SISTEM KENDALI JARAK JAUH UNTUK KONTROL BUKA DAN TUTUP PINTU DENGAN MIKROKONTROLLER AT89S51 Arif Munandar (1111453) Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika STMIK Budi Darma Medan Jl. Sisingamangaraja No.338 Simpang Limun Medan http://www.stmik-budidarma.ac.id // Email: arifmunandar64@gmail.com ABSTRAK Telah dibuat suatu pengendali jarak jauh (remote control) yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu dengan jarak yang relatif jauh,rancangan ini dikembangkan dengan menggunakan mikrokontroler AT89S51 sebagai tempat memproses data. LED inframerah sebagai pemancar dan penerima gelombang inframerah, serta perangkat lunak yaitu bahasa assembly MCS-51. Pengembangan ini dimulai dari tombol input dan mikrokontroler akan membandingkan data yang diterima dari tombol input. Tombol ON atau tombol OFF, jika tombol ON maka data yang dikirimkan oleh LED inframerah adalah perintah untuk membuka pintu, dan jika tombol OFF maka data yang dikirimkan oleh LED inframerah adalah perintah untuk menutup pintu. Kata Kunci: Kendali, Jarak Jauh, BukaTutupPintu, Mikrokontroller AT89S51. 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Masalah Perkembangan teknologi saat ini banyak memberikan kemudahan kepada pengguna untuk melakukan berbagai aktivitas mulaidari hal-hal yang mudah sampai yang rumit sekalipun. Hal ini terlihat pada kecenderungan pemakaian remote control atau pun tombol input sebagai salah satu pemancar sinyal yang terdapat pada beberapa alat elektronik misalnya remote tv, remote alarm mobil, remote AC (Air Conditioner), dan alat elektronik lainnya. Hal ini jelas menunjukkan bahwa saat ini terdapat kecenderungan untuk melakukan berbagai aktivitas menggunakan pengontrolan jarak jauh dan akan semakin popular pada berbagai aplikasi alat elektronik yang digunakan oleh para konsumen. Pada alat ini digunakan pengontrolan jarak jauh dengan remote control dengan inframerah sebagai pemancar, seperti yang terdapat pada pintu jarak jauh. Inframerah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat pada lokasi yang sama dan tidak terlalu jauh. Penggunaan infra merah sebagai pemancar tidak dapat digunakan lagi jika peralatan yang ingin dikendalikan terhalangi oleh benda yang memiliki ketebalan misalnya dinding beton, yang membatasi kerja dari infra merah tersebut. Dan pemancar inframerah akan diterima oleh penangkap cahaya yang bernama lampu led, lampu led inilah yang akan bekerja sesuai perintah yang ada pada setiap tombol-tombol perintah yang ada pada remote control sebagai pengendalinya. Alasan mengapa orang menggunakan remote control sebagai pengendali jarak jauh agar pengguna tidak perlu mengalami kesulitan ketika akan membuka/menutup pintu, dan menghidupkan alat elektronik lainnya. Mikrokontroller adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukkan dan keluaran, serta kendali dengan program, pemrograman yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya cara kerja mikrokontroller sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Mikrkontroller merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elaktronik, yang menekankan efesiensi an efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut pengendali kecil dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung, dapat diperkecil dan komponen tersebut akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroller ini. Menurut Jurnal: Satyoadi (2004). Elekronika Digital. Pengendalian jarak jauh dimaksudkan untuk lebih mengefisienkan waktu dan tenaga manusia. Dengan demikian, pekerjaan manusia akan menjadi lebih mudah. Ada kalanya pengendalian jarak jauh dilakukan dengan menggunakan remote control, yaitu pengendalian dengan media perantara udara memanfaatkan gelombang frekuensi. Selanjutnya, dengan memanfaatkan kemajuan teknologi dalam bidang rangkaian logic, maka remote control yang berupa bel rumah yang ada di rumah dapat digunakan untuk mengendalikan pintu terbuka dan tertutupnya pintu. Dalam hal keamanan adakalanya setiap orang membutuhkan sebuah ruangan pribadi di mana dalam ruangan tersebut disimpan peralatan-peralatan, bendabenda atau apa pun yang tidak ingin diketahui oleh orang lain. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas, maka dalam skripsi ini penulis akan membuat sistem pengontrolan jarak jauh dengan infra merah sebagai pemancar. 1. Bagaimana konsep sistem kendali buka dan tutup 63
