200r PORTABLE FREQUENCYCOUNTER DIGITAL TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA.

Transkripsi

1 PORTABLE FREQUENCYCOUNTER DIGITAL TUGAS AKHIR E Ts[ c; Olch : NAMA : FRENDY GI.JNAWAN NRP : N.I.RM : JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNTVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 200r

2 PORTABLE FREQUENCY COUNTER DIGITAL TUGAS AKHIR DIAJUKAN KEPADA FAKULTAS TEKNIK LTNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDAL.{ UNTUK MEMENUHI SEBAGIAN PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SAR'ANA TEKNIK BIDANG TEKNIK ELEKTRO Oloh : NAMA : FRENDY GUNAWAN NRP : N.I.RM : 95.? FEBRUARI, 2MI

3 LEMBAR PENGESAHAN Ujian Tugas Akhir bagi mahasiswa tersebut di bawah ini : NAMA NRP NIRM : FRENDYGIINAWAN : : Telah diselenggarakan pada : l2 Februari 2001 Karenanya yang bersangkutan dengan tugas akhir ini sebagian persyaratan kurikulum guna memperolehgelar SARIANA TEKNIK bidang TEKNIK ELEKTRO. dinyatakan telah memenuhi M, / Albert Gunadhi, ST. MT. Pembimbing I Surabaya, 12 Februari 2001 *,wffiat-, Pembimbine II ry@ Ir. Vincent W.Prasetvo.. M.Sc. Anggota Ketua /r,'l--.r i,,.) r.r /,) Ir. I. Satyoadi Anggota Jurusan Te\nik Elektro Ketua Albert Gunadhi, ST. MT.

4 ABSTRAK Perkembangan alat-alat komunikasi dan elektronika yang berhubungan dengan frekuensi dibunrhkan suatu alat ukur frekuensi yairu frekuensi counter. Alat ukru ini digunakan untuk mengetahui berapa frekuensi yang dibutuhkan oleh alat-alat komunikasi dan elektronika tersebut. Dengan adanya kebutuhan tersebut maka penulis membuat Portable Frequency Counter Dgital sebagai tugas akhir ini. Frekuensi counter ini dibuat dengan menggunakan teknik digital dan berbasiskan microconfoler 89C51 beserta perangkat lunakrya yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang lebih baik dibandingkan dorgan system analog. Dasar dari pengukuran ini adalah menghihurg jumlah getaran tiap detik dari suatu sinyal yang berbentr* sinus, gigi gergaji dan pulsa. Sinyal input yang masuk akan dikuatkan oleh Amplifier yang kemudian bentuk sinyal akan diubah oleh Schmidt Trigger menjadi bentuk pulsa karena sifat dari digital yang hanya menerima sinyal yang berbentuk pulsa. Pada penerapan yang sesungguhnya sinyal frekuensi tinggi yang masuk dalam satu detik tidak bisa langsung dihitung oleh counter dari alat ini karena terbatasnya kemampuan counter untuk menghitung frekuensi tinggi sehingga dibutuhkan suatu pernbagi yang disebut prescalo. Koja dari Prescaler ini membagi waktu dari sinyal frekuensi yang masuk yang biasa disebut dengan time base, jadi sinyal frekuensi yang masuk tidak lagi dalam satu daik tetapi satu detik tersebut dibagi sepuluh, seratus, seribu dan sepuluh ribu sesuai durgan besamya frekuensi yang masuk, semakin besar frekuensi yang rnasuk maka semakin besar pula pembaginya. Microcontroler 89C51 bernrgas mengetahui berapa besar frekuensi yang masuk dan dari data tersebut microcontroler akan memberi perintah kepada multiplexo sebagai saklar digital untuk menentukan prescaler mana yang akan digunakan. Hasil dari perhitungan akan ditampilkan pada LCD ( Liquid Crystal Display ). Dari hasil pengukuran pada 4.3 dan percobzum alat dapat dilihat bahwa pada frekuensi rendah sampai frekuensi medium ( Khz ) alat ini dapat bekerja pada tegangan input 150 mv sedangkan pada frekuensi tinggr yaitu dari I Mhz sampai 50 Mhz alat ini akan bekerja apabila tegangan input sebesar 500 rnv. Hal ini disebabkan karena pada frekuensi tinggr terjadi drop tegangan sehingga dibutuhkan tegangan input yang lebih besar. Dengan adanya pengukuran dan percobaan alat serta terpenuhinya tegangan input yang dibutuhkan oleh fiekuensi counter ini maka dapat dilihat bahwa rangkaian pada tiap block ( Penguat, Schmidt Trigger, Prescaler, Microcontroler, Multiplexer, LCD ) dapat bekerja dengan tingkat kebenaran 80%. lll

5 KATA PENGANTAR Dengan mernanjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah rnelimpalrkan berkat dan rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan kemampuan yang ada. Adapun maksud dan tujuan penyusrm nrgas akhir ini adalah unnrk memenuhi persyaratan memperoleh gelar kesarjanaan di Jurusan Teknik Elekrro Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas bantrnn spiritual dan material kepada beberapa pihak: I. Bapak, Ibu, serta saudara-saudara tercinta yang selalu memberikan bantuan spiritual dan material. 2. Bapak Albert Gunadhi M.T., selaku pembimbing I tugas akhir. 3. Bapak Widl'a Andya4a M.T., selaku pembimbing II tugas akhir. 4. Bapak Ir. R. Sitepu, M.Eng., selaku wali studi yang telah mernbimbing dan mengarahkan penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan seluruh mata kuliah di Jurusan Teknik Elektro Unika Widya Mandala Surabaya. 5. Ibu Ir. Nani Indraswati selaku Dekan Fakultas Teknik Unika Widya Mandala Surabaya. 6. Para Dosen Penguji yang telah meluangkan waku untuk memberikan penilaian serta masukan-masukan yang berguna bagi penulis. 7. Bapak Harddono Gunawan dan Sianarly selaku orang tua tercinta yang telah melahirkan dan mernbesarkan penulis. 8. Andrianto Gunawan dan Hendris Gunawan selaku kakak-kakak tercinta vane telah memberikan semangat dan bantuannya. 9. Theresia Indrawati selaku ternan dekat saya yang tercinta yang telah metnberikan semangat dan dorongan serta perhatian khusus sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 10. Para asisten dosen Laboratorium Elektronika dan Laboratorium lv{ikroprosessor, yang tel ah memberikan fasili tas Laboratorium. I l. Seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Elehro yang telah membantu penulis. 12. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. iv

6 Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan berkat dan rahmat atas kebaikan dan bantuan yang telah diberikan kepada panulis selama penyusunan tugas akhir ini hingga selesai. Penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk dijadikan pelajaran di masa mendatang. Semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi pengernbangan ihnu pengetahuan dan teknologi. Surabava. Februari 2001 Penulis

7 DAFTAR ISI LEMBARruDUL LEMBAR PERSETUJUAN ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTARISI DAFTARTABEL DAFTAR GAMBAR BAB IPENDAHULUAN l.l. LatarBelakang l.2 Maksud dan Tujuan 1.3. Rumusan Masalah 1.4. Batasan Masalah L5. Metodologi 1.6" Sistematika BAB IITEORIPENUNJANG 2.1. Frekuensi Counter Amplitudo Frekuensi 2.2. Penguat Emiter Bersama 2.3. tc.74(s)re rc.74(ls) Operational Amplifi er Inverting Amplifler Non Inverting Amplifier 2.6. Mikrokontroler 89C Arsitektur Mikokontroler 89C5 I Memori Register Fungsi Khusus Interupsi I z 2 z J a J l ll 12 t4 l) 17 t vl

8 27. Liquid Crystal Display (LCD) BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT BAB IV PENGUJIAN ALAT 4 1. Pendahuluan 4.2 Pengukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap Low Frekuensi 4.3. Pengukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap High Frekuensi 4.4. Hasil Pengujian dan Kalibrasi BAB VPENUTUP Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 3.1. Perencanaan Perangkat Keras Diagram Blot< Perencanaan Rangkaian Penguat Emiter Bersama Perencanaan Rangkaian Op-Amp Perencanaan Minimum Sistem 89C Perencanaan Mernory Perencanaan Rangkaian Reset 37 3.l.4.3. Perencanaan Rangkaian Clock Perencanaan Peranekat Lunak 39 Lampiran 1 Listing Prograrn 48 Lampiran 2 Skema Rangkaian Portable Frequncy Counter Digital 55 4l v1l

9 DAFTARTABEL 2.1. Data Kebenaran IC74(S) Data Book IC74(S) Keluarga MCS Nama dan Alamat Register pada Register Fungsi Khusus 2.5. Pemilihan Register Bank dengan RSO dan RS Alamat Layanan Rutin Interupsi 3.1. Kebenaran Memory 4.1. Hasil Purgukuran Rangkaian Penguat Input Terhadap Low Frekuensi 4.2. Hasil Pengukuran Rangkaian Penguat Input Tsrhadap High Frekuensi 4.3. Hasil Pengujian dan Kalibrasi l0 l0 16 ZJ vlll

10 DAFTARGAMBAR Garnbar2.1. Rangkaian Penguat Emiter Bersama Gambar2.2. Rangkaian inverting Amplifier Gambar2.3. Rangkaian Non Inverting Anplifler Gambar2.4. Diagnm Blok Keluarga MCS-5 I Gambar2.5. Struktur Memori Mikrokontroler 89C51 Gambar2.6. Memory Program Bagian Bawah Mikrokontroler 89C51 Gambar 2.7. Konfigurasi Perangkat Keras Untuk Memori Eksternal Gambar2.8. Alamat Bawah Memory Data Gambar2.9. Konfigurasi Untuk Mengakses Memory Data Ekstemal Gambar2.10. Peta Special Function Register Gambar2.11. Susunan Bit Program Status Word Gambar Susunan Bit-bit Interupt Enable Gambar Gambar3.1. Blok Diagram Sistern Gambar3.2. Rangkaian Penguat Emiter Bersama Gambar Gambar3.4. Perencanaan Memori Gambar3.5. Rangkaian Reset dan Rangkaian On Chip Osilator Gambar3.6. Diagram Alir Program Utama Gambar4.1. Rangkaian Penguat Input Gambar Garnbar Gambar Diagram Blok Penarnpil LCD 3.3. Rangkaian Op-Amp 4.2. Respon Frekuensi Penguat Terhadap Low Frekuensi 4.3. Rangkaian Penguat Input Terhadap High Frekuensr 4.4. Respon Frekuensi Penguat lterhadap High Frekuensi 7 l-l 15 t7 l z3.a JZ JJ JI i^l 43 +J 44 IX