LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM MIKROPROSESOR PENGATURAN LAMPU LALU LINTAS DENGAN SENSOR HARI DAN JAM

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM MIKROPROSESOR PENGATURAN LAMPU LALU LINTAS DENGAN SENSOR HARI DAN JAM Disusun Oleh : Nama : Yudi Irwanto NIM : Prodi : Elektronika Instrumentasi Nuklir Tanggal Praktikum : 23 Mei 2017 Asisten Praktikum : 1. Adib Afham 2. Rokhmat Arifianto 3. M. Septiawan Aulia PRODI ELEKTRONIKA INSTRUMENTASI NUKLIR SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL 2017

2 LAPORAN PRAKTIKUM MIKROPROSESSOR PERCOBAAN 7 PENGATURAN LAMPU LALU LINTAS DENGAN SENSOR HARI DAN JAM I. Tujuan 1. Mahasiswa mampu menjalankan dan membuat program pengaturan lampu lalu lintas dengan sensor hari dan jam. 2. Mahasiswa mampu mempelajari sistem kerja sensor hari dan jam dari program yang dijalankan. II. Peralatan yang digunakan 1. Mikroprofessor. 2. Kabel penghubung (jumper). 3. Resisistor. 4. LED III. Dasar Teori Perintah-perintah yang dimiliki oleh mikroprosesor memungkinkan untuk membangkitkan pulsa, mendeteksi pulsa, membangkitkan tundaan dan lain-lain. Suatu piranti keluaran memerlukan waktu ON selama beberapa waktu untuk kemudian harus OFF pada waktu tertentu dengan pengendalian mikroprosesor, ini berarti mikroprosesor harus membangkitkan sepanjang waktu ON piranti tersebut dan membuatnya OFF dengan cara menghilangkan pulsa. Waktu tunda diperlukan untuk menjeda agar pulsa tetap tinggi pada waktu yang dikehendaki atau sebaliknya. Misalnya mikroprosesor mendapatkan masukan dari suatu piranti luar yang memberikan kode-kode tertentu jam, hari, keluaran ADC dan lain-lain. Kode-kode ini dimaksudkan untuk mengendalikan operasi piranti luar seperti menyalakan lampu, menggerakkan motor DC maupun AC dan lain-lain. Untuk dapat melakukan hal ini mikroprosesor berperan sebagai pengindera pulsa dari piranti-piranti masukan kemudian melakukan pengendalian sesuai yang diharapkan. 1

3 APLIKASI PENGATURAN LAMPU LALU LINTAS DAN PENGATURAN MODE PENYALAAN Pengaturan lampu lalu lintas adalah contoh pengaturan waktu yang dapat dikendalikan oleh mikroprosesor. Pada pengaturan lampu lalu lintas ini, mikroprosesor tidak saja mengatur urutan penyalaan lampu tetapi juga mengatur mode penyalaan ( normal, cepat, kuning berkedip) sesuai dengan jam dan hari saat itu. Dalam kenyataannya, kode jam dan hari didapatkan dari suatu rangkaian jam digital yang dikodekan ke biner langsung ditambah rangkaian pencacah modulo 24. Pada penulisan ini, kode jam dan hari disimulasikan dengan saklar-saklar yang mempresentasikan kode biner untuk jam dan hari. Tabel 1 adalah kode hari menggunakan port B yaitu PB7 PB6 dan PB5. Sedangkan kode jam adalah PB4 PB3 PB2 PB1 dan PB0 seperti tabel 2. HARI Tabel 1. Kode Hari (PB4-PB0 tidakdiperhatikan). KODE BINER B7 B6 B5 Pembacaan Kode (Hex) Minggu Senin Selasa Rabu Kamis Jum at A0 Sabtu C0 Tabel 2. Kode Jam (PB7-PB5 tidakdiperhatikan). J A M KODE BINER B4 B3 B2 B1 B0 Pembacaan Kode (Hex) A 2

4 B C D E F Dari suatu survey di jalan raya didapatkan data bahwa untuk pengaturan paling optimum bagi penyalaan lampu lalu lintas diperlukan 3 mode penyalaan. MODE 1. Dinyalakan saat kondisi lalu lintas agak sepi. MODE 2. Dinyalakan saat kondisi lalu lintas ramai atau pada jam-jam sibuk. MODE 3. Dinyalakan saat kondisi lalu lintas sangat sepi maka lampu kuning nyala berkedipnya 1 detikmati 0,5 detik untuk arah utara-selatan maupun arah barat-timur. 3

