BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT. Dalam bab ini akan dibahas mengenai perencanaan dan pembuatan alat

Transkripsi

1 BAB III PEANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Pada bahasan Bab II dapat dijadikan rujukan dalam perencanaan alat ini. Dalam bab ini akan dibahas mengenai perencanaan dan pembuatan alat Perancangan Alat Penghitung Pengunjung Ke Perpustakan Dengan Microcontroler AT 89S5 dengan Penampil LCD. PENDAHULUAN Dalam perencanaa ini dijelaskan bahwa semua data masuk lewat rangkaian input yang di fungsikan sebagai rangkaian input dan data tersebut selanjutnya di proces oleh mikrokontroler 89S5 dan hasil dari proces kontrol di tampilkan di layar LCD. Sistem kerja dari rangkaian alat ini dapat dilihat pada gambar dibawah INPUT POCES OUTPUT SENSO MC 89S5 LCD Gambar..Diagram blok alat (ancangan) 0

2 GND _AAY 0K LCD +VCC ' ' ' 4' 5' 6' 7' 8' 9' +VCC 6 D N400 VCC +5V 0K 8 D5 6 7 LED 9 C65 5 UA T CV U NE555 74LS00 Q DIS TH 7 6 UA D N400 74LS00 D N400 UA 74LS00 UA 74LS00 Output Tx I +VCC C 0uF 4 0K C 0pF C 0pF X-TAL MHz 9 8 P0.0/AD0 P.0/A8 7 P0./AD P./A9 6 P0./AD P./A0 4 5 P0./AD P./A 5 4 P0.4/AD4 P.4/A 6 P0.5/AD5 P.5/A 7 P0.6/AD6 P.6/A4 8 P0.7/AD7 P.7/A5 0 P.0/T P.0/XD P./T-EX P./TXD 4 P. P./INTO 5 P. P./INT 4 6 P.4 P.4/TO 5 7 P.5 P.5/T 6 8 P.6 P.6/W 7 P.7 P.7/D XTAL PSEN 9 XTAL 0 ST ALE/POG EA/VPP S SW STAT S SW ESET VCC +5V AT89S5 D6 D7 Q NPN Output x I D Input V N400 Ground C4 0uF LM78 VIN VOUT C5 0uF Output +V Ground + C7 C-POL Gambar..Skema angkaian Penghitung Pengunjung Ke Perpustakan Dengan Microcontroler AT 89S5 (ancangan). PINSIP KEJA ANGKAIAN Prinsip kerja dari alat Perencaaan Dan Pembuatan Alat Penghitung Pengunjung Ke Perpustakan Dengan Microcontroler AT 89S5 Dengan Penampil LCD adalah setiap mahasiswa yang masuk ke ruang perpustakaan masuk lewat pintu khusus dan sensor infra merah di letakkan di pintu khusus tersebut. Sensor infra merah tersebut akan mendeteksi setiap ada pengunjung yang masuk. Dan data masuknya pengunjung itu kemudian di psoses oleh mikrokontroler dengan menghitung berapa banyak data yang masuk dan selanjutnya akan di tampilkan ke layar LCD sebagai keluaran data

3 4. PEANGKAT KEAS PENUNJANG ALAT.. angkaian Sensor VCC +5V 8 D5 6 7 LED UA 9 C65 5 UA T CV U NE555 Q DIS TH 7 6 UA D N400 D N400 UA 74LS00 74LS00 Output Tx I 74LS00 74LS00 VCC +5V D6 D7 Q NPN Output x I + C7 C-POL Gambar.. angkaian Sensor Pada gambar di atas terdiri dari rangkaian pengirim dan penerima. angkaian pengirim keluarkan dari infrared dan rangkaian penerima di lakukan oleh photodioda. Dalam keadaan kerja normal dioda kolektor berada dalam keadaan reverse bias dan dioda emitor dalam keadaan forward bias. Dalam dioda kolektor yang mendapat tegangan reverse ini, selalu sedikit arus bocoran Ico yaitu arus bocoran antara kolektor dan basis.

