PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGHITUNG ORANG DALAM RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 MENGGUNAKAN SENSOR INFRA-MERAH LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 Program Studi Teknik Telekomunikasi oleh: PEGI MAI HENDRA NIM : 1105061036 WINDY CITA.A. PAKPAHAN NIM: 1105062100 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan Program Diploma 3 (D-III) pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi di Politeknik Negeri Medan. Oleh karena itu penulis mencoba menyusun laporan ini sesuai dengan jurusan yang diambil. Dalam hal ini penulis memilih judul PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGHITUNG ORANG DALAM RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52 MENGGUNAKAN SENSOR INFRAMERAH sebagai judul dari Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna dan dengan hati terbuka kami menerima semua saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan dari isi Tugas Akhir ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini banyak pihak yang ikut berperan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada : 1 Bapak M. Syahruddin, S.T, M.T Selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Bapak Junaidi S.T, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan dan selaku Dosen pembimbing yang memberikan ide,saran, dan waktu kepada penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Suhaili. Alifuddin M. Eng selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi di PoliteknikNegeri Medan. 4. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar maupun pegawai yang berada di Politeknik Negeri Medan. iii
5. Kepada Kedua Orang Tua penulis A. Pakpahan dan R.H. Girsang, yang selalu memberikan motivasi dan dukungan moral maupun moril. 6. Kepada Kedua Orang Tua penulis Agustono Nur Susi, yang selalu memberikan motivasi dan dukungan moral maupun moril. 7. Rekan satu tim dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. 8. Kepada teman teman seperjuangan penulis TK-6A, TK-6B, TK-6C, TK-6D atas kekompakannya. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh sekali dari sempurna, untuk itu penulis mohon kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang. Akhir kata semoga TugasAkhir ini bermanfaat bagi penulis maupun pembaca pihak-pihak yang terkait didalamnya. Medan, September 2014 Penulis iv
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... ABSTRAK... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii v ix x xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan dan Manfaat Penulisan... 2 1.2.1 Tujuan Penulisan... 2 1.2.2 Manfaat Penulisan... 2 1.3 Rumusan Masalah... 3 1.4 Batasan Masalah... 3 1.5 Metodologi Pengumpulan Data... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 DASAR TEORI 2.1. Mikrokontroler AT89S52... 5 2.1.1. Spesifikasi Penting AT89S52... v
2.1.2. Blok Diagram Mikrokontroler AT89S52... 5 2.1.2.1. Pembagian Memory dari Mikrokontroler AT89S52... 6 2.1.2.2. Timer/Counter... 10 2.1.2.3. Pengaturan Baud Rate... 15 2.1.2.4. Intruksi Mikrokontroler AT89S52... 16 2.1.3. Arsitektur Mikrokontroler AT89S52... 21 2.2. Modulasi Digital... 24 2.3. Komunikasi Nirkabel... 26 2.3.1. Pemancar TLP 434A... 26 2.3.2. Penerima RLP 434A... 28 2.4. Relay... 30 2.5. Transistor... 31 2.6. Sensor Infrared... 32 2.7. Photo Dioda... 34 2.8. Display 7-Segment... 36 2.9. Limit Switch... 39 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Perancangan Diagram Blok Sistem... 40 3.2. Perancangan Hardwere... 42 3.2.1. Perancangan Rangkaian Sensor... 42 3.2.2. Perancangan Rangkaian Mikrokontroller... 43 vi
3.2.3. Perancangan Rangkaian Pemancar ASK... 45 3.2.4. Perancangan Rangkaian Penerima ASK... 46 3.2.5. Perancangan Rangkaian Display... 47 3.2.6. Perancangan Rangkaian Driver Lampu... 49 3.2.7. Perancangan Rangkaian Keseluruhan Pemancar... 51 3.2.8. Rangkaian Keseluruhan Penerima... 52 3.3. Perangkat Softwere... 53 3.3.1. Diagram Alir (Flowchart) Pemancar... 53 3.3.2. Diagram Alir (Flowchart) Penerima... 54 3.3.3. Prosedur Pembuatan Program... 54 BAB 4 PENGUKURAN DAN ANALISA 4.1. Analisa Hardware... 61 4.1.1. Pengukuran Rangkaian Catu Daya... 61 4.1.2. Pengukuran Sistem Mikrokontroller AT89S52... 61 4.1.3. Pengukuran Rangkaian Sensor Photodioda... 63 4.1.4. Pengukuran Rangkaian Pemancar ASK dan Penerima ASK... 64 4.1.5. Pengukuran Rangkaian Driver 7-Segment... 68 4.1.6. Pengukuran Transistor Driver Lampu... 69 4.2. Analisa Software... 69 4.2.1. Program Rangkaian Pemancar... 69 vii
4.2.2. Program Rangkaian Penerima... 77 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 81 5.2. Saran... 82 DAFTAR PUSTAKA... 83 LAMPIRAN... 84 viii
ABSTRAK Perkembangan teknologi semakin hari semakin cepat, begitu juga dengan kebutuhan manusia terhadap suatu peralatan yang canggih semakin meningkat. Peralatan yang canggih dan dapat mempermudah pekerjaan manusia sangat dibutuhkan. Diantara beberapa peralatan yang sangat dibutuhkan manusia belakangan ini salah satunya adalah suatu peralatan yang dapat menghitung jumlah orang di dalam ruangan secara otomatis. Pada peralatan ini juga dipasang sebuah pemancar ASK yang berfungsi untuk memancarkan data yang dihasilkan ke display dan sebuah lampu bertegangan 220 volt yang berfungsi sebagai pemberi tanda apakah ruangan sudah penuh. Jika ruangan tersebut telah penuh lampu akan menyala secara otomatis. Berdasarkan penjelasan di atas, penulis ingin merancang sebuah peralatan yang dapat membuat peralatan listrik bekerja secara otomatis dalam suatu ruangan. ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Diagram Blok Mikrokontroller... 6 Gambar 2.2. Konfigurasi Bit Register SCON... 11 Gambar 2.3. Konfigurasi Bit Register PCON... 13 Gambar 2.4. Konfigurasi Bit Register TCON... 14 Gambar 2.5. KonfigurasiBit Register TMOD... 15 Gambar 2.6. Pin Pin Mikrokontroller AT89S52... 21 Gambar 2.7. Modulasi ASK... 26 Gambar 2.8. TLP 434A... 27 Gambar 2.9. Aplikasi TLP 434A... 28 Gambar 2.10. Penerima RLP 434A... 29 Gambar 2.11. Aplikasi RLP 434A... 30 Gambar 2.12. Contoh Kontruksi Relay Dengan Kontak Tukar... 30 Gambar 2.13. Lambang Relay Dengan Berbagai Macam Kontak... 31 Gambar 2.14. Simbol Transistor... 32 Gambar 2.15. Kurva Sensor Infra Merah... 34 Gambar 2.16. Hubungan Antara Intensitas Cahaya Dengan Arus Yang Dihasilkan... 35 Gambar 2.17. Bentuk Susunan Karakter Display 7-segment... 36 Gambar 2.18. Rangkaian Internal Display 7-segment Common Anoda... 37 Gambar 2.19. Rangkaian Internal Display 7-segment Common Cathoda... 38 x
Gambar 2.20. Karakter Angka Pada Display 7-segment... 38 Gambar 2.21. Bentuk Fisik Display 7-segment... 38 Gambar 2.22. Simbol Dan Bentuk Limit Switch... 39 Gambar 2.23. Kontruksi Dan Simbol Limit Switch... 39 Gambar 3.1. Blok Diagram... 40 Gambar 3.2. Rangkaian Sensor Masuk dan Sensor Keluar... 43 Gambar 3.3. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroller AT89S52... 44 Gambar 3.4. Rangkaian Modul Pemancar ASK... 46 Gambar 3.5. Rangkaian Modul Penerima ASK... 47 Gambar 3.6. Rangkaian Display... 47 Gambar 3.7. Rangkaian Driver Lampu... 49 Gambar 3.8. Rangkaian Keseluruhan Pemancar... 51 Gambar 3.9. Rangkaian Keseluruhan Penerima... 52 Gambar 3.10. Flowchart Pemancar... 53 Gambar 3.11. Flowchart Penerima... 54 Gambar 3.12. Tampilan Awal Softwere ASM8051.exe... 55 Gambar 3.13. Tampilan Pada Saat Akan di Compile... 56 Gambar 3.14. Tampilan Pada Saat File Selesai di Compile... 57 Gambar 3.15. Tampilan Awal ISP Downloader... 58 Gambar 3.16. Tampilan Memilih Jenis IC yang Akan Digunakan... 58 Gambar 3.17. Tampilan Membuka File... 59 xi
Gambar 3.18. Tampilan Pada Saat Proses Program Dimasukkan ke Mikrokontroller... 60 Gambar 4.1. Titik Pengukuran Mikrokontroller... 62 Gambar 4.2. Aliran Arus dan Perubahan Tegangan Pada Reset Otomatis... 63 xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Pemilihan Mode Port Serial... 11 Tabel 2.2. Hubungan SM 0 dan SM 1... 12 Tabel 2.3. Fungsi Simbol Port Control Register... 13 Tabel 2.4. Fungsi TCON... 14 Tabel 2.5. Kombinasi M0 dan M1... 15 Tabel 2.6. Special Function Register... 20 Tabel 2.7. Data Teknis TLP 434A... 27 Tabel 2.8. Data Teknis RLP 434A... 29 Tabel 2.9. Panjang Gelombang Infra Merah... 33 Tabel 4.1. Titik Pengukuran Kondisi Power on Reset... 62 Tabel 4.2. Titik Pengukuran Pada Sensor Photodioda... 63 Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Jarak Jangkauan Sensor Infra Mersh ke Photodioda... 64 Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Rangkaian 7-segment... 