5 Berikut adalah table penyalaan Mode 1. TAHAP Utara-Selatan Barat Timur WaktuTunda M K H K H M Mode 1 I detik II detik III detik IV detik V detik VI detik Berikut adalah table penyalaan Mode 2. TAHAP Utara-Selatan Barat Timur WaktuTunda M K H K H M Mode 2 I detik II detik III detik IV detik V detik VI detik Berikut adalah table penyalaan Mode 3. TAHAP Utara-Selatan M K H Barat Timur K H M WaktuTunda Mode 1 I detik II ,5 detik Keterangan : 1 = lampu menyala M3 = mode 3 0 = lampu padam M = lampu merah K = lampu kuning H = lampu hijau M1 = mode 1 M2 = mode 2 4

6 Penjelasan masing-masing Mode. 1. Mode 1 Pada mode ini lampu merah di jalan yang berhadapan menyala selama 64 detik. Pada saat yang sama dijalan yang lain menyala lampu hijau. Selama 64 detik lampu hijau berganti kuning dan menyala selama 3 detik. Sementara itu lampu merah pada jalan yang lain tetap merah. Setelah 3 detik lampu kuning menjadi merah sedangkan lampu merah pada jalan yang lain tetap merah. Tiga detik kemudian lampu yang menyala merah selama detik menjadi hijau sedangkan dijalan yang lain merah. Setelah 64 detik lampu lampu hijau berganti kuning selama 3 detik sedangkan lampu merah tetap merah. Siklus yang sama berulang lagi. 2. Mode 2 Urutan penyalaan lampu seperti mode 1 hanya waktu yang 64 detik dipercepat menjadi 32 detik. 3. Mode 3 Pada semua jalan lampu kuning menyala selama 1 detik dan padam 0,5 detik secara berulang- ulang. 5

7 HARI, JAM DAN MODE PENYALAAN. Hari, jam dan mode penyalaan ditabulasikan dalam table berikut ini : Hari Jam Mode Minggu Senin s/d Kamis Jum at Sabtu

8 HUBUNGAN Z80-PIO DENGAN RANGKAIAN KELUARAN DAN MASUKAN Hubungan antara Z80-PIO dengan rangkaian keluaran dan masukan seperti terlihat pada gambar 4. M : B - T adalah LED Merah Barat dantimur K : B - T adalah LED Kuning Barat dantimur H : B - T adalah LED Hijau Barat dantimur M : U - S adalah LED Merah Barat dantimur K : U - S adalah LED Kuning Barat dantimur H : U - S adalah LED Hijau Barat dantimur 7

9 Posisi LED Merah Kuning Hijau PIO P7 s/d PA2 simulasi traffic light adalah sbb : FLOW CHART (PETA ALIR) PROGRAM PENGATURAN LAMPU LALU LINTAS Peta alir program pengaturan lampu lalu lintas yang lengkap seperti terlihat pada gambar 5. Mula-mula dilakukan inisialisasi pada Z80-PIO agar port A berfungsi sebagai keluaran dan port B sebagai masukan. Selanjutnya Z80-CPU mencari hari dan jam saat itu. Z80-CPU mencari hari dengan jalan membandingkan masukan dari simulasi kode hari dengan kode hari yang telah disimpan pada memori sistem mikroprosesor. Jika masukan kode hari sama kode hari yang terdapat pada memori sistem mikroprosesor maka mikroprosesor kemudian mencari jam saatitu. Pencarian jam penyalaan ini tidak banyak berbeda dengan pencarian kodehari. Jam dan hari penyalaan menentukan mode penyalaan yang harus dilakukan oleh mikroprosesor. Setiap selesai satu siklus penyalaan ( 6 tahap untuk mode 1 dan mode 2 atau 2 tahap untuk mode 3 ) mikroprosesor selalu menanyakan jam dan hari kembali. Setelah ditemukan, mikroprosesor akan menyalakan mode penyalaan yang sesuai. Flowcahart program penyalaan lampu lalu lintas terlihat pada peta alir seperti gambar 5 dan gambar 6. 8

