DAFTAR PUSTAKA. 1. Hughes, Frederick, Panduan Op-Amp. (Alih Bahasa Ignatius Hartono) 2. Sutanto, Rangkaian Elektronika. Jakarta : UIPRESS.

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR 76 DAFTAR PUSTAKA 1. Hughes, Frederick, Panduan Op-Amp. (Alih Bahasa Ignatius Hartono) Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. 2. Sutanto, Rangkaian Elektronika. Jakarta : UIPRESS. 3. Putra, A.E., Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 : Teori dan Aplikasi, Gava Media, Yogyakarta. 4. Nalwan, A.N., Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemograman Mikrokontroler AT89C51, Elex Media Komputindo, Jakarta. 5. Widodo Budiharto, Interfacing Komputer dan Mikrokontroller. Jakarta. 6. Danny Simpson An Overview of the Universal Serial Bus (USB), Part 1-2 http/ 7. LabView 7 Express User Manual, National Instruments, Austin-Texas. 8. LabView 7 Express Measurement Manual, National Instruments, Austin-Texas. 9. LabView 7 Express Development Guidelines, National Instruments, Austin-Texas. 10. Kodosky, Jeff. The View, LabView 3 Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana

2 PERANCANGAN SISTEM KENDALI TONE CONTROL BERBASIS MICROCONTROLLER TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Pendidikan strata satu (S1) Program studi Teknik Elektro Disusun oleh : REJO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2010

3 PERANCANGAN SISTEM KENDALI TONE CONTROL BERBASIS MICROCONTROLLER Rejo Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, jakarta ABSTRAK Pengendalian peralatan jarak jauh saat ini sangat dibutuhkan sekali namun harus tetap ada komunikasi walaupun user dan peralatan dipisahkan oleh jarak. Dalam dunia broadcasting khususnya dalam bidang audio sistem, Pengendalian tone control sangat dominan sekali. Karena itu diperlukan suatu sistem pengendalian tone control dari jauh jauh yang dapat memudahkan operator audio tanpa harus berada pada peralatan tersebut. Telah dirancang suatu system pengendalian Tone control jarak jauh yaitu dengan menggunakan PC Komputer maka si operator dapat mengendalikan peralatan tone control tersebut hanya dengan menghubungkan menggunakan Serial Port, dengan terlebih dahulu lewat PC komputer dihubungkan ke hardware lewat USB dari mikokontroler dahulu sebelum dihubungkan keperalatan tone controlnya. Dari hasil pengujian peralatan hardware maupun software pada perancangan system pengendalian tone control jarak jauh didapat hasil, untuk pengujian hardware dan mikrokontrolernya dapat diketahui pada alat tersebut berjalan dengan baik. Begitu juga dengan pengujian koneksi PC dengan menggunakan COM1 yang dilakukan dengan melakukan penekanan tombol aplikasi AKTC berlangsung dengan baik. Sedangkan untuk pengujian Tone control nya sendiri dapat dikatakan berjalan dengan sukses dengan setiap perubahan memerlukan waktu sekitar 500ms. ABSTRACT Currently control equipment from long distances is very important anyway there is must be communication between the user and equipment while that is separately by distances. In broadcasting field especially in audio sistem, To control the tone control is very dominant. Because of that so we need some sistem of control the tone control from long distance is facilitate the audio operator without be on the location. Well designed already equipment control system from long distance by used computer PC so the operator can control the equipment of tone control by connect to serial, ahead the operator must connect PC computer to hardware across USB from microcontroller before connect to the tone control. The result from testing hardware and software equipment from tone control of control system designed from long distance, the result for testing hardware and microcontroller there was in good condition, also the result for testing of PC connection by used COM1 by doing pressed the AKTC application was proceed in good condition. While for the testing of the tone control can be said success with every changed of value need 500 ms.

4 1. Pendahuluan Seiring dengan semakin majunya dunia teknologi maka dituntut pula untuk mengikutinya. Dalam dunia teknologi audio sering seorang operator audio yang berada jauh dari control audio sistemnya untuk mengendalikan monitor audio sering kesulitan untuk mengeset tone control audio (volume,bass,treble) karena berada diluar panggung. Begitu juga dengan dunia broadcasting untuk memudahkan para engineer audio yang berada diluar kantor jika ingin mengendalikan tone control audio tersebut sering kesulitan karena harus berada diluar kantor terlebih dahulu. Untuk mengendalikan peralatan tone control audio(volume,bass,treble) maka diperlukan suatu sistem yang dapat mengendalikan alat tersebut. Dengan adanya peralatan tersebut diharapkan kita dapat mengendalikan tone control audio tersebut baik untuk memperbesar atau memperkecil volume, bass ataupun treblenya dalam jarak jauh tanpa kita berhadapan dengan alat tersebut. Maka dalam tugas akhir akan dirancang mengenai sistem pengendalian tone control audio(volume,bass,treble) dari jarak jauh. 2. Teori penunjang Pada bagian ini akan dibahas teori penunjang utama yaitu mikrokontroler. Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Mikrokontroler merupakan mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemenelemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksiinstruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Gambar 2.1 sistem mikrokontroller Setelah dipaparkan bagian-bagian dari suatu sistem komputer, sekarang akan dibahas mengenai mikrokontroler. Digambarkan sistem komputer dengan bagian yang dikelilingi oleh garis putusputus. Bagian inilah yang menyusun mikrokontroler. Bagian yang dilingkupi kotak bagian bawah adalah gambar lebih detail dari susunan bagian yang dilingkupi garis putus-putus. Kristal tidak termasuk dalam sistem mikrokontroler tetapi diperlukan dalam sirkuit osilator clock. Suatu mikrokontroler dapat didefinisikan sebagai sistem komputer yang lengkap termasuk sebuah CPU, memori, osilator clock, dan I/O dalam satu rangkaian terpadu. Jika sebagian elemen dihilangkan, yaitu I/O dan memori, maka chip ini akan disebut sebagai mikroprosesor. Mikrokontroler AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan internal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan pin 80C5. Mikrokontroler AT89S52 memiliki : Sebuah CPU ( Central Processing Unit) 8 Bit. 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal. Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit Osilator internal dan rangkaian pewaktu. Dua buah timer/counter 16 bit Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal). Sebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).

5 Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean. EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program. Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 s pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 s 3. Proses Perancangan Pada perancangan ini akan dijelaskan mengenai terjadinya proses mulai dari input sampai output. Untuk bagian Input, komputer akan difungsikan untuk menjembatani proses kendali dan pemantauan status tone control. Didalam bagian Input,USB akan dirubah menjadi serial karena port serial yang dulu masih sering dijumpai pada komputer portabel/laptop sekarang sulit untuk diperoleh, hal ini dikarenakan perkembangan kecepatan/transfer rate komunikasi data serial melalui port USB. Namun demikian, dengan menggunakan converter USB to Serial. Jadi dengan begitu data yang dikeluarkan komputer akan lewat serial port sehingga dapat berkomunikasi dengan mikrokontrollernya. Pada bagian Proses, mikrokontroller dirancang dan diprogram untuk dapat berkomunikasi dengan komputer dan juga dapat berkomunikasi dengan peralatan tone kontrolnya. Mikrokontrollernya dirancang dengan menggunakan bahasa pemograman assembly dan komputernya menggunakan program labview. Sehingga dengan begitu Output, tone control(power,volume,bass,treble) dapat dikendalikan dengan komputer. Untuk gambar blok diagram dari sistem perancangan dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 3.1 Blok diagram sistem perancangan Sedangkan Untuk perancangan proses aplikasi dari perancangan sistem ini dapat dilihat pada gambar flowchart dibawah ini. ya Exit Tombol Exit ditekan? Tidak Disable menu Mulai Aplikasi Inisialisasi Hardware Tidak AKTC 1.0 Ditemukan Baca Penekanan Tombol Ada penekanan Tombol Eksekusi secara soft/hardware Baca Status Update Status Pada Gambar 3.2 Flowchart sistem perancangan 3.1 Penerapan Komunikasi Serial Mikrokontroller Seperti halnya komputer, pada kanal serial mikrokontrollerpun perlu dilakukan inisialisasi agar dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer, berikut adalah kode sumber menggunakan bahasa C yang akan digunakan pada perancangan ini. initserial() { /* init serial to 1200 baud by using MHz crystal */ SCON = 0x50; /* SCON: mode 1, 8-bit UART, enable rcvr */ TMOD = 0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */ TH1 = 0xFD; /* TH1: reload value for 9600 baud */ TR1 = 1; /* TR1: timer 1 run */ TI = 1; /* TI: set TI to send first char of UART */ } Interupsi dan pewaktu mikrokontroller dikonfigurasikan untuk pendayagunaan operasi kerja kanal serial agar dapat berkomunikasi dengan baudrate 9600 bps. Protokol untuk melakukan pengendalian kendali/pembacaan kanal mikrokontroller yang akan digunakan adalah sebagai berikut; 1. Pin Rx mikrokontroller menunggu karakter Px=nnn[CR] -> dimana x adalah nilai 0 sampai dengan 3, dan nnn adalah 0 sampai dengan 255; 2. Karakter kedua adalah nomer kanal yang akan dikirimkan nilai nnn; 3. Karakter akan diperiksa dan dikonversi ke nilai byte dan dikirimkan ke kanal; ya ya Tidak

6 4. Kirim karakter 'OK' jika selesai, dan kirim karakter ERROR jika dijumpai kesalahan format maupun kegagalan pengiriman data. Protokol untuk melakukan pembacaan nilai kanal mikrokontroller yang akan digunakan adalah sebagai berikut; 1. Pin Rx mikrokontroller menunggu karakter Rx[CR] -> dimana x adalah nilai 0 sampai dengan 3; 2. Karakter kedua adalah nomer kanal yang akan dibaca nilainya; 3. Kirim hasil pembacaan kanal jika selesai, dan kirim karakter ERROR jika dijumpai kesalahan format maupun kegagalan eksekusi. Sehingga dapat dipahami bahwa dalam perancangan ini, mikrokontroller akan terus menunggu perintah yang diberikan oleh komputer yang terhubung dengan mikrokontroller melalui kanal serial. Jika terdapat data pada buffer serial mikrokontroller maka mikrokontroller akan melakukan komparasi dan memprosesnya sesuai dengan command/perintah yang telah diset didalamnya. Penjabaran umum perintah/command yang akan dieksekusi adalah sebagai berikut: 1. Px=y adalah perintah yang dikirim oleh komputer untuk mengeluarkan data 8 bit pada kanal pararel mikrokontroller dimana 'x' adalah nomer kanal yang akan digunakan dan 'y' adalah data 8bit yang akan diproses; contoh P0=0 matikan semua bit data kanal 0, P1=255 hidupkan semua bit data kanal Rx adalah perintah yang dikirim komputer untuk membaca data 8bit pada kanal pararel mikrokontroller dimana 'x' adalah nomer kanal yang akan dibaca datanya untuk dikirim mikrokontroller ke komputer. Contoh: P0 mikrokontroller akan membaca dan mengirimkan kondisi yang dibaca pada kanal 0, dan jika P1 mikrokontroller akan membaca dan mengirimkan 8bit data yang dibaca pada kanal I adalah perintah yang dikirim komputer untuk memantau apakah perangkat yang terhubung adalah mikrokontroller yang dirancang untuk aplikasi ini atau bukan. 3.2 Perancangan Aplikasi Labview Gambar 3.3 Front panel aplikasi Pada gambar 3.3 ditunjukkan frontpanel aplikasi yang akan digunakan sebagai antarmuka pengguna untuk membaca dan mengendalikan kondisi dari tone control secara langsung melalui mikrokontroller yang terhubung melalui kanal serial. Berikut urutan dan cara penggunaan aplikasi: 1. Saat aplikasi telah muncul, lakukan pemilihan alamat perangkat yang akan digunakan. 2. Jika koneksi berhasil dilakukan maka indikator akan berubah berwarna merah, dan aplikasi siap untuk digunakan. 3. Setiap periode 500ms aplikasi akan melakukan pemantauan status tonecontrol dan meng-update tampilan aplikasi. 4. Setiap perubahan yang dilakukan secara manual pada perangkat tonecontrol akan dideteksi aplikasi AKTC. 5. Jika pengguna melakukan perubahan dengan meng-klik tombol-tombol yang disediakan maka aplikasi akan merespon dengan mengirimkan perintahperintah yang telah dikonfigurasi dan didefinisikan oleh pelabelan tombol yang diberikan melalui kanal serial mikrokontroller dan merubah kondisi tonecontrol. 3.3 Penerapan Komunikasi Serial Berbasis Labview Labview merupakan perangkat lunak yang telah dikembangkan oleh National Instrument sejak tahun 1973, LabVIEW didedikasikan sebagai media antarmuka pengguna untuk melakukan

