PERANCANGAN ALAT PEMBERI MAKAN IKAN SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT PEMBERI MAKAN IKAN SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Guna Mengikuti Ujian Sarjana Untuk Mencapai Gelar Ke-Sarjanaan Oleh : Nama : MURGIANTO NIM : JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2006

2 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, penulis panjatkan atas segala nikmat yang telah di berikan, terutama nikmat Islam, Iman dan Kesehatan. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah untuk Nabi Muhammad SAW dan semoga keselamatan bagi para pengikutnya yang tetap setia dalam memegang panji Islam sampai hari akhir. Penulis bersyukur, bahwa setelah berupaya keras, berdo a dan bertawakal kepada Allah SWT serta atas bantuan dan dukungan dari semua pihak, akhirnya dapat menyelesaikan pembuatan dan penulisan tugas akhir ini dengan baik dan sesuai dengan waktunya. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Jaja Kustija, Msc., selaku Dosen Pembimbing dan Kepala Laboratorium jurusan Teknik Elektro yang telah banyak memberikan masukan, bantuan dan dorongan yang besar dalam pembuatan dan penulisan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Budi Yanto Husoda, Msc., selaku Koordinator Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro yang turut membantu sehingga selesainya pembuatan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Yudhi Gunardi MT, selaku koordinator kerja praktek. 4. Semua dosen-dosen teknik elektro Universitas Mercu Buana 5. Kedua Orang Tua yang ku cintai yang selalu memberikan bantuan, dorongan dan do a demi selesainya pembuatan dan penulisan tugas akhir ini. i

3 6. Achmad Paiz, ST, yang telah banyak membantu dalam pembuatan tugas akhir ini serta terima kasih banyak masukan dan dukungannya. 7. Teman-teman sejurusan ; Banani khamsa 98, Ariyanto 98, Wahyu Wijayanto 98, Dony 99, Adi purnomo 98, Indra 98,Dudi 98, Robi 98, Valentoto 97, Suryadi 98, Adi chandra 98, Edwin 98, Sigit 98, Yoga Sugama 98, setyo 98 dan seluruh angkatan 98 teknik elektro terima kasih atas dukungan dan bantuannya. 8. Semua pihak yang telah membantu selesainya pembuatan dan penulisan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa dalam laporan tugas akhir ini mungkin masih terdapat kekurangan, baik itu berupa penyusunan maupun penulisannya. Untuk itu saran yang bersifat membangun diharapkan, sehingga penulisan laporan tugas akhir ini bisa menjadi lebih baik dan bermanfaat. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Jakarta, February 2006 Penulis ii

4 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i iii vii viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penulisan Pembatasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI Mikrokontroler Pengertian Mikrokontroler Arsitektur Mikrokontroler AT89C Fungsi-fungsi Pin Mikrokontroler AT89C Organisasi Memori Memori Program Memori Data iii

5 2.1.5 Register Struktur Port Port Port Port Port Metode Pengalamatan Software Mikrokontroler AT98C Display Seven Segment IC 74LS RTC DS KEYPAD IC HD74LS EEPROM AT24C IC SN74LS Solenoid BAB III PERANCANGAN ALAT Pendahuluan Blok Diagram Skema Rangkaian Perancangan Rangkaian Tombol Tekan Matriks 3 X Serial EEPROM dengan Mikrokontroler AT89C51 42 iv

6 3.4.3 RTC dengan Mikrokontroler AT89C IC 74LS245 dengan Mikrokontroler AT89C IC 74LS245 dengan HD74LS86P Rangkaian Relay Rangkaian Catu Daya IC Regulator LM Perancangan Perangkat Lunak Pengendali Mikro AT89C Program Utama Subprogram Set Jam Subprogram Set Takaran Subprogram Set Delay Solenoid Subprogram Set Switching BAB IV PENGUJIAN DAN PENGAMATAN Pengujian Terhadap Tombol Tekan Tujuan Peralatan yang Digunakan Jalannya Percobaan Hasil Pengujian Analisa Pengujian Pengujian terhadap Tampilan Seven Segment Tujuan Peralatan yang Digunakan v

7 4.1.3 Jalannya Percobaan Hasil Pengujian Pengujian RTC DS Pengujian Terhadap Alat Pemberi Makan Ikan Tujuan Jalannya Percobaan Hasil Pengujian Analisa Pengujian BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

8 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Fungsi Pengganti Port Tabel 2.2 Konversi Kode Biner pada Seven Segment Tabel 2.3 Tabel Kebenaran Pada IC 74LS Tabel 2.4 Tabel Kebenaran Keypad Matriks 3 X Tabel 2.5 Tabel Kebenaran dari Gerbang Logika OR Tabel 2.6 Nama Sinyal EEPROM Tabel 2.7 Tabel Fungsi Tabel 3.1 Kombinasi Tombol Tekan Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Tampilan Seven Segment vii

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Aritektur Internal Mikrokontroler AT89C Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89C Gambar 2.3 Display seven Segment Gambar 2.4 Led pada Seven Segment Common Anoda Gambar 2.5 IC 74LS Gambar 2.6 Diagram Register pada RTC DS Gambar 2.7 Konfigurasi Pin RTC DS Gambar 28 Gambar pin-pin pada Keypad Gambar 2.9 Konfigurasi Pin IC HD74LS Gambar 2.10 Konfigurasi Pin EEPROM AT89C Gambar 2.11 Konfigurasi Pin IC SN74LS Gambar 2.12 Solenoid Aktuator Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Gambar 3.3 Antarmuka Tekan Tombol (keypad) dengan Pengendali Mikro Gambar 3.4 Antarmuka Serial EEPROM dengan Pengendali Mikrokontroler AT89C Gambar 3.5 Diagram waktu untuk kondisi start dan stop pada memori 43 Gambar 3.6 Diagram waktu yang menunjukan perubahan data sah Gambar 3.7 Diagram Alur untuk prosedur start dari EEPROM viii

10 Gambar 3.8 Diagram Alur untuk prosedur stop dari EEPROM Gambar 3.9 Antarmuka RTC dengan Mikrokontroler AT89C Gambar 3.10 Diagram register pada RTC DS Gambar 3.11 Antarmuka Buffer 74LS245 dengan Mikrokontroler AT89C Gambar 3.12 Antarmuka IC 74LS245 dengan HD74LS Gambar 3.13 Rangkaian Relay Gambar 3.14 Rangkaian Voltage Regulator 5 Volt DC Gambar 3.15 Bentuk Gelombang rangkaian Catu Daya Gambar 3.16 Diagram Alir Program Utama Gambar 3.17 Diagram Alir Set Jam Gambar 3.18 Diagram Alir Set Takaran Gambar 3.19 Diagram Alir Set Delay Solenoid Gambar 3.20 Diagram Alir Switching Gambar 4.1 Rangkaian Penguji Tombol Tekan Gambar 3.22 ix

11 ABSTRAK Pada tugas akhir ini dibuat suatu alat pemberi makan ikan otomatis dengan jam digital yang merupakan suatu jam yang didapat diset jam, menit dan detiknya. Alat pemberi makan ikan otomatis ini merupakan suatu alat yang dapat secara otomatis kapan memberi makan. Waktu pemberian makan ini dapat diset melalui tombol tekan (keypad) dan ditampilkan melalui media seven segment. Fungsi jam digital pada alat pemberi makan ikan otomatis ini adalah untuk menentukan waktunya ( jam, menit, detik ). Jam digital ini dipakai sebagai acuan untuk switching. Dan kemudian didalam switching ditentukan banyaknya takaran yang kemudian kinerja alat ini dilengkapi dengan delay solenoid. Fungsi delay ini sebagai penyelaras dari berat dan ukuran Pelet. x