4 Ico ini selain berpengaruh oleh temperatur juga di pengaruhi oleh intensitas cahaya yang datang pada kolektor junction. Pada rangkaian basis yang terbuka semua Ic akan mengalir ke basis transistor tersebut. Ini akan menghasilkan arus kolektor sebesar β.ic, sehingga besarnya arus kebocoran antara kolektor emitor Ice adalah Ice = β.ic + Ic = (β+). Ic Ice = β.ic Dengan demikian pengaruh cahaya pada sebuah transistor photo adalah β kali lebih besar dari pada pengaruhnya dioda photo, ini berarti transistor photo lebih sensistif terhadap cahaya. Di dalam mengoperasikan trnasistor photo, rangkian basis selalundi buka dengan demikian akan di dapatkan sesitivitas yang maksimal terhadap cahaya. Untuk mendapatkan sensitivitas cahaya yang lebih besar lagi, transistor ini dapat di rangkaikan dengan sebuah transistor bipolar biasa untuk mendapatkan susunan darlington. Pada susunan darlington ini Ice dari transisitor photo di masukkan pada basis transistor bipolar, sehingga akan menghasilkan arus kolektor sebesar β.ice, Dari sini tampak bahwa dengan susunan darlington ini akan diperoleh sensitivitas yang jauh lebih besar dari pada penggunaan transistor photo biasa. Tetapi susunan darlington ini mempunyai kecepatan kerja yang agak lambat. Sehingga dengan susunan

5 darlington ini sensitivitas yang paling besar dan kecepatan kerjanya lebih lambat... angkaian Mikrokontroler 89S5 Kita membutuhkan buah MC 89S5 untuk pengontrolan alat ini. Semua prinsip kerja pengontolan ini akan diatur lewat perangkat lunak atau software. angkaian sederhana dapat kita lihat pada gambar dibawah. angkaian ini sangat sederhana hanya menghubungkan T dan X pada kaki-kaki mikrokontroler. angkaian sensor masuk port. Sensor infra merah tersebut akan mendeteksi setiap ada pengunjung yang masuk. Dan data masuknya pengunjung itu kemudian di psoses oleh mikrokontroler dengan menghitung berapa banyak data yang masuk dan selanjutnya akan di tampilkan ke layar LCD sebagai keluaran data lewat port 0.0- port 0.7 pada microcontroler 89S5. 4

6 GND _AAY 0K LCD +VCC ' ' ' 4' 5' 6' 7' 8' 9' +VCC 6 D 0K N400 +VCC C 0uF 4 0K C 0pF C 0pF X-TAL MHz XTAL PSEN 9 XTAL 0 ST ALE/POG P0.0/AD0 P0./AD P0./AD P0./AD P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P.0/T P./T-EX P. P. P.4 P.5 P.6 P.7 EA/VPP AT89S5 P.0/A8 P./A9 P./A0 P./A P.4/A P.5/A P.6/A4 P.7/A5 P.0/XD P./TXD P./INTO P./INT P.4/TO P.5/T P.6/W P.7/D S SW STAT S SW ESET D Input V LM78 VIN VOUT Output +V Ground N400 C4 0uF C5 0uF Ground Gambar.4.angkaian Mikrokontroler 89S5 dan LCD (ancangan).4 APLIKASI TAMPILAN LCD LCD yang digunakan adalah : M6 yang terdiri dari baris, 6 kolom dimulai dari baris paling atas dan kolom 0 paling kiri. LCD difungsikan untuk menampilkan data yang telah didapat dari sensor infared. Pada pin nomor dari LCD dihubungkan dengan V 0 K ohm yang 5

7 digunakan untuk mengatur tampilan contrast pada LCD. Backlight pada LCD M6 memerlukan tegangan sebesar 4. V sehingga untuk menurunkan tegangan yang sebesar 5 Volt dari suplay perlu ditambahkan dioda sebelum tegangan di hubungkan ke pin 5. Sebelum menampilkan karakter pada LCD, maka harus mengikuti prosedur sebagai berikut : Inisialisasi Pemesanan Tempat Penulisan Data. Iniisalisasi data terdiri dari : Display clear S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 Instruksi ini akan menghapus semua display dan mengembalikan kursor ke posisi awal ( alamat 0) Cursor Home x S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 Instruksi ini akan mengembalikan kursor ke posisi awal ( alamat 0) Entry Mode-Set I/D S S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 6