pintu rumah dengan menggunakan Mikrokontroller AT89S51 sebagai pemroses data? 2. Bagaimana membangun alat kendali jarak jauh untuk control buka dan tutup pintu dengan menggunakan Mikrokontroller AT89S51 sebagai pemrogram? 3. Bagaimana menerapkan Mikrokontroller AT89S51 sebagai pemroses data program masukan/keluaran untuk dapat mengendalikan pintu rumah dengan remote control? 1.3 Batasan masalah Penulisan Skripsi ini dibatasi pada: 1. Prinsip kerja alat dijelaskan secara sederhana, dan jarak jangkau gelombang inframerah pada remote control sejauh ±10m. 2. Prinsip kerja LED hanya menjelaskan bagaimana LED dapat memancarkan/menerima gelombang inframerah dengan jarak jauh. 3. Penjelasan mikrokontroller AT89S51, hanya meliputi bentuk, fungsi tiap pin pada mikro, dan data hanya dapat diproses dengan bahasa program assembly. 1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.4.1 Tujuan Penelitian Adapun tujuan pembuatan Skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Menjelaskan pengendali pintu rumah jarak jauh dengan remote control. 2. Membangun alat penggerak pintu rumah dengan mikrokontroller AT89S51 sebagai tempat pemprosesan data pada remote control. 3. Menerapkan Mikrokontroller AT89S51 dalam pengendali pintu rumah. 1.4.2 Manfaat Penelitian Adapun manfaat pembuatan Skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Dapat Memudahkan pekerjaan manusia dengan menggunakan alat untuk membuka dan menutup pintu rumah dari jarak jauh. 2. Dapat membantu manusia untuk membuka dan menutup pintu rumah dari jarak jauh, tanpa perlu membuka dan menutup pintu rumah secara langsung. 2. Landasan Teori 2.1. Pengendalian sistem Karena suatu sistem tidak ada yang menutup, supaya sistem dapat terus melangsungkan hidunya. Maka sistem harus mempunyai daya bela diri atau sistem harus mempunyai sistem pengendali. pemgendalian dari suatu sistem dapat berupa pengendalian. Pengandalian dari susatu sistem dapat berupa pengendalian umpan balik (feedback control system), pengendalian umpan maju (feed forward control system) dan pengendalian pencegaan (prentive control system). (Jogiyanto, 2004: 684) 2.2. Mikrokontroler AT89S51. Mikrokontroler AT89S51 salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Mirkrokontroler jenis ini memiliki RAM internal 128 byte dan Flash PEROM 4 Kbyte. Adapun bentuk fisik dari mikrokontroler AT89S51. (Taufiq Dwi Septian Suyadhi, tahun 2010,hal 268) Penjelasan untuk masing-masing pin dari mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut: 1. Pin 1 8 merupakan pin saluran I/O. Pin ini juga disebut sebagai Port 1. Masing-masing pin dapat digunakan tanpa bergantung dengan pin lainnya. 2. Pin 9 merupakan pin untuk rangkaian reset yang digunakan untuk mengembalikan kondisi awal mikrokontroler. 3. Pin 10 17 merupakan pin terminal masukan dan keluaran, disebut juga port 3. Masingmasing pin dari port 3 ini juga dapat digunakan secara bit. 4. Pin 18 19 merupakan terminal masukan dan keluaran dari rangkaian osilator. 5. Pin 20 merupakan ground catu daya mikrokontroler. 6. Pin 21 28 merupakan saluran masukan dan keluaran yang dinamakan sebagai port 2. Pin dapat digunakan tanpa tergantung dengan pin lainnya. 7. Pin 29 merupakan pin yang berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. Pin ini dinamakan pin PSEN. 8. Pin 30 (ALE/PROG) merupakan penahan alamat memori eksternal selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai pulsa/sinyal input pemrograman selama proses pemrograman. 9. Pin 31 (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. 10. Pin 32 39 merupakan terminal I/O pada mikrokontroler dan disebut sebagai port 2. 11. Pin 40 merupakan pin tegangan power supply. 64
2.3 Sensor Inframerah Sensor inframerah adalah sensor yang menggunakan inframerah untuk mendeteksi lingkungan. Sinar inframerah adalah gelombang elekromagnetik yang mempunyai frekuensi rendah. Pada sistem robot, sensor inframerah digunakan untuk mendeteksi jalur dan mengukur jarak antara robot dan penghalang terdekat. Perangkat yang diperlukan untuk mengukur jarak antara robot dan dinding adalah LED dan penerima inframerah. Sinyal inframerah dipancarkan kemudian dideteksi oleh bagian penerima (Maman Abdurohman, 2010: 209). 2.3.1 LED (Light Emitteng Diode) LED adalah komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-n juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah galium, arsenik, dan fosfor. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Gambar: 1 Blok Diagram Mikrokontroler AT89S51 Sumber: (Taufiq Dwi Septian Suyadhi, 2010: 269). anoda D1 LED katoda Gambar: 2.. Simbol LED Sumber: (Widodo Budiharto, 2005: 45). Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak adalah warna merah, kuning, dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semuanya warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat, dan lonjong. ( Widodo Budiharto, 2005: 45). 24. Bahasa Assembly Assembler adalah program yang mengonversi kode program sumber kedalam bahasa mesin. Tulisan ini akan mengacu pada assembler yang membuat intruksi mesin untuk mikrokomputer IBM yang sesuai.semua komputer tersebuat mengunakan mikroprosesor keluaran inter, mulai 65
dari intel 8088 sampai 80486. Program akan berjalan dibawah sistem operasi PC-DOS/MS_DOS vesi 3.0 atau lebih tinggi. Terdapat dua assembler yang dikenal baik untuk IBK-PC, yaitu MASM (Microsoft Assembler) dan TASM (Turbo Assembler). Bahasa assembler adalah kumpulan intruksi yang spesifik untuk sistem komputer tertentu. assembler adalah program yang menerjemahkan program yang tertulis dalam bahasa assembler ke dalam bahasa mesin, yang dapat dieksekusi oleh komputer. Tiap tipe komputer meiliki bahasa Assembler yang bereda, karena rancangan komputer memengaruhi instruksi yang dapat dieksekusi. Bahasa assembler disebut bahasa level-bawah karna dalam struktur dan fungsi dekat dengan bahasa mesin. Sebalikanya, bahsa tingkat tinggi seperti Pascal, Basic, Fortran dan Cobol mempunyai perinta-perinta yang andal yanag diterjemakan kedalam berbagai intruksi mesin oleh kompiler. (Maman Abdurohman: 2010: 2 ). instruksi, antara lain yaitu : 1. Instruksi MOV Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung. Contoh pengisian nilai secara langsung: MOV R0,#20h. Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0). Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai. Contoh pengisian nilai secara tidak langsung MOV 20h,#80h MOV R0,20h Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20 Heksadesimal ke register 0 (R0). Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah alamat. 2. Instruksi DJNZ Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil pengurangannya belum nol. Contoh, MOV R0,#80h... DJNZ R0,Loop R0-1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan meneruskan ke perintah pada baris berikutnya. 3. Instruksi ACALL Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :. ACALL TUNDA. TUNDA:... 4. Instruksi RET Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh, ACALL TUNDA. TUNDA:... RET 5. Instruksi JMP (Jump) Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,..... JMP Loop 6. Instruksi JB (Jump if bit) Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika high (1). Contoh, JB P1.0,Loop.. 7. Instruksi JNB (Jump if Not bit) Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang dimaksud berlogika Low (0). Contoh, JNB P1.0,Loop. 8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal) Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register dengan suatu nilai tertentu. Contoh,... CJNE R0,#20h,Loop... Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan instruksi selanjutnya. 9. Instruksi DEC (Decreament) Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh, MOV R0,#20h R0 = 20h... DEC R0 R0 = R0 1 66
. 10. Instruksi INC (Increament) Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang dimaksud dengan 1. Contoh, MOV R0,#20h R0 = 20h... INC R0 R0 = R0 + 1 2.5. Software Downloader Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini. control. Gambar: 4 Diagram Simulasi Remote Control. User menggunakan remote control sebagai alat pengendali jarak jauh dengan menekan salah satu tombol perintah yang ada pada remote control, kemudian perintah dari remote control akan dikirim melalui gelombang inframerah, selanjutnya data yang dikirim akan diterima oleh led penerima gelombang inframerah, lalu data yang diterima led penerima data akan diproses oleh mikrokontroller, data yang sudah diproses di mikrokontroller menghasilkan perintah untuk mengaktifkan motor driver untuk menutup dan membuka pintu sesuai perintah dari user pengguna remote control. 3.2 Diagram Alur Sistem Kendali Jarak Jauh Gambar: 3. ISP- Flash Programmer 3.0a Sumber: (Taufiq Dwi Septian Suyadhi, 2010 : 321). Cara menggunakannya adalah dengan mengklik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051 MIDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroller. (Taufiq Dwi Septian Suyadhi, 2010 : 321). 