BAB III PERANCANGAN ALAT Dalam merancang alat pengendali nyala lampu menggunakan media infra merah berbasis mikrokontroler terbagi atas dua pengendalian yaitu pengendalian dimmer atau terang redup lampu dan pengendalian pada on-off lampu. Remote control digunakan untuk mengendalikan nyala lampu yang berada di receiver. 3.1 Perancangan Sistem Alat yang dibuat direncanakan dengan spesifikasi sebagai berikut : a. Tegangan input untuk suplay daya adalah 220 volt yang diturunkan dan disearahkan menggunakan dioda bridge menjadi 9 volt. b. Infra merah receiver dan infra merah transmitter sebagai sensor pengiriman dan penerimaan sinyal. c. Pengaturan cahaya lampu dilakukan dengan melakukan pemicuan pada gate triac yang dipicu oleh mikrokontroler berdasarkan interupsi yang diterima dari zero crossing unit dengan waktu yang telah ditentukan. d. Rangkaian transmitter berfungsi untuk mengoperasikan lampu pada receiver, tombol 1 sebagai saklar untuk on-off pada lampu 1, tombol 2 sebagai saklar untuk on-off pada lampu 2, tombol 3 sebagai saklar untuk menerangkan lampu dimmer, dan tombol 4 untuk meredupkan lampu dimmer. 42
43 Diagram blok alat diperlihatkan pada Gambar 3.1 : Transmitter Infra Red Reciever On/off Kontrol Lampu Dimmer Kontrol Lampu Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian pengendali nyala lampu menggunakan media infra merah berbasis mikrokontroler. 3.2 Perangkat Keras 3.2.1 Transmiter Transmitter pada alat ini di aplikasikan pada suatu rangkaian remote control dengan frekuensi antara 36 KHz sampai 40 KHz. Pada rangkaian ini digunakan frekuensi 38,4 KHz. