PERANCANGAN PROGRAM LAMPU LALU LINTAS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI PENGGANTI MIKROPROSESOR TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar ahli madya BILMAN GUSAR MAJA PURBA 082408033 PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN PROGRAM LAMPU LALU LINTAS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI PENGGANTI MIKROPROSESOR Kategori : TUGAS AKHIR Nama : BILMAN GUSAR MAJA PURBA Nomor Induk Mahasiswa : 082408033 Program Studi : DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Medan, 10 Agustus 2011 Disahkan / Disetujui Oleh: Ketua Program Studi D3 Fisika Instrumentasi: Dosen Pembimbing: Dr. Susilawati, M.Si Drs. Tenang Ginting, MS NIP: 197412072000122001 NIP: 194806101976031003
PERNYATAAN PERANCANGAN PROGRAM LAMPU LALU LINTAS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI PENGGANTI MIKROPROSESOR TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 10 Agustus 2011 BILMAN GUSAR MAJA PURBA 082408033
PENGHARGAAN Penulis mengucapkan puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah mencurahkan berkat-nya penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli madya pada program Studi Diploma Tiga Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah PERANCANGAN PROGRAM LAMPU LALU LINTAS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI PENGGANTI MIKROPROSESOR. Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas akhir ini tidak lepas dari perhatian, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak baik bantuan moril mupun material, sehingga dengan keiklasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah mendukung. 1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, Selaku Dekan FMIPA USU 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Instrumentasi yang telah bersedia dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Dr. Ferdinan Sinuhaji, MS selaku sekretaris Program studi D3 Fisika Instrumentasi yang telah mengarahkan penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Drs. Tenang Ginting, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. 6. Seluruh Dosen/Staf pengajar dan Karyawan Program Studi D3 Fisika Instrumentasi. 7. Kedua orang tua tercinta, Ayahanda A. Purba dan Ibuhanda S.W. Saragih yang selalu setia memberi dukungan dan motivasi sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai. 8. Kepada Kakak dan Adik Penulis (Kak Arita, Kak Eriana dan Adik Huttriani) yang selalu mendukung saya. 9. Widy Sinaga yang selalu memberi saran dan semangat sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai. 10. Rekan-rekan dan Keluarga Besar Fisika Instrumentasi yang telah banyak memberikan motivasi dan bantuan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, khususnya buat stambuk 08. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam menyelesaikan Tugas akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Medan, 10 Agustus 2011 Penulis
ABSTRAK Lampu lalu lintas berfungsi untuk mengatur kelancaran dan ketertiban lalu lintas kendaraaan bermotor. Lampu lalu lintas tersebut harus dapat beroperasi secara terus menerus dan sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan oleh keadaan lalu lintas setempat. Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis merencanakan 4 buah lampu lalu lintas yang menyala secara bergantian terus menerus. Lampu lalu lintas akan beroperasi menggunakan delay yang dikendalikan oleh waktu pada LCD. Maksudnya adalah antara nyala lampu merah, kuning, hijau diberikan waktu tunda diantaranya, yang waktu tunda tersebut dikendalikan oleh waktu pada LCD.
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar Halaman i ii iii v vi viii ix BabI Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Tujuan Penulisan 1 1.3. Identifikasi Masalah 2 1.4. Batasan Masalah 2 1.5. Sistematika Penulisan 3 BabII Landasan Teori 2.1. Mikrokontroler AT89S51 4 2.1.1 Konstruksi AT89S51 5 2.1.2. Pin-Pin Pada Mikrokontroler AT89S51 8 2.2. Komponen-Komponen Pendukung 11 2.2.1. Resistor 11 2.2.2. Kapasitor 13 2.2.2.1. Elektrolik Kapasitor 14 2.2.2.2. Kapasitor Keramik 15 2.2.3. Transistor 16 2.3. Bahasa BASCOM-8051 (Basic Compiler) 21 2.4. Software BASCOM-8051 IDE 31 2.5 Software Downloader 32
BabIII Perancangan Alat dan Program 3.1. Diagram Blok Rangkaian 34 3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 35 3.3. Rangkaian Catu Daya (PSA) 36 3.4. Rangkaian Display LCD 37 3.5. Rangkaian Tombol 38 3.6. Rangkaian LED (Lampu) 38 3.7. Perancangan Program 39 3.8. Flowchart Program 40 3.8.1. Flowchart Interupsi Int0, Int1 dan Timer1 40 3.8.2. Flowchart Program LCD 42 3.8.3. Flowchart Program Lampu Lalu Lintas 43 3.9. Program Rangkaian 44 3.9.1. Program LCD 44 3.9.2. Program Lampu Lalu Lintas 49 BabIV Pengujian Rangkaian 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 57 4.2. Pengujian Rangkaian Tombol 58 4.3. Pengujian Rangkaian Catu Daya 58 4.4. Pengujian Rangkaian LED (Lampu) 58 4.5. Pengujian Rangkaian LCD 58 4.6. Pengujian Rangkaian Lampu Lalu Lintas Secara Keseluruhan 59 BabV Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 60 5.2 Saran 60 Daftar Pustaka
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Fungsi Pin-Pin Mikrokontroler AT89S51 9 Tabel 2.2. Gelang Resistor 12 Tabel 2.3. Nilai Kapasitor 16 Tabel 2.4. Karakter Spesial 21 Tabel 2.5. Tipe Data BASCOM 22 Tabel 2.6. Operator Relasi 25 Tabel 4.1. Durasi Nyala Lampu Berdasarkan Jam Berlaku 59
DAFTAR GAMBAR Gambar2.1. Mikrokontroler AT89S51 8 Gambar2.2. Resistor Karbon 12 Gambar2.3. Skema Kapasitor 14 Gambar2.4. Elektrolik Kapasitor (ELCO) 14 Gambar2.5. Kapasitor Keramik 15 Gambar2.6. Simbol Tipe Transistor 17 Gambar2.7. Transistor Sebagai Saklar ON 18 Gambar2.8. Transistor Sebagai Saklar OFF 19 Gambar2.9. Editor BASCOM-8051 IDE 31 Gambar2.10. ISP Flash Programmer 3.a 32 Gambar3.1. Diagram Blok Lampu Lalu Lintas 34 Gambar3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 35 Gambar3.3. Rangkaian Power Supplay (PSA) 36 Gambar3.4. Rangkaian Tombol 37 Gambar3.5. Rangkaian LED (Lampu) 39