PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL AIR DAN SUHU MENGGUNAKAN DTMF BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGENDALIAN LEVEL AIR DAN SUHU MENGGUNAKAN DTMF BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 Laporan Tugas Akhir Ditulis Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 Oleh : AHMAD RUSYDI SIREGAR PUTRI CYNTHIA SIREGAR NIM NIM RUTH S.M. SIAHAAN NIM PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013 i

2 ABSTRAK Saat ini perkembangan teknologi yang sangat pesat dalam beberapa dasawarsa terakhir ini mengakibatkan semakin cepat perubahan yang ada di dunia.salah satu teknologi yang mengalami perkembangan pesat adalah elektronika. Dari tahun ketahun akan selalu ditemukan alat untuk memudahkan atau mempercepat pekerjaan-pekerjaan manusia. Selain keefektipan waktu, kesibukan yang padat menuntut mereka harus selalu menjaga kebugaran mereka agar senantiasa tetap bekerja dengan efektif dan maksimal. Dan salah satu cara untuk tetap menjaga kesehatan dan kebugaran tubuh adalah dengan mandi air hangat. Untuk itu diciptakan alat yang mampu mengisi dan memanaskan air bak mandi secara otomatis. Alat ini memiliki heather untuk melakukan pemanasan air serta sensor suhu LM 35 guna untuk membaca temperatur air yang sudah di hangatkan sesusai set point, dan pusat kontrol dari mekanisme ini ada pada mikrokontroller AT89S51. Dan keseluruhan proses alat ini akan di tampilkan berupa tampilan LCD. Keyword: mikrokontroller, sensor,temperatur,level air, LCD ii

3 DAFTAR ISI LEMBARAN PERSETUJUAN... i LEMBARAN PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv KATA PENGANTAR... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Manfaat Batasan Masalah Perumusan Masalah Metodologi Penulisan dan Perancangan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TEORI DASAR Mikrokontroller AT89S Konfigurasi Pin Organisasi Memori Timer dan Counter Komunikasi Serial Protokol Serial Inisialisasi UART Penerimaan Data Bahasa Pemograman Assembly Interupt Register Segment Register iii

4 Pointer dan Indeks Register General Purpose Register Indeks Pointer Register Flags Register Analog to Digital Converter (ADC 0804) Konfigurasi Pin Prinsip Kerja Mode Operasi Mode Operasi Kontinyu Mode Operasi Hand-Shaking LCD Struktur Memori LCD Konfigurasi Pin Karakteristik LCD LM Struktur Karakteristik Prinsip Kerja Kelebihan dan Kelemahan DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) Transistor sebagai saklar Relay Optocoupler Buzzer BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Perancangan Blok Diagram Sistem Fungsi Tiap Blok Rangkaian Mikrokontroller AT89S Rangkaian Sensor Suhu dan ADC Rangkaian Sensor Level Air Rangkaian Driver Pompa iv

5 Rangkaian DTMF Decoder Rangkaian Alarm Rangkaian LCD Perancangan Software BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Pengujian Hardware Pengujian Sistem Mikrokontroller AT89S Pengujian Rangkaian ADC Pengujian Rangkaian DTMF Pengujian Rangkaian Sensor Level Air Pengujian Rangkaian Driver Pompa dan Heater Pengujian Rangkaian LCD Pengujian Rangkaian Alarm Pengujian Rangkaian Tombol Pengujian Software Analisa Software BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

