RANCANG BANGUN SIMULASI PALANG PINTU KERETA API OTOMATIS BERBAS SIS MIKROKONTROLER AT89S52 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Oleh: Nama : Himpu Agus Ompusunggu Nim : 1005031018 Nama : Roy Sanri S Nim : 1005032114 Nama : Rio Zeinnero Nim : 0905032093 3 Nama : Sahrani Eka O Sitompul Nim : 1005032116 PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2013 i
ABSTRAK Telah dilakukan perancangan dan realisasi sistem pembuka dan penutup palang pintu kereta api otomatis berbasis Mikrokontroler AT89S52. Alat ini diharapkan dapat mengurangi tingkat kecelakaan yang terjadi diperlintasan kereta api yang tidak memiliki palang pintu. Dalam perancangan digunakan dua buah sensor proximity sebagai pendeteksi keberadaan kereta api, dan menjadi masukan yang diproses oleh Mikrokontroller AT89S52 sebagai pengendali system, serta lampu lalu lintas (merah dan hijau), buzzer, motor stepper sebagai keluaran. Pada sistem ini juga dipasang lampu otomatis yakni lampu akan hidup apabila linkungan disekitarnya gelap. lampu otomatis ini dipasang pada daerah pinggiran kota atau bahkan desa-desa yang sistem penerangannya masih kurang memadai. Hal ini dimaksudkan agar pengguna jalan dapat mengetahui keberadaan ataupun kondisi palang pintu kereta api dimalam hari. Kata kunci: Kereta api, Mikrokontroler, Sensor proximity, Motor stepper, LCD. ii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat TUHAN Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan laporan tugas akhir ini dengan baik dan lancar hingga batas waktu yang telah ditentukan. Laporan ini berjudul Rancang bangun simulasi palang pintu kereta api otomatis berbasis mikrokontroller AT89S52 disusun sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik untuk menyelesaikan pendidikan diploma 3 di Politeknik Negeri Medan. Laporan ini membahas tentang pengaplikasian dari kemajuan teknologi yang ada pada bidang elektronika dengan merencanakan suatu penerapan sistem Mikrokontroler untuk dapat membantu dan memudahkan dalam membuka dan menutup palang pintu kereta api secara otomatis serta dilengkapi dengan ramburambu peringatan dini yang otomatis pula sehingga mengurangi resiko terjadinya kecelakaan lalu lintas. Dalam pembuatan alat dan penulisan laporan ini, penulis banyak menghadapi kendala, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas segala bantuan dan bimbingan yang diberikan. Dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya Kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, ST., MT selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Rina Anugrahwaty, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Suparmono, ST., MT selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. iii
4. Bapak M. Syahruddin, ST., MT Sebagai Dosen pembimbing yang dengan segenap hati telah banyak memberikan waktu, bimbingan dan arahan serta petunjuk yang sangat membantu kami dalam penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar. 5. Bapak Ir. Ashuri Arie Widianto, MT selaku Dosen wali kelas EL-6A yang telah banyak memotivasi kami dalam penyusunan tugas akhir ini. 6. Orang Tua yang telah banyak mendukung dan memberikan dorongan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Seluruh dosen dan staf pengajar Politeknik Negeri Medan. Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan, untuk itu saran dan kritik dari semua pihak merupakan sumbangan yang berarti, mudah-mudahan akan lebih menyempurnakan tugas akhir ini. Penulis mengharapkan buku laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, September 2013 Hormat Kami, Penulis iv