7 proses pengendalian dan pemantauan perangkat/instrument yang terhubung dengan komputer melalui serangkaian alur diagram data yang disusun seperti flowchart. Selain memproduksi perangkat lunak, National Instrument juga memiliki produkproduk perangkat keras yang telah kompatibel dengan perangkat lunak LabVIEW yang berstandarkan internasional. VISA merupakan standar I/O API(application programming interface ) pemrograman perangkat/instrument yang dapat diintegrasikan pada perangkat lunak LabVIEW. VISA dapat digunakan untuk mengendalikan GPIB(General Purpose Interface Base), serial, USB, Ethernet, PXI, ataupun perangkat VXI, agar sesuai dengan driver yang akan digunakan sehingga untuk menggunakannya tidak harus menguasai protokol perangkat keras secara spesifik. Visa adalah platform independen, bus independen, dan environment independen. Dengan kata lain, API yang sama digunakan tanpa memandang jenis perangkat, platform, atau bahasa pemrograman. 4.1 Pengujian koneksi & Status Power. N o Tabel 4.1 Hasil pengujian koneksi Data Led Keterangan Kon eksi 1 CO M1 2 CO M1 I0 On Koneksi berhasil I0 Off Belum terkoneksi Tentukan port/kanal koneksi yang digunakan perangkat, pada kasus ini telah ditentukan koneksi dilakukan melalui COM1/kanal 1 komputer. Jika koneksi keperangkat mikrokontroller berhasil dilakukan maka indikator led akan berwarna merah, jika gagal indikator led akan berwarna hitam. Tekan tombol address untuk merefresh koneksi mikrokontroller jika koneksi belum berhasil dilakukan. Setelah koneksi berhasil dilakukan, komputer akan mengirimkan perintah baca status setiap 500ms pada port/kanal pararel mikrokontroller. Lebar data yang diterima adalah 8 bit yang difungsikan sebagai pembacaan nilai seven segment dan power tonecontroll. Tabel 4.2 Hasil pengujian tombol power N Tom o bol Data Led Keterangan 1 Pow er 2 Pow er 01 On Status tone control on 01 Off Status tone control off Gambar 3.4 Fungsi untuk pengelolaan kanal serial 4. ANALISA HASIL PERANCANGAN Setelah semua blok yang telah dibuat digabungkan menjadi satu kesatuan sistem, maka dilakukan pengujian terhadap kinerjanya. Pengujian ini merupakan pengujian akhir yang melibatkan sistem secara keseluruhan. Saat dilakukan penekanan tombol power pada aplikasi AKTC, kondisi lampu power pada tonecontrol juga ikut berubah. Saat dilakukan penekanan tombol power pada perangkat mikrokontroller, kondisi lampu led pada perangkat aplikasi juga ikut berubah. Disimpulkan bahwa komunikasi berhasil dilakukan dengan baik saat terjadi penekanan tombol secara remote dari komputer dan secara local dari perangkat tonecontrol itu sendiri. 4.2 Pengujian Volume, Bass dan Treable. Selanjutnya pengujian fungsi tonecontroll lainnya yaitu volume, bass dan treable. Tone control adalah bagian dimana signal yang masuk akan diproses dan diatur. Proses dalam hal ini akan memfilter sinyal input menjadi dua bagian berdasarkan

8 frekuensinya yaitu frekuensi rendah dan frekuensi tinggi, untuk selanjutnya diatur besarnya penguatan dan pelemahan dari masing-masing bagian frekuensi tersebut. Seperti telah dijabarkan sebelumnya, aplikasi AKTC memantu kondisi power tonecontroll dan data yang tertera pada seven segment dengan periode waktu 500ms. Pengujian volume yang dilakukan pada tonecontroll berjalan dengan baik. Setiap penekanan tombol volume '+' dan penekanan tombol volume ' ' pada komputer akan mentriger perubahan pada perangkat tonecontroll. Pada perangkat tonecontroll ini nilai maksimum dari volume adalah 9 dan nilai minimum adalah 0 dengan nilai kenaikan dan penurunan bertahap adalah penambahan 1 step dan pengurangan 1 step. Setiap kali limit nilai tonecontroll telah dicapai aplikasi akan memberikan informasi bahwa nilai limit telah terpenuhi. Hasil percobaan penekanan tombol bass aplikasi AKTC dan penekanan secara manual pada tonecontroll ditunjukkan pada tabel 4.4 dan 4.5 Tabel 4.3 Hasil percobaan tombol volume + volume + 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=002 8 Tabel 4.4 Hasil percobaan tombol volume volume + 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=004 0 Pengujian tombol bas yang dilakukan pada tonecontroll berjalan dengan baik. Setiap penekanan tombol bass '+' dan penekanan tombol bass ' ' pada komputer akan mentriger perubahan nilai bass pada perangkat tonecontroll. Pada perangkat tonecontroll ini nilai maksimum dari bass adalah 8 dan nilai minimum adalah 1 dengan nilai kenaikan dan penurunan bertahap adalah penambahan 1 step dan pengurangan 1 step. Setiap kali limit nilai tonecontroll telah dicapai aplikasi akan memberikan informasi bahwa nilai limit telah terpenuhi.setiap kali dilakukan penekanan tombol secara local pada perangkat tonecontroll akan segera ditampilkan nilainya pada display aplikasi AKTC. Sampai tahap ini fungsi berjalan dengan baik. Hasil percobaan penekanan tombol bass aplikasi AKTC dan penekanan secara manual pada tonecontroll ditunjukkan pada tabel 4.6 dan P0=002 9