12 LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN ALAT PEMBERI MAKAN IKAN SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Guna Mengikuti Ujian Sarjana Untuk Mencapai Gelar Kesarjanaan Disusun Oleh: NAMA : MURGIANTO NIM : Dosen Pembimbing Disetujui Oleh: Koordinator Tugas Akhir Teknik Elektro (Jaja Kustija, Msc.) (Ir. Yudhi Gunardi MT) Mengetahui Ketua Jurusan Fakultas Teknologi Industri (Ir. Budi Yanto Husoda, Msc.) xi

13 Bab I Pendahuluan BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada jaman sekarang penggunaan jam digital sebagai penunjuk waktu merupakan kebutuhan penting setiap manusia dalam mengatur jadwal aktivitasnya setiap hari. Karena aktivitas pekerjaan yang sangat padat, seringkali kita melupakan pekerjaan yang harus dilakukan. Oleh karena itu dibutuhkan jam pengingat pada setiap aktivitas yang seringkali terlupakan seperti: memberi makan ikan. Sehingga dengan adanya alat pemberi makan ikan otomatis dengan tampilan jam digital ini maka dapat memperingan pekerjaan kita. Dengan melihat perkembangan teknologi seperti sekarang ini maka jam digital dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan mikrokontroler sebagai pengatur semua komponen yang ada, diantaranya untuk mengatur. Penggunaan jam dalam IC RTC yang dapat menghitung jam secara otomatis dengan memberikan perhitungan yang cukup akurat, juga mengatur penggunaan IC EEPROM sebagai media penyimpan data yang akan disimpan sesuai dengan keinginan pemakai, dan data yang telah tersimpan tidak akan hilang jika aliran listrik terputus. Untuk input digunakan keypad 3 X 4 yang mempunyai fungsi dan mudah untuk digunakan karena melihat kebutuhan. 1

14 Bab I Pendahuluan Tujuan Penelitian Tujuan penelitian untuk merancang dan merealisasikan protipe dari suatu alat pemberi makan ikan secara otomatis yang menggunakan sebuah mikrokontroler yang digabung dengan keypad, IC EEPROM, dan RTC. 1.3 Pembatasan Masalah Dalam perancangan system diatas dilakukan pembatasan-pembatasan masalah sebagai berikut: a. Pengendali mikrokontroler sebagai IC dan komponen lainnya. b. Pemasukan data dengan menggunakan keypad. c. Penyimpan data menggunakan IC EEPROM. d. Penghitung waktu dengan system 24 jam pada jam digital menggunakan rangkaian RTC. 1.4 Metode Penelitian Berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan oleh penulis dalam pembuatan tugas akhir untuk menyelesaikan masalah-masalah yang ada: 1. Menentukan dan mempelajari topic dan permasalahan yang akan dibatasi dengan tujuan agar dalam pembahasan tidak menyimpang. 2. Mempelajari teori-teori dasar yang menunjang pembuatan tugas akhir melalui majalah, buku referensi, internet dan bahan lainnya yang didapat selama perkuliahan. 3. Membuat perancangan alat sesuai dengan tujuan yang telah direncanakan dan berdasarkan teori serta data-data yang mendukung.

15 Bab I Pendahuluan 3 4. Melakukan pengujian alat dan mengevaluasi hasil yang diperoleh. 5. Menarik beberapa kesimpulan atas hasil yang didapat. 1.5 Perancangan dan Pengujian Dalam pembuatan tugas akhir ini secara garis besar disusun dalam 5 bab, dengan sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini berisi tentang latar belakang pemilihan judul, pembatasan masalah, metodelogi penelitian, perancangan dan pengujian, serta sistematika penulisan. BAB II TEORI PENUNJANG Pada bab ini berisi tentang teori-teori dasar yang menunjang dalam pengerjaan tugas akhir, yang mencakup tentang rangkaian penunjang dan komponen yang digunakan dalam pembuatannya. BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN ALAT Pada bab ini berisi tentang blok diagram dan fungsi masing-masing blok, realisasi rangkaian secara keseluruhan dan cara kerjanya. BAB IV PENGAMATAN DAN PENGUJIAN ALAT Pada bab ini dibahas mengenai hasil pengujian dari alat yang dibuat apakah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. BAB V KESIMPULAN Pada bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan pembahasan alat yang dibuat.

16 Bab II Landasan Teori 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Mikrokontroler Mikrokontroler adalah kemampuan digital yang menirukan fungsi otak manusia. Fungsi kemampuan otak meliputi : aritmatika (berhitung), logika, (mempertimbangkan suatu kondisi ), dan memori. Berbeda halnya dengan suatu mikroprosesor. Mikroprosesor adalah suatu pemrosesan yagn terdiri dari Central Processing Unit (CPU) dan registerregister, tanpa memori, tanpa I/O (input dan output), dan peripheral yang dibutuhkan oleh suatu sistem supaya dapat berkerja. Bila sebuah mikroprosesor dikombinasikan dengan I/O dan memori (RAM dan ROM) akan dihasilkan sebuah mikrokontroler, dimana kombinasi dari komponen-komponen tersebut sudah terdapat di suatu chip Integrated Circuit (IC). Jadi apabila ingin merancang suatu alat dengan mengunakan mikrokontroler maka tidak diperlukan menambah clock generator, addres latcher, chip selector, memory dan PPI (Programmable Peripheral Interface). Variasi register di dalam mikroprosesor beragam bergantung pada tipe, fungsi khusus yang diinginkan dan pabrik pembuatannya. Karena mikrokontroler telah dilengkapi dengan berbagai peripheral yang sudah terdapat pada satu chip IC maka mikrokontroler memiliki keunggulan dalam hal : 5

17 Bab II Landasan Teori 6 a. Harga yang lebih ekonomis. b. Tingkat keamanan yang lebih terjamin. c. Ukuran sistem yang jauh lebih ringkas. d. Kemudahan dalam merancang sistem yang berbasis mikrokontroler. Berdasarkan perbedaan dalam aplikasi, mikrokontroler mempunyai beberapa set instruksi yang berbeda dengan mikroprosesor. Set intruksi mikroprosesor bersifat processing intensive untuk operasi data volume besar, yang beroperasi secara nibble, byte dan word. Mode pengalamatan memberikan akses ke data array yang besar, memakai pointer alamat dan offset. Di sisi lain mikrokontroler mempunyai instruksi yang bekaitan dengan kontrol dari masukan dan keluaran. Antaramuka ke berbagai masukan dan keluaran memakai bit tunggal Arsitektur Mikrokontroler AT89C51 Mikrokontroler AT89C51 adalah sebuah mikrokomputer 8 bit dengan low power supply dan performansi tinggi yang terdiri dari CMOS dengan Flash Programmable dan Erasable Read Only Memory (PEROM) sebesar 4 Kbyte didalamnya. Alat tersebut dibuat dengan menggunakan teknologi tinggi nonvolatile berdensitas tinggi dari ATMEL yang kompatibel dengan keluarga MCS-51 yang merupakan standar industri. Dengan menggunakan flash memori, program dapat diisi dan dihapus secara elektrikal, yaitu dengan memberikan kondisi-kondisi tertentu (high / low) pada pin-pinnya sesuai dengan konfigurasi untuk memprogram atau menghapus. Cara ini lebih praktis dibandingkan dengan menggunakan

18 Bab II Landasan Teori 7 EPROM yang penghapusan program atau datanya menggunakan sinar ultraviolet. Fasilitas yang tersedia pada AT89C51 adalah : a. 4 Kbytes ROM. b. 128 x 8 bit internal RAM. c. 32 jalur I / O. d. 2 (dua) 16 bit Timer / counter. e. 6 (enam) sumber interupsi. f. Serial interface. g. 4 Kbyte In-system Reprogramable flash Memory dengan kemampuann sampai 1000 kali perograman dan penghapusan. h. Kompatibel dengan MCS-51. i. Range operasi 0-24 MHz. Gambar 2.1. Arsitektur Internal Mikrokontroler AT89C51

19 Bab II Landasan Teori Fungsi fungsi Pin Mikrokontroler AT89C51 Susunan kaki kaki mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada gambar dibawah ini : U XTAL1 PSEN 9 XTAL2 30 RST ALE/PROG 31 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 EA/VPP AT89C51 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3.3/INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89C51 RST, Reset input. Semua pin I/O akan high ketika input reset high. Memberikan sinyal high pada reset input ini selama 2 siklus akan me-reset mikrokontroler. XTAL1, adalah kaki masukan ke rangkaian oscilator internal. Sebuah oscillator kristal atau sumber oscilator luar dapat digunakan. XTAL2, adalah kaki keluaran dari rangkaian oscilator internal. Pin ini dipakai bila menggunakan oscilator kristal. ALE / PROG, ALE (Addres Latch Enable) digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan instruksi. Pada operasi normal ALE

20 Bab II Landasan Teori 9 dikelurkan secara konstan pada 1/6 frekuensi oscillator dan dapat dipakai untuk timing atau clocking eksternal. Jika diinginkan, ALE dapat di-disabled dengan men-set operasi MOVX atau MOVC. PSEN, Program Strok Enable merupakan sinyal pengontrol yang memperbolehkan program memori eksternal masuk ke dalam bus selama proses pemberian / pengambilan instruksi (fetching) EA / VPP, EA harus dihubungkan ke ground untuk mem-fetch kode dari memori program eksternal mulai dari 0000H FFFFH. Untuk eksekusi program internal, EA harus dihubungkan ke Vcc. Ruang memori program dan memori data pada mikrokontroler AT89C51 memiliki ROM internal, jadi untuk menyimpan program selama tidak melebihi kapasitas ROM internal, tidak diperlukan lagi ROM eksternal. Dari 32 buah saluran I /O yang tersedia, 24 buah digunakan untuk I/O paralel dan untuk sinyal kontrol yaitu pin P3.0 sampai P3.7. Sinyal control tersebut adalah WR, RD, T0, T1, INT0, INT1 dan dua saluran masukan / keluaran serial yaitu RXD dan TXD Organisasi Memori Memori Program Mikrokontroler AT89C51 memiliki ruang operasi yang terpisah degan memori data, ruang memori program dapat mencapai alamat hingga 4 kbyte flash ROM (address 00h sampai 0FFFh).

21 Bab II Landasan Teori Memori Data Memori data pada mikrokontroler AT89C51 memilliki ruang hingga 64 kbyte, pengaksesan data ke memori data eksternal dilakukan dengan menggunakan data pointer melalui instruksi MOVX. Disamping memiliki RAM eksternal, mikrokontroler AT89C51 memiliki RAM internal yang pengaksesannya terpisah dengan RAM eksternal. RAM internal berkapasitas 128 byte ditambah sejumlah SFR (Special Function Register), alamat terrendah dari 128 byte internal dapat diakses dengan mode pengalamatan langsung, atau pengalamatan tidak langsung. Sedangkan SFR hanya dapat diakses secara pengalamataan langsung. 128 byte internal RAM AT89C51 terbagi atas 3 (tiga) bagian yaitu : a. 32 byte dari alamat 00h sampai 1Fh yang membentuk 32 register yang bekerja diatur sebagai 4 bank dari masing-masing 8 register. 4 register diberi nomer 0 sampai 3 dan membentuk 8 register R0 sampai R7. Masing-masing register dapat dialamatkan dengan nama ataupun dengan alamat ROM-nya. Byte RS0 dan RS1 pada PSW menentukan bank mana yang akan digunakan.

22 Bab II Landasan Teori 11 b. Daerah pengalamatan bit dari 16 byte pada RAM dengan alamat 20h sampai 2Fh membentuk 128 pengalamatan bit. Pengalamatan bit dapat mengunakan alamat bit dari 00h sampai 7Fh atau 8bit dapat membentuk alamat byte dari 20h sampai 7Fh. c. Daerah penggunaan umun RAM terletak diatas daerah bit dari 30h sampai 7Fh pengalamatan sebagai byte Register Di dalam setiap operasinya mikrokontroler akan selalu menyertakan register dalam proses pengolahan datanya. Register adalah memori kecil berukuran 1 byte dimana 1 byte-nya bisa terdiri dari 8 bit, namun ada pula register yang mampu menampung data 16 bit sekaligus sehingga 1 byte dari suatu register tertentu terdiri dari 16 bit data. Register akan menampung data sebelum diolah, register juga akan menampung data hasil olahan sebelum kembali atau dikirim keluar jalur data input/ output. Register-register yang ada di mikrokontroler adalah sebagai berikut: a. Register A, disebut juga sebagai akumulator (SFR = E0h) yaitu gerbang keluar / masuk data pada mikrokontroler.

23 Bab II Landasan Teori 12 b. Register B, disebut juga Base Register (SFE = F0h) register ini jarang dipakai karena hanya dipakai untuk operasi perkalian dan pembagian saja. c. Register R0 s/d R7. Register serbaguna boleh dipakai untuk apa saja. Khusus untuk register R0 dan R1 dapat digunakan untuk menyimpan data bagi pengalamatan tak langsung. d. Register DPTR, merupakan satu-satunya register 16 bit yang ada pada mikrokontroler keluarga Register ini mempunyai fungsi serbaguna seperti halnya register R0 s/d R7, dan dapat juga untuk menyimpan data bagi pengalamatan tak langsung. Register ini dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu register DPL dan register DPH. Register DPL adalah nibble bawah dari DPTR yaitu bit ke-0 s/d bit ke- 7, sedangkan register DPH adaalh nibble atas dari DPTR yaitu bit ke-8 s/d bit ke-15. e. PSW (Program Status Word), SFR = D0h, merupakan register yang berisi data-data kondisi mikrokontroler setelah suatu operasi selesai dijalankan. Register ini memiliki bit ke-3 dan bit ke-4 digunakan untuk pemilihan register bank. f. Register Port, terdiri dari 4 (empat) yaitu P0, P1, P2, dan P3. Register port berisi data-data yang akan dikirim keluar dan data-data yang telah dibaca dari luar.

24 Bab II Landasan Teori 13 g. SP (Stack Pointer), SFR =81h, berisi alamat stack tertinggi dari alamat stack didalam internal RAM. Register ini berguna untuk menyimpan alamat-alamat data yang ditandai pada saat terjadi pemanggilan subprogram dan interupsi program. h. Register pewaktu, digunakan untuk menyimpan data offset yang akan digunakan untuk membatasi perhitungan waktu. Pewaktu yang ada di AT89C51 adalah pewaktu 16 bit sebanyak 2 (dua) buah, maka terdapat 2 buah register pewaktu yang dibentuk dari pasangan-pasangan register 8 bit yaitu TH0 dan TL0 dengan TH1 dan TL1. Timer 0 dan timer 1 keduanya dapat beroperasi sebagai timer atau counter. Pada fungsi timer, isi register ditambah satu setiap siklus mesin. Jadi, seperti menghitung siklus mesin. Karena satu siklus mesin terdiri dari 12 periode oscilator, maka kecepatannya = 1/12 frekuensi oscilator. Pada fungsi counter, isi register ditambah satu setiap transisi 1 ke 0 pada input eksternal yang bersesuaian dengan T0 atau T1. Untuk mengenali transisi 1 ke 0 dibutuhkan 2 siklus mesin (24 periode), maka input maksimum ialah 1/24 frekuensi oscillator. i. Register-register kontrol, terdiri atas register-register IP (InteruptPriority), IE (Interupt Enable), TMOD (Timer Mode), TCON (Timer Control), dan PCON (Paralel Control).

25 Bab II Landasan Teori Struktur Port Port 0 Port 0 (nol) terdapat pada pin 32 s/d pin 39. Port 0 adalah port paralel 8 bit dua arah yang belum dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Output dari port 0 dapat men-sink 8 buah input TTL. Pada saat pin-pin port 0 berada pada kondisi high, maka port 0 dapat digunakan sebagai input. Port 0 dapat digunakan sebagai output jika keluaran pada port 0 diberi resistor pull-up, karena jika tidak diberi resistor pull-up maka keluarannya tidak akan mnjadi logika Port 1 Port 1 terdapat pada pin 1 s/d pin 8. Port 1 adalah port parallel 8 bit dua arah yang telah dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Output dari port 1 dapat memberikan input high/low kepada 4 buah input TTL. Pada saat port 1 berada pada kondisi high karena internal pull-up, maka port 1 dapat digunakan sebagai input Port 2 Port 2 terdapat pada pin 21 s/d pin 28. Port 2 adalah paralel dua arah yang dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Output dari port 2 dapat memberikan input high / low kepada 4 buah input TTL. Pada saat pin-pin port 2 berada pada kondisi high, karena

26 Bab II Landasan Teori 15 internal pull-up maka port 2 dapat digunakan sebagai input. Port 2 memberikan high order address byte selama mengakses program diluar dan selama mengakses ke data memori diluar yang menggunakan addres 16 bit. Untuk keadaan ini port 2 mengunakan internal pull-up yang kuat Port 3 Port 3 terdapat pada pin 10 s/d 17. Port 3 adalah port paralel dua arah yang dilengkapi dengan rangkaian pull-up. Output dari port 3 dapat memberikan input high / low kepada 4 buah TTL. Pada saat pin-pin 3 berada pada kondisi high karena internal pull up, maka port 3 dapat digunakan sebagai input. Selain itu port 3 juga memiliki fungsi pengganti yang dapat dilihat pada table dibawah ini : Tabel 2.1. Fungsi Pengganti Port 3

27 Bab II Landasan Teori Metode Pengalamatan Metode pengalamatan pada mikrokontroler AT89C51 adalah sebagai berikut : a. Pengalamatan Langsung (direct addressing) Pada pengalamatan langsung, didalam instruksinya operand ditunjukkan oleh suatu alamat yang lebarnya 8 bit, dan hanya bisa digunakan untuk data internal RAM dan SFR. b. Pengalamatan tidak langsung (indirect addressing) Pada pengalamatan tak langsung, instruksi menunjukkan suatu register yang isinya adalah alamat dari operand. c. Pengalamatan berindeks ( indexed addressing) Yang dapat diakses dengan pengalamatan berindeks hanya memori program. Metode ini dimaksudkan untuk menbaca look-up table di memori program. d. Pengalamatan segera (immediate addressing) Dalam memori program suatu opcode dapat langsung diikuti oleh suatu konstanta Software mikrokontroler AT89C51 Instruction set mikrokontroler AT89C51 dikelompokkan kedalam 5 kelompok yaitu instruksi aritmatika, instruksi logika, instruksi transfer data, instruksi manipulasi bit, dan instruksi percabangan.

28 Bab II Landasan Teori 17 a. Instruksi Aritmatika Instruksi aritmatika digunakan untuk keperluan operasi aritmatika yaitu penjumlahan, pengurangan, pembagian, dan perkalian. berikut ini adalah instruksi-instruksi aritmatika ADD A,Rn ADD A,direct ADD ADD A,#data ADDC A,Rn ADDC A,direct ADDC ADDC A,#data SUBB A,Rn SUBB A,direct SUBB SUBB A,#data ADD A,Rn ADD A,direct ADD ADD A,#data ADDC A,Rn ADDC A,direct ADDC ADDC A,#data SUBB A,Rn SUBB A,direct SUBB SUBB A,#data b. Instruksi logika Instruksi logika digunakan untuk operasi logika AND, OR, X-OR, penghapusan, komplemen, dan rotasi atau pergeseran. Instruksi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: ANL A,Rn ANL A,direct ANL ANL A,#data ANL direct,a ANL direct,#data ORL A,Rn ORL A,direct

29 Bab II Landasan Teori 18 ORL ORL A,#data ORL direct,a ORL direct,,#data XRL A,Rn XRL A,direct XRL XRL A,#data XRL direct,a XRL direct,#data CLR A CPL A RL A RLC A RR A RRC A SWAP A c. Instruksi Transfer Data Instruksi transfer data digunakan untuk pemindahan data. Instruksi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,#data MOV direct,a MOV direct,rn MOV direct,direct MOV direct,@rn MOV direct,#data XCH A,direct XCH A,@Ri XCHD A,@Ri MOVX A,@Ri MOVX A,@DPTR PUSH direct POP direct XCH A,Rn d. Instruksi Manipulasi Bit Instruksi yang termasuk dalam kelompok manipulasi bit ini adalah: CLR C CLR bit

30 Bab II Landasan Teori 19 SETB C SETB bit CPL C CPL bit ANL C,bit ANL C,/bit ORL C,bit ORL C,/bit MOV C,bit MOV bit,c JC REL JNC rel JB bit,rel JNB bit,rel JBC bit,rel e. Instruksi Percabangan Instruksi percabangan digunakan untuk melakukan percabangan. Instruksi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: ACALL addr11 LCALL addr16 RET RETI AJMP addr11 LJMP ret SJMP rel JZ rel JNZ rel CJNE a,direct,rel CJNE A, #data,rel CJNE Rn,#data,rel DJNZ Rn,REL DJNZ direct,rel NOP 2.2 Display Seven Segment Seven segment merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari beberapa led yang disusun sedemikian rupa sehingga dapat membentuk angka atau karakter yang diinginkan dengan mengaktifkan led-led tertentu.

31 Bab II Landasan Teori 20 Led-led itu dihubungkan ke satu titik yang disebut common. Pada display seven segment terdiri dari dua common yaitu common anoda dan common katoda. Pada common katoda, kaki common dihubungkan ke 0 volt dan untuk mengaktifkan suatu led harus diberi logika tinggi (high), sedangkan common anoda, kaki common dihubungkan ke 5 volt dan untuk mengaktifkannya harus diberi logika nol (low). Gambar 2.3 Display Seven Segment

32 Bab II Landasan Teori 21 Gambar 2.4 Led pada Seven Segment common anoda Seven segment terdiri dari 8 buah dioda LED yang disusun sedemikian rupa sehingga dapat menampilkan yang dikehendaki. 7 buah led digunakan untuk menampilkan bilangan dan 1 buah untk menampilkan tanda dot atau titik.tegangan maju LED biasanya sebesar 1,6-2 Volt dan arus nya sebesar ma. Dalam aplikasinya diperlukan transistor sebagai saklar on dan off. Agar kita dapat menampilkan bilangan yang kita inginkan maka kita harus mengetahui table dari display seven segment itu sendiri, karena antara seven segment common anoda dan katoda mempunyai tabel kebenaran yang berbeda. Untuk commom anoda table kebenarannya dapat dilihat pada table dibawah ini: Tabel 2.2 Konversi Kode Biner pada Seven Segment Desimal Data Led yang Aktif A b C d e f g

33 Bab II Landasan Teori IC 74LS47 Decoder Sering timbul kebutuhan untuk mengalihkan suatu sistem bilangan tertentu ke sistem bilangan dari tipe yang lain. Misalnya pada penggunaan kalkulator, bilangan-bilangan pada tombol tekan harus dialihkan ke BCD (Binary Coded Decimal) atau biner. Jika bilangan-bilangan hendak diperagakan perlu dilakukan pengalihan dari BCD ke kode tujuh segmen. Pengalih yang mengubah kode seperti misalnya BCD atau biner ke suatu kode yang mudah terbaca seperti desimal disebut dekoder, sedangkan rangkaian yang mengalihkan kekode mesin umumnya disebut Enkoder. Dekoder ini mempunyai empat saluran masukan dan tujuh keluaran. Sinyal keluaran 1 dari dekoder tidak mengaktifkan LED sedang sinyal keluaran 0 mengaktifkan LED. Dekoder mengubah kode biner menjadi kode khusus yang menyalakan ruas yang tepat pada peraga 7 segmen yang merupakan peralatan yang biasa digunakan untuk memperagakan bilangan desimal. Dekoder menerjemahkan dari bahasa mesin ke bahasa manusia. Untuk mengaktifkan segmen-segmen LED yang sesuai pada peraga ini diperlukan suatu tegangan GND (rendah). Masukan pendekode berupa bilangan 4 bit (masukan A,B,C dan D). Bilangan BCD di-kodekan sehingga membentuk kode 7 segmen yang akan menyalakan ruas-ruas yang sesuai pada peraga LED. Masukan BCD yang tak berlaku [desimal 10,11,12,13,14,dan 15], meskipun masukan ini bukan merupakan bilangan BCD namun masukan-masukan tersebut menghasilkan suatu keluaran yang unik.

34 Bab II Landasan Teori 23 Gambar 2.5 IC 74LS47 Dekoder Pin 1,2,6,7 [B,C,D,A] : Masukan BCD Pin 5 : RBI ( Pengosongan ) Pin 4 : BI/RBO ( Pengosomgan ) Pin 3 Pin 8 Pin 9,10,11,12,13,14,15 Pin 16 : LT (Lamp Test / Lampu uji) : Ground : [e,d,c,b,a,g,f] Output kode 7 segmen : Vcc

35 Bab II Landasan Teori 24 TABEL 2.3 Tabel kebenaran pada IC 74LS RTC DS1307 RTC digunakan sebagai komponen yang memberikan keadaan waktu yang tepat dengan pengiriman data secara serial. Rangkaian RTC menggunakan kristal 32,768 KHz sebagai osiloskop, karena memiliki hubungan yang sama RTC dan serial.

36 Bab II Landasan Teori 25 Gambar 2.6 Diagram register pada RTC DS1307 EEPROM menggunakan teknik pengiriman data yang sama, yaitu secara serial. Maka hamper keseluruhan cara, meliputi proses inisialisasi, kondisi mulai dan berhenti maupun operasi penulisan dan pembacaan data serta diagram alurnya sama dengan EEPROM, kecuali pola pengalamatannya. Cara penulisan data untuk menit dibagi dua bagian, yaitu bagian depan yang menunjukan bit pertama dari menit dan bagian belakang yaitu menunjukan bit kedua dan menit. Cara penulisan data untuk jam dikatakan sama dengan penulisan data pada menit, hanya berbeda pada bagian depannya saja. Bit ke-6 menunjukan system waktu yang mau digunakan 12 jam atau 24 jam. Karena pada system ini menggunakan system waktu 24 jam, maka bit ini harus bernilai 1. Bila

37 Bab II Landasan Teori 26 bit ke-5 dan bit ke-4 menunjukan nilai dari digit pertama dari jam, tetapi pada system waktu 12 jam bit ke-5 menunjukan waktu AM/PM. Gambar 2.7 Konfigurasi pin RTC DS Keypad Keypad digunakan sebagai masukan dalam berbagai aplikasi elektronik. Keypad yang Idigunakan berupa malriks 3x4. Keypad matriks 3x4 terdiri atas 8 pin. Pin 1 sampai 3 I mempakan hubungan kolom 1 sampai kolom 3. Pin 4 sampai 7 merupakan hubungan baris 1 sampai baris 4. Pin 8 merupakan common positif bila dihubungkan dengan V K, common negatif bila dihubungkan dengan ground. Bila salah satu tombol keypad ditekan maka output yang dihasilkan berupa kombinasi baris dan kolom tersebut sama dengan commonnya. Kombinasi kolom dan baris untuk penekanan tombol keypad dapat dilihat pada label 2.2. dan konflgurasi keypad matriks 3x4 pada gambar 2.4.

38 Bab II Landasan Teori 27 Tabel 2.4 Tabel Kebenaran Keypad Matriks 3x4 Tombol Keypad Yang Ditekan Output Kl K2 K3 Bl B2 B3 B * #

39 Bab II Landasan Teori 28 Gambar 2.8 Gambar pin - pin pada keypad 2.6 IC HD74LS86 IC HD74LS86 merupakan IC yang terdiri dari 14 pin dan mempunyai 4 buah gerbang OR. Pin 1 dan 2 (1A dan 1B)merupakan input salah satu gerbang OR dan keluarannya pada pin 3 (1Y), dan pin 4 (2A), 5 (2B), 9 (3A), 10 (3B), 12 (4A) serta pin 13 (4B) merupakan input gerbang OR yang lainnya dengan keluaran masing-masing 2Y, 3Y dan 4 Y. Pin 7 merupakan masukan catu daya 0 volt (gnd) dan pin 14 adalah masukan tegangan catu daya +5 volt. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.9 di bawah.

40 Bab II Landasan Teori 29 Gambar 2.9 Konfigurasi pin IC HD74LS86 Tabel 2.5. Tabel kebenaran dari gerbang logika OR Dari table kebenaran di atas jika input A = L (0) dan B = L (1) maka keluarannya akan menjadi L (0). Keluaran akan menjadi H atau logika 1 maka input A dan B tidak sama atau berlainan. 2.7 EEPROM AT24C04 EEPROM AT2404 adalah rangkaian Electrically Erasable Programable Memory yang dibuat dengan teknologi single Polysillicon CMOS dan mempunyai kapasitas 4K. Dalam pembuatannya EEPROM AT2404 ini terdapat 2 versi utama dengan 1 buah versi umum, dimana pada versi umum dapat dioperasikan pada tegangan 4,5 Volt sampai dengan 5 Volt. Untuk versi khusus yaitu versi W, dapat dioperasikan dengan catu daya sebesar 2,5 Volt, sedangkan versi R dapat dioperasikan pada catu daya sebesar 1,8 Volt.

41 Bab II Landasan Teori 30 Gambar 2.10 Konfigurasi EEPROM AT2404 Pada EEPROM AT2404dilakukan proses pembacaan dan proses penulisan data ke EEPROM kemudian pengeluaran data dari EEPROM dilakukan dalam bentuk Bus Serial dengan nama-nama terminal EEPROM AT2404, yaitu : Tabel 2.6 Nama Sinyal EEPROM NO Terminal Nama Sinyal 1. AO-E2 Address Input 2. SDA Serial Data Address 3. SCL Serial Clock 4. WP Write-Protect Input 5. VCC Suply Voltage 6. VSS Ground Proses transfer data dari control clock dilakukan secara serial dengan support maksimum adalah sebesar 400 KHz. Teknologi Interface menjamin proses baca dan tulis pada EEPROM yang dapat berfungsi dengan baik saat bekerja dalam mode Bidirectional. Pada Mode Bidirectional dapat di lakukan proses baca maupun tulis melalui 2 saluran serial, yaitu serial SDA dan saluran serial SCL.

42 Bab II Landasan Teori 31 Proses baca dan tulis dapat dibedakan dengan pemberian sinyal start bit pada Bus Master. Dalam hal ini oleh Mikrokontroler melalui Port 0.0 dan Port 0.2. Selain start bit sebagai awal data masukan, selanjutnya akan dikirim pula 3 bit address EEPROM dan 4 bit data input serta 1 bit sebagai indicator read dan write dengan pemberian logic 1 pada proses baca dan logic 0 pada saat proses tulis. Serial clock (SCL) merupakan terminal input yang digunakan untuk proses sinkronisasi data yang masuk saat proses baca dan data keluar pada saat proses tulis. Serial data (SDA) adalah terminal Bidirectional yang digunakan untuk mentransfer data yang masuk dan keluar ke memori melalui pengendalian dari Mikrokontroler. 2.8 IC SN74LS245 IC SN74LS245 mempunyai 20 pin dan merupakan IC yang berfungsi untuk asynchronous 2 jalur komunikasi antara bus data. Control-function di implementasikan menggunakan delay eksternal. Pada IC ini memperbolehkan transmisi data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, dan tergantung nilai logika pada masukan direction-control (DIR). Masukan Output-enable (OE) dapat ditiadakan dalam bus untuk pemisahan yang efektif. Bus A (A1-A8) terletak pada pin 2-9 dan pin B (B1-B8) terletak pada pin DIR terletak pada pin 1, OE terletak pada pin 19 sedangkan gnd dan vcc terletak pada pin 10 dan 20.

43 Bab II Landasan Teori 32 Gambar 2.11 Konfigurasi pin IC SN74LS245 Tabel 2.7 Tabel Kebenaran IC SN74LS Solenoid Solenoid merupakan alat listrik yang digunakan sebagai penggerak. Gambar 2.12 menunjukan prinsip dasar solenoid. Ketika arus listrik melewati solenoid maka akan menghasilkan medan magnet dan akan menarik besi lunak yaitu plunger, menariknya kearah coil (lilitan). Seiring dengan perubahan arus kekuatan kuat maka plunger kemudian akan bergerak. Pergerakan magnet disebabkan karena meningkatnya sistem. Solenoid valve biasanya dioperasikan sama dan digunakan untuk mengontrol cairan yang mengalir didalam sistem pneumatik hidrolik. Ketika arus menembus celah koil (lilitan) besi ringan yang terpusat akan tertarik dan dapat dilakukan membuka atau menutup port untuk memperbolehkan cairan mengalir.

44 Bab II Landasan Teori 33 Coil Plunger Spring Pivot Input From Controller Lingkage to other devices Gambar Solenoid Aktuator

45 Bab III Analisa Dan Perancangan 32 BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN 3.1 Pendahuluan Alat pemberi makan ini dapat bekerja setelah kita menset kapan alat ini akan beroperasi (jam dan menit), untuk memberi input pada alat ini dengan menggunakan tombol tekan (keypad). Keluaran dari hasil settingan akan ditampilkan dengan media seven segment. Alat ini menggunakan sumber tegangan AC yang dikonversikan menjadi sumber tegangan 5 Volt DC melalui rangkaian voltage regulator yang kemudian digunakan sebagai suplay rangkaian. Sedangkan untuk sumber tegangan untuk solenoid digunakan sebagai sumber tegangan AC yang dikonversikan menjadi sumber tegangan 12 Volt DC. Alat pemberi makan ikan ini dapat dibagi menjadi beberapa bagian dasar sesuai dengan fungsinya. Pembahasan dimulai dengan pengenalan blok diagram dengan penjelasan secara umum. Blok diagram tersebut lalu direalisasikan dalam rangkaian aslinya yang diikuti dengan gambar rangkaian dan cara kerja tiap-tiap blok secara mendetail. 32

46 Bab III Analisa Dan Perancangan Blok Diagram Blok diagram aplikasi ini ditunjukkan gambar sebagai berikut: Sumber Tegangan 5V DC Keypad Seven Segment RTC Pengendali Mikro Solenoid EEPROM Sumber Tegangan 12 V DC Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Fungsi-fungsi tersebut adalah: A. Rangkaian Sumber Tegangan Rangkaian sumber tegangan, akan menyuplai tegangan 5 V DC kepada komponen yang memerlukannya dan 12 V DC ke solenoid. B. Tombol Tekan (Keypad) Pada sistem ini, keypad berfungsi sebagai media input untuk menentukan pilihan operasi yang dapat menset waktu (yaitu: jam, menit, detik). Input tersebut diterima oleh mikrokontroler yang kemudian diolah dan diteruskan ke RTC dan EPROM.

47 Bab III Analisa Dan Perancangan 34 C. RTC (Real Time Clock) Pada sistem ini, Real Time Clock berfungsi untuk menjalankan waktu, yaitu berupa jam, menit dan detik. IC ini bekerja dengan clock sebesar 10 Hz ketika tegangan input sebesar 5 V diberikan lalu nilai yang dihasilkan diambil oleh IC Mikrokontroler. Selain proses perhitungan waktu, IC Real Time Clock ini juga berfungsi sebagai pembanding waktu dengan data nilai waktu yang telah disimpan oleh pemakai pada IC EEPROM. D. EEPROM Pada sistem ini, EEPROM berfungsi sebagai penyimpan data berupa pesan dan jadwal yang diberikan melalui mikrokontroler dari keypad oleh pemakai. Dan data yang disimpan dapat dihapus jika sudah tidak berlaku lagi. Data-data tersebut disimpan dan diambil oleh EEPROM yang diatur oleh mikrokontroler. E. SEVEN SEGMENT Pada sistem ini seven berfungsi sebagai media untuk menampilkan waktu (yaitu: jam, menit, dan detik). F. PENGENDALI MIKRO Pengendali mikro AT89C51 sebagai alat pemroses utama yang mengendalikan kerja komponen yang tercakup di dalamnya menjadi sebuah sistem secara keseluruhan. G. SOLENOIR Solenoid pada sistem ini berfungsi sebagai output.

48 Bab III Analisa Dan Perancangan Skema Rangkaian C3 33pF D2 D3 D4 VCC * # P1.0 VCC P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 AT89C51 P1.7 P0.6 RST P0.7 P3.0 EA/VPP P3.1 ALE/PROG P3.2 PSEN P3.3 P2.7 P3.4 VCC P2.6 P3.5 P2.5 P3.6 P2.4 P3.7 P2.3 XTAL1 P2.2 XTAL2 P2.1 GND P2.0 DIR VCC A1 E A2 B1 A3 B2 A4 B3 A5 B4 74LS245 A6 B5 A7 B6 A8 B7 GND B8 1A VCC 1B 1Y 74LS86 Relay Solenoid 12V DC e GND d A c B b RBI a BI/RB0 g LT f C VCC D GND VCC C1 10uF X1 74LS14 R3 10K 7 SEGMENT 7 SEGMENT VCC VCC P3.3 P3.2 X1 VCC X2 SQW Vbat SCL GND SDA DS SEGMENT 7 SEGMENT VCC 7 SEGMENT 7 SEGMENT P1.6 P1.4 A0 VCC A1 WP A2 SCL GND SDA P1.7 C2 33pF R4 10K T7 D1 R2 5,1K R2 5,1K 24C04 VCC X2 P1.5 R1 5,1K

49 Bab III Analisa Dan Perancangan Perancangan Rangkaian Sub bab berikut ini membahas cara kerja rangkaian dan cara kerja rangkaian tiap blok serta antar muka rangkaian dengan rangkaian kontrol pengendali. Pertama kali alat dinyalakan kita harus menset beberapa subprogram: 1. Subprogram set jam: dapat diset dengan menekan tombol 1 pada keypad. Kemudian sebagai indikator kalau tombol 1 telah ditekan maka indikator yang berupa led pada kaki port 2.5 pada IC 74LS 245 akan menyala. Lalu kita dapat memasukkan data jam (jam, menit, detik). 2. Subprogram set takaran: dapat diset dengan menekan tombol 2 pada keypad. Kemudian sebagian indikator kalau tombol 2 telah ditekan maka indikator led pada port 2.6 pada IC 74LS245 akan menyala. Lalu kita dapat memasukkan data (set takaran maksimal 9 kali). 3. Subprogram set delay solenoid: dapat diset dengan menekan tombol 3 pada keypad. Kemudian sebagian indikator kalau tombol 3 telah ditekan maka indikator led pada port 2.5 dan 2.6 pada IC 745LS245 akan menyala. Lalu kita dapat memasukkan data (tekan 1 = 0,1, detik, 2 = 0,3 detik, 3 = 0,5 detik, 4 = 0,8 detik, 5 = 1 detik). 4. Subprogram set switching: dapat diset dengan menekan tombol 4 pada keypad. Kemudian sebagai indikator kalau tombol 4 telah ditekan maka indikator led pada port 2.7 pada IC 74LS245 akan menyala. Lalu kita dapat memasukkan data jam kapan alat switching (jam, menit).

50 Bab III Analisa Dan Perancangan 37 Setelah semua subprogram telah diset, alat akan menjalankan program utama sesuai dengan subprogram yang telah kita set. Ini merupakan keterangan cara kerja alat secara umum, untuk keterangan perblok akan dijelaskan dibawah Tombol Tekan Matriks 3 x 4 Tombol tekan digunakan merupakan jenis tombol tekan matriks. Tiap tombol mewakili nilai biner yang khas berupa kombinasi baris dan kolom yang ditekan, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. berikut ini diperlihatkan gambar hubungan antarmuka tombol tekan dengan pengendali mikro. P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P # * Gambar 3.3. Antarmuka Tekan Tombol (keypad) dengan Pengendali Mikro Cara kerja tombol matriks secara umum mirip dengan cara kerja saklar yakni bila sebuah tombol ditekan maka akan terdapat hubungan antara satu baris dengan satu kolom pada tombol kontak tunggal (single contact). Sedangkan pada tombol tekan kontak ganda (dual contact), satu baris terhubung dengan satu kolom beserta common-nya. Tombol tekan yang digunakan termasuk jenis tombol

51 Bab III Analisa Dan Perancangan 38 tekan matriks kontak ganda. Common Tombol tekan pada pin h adapat dihubungkan dengan sumber tegangan atau tanah. Tombol tekan dirangkai sedemikian rupa agar memiliki karakteristik active low, dengan cara menghubungkan pin h dengan ground sehingga bila tombol ditekan maka baris dan kolom tombol tekan mengeluarkan tegangan berlogika 0. Tabel 3.1 Kombinasi Tombol Tekan Tombol g f e d c b a * # Kombinasi tegangan pada pin tombol tekan inilah yang digunakan sebagai masukan data oleh pengendali mikro. Pin a c menunjukkan kolom tombol tekan, sedangkan pin d g menunjuk barisnya. Urutan yang tertera pada tabel 3.1 identik dengan urutan pin pada bagian belakang tombol tekan. Cara kerja tombol tekan matriks belakang sebagai berikut, port 0 dari pengendali mikro akan mengecek tombol tekan tersebut apakah ada tombol yang ditekan. Setiap 50 m detik pengendali mikro akan mengecek tombol tersebut apakah ada tombol yang ditekan, jika tidak ada tombol yang ditekan maka akan kembali menjalankan program utama, tetapi jika ada tombol yang ditekan tersebut

52 Bab III Analisa Dan Perancangan 39 dibaca merupakan perintah atau angka masukan. Jika merupakan perintah, maka akan dijalankan dan jika angka masukan maka akan ditampilkan pada seven segment. Tombol tekan yang digunakan adalah tombol tekan matrix yang terdiri dari 3 kolom dan 4 baris. Pada saat mengecek ada atau tidaknya tombol yang ditekan, kaki dari port 0 pengendali mikro yang terhubung ke bagian kolom akan diberikan nilai tertentu. Dan pada kaki port 0 pengendali mikro yang terhubung ke bagian baris akan membaca apakah ada nilai yang berubah, jika ada yang berubah maka ada tombol dari tombol tekan yang tertekan. Cara ini yang digunakan untuk membuat prosedur tombol tekan yang mendeteksi ada atau tidaknya penekanan tombol, dan tombol mana yang ditekan Serial EEPROM dengan Mikrokontroler AT89C51 Gambar antarmuka serial EEPROM AT24C04 dengan mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada gambar 3.4. VCC 5K1 P3.0 P3.1 A0 A1 A2 GND VCC WP SCL SDA 5K1 Mikrokontroler GND Gambar 3.4 Antarmuka serial EEPROM dengan mikrokontroler AT89C51