68 Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Transistor Driver... 69 xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada era teknologi informasi sekarang ini, dimana teknologi dan informasi sangat penting dan dibutuhkan oleh berbagai kalangan. Peralatan yang canggih dan dapat mempermudah pekerjaan manusia sangat dibutuhkan. Diantara beberapa peralatan yang sangat dibutuhkan manusia belakangan ini salah satunya adalah suatu peralatan yang dapat membuat suatu ruangan yang peralatan listriknya aktif secara otomatis. Peralatan ini juga dapat menghitung jumlah manusia dalam suatu ruangan secara otomatis. Hal ini dilakukan agar memudahkan kita melakukan sesuatu. Dengan menggunakan alat ini kita dapat menghemat waktu dan biaya. Selain itu kita dapat mengehtahui berapa orang yang telah masuk kedalam ruangan karena alat menggunakan sensor yang dipasang dipintu masuk. Selain fungsi yang tersebut diatas, peralatan lain yang juga dibutuhkan adalah penghidup lampu otomatis. Pada peralatan ini juga dipasang sebuah driver relay yang berfungsi sebagai penanda yang akan aktif ketika ruangan sudah penuh. Untuk itulah kami merancang dan membuat suatu alat yang diangkat sebagai tugas akhir dengan judul : Perancangan dan Pembuatan Alat Penghitung Orang Dalam Ruangan Dengan 1
Menggunakan Mikrokontroler AT89S52 Dan Sensor Infrared yang mana disini mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pemprosesan data. Alasan penyusun memilih judul tersebut sesuai dengan apa yang dilakukan dalam praktikum dan data yang di peroleh serta keterangan yang berhasil penyusun kumpulkan. Semoga dengan judul tersebut diatas dapat menarik minat pembaca untuk lebih mengetahui apa dan bagaimana cara kerja alat yang kami buat. 1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan 1.2.1 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Sebagai syarat kelulusan pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri Medan. 2. Untuk mengetahui bagaimana merancang dan membuat Alat Kontrol Lampu Otomatis Dan Penghitung Orang Dalam Ruangan Dengan Menggunakan Mikrokontroler AT89S52 Dan Sensor Infrared. 1.2.2 Manfaat Penulisan Laporan Tugas Akhir ini diharapkan bermanfaat bagi : 1. Untuk mempermudah memperoleh informasi jumlah orang yang berada di dalam ruangan. 2. Dapat mengembangkan dan mengaplikasikan ilmu yang diperoleh penulis selama duduk di bangku perkuliahan. 2
1.3 Batasan Masalah Dalam pembahasan dan penulisan Laporan Tugas Akhir ini penulis membatasi permasalahan pada lingkup : 1. Bagaimana membuat dan merancang Alat Kontrol Lampu Otomatis Dan Penghitung Orang Dalam Ruangan Dengan Menggunakan Mikrokontroler AT89S52 Dan Sensor Infrared. 2. Bagaimana memprogram AT89S52 untuk mengatur tampilan seven segment pada papan informasi agar dapat bekerja maksimal. 3. Bagaimana proses kerja pengirim dan penerima dalam mengirimkan informasi ke papan informasi dengan tampilan seven segment. 1.4 Metode Pengumpulan Data Untuk melengkapi data yang diperlukan dilakukan berbagai cara. Dalam hal ini penulis melakukan dengan : 1. Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan untuk mempelajari teori teori yang ada dalam literature yang dibutuhkan dalam pembuatan Tugas Akhir ini. 2. Metode Konsultasi Dalam metode ini penulis melakukan bimbingan dengan dosen pembimbing dan bertukar pendapat dengan rekan mahasiswa lain. 3. Studi Internet Penulis mengumpulkan data yang berhubungan dengan sistem yang tidak terdapat di perpustakaan. 3
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN Adapun sistematika pembahasan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, teknik pengumpulan data, sistematika penulisan dan metode perancangan. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan dalam pembuatan rancangan alat untuk proyek Tugas Akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini. BAB III PERANCANGAN SISTEM Merancang dan membuat sistem mulai dari blok diagram hingga merancang dan membuat mekanik dari perangkat keras sistem. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan pembahasan prinsip kerja alat secara keseluruhan. BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang simpulan secara keseluruhan dari sistem yang telah direalisasikan dan saran agar sistem ini dapat dikembangkan menjadi lebih baik. 4