9 Tabel 4.5 Hasil percobaan tombol bass + bass + 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=008 8 Tabel 4.6 Hasil percobaan tombol bass bass - 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=016 1 Pengujian tombol treable yang dilakukan pada tonecontroll berjalan dengan baik. Setiap penekanan tombol treable '+' dan penekanan tombol treable ' ' pada komputer akan mentriger perubahan nilai bass pada perangkat tonecontroll. Pada perangkat tonecontroll ini nilai maksimum dari treable adalah 8 dan nilai minimum adalah 1 dengan nilai kenaikan dan penurunan bertahap adalah penambahan 1 step dan pengurangan 1 step. Setiap kali limit nilai tonecontroll telah dicapai aplikasi akan memberikan informasi bahwa nilai limit telah terpenuhi. Setiap kali dilakukan penekanan tombol secara local pada perangkat tonecontroll akan segera ditampilkan nilainya pada display aplikasi AKTC. Hasil percobaan penekanan tombol treable aplikasi AKTC dan penekanan secara manual pada tonecontroll ditunjukkan pada tabel 4.8 dan 4.9 Tabel 4.7 Hasil percobaan penekanan tombol treable + treable + 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=032 8 Tabel 4.8 Hasil percobaan penekanan tombol treable treable - 1 P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0= P0=064 1

10 Setiap penekanan tombol untuk melakukan aplikasi tesebut rata-rata memerlukan waktu sekitar setengah detik. Ini dilakukan dengan mengatur Timernya lewat program labview yang telah dibuat. 5. PENUTUP Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian alat yang saya lakukan maka : 1. Hasil dari pembuatan dan pengujian yang telah dilakukan pada semua peralatan hadrwarenya maupun mikrokontroler dapat diketahui bahwa alat yang telah dibuat berjalan dengan baik. 2. Untuk pengujian pada koneksi PC dengan menggunakan COM1 yang dilakukan dengan melakukan penekanan pada tombol aplikasi AKTC dan menyebabkan tonecontrol juga ikut berubah maka dapat dikatakan bahwa komunikasi berhasil dengan baik. 3. Hasil pembuatan dan pengujian yang telah dilakukan pada peralatan tone controlnya yaitu dengan melakukan penekanan alat tersebut dan memerlukan waktu sekitar 500ms untuk melakukan aksinya maka dapat diketahui bahwa aplikasi tersebut berjalan dengan baik juga. LabView 7 Express User Manual, National Instruments, Austin- Texas. LabView 7 Express Measurement Manual, National Instruments, Austin-Texas. LabView 7 Express Development Guidelines, National Instruments, Austin-Texas. Kodosky, Jeff. The View, LabView 3 tm. 6. REFERENSI Hughes, Frederick, Panduan Op-Amp. (Alih Bahasa Ignatius Hartono) Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. Sutanto, Rangkaian Elektronika. Jakarta : UIPRESS. Putra, A.E., Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 : Teori dan Aplikasi, Gava Media, Yogyakarta. Nalwan, A.N., Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemograman Mikrokontroler AT89C51, Elex Media Komputindo, Jakarta. Widodo Budiharto, Interfacing Komputer dan Mikrokontroller. Jakarta. Danny Simpson An Overview of the Universal Serial Bus (USB), Part 1-2 http/