10 9

11 Gambar 6. Flowchart lanjutan 10

12 Program Pengaturan Lampu Lalu Lintas. Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan E 0F LD A,OFH Isi Accumulator A dengan OF 1902 D3 82 OUT (82), A Data OF diisikanke Control Reg A agar Port A sebagaikeluaran E 4F LD A, 4FH Isi Reg A dgn 4F 1906 D3 83 OUT (83), A Isikanke control reg B agar Port B sebagaikeluaran 1908 DB 81 HARI? IN A, (81) TutupKode Jam 190A E6 E0 AND E0H 190C FE 00 CP 00H Apakah Hari Minggu? 190E JR Z, Ming 1910 FE20 CP 20H Apakah Hari Senin? E JR Z, HBIS 1914 FE 40 CP 40H Apakah Hari Selasa? E JR Z, HBIS 1918 FE 60 CP 60H Apakah Hari Rabu? 191A 28 3E JR Z, HBIS 191C FE 80 CP 80H Apakah Hari Kamis? 191E 28 3E JR Z, HBIS 1920 FE A0 CP 80H Apakah Hari Jum at? JR Z, HJUM 1924 FE C0 CP C0H Apakah Hari Sabtu? 1926 C3 AC 19 JP Z, HSAB 1929 DB 81 MING IN A, (81) 192B D6 16 SUB 16H Jam ataulebih? 192D F2 22 1A JP P, MODE3 Ke Mode DB 81 IN A, (81) 11

13 Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan 1932 D6 12 SUB 12H Apakah jam ataulebih? 1934 F2 D9 19 JP P, MODE1 Ke MODE DB 81 IN A, D6 10 SUB 10H Apakah jam ataulebih? 193B F2 11 1A JP P, MODE 2 Ke MODE 2 193E DB 81 IN A, (81) 1940 D6 0B SUB 0BH Apakah jam ataulebih? 1942 F2 D9 19 JP P, MODE 1 Ke MODE DB 81 IN A, (81) 1947 D6 09 SUB 09H Apakah jam ataulebih? 1949 F2 11 1A JP P, MODE2 Ke MODE 2 194C DB 81 IN A, (81) 194E D6 05 SUB 05H Apakah jam ataulebih? 1950 F2 D9 19 JP P, MODE1 Ke MODE C3 22 1A JP MODE3 TIDAK, MODE DB 81 HBIS IN A, (81) 1958 E6 1F AND 1FH TUTUP KODE HARI 195A D6 16 SUB 16H Apakah jam ataulebih? 195C F2 22 1A JP P, MODE3 Ke MODE 3 195F DB 81 IN A, (81) 1961 E6 1F AND 1FH 1963 D6 0F SUB 0FH Apakah jam ataulebih? 1965 F2 D9 19 JP P, MODE1 Ke MODE DB 81 IN A, (81) 196A E6 1F AND 1FH 196C D6 0D SUB 0DH Apakah jam ataulebih? 196E F2 11 1A JP P, MODE2 Ke MODE 2 12

14 Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan 1971 DB 81 IN A, (81) 1973 E6 1F AND 1FH 1975 D6 08 SUB 08H Apakah jam ataulebih? 1977 F2 D9 19 JP P, MODE 1 Ke MODE 1 197A DB 81 IN A, (81) 197E D6 05 SUB 05H Apakah jam ataulebih? 1980 F2 11 1A JP P, MODE 2 Ke MODE C3 22 1A JP MODE 3 Tidak MODE DB 81 JUM IN A, (81) 1988 D6 B6 SUB B6H Apakah jam ataulebih? 198A F2 22 1A JP P, MODE 3 Ke MODE 3 198D DB 81 IN A, (81) 198F D6 AD SUB ADH Apakah jam ataulebih? 1991 F2 D9 19 JP P, MODE 1 Ke MODE DB 81 IN A, (81) 1996 D6 AB SUB ABH Apakah jam ataulebih? 1998 F2 22 1A JP P, MODE 2 Ke MODE 2 199B DB 81 IN A, (81) 199D D6 A8 SUB A8H Apakah jam ataulebih? 199F F2 D9 19 JP P, MODE 1 Ke MODE 1 19A2 DB 81 IN A, (81) 19A4 D6 A5 SUB A5H Apakah jam ataulebih? 19A6 F2 11 1A JP P, MODE 2 Ke MODE 2 19A9 C3 22 1A JP MODE 3 19AC DB 81 SAB IN A, (81) 19AE D6 D6 SUB D6H Apakah jam ataulebih? 19B0 F2 D9 19 JP P, MODE 1 Ke MODE 1 13

