PROTOTIPE PENGONTROL LAMPU LAL U -LINT AS BERBASIS MIKROKONTROLER MeS-51 SKRIPSI DJOKO PURWOKO

Transkripsi

1 PROTOTIPE PENGONTROL LAMPU LAL U -LINT AS BERBASIS MIKROKONTROLER MeS-51 SKRIPSI No. INDUi( 05,oc;..)00) ftei! ~'O 6UKU! \ Oleh: DJOKO PURWOKO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KA TOLIK' WIDY A MANDALA SURABAYA 2007

2 PROTOTIPE PENGONTROL LAMPU LALU-LINTAS BERBASIS MIKROKONTROLER MCS-51 SKRIPSI Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Untuk memenuhi sebagian persyaratan Memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Oleh Nama: Djoko Purwoko Nrp : JURUSAN TEKNIK ELEKTRO F AKUL T AS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2007

3 LEMBAR PENGESAHAN Ujian skripsi bagi mahasiswa tersebut di bawah ini : Nama : Djoko Purwoko, NRP : Telah diselenggarakan pada : Tanggal : 28 Maret 2007 Karenanya yang bersangkutan dengan skripsi ini dinyatakan telah memenuhi sebagian persyaratan kurikulum guna memperoleh gelar SARJANA TEKNIK bidang TEKNlK ELEKTRO. Surabaya. 12 April 2007 ~6' Albert l:::~ S.T., M.T. Pembimbing DEWAN PENGUJI, Andrew Joewono, S:., M.T. Ketua If. Rasio Sitepu. M.Eng. etef R.D.A, M.Kom. Anggota Anggota FAKULlAS TEKNIK.:clIj. NlK

4 ABSTRAK Prototipe pengontrol lampu lalu-iintas berbasis mikrokontroler MCS-51 merupakan suatu sistem untuk mengatur urutan jalan dari tiap-tiap lampu lalu-lintas. Sistem ini didisain agar operator mudah dalam menginputkan data penyalaan lampu tanpa harus memprogram perangkat lunak terlebih dahulu. Sistem ini dilengkapi dengan sistem cadangan yang yang bekerja apabija tidak ada komunikasi dengan sistem utama dan diharapkan mampu menggantikan sistem PLC yang masih umum digunakan sekarang ini. Sistem yang dibuat terdiri dari pengirim, penerima serta pewaktu untuk mengatur siklus tiap detik. Antara pengirim dan penerima terdapat multiplexer yang digunakan untuk selektor jalur data antara pengirim 1 dan pengirim 2. Output dari multiplexer dihubungkan paralel dengan penerima (penerima 1 sampai 3). Pengirim 2 akan bekerja apabila tidak ada komunikasi dari pengirim 1 sarna Gerbang XOR digunakan untuk saklar pada output antara penerima 1 dan penerima 3 akan bekerja jika komunikasi dengan pengerima 1 dan atau penerima 2 tidak ada. Data diinputkan ke pengirim 1 melalui push button. Delay yang dihasilkan oleh sistem ini rata-rata kurang lebih sarna dengan Delay yang diinpukan. Untuk delay 10 detik menurut pengukuran rata-rata kurang lebih sarna dengan ms, untuk 15 detik sarna dengan dan jika tidak ada komunikasi dengan pengirim 1 maka pengirim 2 didisan bekerja setelah 103 detik sedangkan menurut pengukuran sarna dengan ms. Untuk siklus lalu-iintas pertama sering kali terjadi nyala yang tidak sesui dengan data dan untuk siklus berikutnya bekerja sesuai dengan data. Kesimpulan yang dapat diambil dari sistem ini adalah sistem dapat bekerja optimal sesuai data yang diinputkan apabila sudah melalui siklus pertama.