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... Error! Bookmark not LEMBARAN PENGESAHAN... Error! Bookmark not ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB 1 PENDAHULUAN... Error! Bookmark not 1.1 Latar Belakang... Error! Bookmark not 1.2 Rumusan Masalah... Error! Bookmark not 1.3 Batasan Masalah... Error! Bookmark not 1.4 Tujuan... Error! Bookmark not 1.5 Manfaat... Error! Bookmark not 1.6 Teknik Pengumpulan Data... Error! Bookmark not BAB 2 DASAR TEORI... Error! Bookmark not 2.1 Hardware... Error! Bookmark not 2.1.1 Mikrokontroller AT89S52... Error! Bookmark not 2.1.1.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52... Error! Bookmark not 2.1.1.2 Blok Diagram Mikrokontroller AT89S52... Error! Bookmark not 2.1.1.3 Organisasi Memori... Error! Bookmark not 2.1.1.4 Memori Program... Error! Bookmark not 2.1.1.5 Memori Data... Error! Bookmark not 2.1.2 Sensor proximity... Error! Bookmark not 2.1.3 Photodioda... Error! Bookmark not 2.1.4 Op-Amp IC LM741... Error! Bookmark not 2.1.5 Motor Stepper... Error! Bookmark not 2.1.5.1 Driver Motor Stepper... Error! Bookmark not 2.1.6 Lampu LED atau Lampu Indikator.. Error! Bookmark not 2.1.6.1 Konfigurasi LED (Light Emitting Dioda)... Error! Bookmark not v
2.1.7 Relay DC 12 volt... Error! Bookmark not 2.1.7.1 Prinsip Kerja Relay... Error! Bookmark not 2.1.8 Optocoupler 4N25... Error! Bookmark not 2.1.8.1 Prinsip kerja dari optocoupler... Error! Bookmark not 2.1.9 LCD Display... Error! Bookmark not 2.1.10 Power Supply 12 volt... Error! Bookmark not 2.1.11 IC Regulator 7805... Error! Bookmark not 2.2 Software... Error! Bookmark not 2.2.1 BASCOM 8051 IDE... Error! Bookmark not 2.2.2 USB ISP DOWNLOADER... Error! Bookmark not BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM... Error! Bookmark not 3.1 Perancangan Sistem... Error! Bookmark not 3.1.1 Spesifikasi Alat... Error! Bookmark not 3.1.2 Perancangan Blok Diagram Sistem.. Error! Bookmark not 3.1.2.1 Fungsi Masing-Masing Blok... Error! Bookmark not 3.1.3 Perancangan Rangkaian Sistem... Error! Bookmark not 3.1.3.1 Rangkaian Sistem Minimum... Error! Bookmark not 3.1.3.2 Rangkaian Driver Motor Stepper... Error! Bookmark not 3.1.3.3 Rangkaian LCD... Error! Bookmark not 3.1.3.4 Rangkaian Relay... Error! Bookmark not 3.1.3.5 Rangkaian Op-Amp 741... Error! Bookmark not 3.2 Pembuatan Sistem... Error! Bookmark not 3.2.1 Pembuatan Layout dengan Aplikasi EAGLE Error! Bookmark not 3.2.2 Pembuatan PCB... Error! Bookmark not 3.2.3 Pegeboran PCB dan Pemasangan Komponen Error! Bookmark not 3.2.4 Pembuatan Mekanik Sistem... Error! Bookmark not BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA... Error! Bookmark not 4.1. Pengujian... Error! Bookmark not 4.1.1 Pengujian Perangkat Keras... Error! Bookmark not vi
4.1.1.1 Pengujian Adaptor dan Regulator... Error! Bookmark not 4.1.1.2 Pengujian Mikrokontroler AT89S52... Error! Bookmark not 4.1.1.3 Pengujian Rangkaian ProximityError! Bookmark not 4.1.1.4 Pengujian Driver motor stepper DC palang.. Error! Bookmark not 4.1.1.5 Pengujian rangkaian lalu lintas Error! Bookmark not 4.1.1.6 Pengujian Rangkaian LCD... Error! Bookmark not 4.1.1.7 Pengujian rangkaian buzzer... Error! Bookmark not 4.1.1.8 Pengujian rangkaian komparator photodioda Error! Bookmark not 4.1.1.9 Pengujian driver relay lampu penerangan otomatis... Error! Bookmark not 4.1.2 Pengujian Software... Error! Bookmark not 4.2 Analisa Kerja Rangkaian Sistem... Error! Bookmark not BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... Error! Bookmark not 5.1 Kesimpulan... Error! Bookmark not 5.2 Saran... Error! Bookmark not DAFTAR PUSTAKA... Error! Bookmark not LAMPIRAN... Error! Bookmark not vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 (a) Konfigurasi Pin ; (b) Mikrokontroler AT89S52... Error! Bookmark not Gambar 2. 2 Blok Diagram Mikrokontroller AT89s52... Error! Bookmark not Gambar 2. 3 Diagram organisasi memori mikrokontroller AT89S52... Error! Bookmark not Gambar 2. 