8 Instruksi ini akan mengatur arah pergerakan kursor dan apakah display akan di geser. - Jika I/D = alamat akan dianikkan dan kursor bergerak ke kanan dan jika I/D = 0 alamat akan diturunkan dan kursor bergerak ke kiri. - Jika S =, semua display akan di geser, tetapi posisi kursor tidak berubah, - Jika s= dan I/D, display akan digeser ke kiri dan jika S = dan I/D = 0 display akan digeser ke kanan. - Jika S= 0, display tidak akan di geser Display ON/OFF Control D C B S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 D =, Display akan di tampilkan D = 0, Display tidak ditampilkan C =, kursor akan di tampilkan C = 0, kursor tidak di tampilkan B =, karakter tempat posisi kursor berkedip B =, karakter tempat posisi kursor tidak berkedip Cursor / Displya Shift S/C /L * * S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 Instruksi ini akan menggerakkan kursor dan menggerakkan display tanpa mengubah AM 7

9 S/C /L OPEASI 0 0 Posisi kursor di geser ke kiri 0 Posisi kursor di geser ke kanan 0 Seluruh display di geser ke kiri dengan kursornya Seluruh display di geser ke kanan dengan kursornya Function Set * * * S /-W D7 D6 D5 D4 D D D D0 DL =, panjang data diatur 8 bit. DL = 0, panjang data 4 bit (D7-D4) Pin yang digunakan Pin data LCD tipe ini terdiri dari 6 poin. No. Nama Fungsi Vss GND Vcc + 5V Vee LCD Contrast 4 S = Input Data, 0 = Input Instruksi 5 /W = ead, 0 = Write 6 E Enable 8

10 7 D0 Data 0 8 D Data 9 D Data 0 D Data D4 Data 4 D5 Data 5 D6 Data 6 4 D7 Data 7 5 VBL+ 4-4, Volt 6 VBL- GND Pemesanan tempat Ke baris dan kolom dengan memberikan S = 0. untuk baris data yang dikirim adalah 8XH atau 000 xxxxb dan baris data yang dikirim adalah CXH atau 00 xxxxb dimana x menunjukkan kolom 0-5 (0H-FH). Penulisan karakter Ke baris dan kolom tersebut dengan memberi S =. karakter yang dikirim dalam format ASCII..5 PEANCANGAN PEANGKAT LUNAK (SOFTWAE) Program bantu untuk mempelajari dan menjalankan mikrokontroler 80, yaitu MCS-5 dan menggunakan simulator AVSIM5. Program utamanya dengan menggunakan ekstensi.h5 diubah dengan MCS-5 menjadi berekstensi HEX, PN, dan BIN. 9

11 Alat untuk simulator menggunakan EPOM Emulator. Sebelum menyusun program assembly, terlebih dahulu disusun flowchart (diagram alur) yang sesuai. Dengan diagram alur struktur pembuatan program lebih terarah dan lebih mudah. Diagram alur program dapat dilihat pada gambar dibawah. Pembuatan program assembly bertujuan untuk menjalankan mikrokontroler agar dapat mengatur data masukan dari sesor infra red dan data di keluarkan ke LCD..5.. Instruksi Aritmatika Penambahan (ADD) Instruksi ini akan menjumlahkan suatu data dengan isi akumulator dan hasilnya disipan dalam akumulator. Penambahan hanya melibatkan register akumulator. Penambahan ada macam yaitu tanpa carry (ADD) dan dengan carry (ADDC). ADD ADDC : (A) <-(A) + data : (A) <-(A) + (C) + data Bilangan berukuran byte dapat ditambahkan dengan perintah ADD dan ADDC. Pengurangan (SUBB) Instruksi ini akan mengurangkan isi akumulator dengan carry flag dan isi data. Hasilnya akan disimpan dalam akumulator. SUBB : (A) <-(A) + (C) + data Perkalian (MUL) 40

12 Instruksi ini akan mengalikan isi akumulator dengan isi register B MUL : (AB) <-(A) * (B) Byte bawah hasil perkalian disimpan dalam akumulator. Byte atas disimpan dalam register B Pembagian (DIV) Instruksi ini akan membagi isi akumulator dengan isi register B. DIV : (AB) <-(A) / (B) Akumulator akan berisi hasil bagi, sedangkan register B berisi sisa pembagian Penambahan satu (INC) Proses increment merupakan proses penambahan satu pada isi suatu register atau memori. INC A : (A) <-(A) + () Pemakaian intruksi ini menghemat pemakaian memeori karena INC hanya instruksi byte Pengurangan satu (INC) Proses decrement merupakan proses pengurangan satu pada isi suatu register atau memori. DEC 0 : (0) <-(0) - () Pemakaian intruksi ini menghemat pemakaian memeori karena DEC hanya instruksi byte. 4