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, rahrnat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Atas segala bantuan, bimbingan, saran dan dukungan yang telah diberikan dalam menyusun Skripsi in~ penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. AIm Bapak, Ibu, kakak-kakak, dan saudara-saudara yang selalu memberikan dorongan, semangat dan doa 2. Alben Gunadhi, S.T., M.T. selaku do sen pembirnbing yang telah memberikan bimbingan dan petunjuk dalam pembuatan Skripsi ini. 3. Drs Peter R.D.A, M.Kom selaku dosen wali yang telah membirnbing dan mengarahkan penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan seluruh mata kuliah di Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 4. Ir. Rasional Sitepu, M.Eng. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 5. Ir. A.F.L. Tobing, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. 6. Asisten laboratorium Rangkaian Listrik yang telah banyak membantu dalam hal diskusi dan peminjaman alat-alat.

6 7. Zuliati Mufida yang telah banyak membantu memberikan semangat, doa, motivasi dan dukungan. bail( berupa dukungan moral maupun materi da1am menyelesaikan Skripsi ini. 8. Zainal Asnan dan Chomelius Ariesta Abdi, S.T. yang telah banyak membantu penulis dalam memprogram, membeli komponen-komponen yang dipedukan dalam pembuatan alat dan penulisan Skripsi ini. 9. loko Sunarto, Hari Ardianto, Rudi Hartanto, Fery Sutanto, Suprapto dan Abu Prapwoko, S.E. yang membantu memberikan dukungan mated, rekan-rekan mahasiswa khususnya mahasiswa Teknik Elektro dan semua pihak, baik secara lang sung maupun tidak langsung telah membantu kejancaran perancangan. pembuatan dan penulisan Skripsi ini bingga selesai. Surabaya, 4 April 2007 Penulis

7 DAFTARISI Judul i Lembar Pengesahan Abstrak... III Kata Pengantar..... IV Daftar lsi... vi Daftar Gambar... ix Daftar Tabel... xii Bab I Pendahuluan Latar Belakang Tujuan Perumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Perancangan Sistematika Penulisan... 5 Bab II Teori Penunjang PelUOdelan Matematika Kecepatan Gerak (Velocity) Kepadatan (Densitas) Aliran Lalu Lintas Pendekatan pemodelan Teori Transportasi Mikrokontroler At89S Konfigurasi dan Deskripsi A T89S Organisasi memori AT89S Register mikrokontroler AT89S SFR ( Special function register ) Liquid Crystal Display (LCD) Sistem Komunikasi Serial Gerbang Logika VI

8 vii Gerbang NOT atau Inverter Gerbang Eksklusif-OR atau Gerbang XOR Multiplexer RTC (Real Time Clock) RTC Address Bab III Perencanaan dan Pembuatan Alat Perangkat Keras Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Push Button Switch Gerbang Logika LED (Light Emmiting Diode) Mikrokontroler Perangkat Lunak Perancangan Perangkat Lunak untuk Pengirim Perancangan Perangkat Lunak untuk Pengirim Perancangan Perangkat Lunak untuk Penerima Perancangan Perangkat Lunak untuk Penerima Perancangan Perangkat Lunak untuk Penerima Perancangan Perangkat Lunak untuk Pewaktu BAB IV Pengukuran dan Pengujian Alat Perbitungan Delay Pengujian Alat BAB V Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran Daftar Pustaka LAMPIRAN A : Listing Program Pengirim 1 LAMPIRAN B : Listing Program Pengirim 2 LAMPIRAN C : Listing Program Penerima 1 LAMPlRAN D : Listing Program Penerima 2 LAMPIRAN E : Listing Program Penerima 3

9 viii LAMPIRAN F : Listing Program Pewaktu LAMPIRAN G : Skema perangkat keras Biodata

10 ix DAFTAR GAM BAR Gambar 1.1. Diagram Blok Metodologi Perancangan... 4 Gambar 2.1. Konfigurasipin mikrokontro1er AT89S Gambar 2.2. Program memori A T89S Gambar 2.3. Interrupt vector addresss Gambar 2.4. Data llleiilori AT89S Gambar 2.5. Dimensi Diagram LCD 2 x Gambar 2.6. Konfigurasipin IC 74LS Gambar 2.7. Konfigurasipin IC 74LS Gambar 2.8 Logic diagram multiplexer 4 to Gambar 2.9. Konfigurasipin IC 74LS Gambar Konfigurasi pin IC DS Gambar RTC Address map Gambar 3.1. Diagram blok perancangan perangkat keras Gambar 3.2. Rangkaian LCD untuk pngirim Gambar 3.3. Rangkaian LCD untuk pewaktu Gambar 3.4. Susunan switch untuk pengirim Gambar 3.5. Susunan switch untuk pewaktu Gambar 3.6. Rangkaian gerbang XOR Gambar 3.7. Rangkaian gerbang NOT Gambar 3.8. Rangkaian multiplexer Gambar 3.9. Rangkaian untuk led... 45