53 Bab III Analisa Dan Perancangan 40 Pin Serial Data (SDA) dan pin Serial Clock (SCL) memegang peranan di dalam mengendalikan kerja dari memori serial AT24C04. Serial data digunakan untuk mentransfer data dua arah secara serial. Perubahan data pada SDA selama kondisi pin SCL dalam keadaan high menunjukkan adanya kondisi mulai dan kondisi berhenti dari memori. Diagram waktu kondisi mulai bekerja dan kondisi berhenti dari memori dapat dilihat pada gambar 3.6. Selain untuk kondisi mulai dari kondisi berhenti, perubahan data pada pin SDA hanya akan sah apabila pin SCL dalam keadaan kondisi low. Diagram waktu yang menunjukkan kapan perubahan data pada ADA akan sah dapat dilihat pada gambar 3.7. SDA SCL Start Start Stop Gambar 3.5 Diagram waktu untuk kondisi start dan stop pada memori SDA SCL Perubahan Data Sah Gambar 3.6 Diagram waktu yang menunjukkan perubahan data sah

54 Bab III Analisa Dan Perancangan 41 Mulai Set pin SCL pada level high Set pin SDA pada level high Delay selama 2 mikro detik Set pin SDA pada level low Delay selama 2 mikro detik Set pin SCL pada level low Selesai Gambar 3.7. Diagram alur untuk prosedur start dari EEPROM

55 Bab III Analisa Dan Perancangan 42 Mulai Set pin SCL pada level high Set pin SDA pada level low Delay selama 2 mikro detik Set pin SDA pada level high Delay selama 2 mikro detik Set pin SCL pada level low Selesai Gambar 3.8. Diagram alur untuk prosedur stop dari EEPROM

56 Bab III Analisa Dan Perancangan RTC dengan Mikrokontroler AT89C51 Gambar antarmuka RTC DS130 dengan mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada gambar 3.9. VCC 5K1 P3.0 P3.1 X1 X2 Vbat GND VCC SQW SCL SDA 5K1 Mikrokontroler GND Gambar 3.9 Antarmuka RTC dengan mikrokontroler AT89C51 RTC digunakan sebagai komponen yang memberikan keadaan waktu yang tepat dengan pengiriman data secara serial. Rangkaian RTC menggunakan kristal 32,768 KHz sebagai osilator pin SDA dan pin SCL dihubungkan dengan mikrokontroler pada P3.0 dan P3.1 dan memerlukan pulp up. Karena memiliki hubungan yang sama RTC dan serial EEPROM menggunakan teknik pengiriman data yang sama, serta secara serial. Maka hampir keseluruhan cara, meliputi prose inisialisasi, kondisi mulai dan kondisi berhenti maupun operasi penulisan dan pembacaan data serta diagram alurnya dengan EEPROM, kecuali pola pengalamatannya.

57 Bab III Analisa Dan Perancangan 44 Gambar 3.10 Diagram register pada RTC DS1307 Cara penulisan data untuk menit dibagi dua bagian, yaitu bagian depan yang menunjukkan bit pertama dari menit dan bagian belakang yang menunjukkan bit kedua dan menit. Cara penulisan data untuk jam dikatakan ama dengan penulisan data pada menit, hanya berbeda pada bagian depannya saja. Bit ke-6 menunjukkan sistem waktu yang mau digunakan 12 jam atau 24 jam. Karena pada sistem ini kita menggunakan sistem waktu 24 jam, maka bit ini harus bernilai 1. Bila bit ke-5 dan bit ke-5 menunjukkan nilai dari digit pertama dari jam, tetapi pada sistem waktu 12 jam bit ke-5 menunjukkan waktu AM/PM.

58 Bab III Analisa Dan Perancangan IC 74LS245 dengan Mikrokontroler AT89C51 Gambar antarmuka 74LS245 dengan mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada gambar Mikrokontroler P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 74LS245 VCC E B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 Gambar 3.11 Antarmuka Buffer 74LS45 dengan mikrokontroler AR89C51 IC74LS245 ini digunakan sebagai buffer, jadi keluaran dari IC ini tergantung pada mikrokontroler. Sebagai buffer, IC ini bisa mentransfer dari data dari port A ke port B atau dari Port B ke port A, tergantung pada E (enable) dan DIR. Jika kita ingin membuat IC ini transfer data dari B ke A maka pin E dan pin DIR disambungkan ke ground. Tapi karena pada alat ini kita mentransfer data dari port A ke port B maka pin E disambungkan ke ground dan pin DIR ditransfer ke VCC (5 Volt) IC 74LS245 dengan HD74LS86P Gambar antarmuka dari IC 74LS86P dengan HD74LS86P dapat dilihat pada gambar 3.12.

59 Bab III Analisa Dan Perancangan 46 DIR A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 GND 74LS245 VCC E B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 1A 1B 74LS86 Gambar 3.12 Antarmuka IC 74LS245 dengan D74LS86P Dilihat dari gambar 3.12 kita mengetahui output dari pada port B7 dan port B8 dihubungkan ke IC HD74LS86P. Pada IC HD74LS86P output dari IC74LS245 ini akan di-xor-kan. Output dari IC HD74LS86P ini dihubungkan ke rangkaian relay, yang berfungsi output dari alat pemberi makan ikan otomatis ini Rangkaian Relay Pada rangkaian relay ini, digunakan komponen dioda IN4002, transistor BC 547, R4 = 10K dan relay. VCC R4 10K D1 T7 Relay Solenoid 12V DC Gambar 3.13 Rangkaian Relay

60 Bab III Analisa Dan Perancangan 47 Seperti gambar di atas transistor akan bekerja setelah mendapat output dari mikrokontroler melalui IC HD74LS86P. Setelah transistor aktif, maka relay mulai bekerja yaitu memindahkan saklar yang ada di dalamnya sehingga mengaktifkan solenoid. Solenoid mendapat input 12 Volt untuk mengaktifkannya. Prinsip kerja dari solenoid sangatlah mudah, yaitu setelah diberi input 12 volt, solenoid yang terhubung dengan relai akan menunggu hingga kaki relay terhubung dengan solenoid. Setelah terhubung, solenoid akan bekerja. Kemudian setelah hubungan dengan kaki relay terputus, maka solenoid akan non aktif. Setelah solenoid non aktif, maka saklar dalam relay juga akan berpindah dari tutup ke terbuka (keadaan mula / normally open). Hal ini menyebabkan kumparan pada relai tersebut menghasilkan tegangan balik yang cukup besar, sehingga ditempatkan dioda yang paralel dengan relay. Jadi dioda sendiri berfungsi untuk menjaga agar tidak muncul tegangan Induksi yang sangat besar pada saat perpindahan saklar dari tertutup ke terbuka. Tegangan Induksi tersebut muncul dari kumparan yang ada pada relay dan arah dari tegangan Induksi tersebut adalah berlawanan dengan aliran arus yang berasal dari sumber 5 Volt. Apabila tidak ditempatkan dioda yang paralel dengan relay, maka pada saat terjadi perpindahan saklar dari tertutup ke terbuka dalam relay, perubahan arus ( ΔI ) sangat besar dan terjadi pada waktu yang sangat singkat ( Δt 0 ) dan menyebabkan muncul tegangan Induksi: V = - ΔI L Δ t Tegangan Induksi tersebut akan timbul pada kolektor transistor, dengan tegangan Induksi yang besar akan membuat transistor rusak. Oleh sebab itu, dioda diletakkan paralel dengan relay, agar tegangan induksi tersebut tidak muncul