handphone Siemens M35
Pada Gambar 6 disajikan model koneksi kabel data yang kompatibel dengan PC. Pada Gambar 7 disajikan koneksi pada HP Siemens M35. Pada konektor ini terdapat 2 pin sebagai jalur komunikasi. Pada koneksi handphone Siemens M35, pin-pin yang ada harus dihubungkan sesuai dengan fungsi terminal masing-masing. Adapun fungsi masing-masing terminal disajikan pada tabel 3.1
Gambar 6 Terminal port pada HP Siemens M35
Tabel 1 Fungsi terminal HP Siemens M35
| No | Nama | Fungsi | In/Out |
| 1 | GND | Ground | In/Out |
| 2 | SELF SERVICE | Recognition / Battery Charger | In/Out |
| 3 | LOAD | Charging Voltage | In |
| 4 | BATTERY | Battery | Out |
| 5 | DATA OUT | Data Send | Out |
| 6 | DATA IN | Data Receive | In |
| 7 | Z_CLK | Recognition / Control Accesoris | In |
| 8 | Z_DATA | Recognition / Control Accesoris | In |
| 9 | MICG | Ground for Microphone | In |
| 10 | MIC | Microphone input | In |
| 11 | AUD | Loudspeaker output | Out |
| 12 | AUDG | Ground for Loudspeaker | In/Out |
Light Emiting Diode ( LED )
Merupakan suatu bahan semikonduktor yang dibuat sedemikian rupa untuk dapat memancarkan cahaya bila dialiri arus yang cukup. Dewasa ini LED banyak digunakan untuk menggantikan lampu-lampu pijar karena konsumsi dayanya yang rendah, umurnya yang relatif lama dan switching hidup matinya cepat. Alat water level warning system melalui short message service berbasis mikrokontroler ini menggunakan enam buah LED, yaitu masing-masing tiga buah dipasang pada rangkaian sistem kontrol dan tiga buah dipasang pada rangkaian sensor air. LED pada sistem kontrol dan rangkaian sensor air yaitu sama-sama berfungsi sebagai penanda tinggi permukaan air.
Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89S52
Diagram Alir
Agar mempermudah dalam penulisan dan pembuatan program, maka langkah awalnya adalah membuat diagram alir (flow chart) dari alat yang akan dibuat. Diagram alir ini merupakan panduan dalam pembuatan program sehingga hasilnya dapat sesuai dengan yang diharapkan.
Inisialisasi diperlukan untuk menetapkan satuan kecepatan transfer data atau baudrate, dan jenis pengiriman data antara mikrokontroler dan handphone Siemens M35. Pada alat ini baudrate yang harus digunakan adalah 19200 bit per second (bps), karena komunikasi yang ditetapkan oleh Siemens untuk HP M35 adalah 19200 Bps. Berikut ini adalah listing programnya :
INITIAL:
MOV SCON,#50H ;INISIALISASI BAUD RATE 19200
MOV TMOD,#20H
Mov 87h,#80h
MOV TH1,#0FdH
SETB TR1
RET
Perancangan program mikrokontroler sebagai sarana input dari sensor air yaitu mikrokontroler terus-menerus mengecek keadaan port yang terhubung dengan sensor air. Mikrokontroler mendeteksi logika apakah berlogika ’0’ pada pin yang terhubung pada penerima laser adalah P2.0 – P2.3. Setelah mengetahui port 2.0 / port 2.1 / port 2.2 / port 2.3 berlogika ’0’ maka mikrokontroler akan mengeluarkan data melalui pin TXD ke bagian konversi CMOS untuk mengirimkan pesan ke nomor tujuan yang telah ditentukan. Listing programnya sebagai berikut :
MULAI:
mov flag_sms,#00h
MOV P0,#0FFH
clr lampu_1
ACALL INITIAL ;INISIALISASI BAUT RATE 19200
call tunda_long
setb lampu_1
call tunda_long
clr lampu_1
ACALL HAPUS_INBOX
ACALL MODE_STANBY ;KIRIM PERINTAH MODE STANBY
call tunda_long
setb lampu_1
jmp cek_sensor_1
cek_sensor_1:
JB SENSOR_1,cek_sensor_2
CLR LAMPU_1
mov flag_sms,#01h
ACALL TUNDA_LONG
ACALL SEND_SMS
JMP MULAI
cek_sensor_2:
JB SENSOR_2,cek_sensor_3
CLR LAMPU_2
mov flag_sms,#02h
ACALL TUNDA_LONG
ACALL SEND_SMS
JMP MULAI
cek_sensor_3:
JB SENSOR_3,cek_sensor_1
CLR LAMPU_3
mov flag_sms,#03h
ACALL TUNDA_LONG
ACALL SEND_SMS
JMP MULAI
;—————————
; RUTIN PENGIRIMAN SMS
;—————————
SEND_SMS:
MOV DPTR,#SMSSEND ;BACA SMS
ACALL KIRIM_DATA ;KIRIM PERINTAH
TUNGGUS:
ACALL TERIMA_DATA
CJNE A,#’>’,TUNGGUS ;TUNGGU KARAKTER >
ACALL TUNDA_LONG
MOV DPTR,#SMS_CENTER ;KIRIM NO SMS CENTER
MOV R0,#6
BERULANG1A:
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
ACALL KIRIM_SERIAL