6 KATA PENGANTAR Puji dan Syukur Penulis ucapkan kehadirat Allah atas berkat Rahmat sehingga penulis dapat dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan penulisan Laporan ini. Laporan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan dan Pembuatan Sistem Pengendali Level Air dan Suhu Menggunakan DTMF Berbasis Mikrokontroller AT89S51. Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan akademik dan untuk menyelesaikan pendidikan Program Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak mengalami hambatan dan kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak maka tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M.Syahruddin,S.T.,M.T. Direktur Polikteknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Rina Anugrahwaty, M.T. Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Berman Panjaitan, ST, M.T. Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 4. Bapak Ir.Akhiruddin. Dosen Pembimbing Penulis. 5. Bapak Ahmad Hidayat S.T., M.T. dan Bunda Ir.Hj.Sri Rahayu S,MT, Dosen Wali Penulis. 6. Segenap Dosen Dan Staff Pengajar serta civitas Akademik di Program Studi Teknik Elektronika dan Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. vi

7 7. Teristimewa Kepada Orang Tua kami Tercinta, terima kasih atas segala doa dan dukungannya serta kakak,abang dan adik penulis. 8. Seluruh Teman-teman di Politeknik Negeri Medan Program Studi Teknik Elektronika khususnya mahasiswa/i kelas EK 6A dan EK- 6C 2010 yang sama-sama merasakan hawa panas dingin dalam penyelesaian Tugas Akhir. 9. Dan Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi siapapun yang membacanya dan berguna di kemudian hari. Medan, 19 Agustus 2013 Hormat Kami, Penulis vii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Diagram Blok Mikrokontroller AT89S Konfigurasi Pin Mikrokontroller AT89S Peta Memori Mikrokontroller AT89S Internal Memori Mikrokontroller AT89S Susunan Bit Register PSW Peta Memori RAM Mikrokontroller AT89S Susunan Bit Register TMOD Mode 0 Pencacah Biner 13 bit Mode 1 Pencacah Biner 16 bit Mode 2 Pencacah Biner 8 bit dengan isi ulang Mode 3 gabungan Pencacah Biner 16 bit dan 8 bit Susunan bit Register SCON Susunan Bit Register PCON Format waktu untuk asynchronous UART Diagram Blok ADC Diagram Blog ADC jenis SAR Konfigurasi Pin ADC Konfigurasi Pin LCD 16x Bentuk Fisik LM Grafik akurasi LM35 terhadap suhu Rangkaian Sensor LM Blok Diagram DTMF Decoder viii

9 2.23 Transistor Saklar ON Karateristik Daerah Saturasi Pada Transistor Transistor Sebagai Saklar Off Simbol dan Rangkaian Relay Rangkaian Optocoupler Simbol Buzzer Blok Diagram Sistem Kontrol Temperatur Rangkaian Mikrokontroler AT89S Rangkain Sensor Suhu dan ADC Rangkaian Sensor Level Air Rangkaian Driver Pompa Rangkaian DTMF Dekoder Rangkaian Alarm Bentuk Pin LCD 2x Flow Chart Pengujian Rangkaian Minimum Sistem AT89S Aliran Arus dan Perubahan Tegangan pada Reset Otomatis Pengujian Rangkain Sensor Suhu Pengujian Rangkaian DTMF Pengujian Rangkaian Sensor Level Air Gambar Titik Pengukuran Rangkaian Driver Pompa dan Heater Titik Pengukuran pada LCD Pengujian Rangkaian Alarm Pengujian Rangkaian Pengukuran Switch ix

10 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Alamat SFR Fungsi Fungsi Bit pada PSW Konfigurasi Bit RS0 dan RS Fungsi-Fungsi Bit TMOD Konfigurasi mode Timer/Counter Fungsi-Fungsi Bit TCON Fungsi-Fungsi bit SCON Konfigurasi Mode SM0 dan SM Fungsi-Fungsi Bit PCON Daftar Assembly Directive Daftar Instruksi Data Character LCD Frekuensi Pada Tombol DTMF Titik Pengukuran Kondisi Power On Reset Hasil pengukuran Output Sensor dan ADC Hasil Pengukuran pada Rangkaian DTMF Titik Pengukuran pada Sensor Level Air Titik Pengukuran pada Driver Beban Pompa dan Heater Data Hasil Pengukuran Rangkaian Alarm Titik Pengukuran Tombol Input x