PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MEMBUKA DAN MENUTUP ATAP OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR BANGKIT KESUMA WARDANA 092408020 PROGRAM STUDI DIII FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MEMBUKA DAN MENUTUP ATAP OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya PROGRAM STUDI D3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERNYATAAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MEMBUKA DAN MENUTUP ATAP OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 31 Juli 2012 BANGKIT KESUMA WARDANA 092408020
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UNTUK MEMBUKA DAN MENUTUP ATAP OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR CAHAYA PADA MINIATUR RUMAH KACA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 Kategori : TUGAS AKHIR Nama : BANGKIT KESUMA WARDANA No Induk Mahasiswa : 092408020 Program Studi : DIPLOMA III (D3) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 31 Juli 2012 Disetujui oleh : Diketahui/Disetujui oleh Program Studi D3 Fisika Ketua, Pembimbing Dr. Susilawati, M.Si. Dr. H. Nasruddin MN,M.Eng.SC NIP. 197412072000122001 NIP. 195507061981021002
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahuwata ala, yang senantiasa melimpahkan karunia-nya dan selalu memberikan kemudahan dan kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Dan Sholawat beriring salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah sallallahu alaihiwasalam selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini yaitu kepada: 1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 2. Ibu Dr. Susilawati, M.Sc selaku ketua Program studi D-III Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Bapak Dr. H. Nasruddin MN, M. Eng. Sc. Selaku dosen pembimbing. 4. Bapak/ibu staf pengajar serta seluruh pegawai program studi D-III Fisika Fakultas Matemetika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Teristimewa Ayahanda Selamat Pawiro dan Ibunda Satiah yang telah banyak memberikan dukungan doa, moril, materil, serta sudah menjadi motivator. 6. Kakak saya Irvan Priandanu dan adik saya Widha Aristia atas dukungan semangat dan doanya.
7. Rekan rekan seperjuangan FIN 09, khususnya Ridho, Zulkarnain, Iqbal, Faisal, Yogi, Syahrial, Aswan, yang telah banyak memberi dukungan semangat dan kerja sama selama masa perkuliahan. 8. Sahabat-sahabat saya Annissa Riafni, Wahyu, Rendhi, Izhar, Wawan, Satria, dkk yang lainnya terimakasih atas motivasi, kritik dan sarannya. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan maupun kesalahan. Untuk penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak untuk penyempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya rekan-rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di. Medan, 31 Juli 2012 Penulis
ABSTRAK Kajian ini merupakan pembahasan mengenai perancangan sistem pengendalian intensitas cahaya pada rumah kaca. Sistem pengendalian alat intensitas cahaya pada rumah kaca ini dilengkapi menggunakan mikrokontroler AT89S51 dan Sensor cahaya LDR (Light Defendent Resistor). Dimana mikrokontroller AT89S51 berfungsi sebagai pengendali semua sistem sedangkan LDR digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya pada lingkungan sekitarnya. Ketika sensor LDR menerima sedikit cahaya maka atap akan tertutup dan jika atap terbuka kembali saat LDR mendapat cahaya yang cukup terang. Adapun untuk menggerakkan atap pada rumah kaca digunakan Motor Stepper. Motor stepper dikendalikan oleh Driver Motor Stepper. Dalam sistem ini digunakan voltage devider sebagai pembagi tegangan dan relay sebagai saklar. LDR sebagai input akan memberikan nilai yang berubah-ubah ke ADC yang terdapat pada mikrokontroler AT89S51 sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya.
DAFTAR ISI Pernyataan... i Persetujuan... ii Kata Pengantar... iii Abstrak... v Daftar isi... vi Daftar Gambar... x Daftar Tabel... xi BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Tujuan Penulisan... 3 1.4 Batasan Masalah... 4 1.5 Sistematika Penulisan... 4 BAB II : LANDASAN TEORI 2.1 Perangkat Keras... 7 2.1.1 Mikrokontroller AT89S51... 7 2.1.2 Konstruksi AT89S51... 10 2.1.3 Konfigurasi dan Fungsi Kaki Pin AT89S51... 13 2.1.4 Antarmuka Serial AT89S51... 15
2.1.5 ADC 0804... 16 2.1.6 Karakteristik ADC 0804... 20 2.1.7 Prinsip Kerja ADC 0804... 21 2.1.8 Pin ADC 0804... 24 2.1.9 Sensor Cahaya (Light Defendent Resistor)... 25 2.1.10 Motor Stepper... 26 2.2 Perangkat Lunak... 33 2.2.1 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)... 38 2.2.2 Software Downloader... 39 BAB III : Rancangan Sistem 3.1 Diagram Blok Rangkaian... 41 3.2 Perancangan Power Supplay (PSA)... 42 3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 43 3.4 Rangkaian ADC 0804... 44 3.5 Rangkaian Driver Motor Stepper... 46 3.6 Perancangan Rangkaian Sensor Cahaya (LDR)... 48 BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)... 50 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 50 4.3 Pengujian Rangkaian ADC... 52
4.4 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper... 53 4.5 Pengujian Sensor Intensitas Cahaya (LDR)... 56 4.6 Pengujian Alat Secara Keseluruhan... 57 BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 59 5.2 Saran... 59 Daftar Pustaka
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroller AT89S51... 13 Gambar 2.2 Skematik ADC 0804... 23 Gambar 2.3 ADC 0804... 24 Gambar 2.4 Sensor Cahaya (Light Defender Resistor)... 25 Gambar 2.5 Variable Reluctance... 28 Gambar 2.6 Konstruksi Motor Stepper Bipolar... 30 Gambar 2.7 Konstruksi Motor Stepper Unipolar... 30 Gambar 2.8 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator... 39 Gambar 2.9 ISP-Flash Programer... 40 Gambar 3.1 Diagram Blok... 41 Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)... 42 Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 43 Gambar 3.4 Rangkaian ADC... 45 Gambar 3.5 Rangkaian Motor Stepper... 46 Gambar 4.1 Penguji Rangkaian Driver motor Stepper... 52
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi Kaki Pin Port 3 AT89S51... 14 Tabel 2.2 Arah Perputaran Motor... 32