INC DPTR
DJNZ R0,BERULANG1A
JMP KIRIM_1
kirim_1:
MOV DPTR,#NOMOR_HP_1 ;KIRIM NOMOR TUJUAN
MOV R0,#18
ulang_1:
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
CALL KIRIM_SERIAL
INC DPTR
DJNZ R0,ulang_1
Acall tunda_long
MOV DPTR,#REF_SMS ;KIRIM NO REFFERENSI SMSM
MOV R0,#6 ;’000000′
BERULANG3A:
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
ACALL KIRIM_SERIAL
INC DPTR
DJNZ R0,BERULANG3A
ACALL TUNDA_LONG
MOV A,flag_sms
flag_1:
CJNE A,#01,flag_2
ACALL ISI_SMS_1
JMP DONE
flag_2:
CJNE A,#02,flag_3
ACALL ISI_SMS_2
JMP DONE
flag_3:
CJNE A,#03,flag_1
ACALL ISI_SMS_3
JMP DONE
;——————————–
DONE:
MOV A,#1AH ;DONE
ACALL KIRIM_SERIAL
TUNGGUU:
ACALL TERIMA_DATA
CJNE A,#’K',TUNGGUU
ACALL TUNDA_LONG
RET
Pengujian Sensor Air
Tahap berikutnya adalah pengujian sensor air, yaitu melakukan pengujian terhadap tegangan sensor yang dilakukan pengukuran pada saat sensor tidak terkena air dan sensor terkena air. Pengujian atau pengukuran ini dilakukan dengan cara menghubungkan multimeter analog pada bagian tegangan melalui empat titik / tahap . Pada saat sensor tidak terkena air pengukuran dilakukan dengan proses empat titik / tahap yaitu titik 1, titik 2, titik 3 dan titik 4 yang masing-masing untuk mengukur arus tiap komponen yang ada pada rangkaian sensor air. Begitu juga pada saat sensor terkena air proses pengukurannya pun sama yaitu melalui empat titik / tahap.
Berikut ini Tabel 2 pengujian sensor air yang tidak terkena air dan yang terkena air.
Tabel 2 Pengujian sensor yang tidak terkena air
| No | Pengukuran
Titik 1 (Volt) |
Pengukuran
Titik 2 (Volt) |
Pengukuran
Titik 3 (Volt) |
Pengukuran
Titik 4 (Volt) |
| 1 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 2 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 3 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 4 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 5 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 6 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 7 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 8 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 9 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 10 | 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
| 0,15 | 4,9 | 4,2 | 5 |
Tabel 3 Pengujian sensor yang terkena air
| No | Pengukuran
Titik 1 (Volt) |
Pengukuran
Titik 2 (Volt) |
Pengukuran
Titik 3 (Volt) |
Pengukuran
Titik 4 (Volt) |
| 1 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 2 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 3 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 4 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 5 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 6 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 7 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 8 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 9 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 10 | 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
| 0,76 | 0,2 | 0,75 | 5 |
Perakitan 4 Buah Penampil 7-Segment
Penampil 7-segment terdiri dari 7 ruas LED yang disusun membentuk angka 8 dan satu buah dot (titik). Dengan mengatur nyala LED dari 7 ruasnya, 7-segment dapat menampilkan angka dari 0 – 9. 7 buah LED yang tersusun di dalam 7-segment diberi nama (a,b,c,d,e,f,g), sedangkan dot diberi nama P. Ada 2 jenis 7-segment yang berada di pasaran yaitu Common Anode (CA) dan 7-segment Common Cathode (CC). Yang akan digunakan pada alat mesin tetas elektronik berbasis mikrokontroler AT89S52 ini adalah jenis CA. Penyambungan Common Anode yaitu menggabungkan anoda dari masing-masing LED, sedangkan bagian katoda LED digunakan untuk mengatur penyalaannya. Pada bagian katodanya diberikan resistor sebesar 470 ?, karena kebutuhan arus LED 7-segment ukuran tinggi karakter 1,7 cm ini hanya memerlukan arus yang kecil berkisar 10 mA. Berikut ini adalah Gambar 8 rangkaian 4 buah penampil 7-segment CA yang dihubungkan secara multipleks.