3. Analisa dan Perancangan 3.1. AnalisaMasalah Remote control merupakan salah satu kebutuhan user dalam Pengendalian jarak jauh dimaksudkan untuk lebih mengefisienkan waktu dan tenaga manusia. Dengan demikian, pekerjaan manusia akan menjadi lebih mudah. Ada kalanya pengendalian jarak jauh dilakukan dengan menggunakan remote control, dengan program yang ditanamkan didalam mikro menggunakan bahasa assembly yang sudah di Compile dari laptop ke downloader, dan dilanjutkan ke target yang nantinya program yang sudah di compile tadi akan menggerakan motor penggerak untuk buka dan tutup pintu sesuai dengan perintah dari remote Gambar: 5. Diagram Alur Sistem Pengendali Jarak Jauh. 3.3. Rancangan Perintah Remote Ketika sistem menerima perintah melalui remote control, tidak semua perintah remote control mampu dikenali oleh sistem. Hanya perintahperintah tertentu yang sudah disesuaikan yang mampu dikenali oleh sistem. Berbagai rancangan kode-kode perintah disajikan pada tabel berikut ini. Tabel: 2 Rancangan Perintah Pada Remote NO Perintah Remote Fungsi 1 0 Membua Pintu 2 1 Menutup Pintu Tabel diatas menunjukkan perintah-perintah yang bisa dikenali. Mikrokontroller membaca isi data yang dikirim melalui remote control dan dikirimkan melalui gelombang sinar inframerah, mikrokontroller hanya mengenali isi data yang 67
menggunakan karakter huruf besar atau yang sesuai dengan kata kunci yang ada. 4. Algoritma Algoritma dapat di sajikan dalam dua bentuk, yaitu dalam bentuk tulisan/bahasa dan dalam bentuk gambar. Penyajian algoritma dalam bentuk tulisan haruslah menggunakan bahasa yang dapat dimengerti manusia dalam menyajikan langkahlangkah algoritma. Penyajian algoritma dalam bentuk tulisan juga dapat di lakukan menggunakan pseudocode. Pseudocode berasal dari katapseudo yang berarti "mirip atau menyerupai" dan code yang berarti "kode program". Contoh bahasa pemrograman yang di gunakan untuk menyatakan pseudocode adalah BASIC, Pascal, C, dan lain-lain. Sedangkan, penyajian algoritma dalam bentuk gambar sering disebut flow chart. a. Algoritma Sinar Inframerah Input : Jumlah Objek Output : Gelombang Inframerah Proses : { If Led and jumlah objek>=2then Gelombang Inframerah>=38 KHz If Led Pengirim and jumlah objek <= 2 Then Gelombang Inframerah <=38 KHz If Led Penerima and jumlah objek =2 Then Gelombang Inframerah = 38 KHz b. Algoritma Mikrokontroller Input : Gelombang Inframerah Output : Pintu Terbuka dan Tertutup Proses : { If Led>= 38 KHz Then Pintu Terbuka If Led<=38 KHz Then Pintu Tertutup If Led =38 KHz Then Pintu Terbuka dan Tertutup c. Flowchart Untuk Buka dan Tutup Pintu 5.1 Kesimpulan Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain: 1. Mikrokontroler AT89S51 digunakan sebagai alat untuk memproses data dari sistem yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal dari pemancar ke penerima inframerah. 2. Pemancar inframerah yang digunakan adalah LED Inframerah yang mengirimkan data berupa sinyal gelombang inframerah. 3. Pemakaian remote control atau pun tombol input sebagai salah satu pemancar inframerah dalam skripsi ini terdapat pada beberapa alat, misalnya remote TV, remote alarm mobil, remote AC (Air Conditioner) dan juga pada pintu jarak jauh. 5.2 Saran Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu: 1. Pengendali jarak jauh ini menggunakan Mikrokontroller AT89S51 sebagai pemroses program, bagaimana kalau menggunakan mikrokontroller jenis lain misalnya ATMega 8535. 2. Jarak jangkauan sinar inframerah masih terbatas, untuk perancangan alat berikutnya hendaknya jaraknya tidak dibatasi, sehingga dapat digunakan di berbagai tempat. 3. Remote Control Mikrokontroller AT89S51, bukan hanya digunakan sebagai pengendali jarak jauh buka tutup pintu saja, melainkan bisa juga digunakan sebagai pengendali jarak jauh alat-alat elektronika lainnya juga. DAFTAR PUSTAKA 1. Abdurrohman, Maman. 2010. Bahasa Assembly. Andi :Yogyakarta. 2. Budiharto. 2005. Elektronika digital & Mikroposesor. Andi :Yogyakarta. 3. Jogiyanto. 2004. Pengenalan Komputer. Andi :Yogyakarta. 4. Pitowarno, Endra. 2005. Mikroprosesor & Interfacing. Andi :Yogyakarta. 5. Taufiq Dwi Septian Suyadhi. 2010. Robotika. Andi :Yogyakarta. Gambar 6 : Flowchat Buka dan Tutup Pintu 5. Kesimpulan dan Saran 68