11 x Gambar Perangkat keras untuk Pengirim Gambar Perangkat keras untuk Pengirim Gambar Perangkat keras untuk Penerima 1 dan Gambar Perangkat keras untuk Penerima Gambar Perangkat keras untuk Pewaktu Gambar Gambar tampijan pada LCD untuk menu utama Gambar (a) tampilan menu utama. (b)(c) tampilan setelah penekanan tombol "+" Gambar Tampilan menu pada menu masukkan data Gambar Tampilan menu pada menu Data Baru Gambar Tampilan menujika salah satu menu merah, hijau. dan delay dipilih Gambar Tampilan menu jika menu delay dipilih Gambar Tampilan menujika menu Selesai dipilih Gambar Tampilanjika tidak ada komunikasi dengan pewaktu Gambar Tampilan jika komunikasi dengan pewaktu nonnal Gambar UrutanjaIan Iampu laiu-lintas Gambar Tampilan menujika menu edit delay dipilih Gambar Tampilan menu Lihat Data Gambar Tampilan data dari EEPROM Gambar Tampilan jika tidak ada data di EEPROM Gambar Diagram aiir program utama untuk pengirim I Gambar Diagram aiir Menu Lihat Data Gambar Diagram aiir Menu Start

12 Gambar Diagram aiir Menu Masukkan Data Gambar Diagram aiir Prosedur Akti1kan Program Gambar Diagram aiir program utama untuk pengirim Gambar Diagram alir untuk interupt serial pengirim Gambar Diagram aiir untuk interupt timer Gambar Diagram alir Prosedur Akti1kan Program Gambar Diagram am program utama untuk penerima Gambar Diagram alir Interupt Serial penerima Gambar Diagram alir program utama untuk penerima Gambar Diagram alir Interupt Serial penerima Gambar Diagram aiir program utama untuk penerima Gambar Diagram alir Interupt Serial penerima Gambar Menu utama untuk pewaktu Gambar Tampilan untuk set jam dan menit Gambar Diagram alir Program utama untuk Pewaktu Gambar Diagram alir Prosedur Cek Waktu Gambar 4.1. U rotan jalan lampu lalu-lintas Gambar 4.2. Contoh siklus jalannya lampu lalu-lintas xi

13 DAFTAR TABEL TabeI2.1. Fungsi khusus masing-masing kaki port TabeI2.2. Fungsi khusus masing-masing kakiport TabeI2.3. A1amat layanan rutin interupsi TabeI2.4. Mode kerja timer 0, timer 1 dan timer 2... ~ TabeI2.5. Peta SFR pada AT89S8252 dan nilainya setelah di-reset TabeI2.6. Diskripsi Pin LCD TabeI2.7. Kode-kode Instruksi LCD TabeI2.8. Tabel kebenaran gerbang NOT TabeI2.9. Tabel kebenaran gerbang XOR TabeI2.10. Tabel kebenaran multiplexer TabeI2.11. Mode untuk waktu dan kalender Tabe14.1. Lebar jalur jalan TabeI4.2. HasiI perhitungan Delay untuk tiap-tiap jalur TabeI4.3. Data inputan delay pada pengirim TabeI4.4. Hasil pengukuran untuk kondisi TabeI4.5. HasiI pengukuran untuk kondisi TabeI4.6. Hasil pengukuran untuk kondisi TabeI4.7. Hasil pengujian kinerja alat untukjalan pertigaan TabeI4.8. Hasil pengujian kinerja alat untuk jalan perempatan xu