13 Start Initialisation Tampil Menu T Tombol Start T Tombol eset Y Y Baca Sensor Konversi Data to ASCII Tampil Data to LCD End of File T Y End Gambar.5. Flowchart Program angkaian ( ancangan ) 4

14 .6. PEMBUATAN PEANGKAT KEAS Dalam pembuatan perangkat keras ini terdapat beberapa tahap. Mulai dari pembuatan rancangan perblok rangkaian. Kemudian di lanjutkan dengan penyusunan di atas papan percobaan (Project Board) dan di cek outputnya supaya benar benar optimal. Setelah selesai dan yakin atas pemilihan komponen, kemudian di buat rangkaian patennya dalam papan PCB. Setelah semua blok rangakain bisa bekerja sesuai yang diharapkan, kemudian masing masing blok tersebut di rangkai sesuai urutan rangkainnya. Selanjutnya output-nya di cek lagi, di yakinkan hingga antara teori dan hasil pekerjaan sudah sesuai. Jika dalam tahap diatas sistem rangkaian sudah dapat bekerja, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan alat sebenarnya. Dalam pembuatan alat sebenarnya ada beberapa langkah yang akan penulis lakukan yaitu :.6.. Persiapan alat dan bahan Untuk menyesaikan modul ini ada beberapa alat dan bahan yang penulis persiapkan, antara lain :. Solder, gondorukem, dan tenol. Bor PCB dan mata bor mm. Alat potong berupa bergaji dan cutter 4. Obeng plus dan minus 5. Project Board 4

15 6. Tang jepit dan tang potong 7. Alat ukur berupa multitester 8. Ferry Chloride (Fe Cl ) 9. PCB polos 0. Amplas Halus Selain alat dan bahan dia atas penulis juga mempersiapkan komponen komponen yang akan digunakaan dalam pembuatan rangkaian ini. Tabel.. Daftar Komponen NO KOMPONEN TYPE JUMLAH esistor 00 ohm 470 ohm K ohm K ohm,8 K ohm Buah Buah Buah Buah Buah Variabel esistor 0 K ohm buah Kapasitor non Polar 0 p F 0 µ F 0 µ F 4 Elektrolit Kondensator µ F / 6 V 0 µ F / 6 V 0 µ F/ 5 V buah 4 buah 5 buah buah 4 buah buah 5 Kristal M Hz buah 6 Trafo A buah 44

16 7 Dioda A 4 Buah 8 IC regulator LM 7805 Buah 9 IC mikrokontroler AT89S5 Buah 0 LCD M6 Buah.6.. Hal hal yang perlu di perhatikan. Mempersiapkan diagram skematik. Memilih komponen elektronika yang paling sesuai dengan kebutuhan modul alat. Menentukan bagian bagian yang akan di pasang pada bagian luar casing seperti display dan bagian sensor 4. Memastikan tiap titik hubungan memiliki jalur tersendiri untuk dilakukan penyolderan komponen 5. Memastikan tidak ada lintasan antara penghantar yang berbeda jalur tidak saling bersinggungan. 6. Meminimalisir penggunaan jumper..6.. Langkah langkah Pembuatan papan rangkaian. Mempersiapkan diagram skematik. Merancang tata letak komponen dan jalur hubungan antara komponen di jaga untuk menghindari hubung singkat (konsleting). Merancang lay out rangkaian. 4. Hasil rancangan lay out kemudian di cetak di atas kertas 5. kemudian di gambar di atas permukaan PCB polos 45

17 6. Lakukan pelarutan papan PCB dengan bantuan cairan FeCl ( Ferry Chlorite) 7. Selanjutnya melubangi papan PCB dengan bor sesuai letak pin komponen yang diinginkan 8. Langkah selanjutnya memasang / menyolder komponen diatas papan PCB 9. Merangkai modul rangakain satu dengan modul lainnya. 46