15 Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan 19B3 DB 81 IN A, (81) 19B5 E6 1F SUB D2H Apakah jam ataulebih? 19B7 D6 08 JP P, MODE 2 Ke MODE 2 19BA F2 D9 19 IN A, (81) 19BC DB 81 SUB CEH Apakah jam ataulebih? 19BE D6 05 JP P, MODE 1 Ke MODE 1 19C1 F2 11 1A IN A, (81) 19C3 C3 22 1A SUB CCH Apakah jam ataulebih? 19C5 DB 81 JP P, MODE 2 Ke MODE 2 19C8 D6 B6 IN A, (81) 19CA F2 22 1A SUB C8H Apakah jam ataulebih? 19CC DB 81 JP P, MODE 1 19CF D6 AD IN A, (81) 19D1 F2 D9 19 SUB C5H Apakah jam ataulebih? 19D3 DB 81 JP P, MODE 2 Ke MODE 2 19D6 D6 AB JP MODE 3 TIDAK, MODE 3 19D9 F2 22 1A MODE1 LD D, 06H Pencacahfase = 6 19DB DB 81 LD IX, ALKEN Alamatkendali = IX 19DF D6 A8 LOOP1 LD A, IX Mengeluarkankendalilampu 19E2 F2 D9 19 OUT (80), A 19E4 DB 81 LD E, (IX+6) Pencacahtundaan = E 19E7 D6 A5 LOOP2 CALL TUNDA Tunda 500 ms 19EA F2 11 1A DEC E 19EB C3 22 1A JP NZ, LOOP 2 Jika E tidaksama 0, ke Loop 2 19EE DB 81 INC IX Kendaliberikutnya 19F0 D6 D6 DEC D Faseberikutnya 19F1 F2 D9 19 JP LOOP 1 Jika D tidaksama 0, ke loop 1 14

16 Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan 19F4 C JP HARI? Ke Hari? 19F7 19FA 19FC 19FD 19FF 1A00 1A01 1A02 1A03 1A05 1A06 1A07 1A08 1A09 1A0A 1A0B 1A0C 1A0D 1A0E 1A0F 01 B0 69 ED A1 E0 18 FD TUNDA TURUN ALKEN HIT1 HIT2 LD CPI RET JR LD LDL D OUT LD BC,69B0H PO TURUN 84H 88H 90H 30H 50H 80H 06H 06H 80H 06H 06H 40H 06H 06H 40H 06H 06H BC = 69B0 BC 1 Ke TURUN jika BC = 0 15

17 Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan 1A1F CD 7E 19 JP LOOP 2 1A22 3E 48 MODE 3 LD A, 48H Kendali penyalaan lampu 1A24 D3 80 OUT (80), A kuning 1 detik 1A26 CD F7 19 CALL TUNDA 1A29 CD F7 19 CALL TUNDA 1A2C 3E 00 LD A, 00H Kendali pemadaman lampu 1A2E D3 80 OUT (80), A kuning ½ detik. 1A30 CD F7 19 CALL TUNDA 1A33 C JP HARI? 16

18 IV. Langkah Percobaan a. Program Pengaturan Lampu Lalu Lintas. Alamat Bhs Mesin Label Opcode Operand Keterangan E 0F LD A,OFH Isi Accumulator A dengan OF 1802 D3 82 OUT (82), A Data OF diisikanke Control Reg A agar Port A sebagaikeluaran L2 LD D, 06H Isi Reg D dgn 06 (6 fase) 1806 DD LD IX, A DD 7E 00 L1 LD A, (IX) 180D D3 80 OUT A, (80) 180F DD 5E 06 LD E, (IX+6) 1812 CD CALL Delay 1 det D DEC E 1816 C JP NZ, Loop 1819 DD 23 INC IX 181B 15 DEC D 181C C2 0A 18 JP NZ L1 181F CA JP L B 62 DLY LD BC 62 7B 1833 E3 EX (SP), HL 1834 E3 EX (SP), HL 1835 ED A1 CPI 1837 E0 RET PO F9 JR DLY Data Nyala Data Nyala Data Nyala Data Nyala Data Nyala Data Nyala Data tunda Data tunda Data tunda Data tunda 184A 02 Data tunda 184B 01 Data tunda 17