4 Arsitektur Memori Mikrokontroller 8051... Error! Bookmark not Gambar 2. 5 Ruang Memori data Internal dan eksternal pada keluarga 8051Error! Bookmark not Gambar 2. 6 Sensor Proximity... Error! Bookmark not Gambar 2. 7 Konfigurasi Jarak Deteksi Sensor Proximity.. Error! Bookmark not Gambar 2. 8 Konfigurasi Pengaturan Jarak Sensor Proximity... Error! Bookmark not Gambar 2. 9 Konfigurasi Output 2 Kabel VDC... Error! Bookmark not Gambar 2. 10 Konfigurasi Output 3 dan 4 kabel VDC... Error! Bookmark not Gambar 2. 11 Output 2 kabel VAC... Error! Bookmark not Gambar 2. 12 Simbol Photo Dioda... Error! Bookmark not Gambar 2. 13 Photo Dioda... Error! Bookmark not Gambar 2. 14 IC LM741... Error! Bookmark not Gambar 2. 15 Konfigurasi IC LM741... Error! Bookmark not Gambar 2. 16 Motor Stepper... Error! Bookmark not Gambar 2. 17 Gambaran Pengoperasian Motor Stepper step by step... Error! Bookmark not viii
Gambar 2. 18 LED... Error! Bookmark not Gambar 2. 19 Simbol LED... Error! Bookmark not Gambar 2. 20 Konfigurasi LED... Error! Bookmark not Gambar 2. 21 Relay DC 12 Volt... Error! Bookmark not Gambar 2. 22 Prinsip Kerja Relay... Error! Bookmark not Gambar 2. 23 Konfigurasi Optocoupler... Error! Bookmark not Gambar 2. 24 Optocoupler... Error! Bookmark not Gambar 2. 25 LCD M1632... Error! Bookmark not Gambar 2. 26 Adaptor... Error! Bookmark not Gambar 2. 27 IC Regulator 7805... Error! Bookmark not Gambar 2. 28 Konfigurasi IC Regulator 7805... Error! Bookmark not Gambar 2. 29 Tampilan jendela BASCOM-8051IDE... Error! Bookmark not Gambar 2. 30 Tampilan penulisan program... Error! Bookmark not Gambar 2. 31 Tampilan untuk compile program pada mikrokontroler... Error! Bookmark not Gambar 2. 32 USB ISP Downloader... Error! Bookmark not Gambar 3. 1 Blok Diagram Sistem...Error! Bookmark not Gambar 3. 2 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52... Error! Bookmark not Gambar 3. 3 Rangkaian Driver Motor Stepper... Error! Bookmark not Gambar 3. 4 Display LCD... Error! Bookmark not Gambar 3. 5 Rangkaian Relay... Error! Bookmark not Gambar 3. 6 Rangkaian Op-Amp 741... Error! Bookmark not ix
Gambar 3. 7 Layout sistem minimum... Error! Bookmark not Gambar 3. 8 Layout Driver Motor Stepper... Error! Bookmark not Gambar 3. 9 Layout Display LCD... Error! Bookmark not Gambar 3. 10 Layout Driver Relay Lampu Penerangan... Error! Bookmark not Gambar 3. 11 Layout Op-Amp 741... Error! Bookmark not Gambar 4. 1 Flow Chart Cara Kerja Sistem... Error! Bookmark not x
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Fungsi Khusus Port 3... Error! Bookmark not Tabel 2. 2 Fungsi PIN LCD M1632... Error! Bookmark not Tabel 4. 1 Pengujian Adaptor dan Regulator... Error! Bookmark not Tabel 4. 2 Pengujian Pada PIN Mikrokontroler... Error! Bookmark not Tabel 4. 3 Pengujian Rangkaian Proximity... Error! Bookmark not Tabel 4. 4 Pengujian Driver motor stepper DC palang pintu dalam satu siklus... Error! Bookmark not Tabel 4. 5 Pengujian Rangkaian Lalu Lintas pada P1.4 (Lampu Merah)... Error! Bookmark not Tabel 4. 6 Pengujian Rangkaian Lalu Lintas pada P1.5 (Lampu Hijau)... Error! Bookmark not Tabel 4. 7 Pengujian Rangkaian LCD... Error! Bookmark not Tabel 4. 8 Pengujian Rangkaian Buzzer... Error! Bookmark not Tabel 4. 9 Pengujian rangkaian komparator photodioda... Error! Bookmark not Tabel 4. 10 Pengujian Driver Relai Pada lampu penrangan otomatis... Error! Bookmark not xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1.Proses Pembuatan Layout pada PCB. Error! Bookmark not Lampiran 2 Proses Pengeboran Dan Pemasangan Komponen.. Error! Bookmark not Lampiran 3. Proses Wiring Seluruh rangkaian... Error! Bookmark not Lampiran 4 Proses Pembuatan Mekanik... Error! Bookmark not Lampiran 5 Data Sheet Mikrokontroller AT89s52... Error! Bookmark not xii
1