Gambar 8 Rangkaian 4 buah penampil 7-segment
Pada Gambar 8 terlihat bahwa teknik penyambungan data 7-segment agar dapat dikendalikan oleh port mikrokontroler yaitu menggunakan teknik multipleks. Dengan teknik multipleks mikrokontroler dapat mengendalikan sampai delapan digit 7-segment hanya menggunakan 2 port saja. Teknik multipleks ini menggunakan pengendali transistor pada bagian anoda 7-segment, tujuannya agar dapat menyalakan dan memadamkan ke-empat digit 7 segment secara bergantian (berkedip). Namun kedipannya sangan cepat sekali berkisar antara 100 kali dalam setiap detiknya, sehingga respon mata manusia tidak dapat mengenali kedipan dari ke-empat digit 7-segment. Fenomena inilah yang menjadi dasar penggunaan teknik multipleks untuk mengendalikan 7-segment dengan banyak digit. Pada Gambar 8 dijelaskan bahwa semua katoda (a,b,c,d,e,f,g,P) yang sama dari ke-empat digit 7-segment digabungkan menjadi satu. Katoda LED apada digit pertama digabung dengan LED a digit ke-dua, tiga, dan empat. Begitu juga dengan katoda – katoda yang lain yang namanya sama dihubungkan secara bersamaan. Sedangkan untuk kaki common (A) dari masing – masing digit digunakan utuk mengatur penyalaan digit, yaitu dengan menghubungkan dengan kaki common (A) ke kaki kolektor sebuah transistor PNP BC327. Kaki emitornya dihubungkan ke Vcc 5 Volt, sementara basisnya dihubungkan ke port mikrokontroler. Jika masing – masing digit dinyalakan secara bergantian dengan kecepatan tinggi, sehingga kecepatan pergantiannya lebih tinggi dari kecepatan respons mata manusia, mata manusia akan menganggap 7-segment tersebut menyala bersamaan. Rangkaian Pengendali Relai untuk Sumber Pemanas (Lampu Pijar) Pada alat Mesin Tetas Elektronik Berbasis Mikrokontroler AT89S52 ini memerlukan sebuah relai untuk mengendalikan 2 buah keluaran lampu pijar, yang masing – masing berdaya 40 Watt. Relai yang dipakai adalah jenis 12VDC dengan output maksimal 220VAC / 5A, jika dihitung daya yang mampu dilewatkan oleh relai ini sebesar 1100 Watt, sehingga relai ini dianggap mampu mengendalikan pemanas lampu pijar berdaya 80 Watt. Untuk mengendalikannya mikrokontroler tidak bisa langsung dihubungkan dengan relai jenis ini, karena level tegangan yang berbeda mikrokontroler berlevel tegangan 5 Volt, sedangkan relai bertegangan 12 Volt. Untuk itu diperlukan IC driver ULN2003 yang mampu bekerja pada tegangan masukan hingga 50 Volt. Sedangkan pengaturan pada kaki masukannya berstandar TTL 5 Volt, sehingga dapat langsung dihubungkan dengan port mikrokontroler. Berikut ini adalah Gambar 8 rangkaian pengendali relai sumber pemanas 2 buah lampu pijar.
Gambar 8 Rangkaian pengendali relai sumber pemanas
Terlihat pada Gambar 8 kaki masukan (I1) ULN2003 dikontrol melalui JP1 yang terhubung ke port 1.0 mikrokontroler, sedangkan CD+ ULN dihubungkan dengan Vcc 12Volt, dan bagian GND dihubungkan ke ground. Untuk bagian relai kaki 1 relai dihubungkan dengan Vcc 12 Volt dan kaki 2 dihubungkan ke keluaran (O1) ULN2003. Cara pengaktifan dan penonaktifan relai yaitu dengan mengubah tegangan input ULN 2003 menjadi logika ’0’ agar relai aktif dan logika ’1’ untuk relai tidak aktif. Jika relai dalam keadaan aktif maka hubungan phase 220 Volt yang tadinya terbuka (Normally Open) akan terhubung maka lampu pijar akan menyala, sebaliknya jika relai tidak aktif maka keadaan jalur phase 220 Volt akan terbuka sehingga lampu pijar tidak menyala. Perakitan Rangkaian Keseluruhan Setelah mengetahui dasar dari setiap komponen yang digunakan untuk pembuatan alat Mesin Tetas Elektronik Berbasis Mikrokontroler AT89S52, tahap selanjutnya adalah menggabungkan keseluruhan rangkaian – rangkaian tersebut. Berikut ini adalah Gambar 9 rangkaian keseluruhan.
Gambar 9 Rangkaian keseluruhan mesin tetas elektronik berbasis mikrokontroler AT89S52
Perangkat Lunak (Software) Perancangan perangkat lunak ini terdiri dari penstabilan suhu ruangan mesin tetas elektronik, dan perancangan software timer hari penetasan telur. Berikut ini adalah 10 diagram alir (flowchart) alat Mesin Tetas Elektronik Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
Gambar 10 (a) Flowchart penstabilan suhu ruangan mesin tetas
Gambar 10 (b) Flowchart timer hari penetasan telur