19 alamat Bahasa mesin operand Keterangan E 0F LD A, 0F Isi accumulator dengan 0F 1802 D3 82 OUT (82), A Data 0F diisikan ke Control Reg A agar Port A sebagai keluaran E 4F LD A, 4FH Isi Reg A dengan 4F 1806 D3 83 OUT (83), A Isikan ke control reg B agar Port B sebagai masukan 1808 DB 81 IN A, (81) Reg data port B dimasukan ke reg A 180A D3 80 OUT (80), A Reg A dimasukkan ke Reg Data Port B 180C C JP, NN Loncat ke alamat F FF RST 38H Selesai V. Pembahasan Percobaan 1. Percobaan ini adalah membuat program lampu led. Pada percobaan ini, digunakan Power suplly, resistor dan led. Setelah dirangkai seperti rangkaian pada skematik di modul praktikum, praktikan membuat program pada mikroprofessor seperti pada table program yang disajikan. Adapun pembahasannya ialah sebagai berikut. Pada alamat 1800, praktikan mengisikan bahasa mesin 3E 0F untuk mengisi accumulator A dengan data 0F. Register A dipilih karena berfungsi sebagai Accumulator. Adapun data 0F digunakan untuk untuk menentukan apakah data yang dimasukan untuk accumulator berupa masukan, keluaran, dua arah, atau control bit. Bilangan biner untuk 0F adalah Dengan mengambil dua nilai yang paling berarti, yakni 00, maka ditentukan bahwa 0F merupakan indikasi untuk keluaran. Selanjutnya diinstruksikan OUT(82), A yang artinya data 0F diisikan ke alamat control Reg A. adapun 82H mengindikasikan untuk keluaran port A. Jadi, kedua penginstruksian ini merupakan inisisalisasi port A sebagai output. Selanjutnya pada alamat 1804, praktikan mengisikan bahasa mesin 3E 4F untuk mengisi accumulator A dengan data 4F. Adapun data 4F digunakan untuk untuk menentukan apakah data yang dimasukan untuk Accumulator berupa masukan, keluaran, 18

20 dua arah, atau control bit. Bilangan biner untuk 4F adalah Dengan mengambil dua nilai yang paling berarti, yakni 01, maka ditentukan bahwa 4F merupakan indikasi untuk masukan. Selanjutnya diinstruksikan OUT(83), A yang artinya data 4F diisikan ke alamat control Reg A. adapun 83H mengindikasikan untuk masukan port B. Jadi, kedua penginstruksian ini merupakan inisisalisasi port B sebagai Input. Setelah melakukan inisialisasi, maka dapar dibuat program untuk menyalakan led berdasarkan input pada mikroprosesor. Praktikan menggunakan instruksi IN A, (81) yang berfungsi untuk mengatur proses input melalui port B dengan memasukannya ke reg A. Selanjutnya digunakan instruksi OUT (80), A yang berfungsi untuk mengatur proses output melalui port A dengan mengambil data pada reg A. Sehingga, ketika port B dihubungkan pada Vcc, maka keluaran berupa LED pada port A akan menyala, sebaliknya apabila port B dihubungkan pada Ground, maka keluaran berupa LED pada port A akan mati. Adapun flowchart dari program ini sebagai berikut : Gambar 7. Flowchart percobaan 1 19

21 Percobaan 2. Percobaan kali ini adalah pengaturan lampu lalu lintas dengan sensor hari dan jam. Pada praktikum ini juga praktikan menggunakan power supply untuk sumber tegangan 5 volt, resistor, dan LED. Setelah merangaki sesuai skematik rangkaian, praktikan memasukkan program yang telah disediakan dalam modul praktikum mikroprosesor. Setelah selesai memasukan program, ditekan tombol Reset PC Go pada mikroprosesor. Alhasil, praktikan tidak memperoleh hasil. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal: 1. Adanya kesalahan penentuan alamat pada program yang disajikan pada modul praktikum. Hal ini berakibat kesalahan penentuan jump relative ke alamat yang dituju, dan berpengaruh juga pada program-program selanjutnya. 2. Adanya program yang hilang, yakni program AND yang tidak dimasukan setelah instruksi IN A, (81). Padahal program AND berfungsi sebagai pembanding. 3. Kesalahan memasukkan program alamat yang dituju untuk Jump, juga berpengaruh pada Alamat Kendali yang dituju. Sehingga tujuan untuk ALKEN salah. 4. Kesalahan pada penentuan alamat untuk tiap MODE, sehingga perlu diperbaiki alamat tujuan pada tiap MODE. 5. Kesalahan pada penentuan alamat untuk pemanggilan / CALL, sehingga perlu diperbaiki alamat tujuan pada CALL. 6. Dan kemungkinan masih ada lagi kesalahan-kesalahan pada program yang disajikan pada modul praktikum. 20

22 VI. Kesimpulan 1. Pada percobaan 1, port A berfungsi sebagai keluaran dan port B berfungsi sebagai masukan. 2. Pada percobaan 2, yakni pengaturan lampu lalu lintas dengan sensor hari dan jam, praktikan menemukan banyak kesalahan pada program yang disajikan, seperti pengalamatan yang dituju tidak sesuai, adanya program yang hilang, hingga alamat pemanggilan (CALL) yang tidak sesuai, dan kemungkinan masih ada kesalahan lain dalam program. VII. Daftar Pustaka Harsono, Djiwo, dkk Petunjuk Praktikum mikrokontroler dan PLC. Yogyakarta : STTN BATAN. Yogyakarta, 1 Juni 2017 Praktikan, Yudi Irwanto NIM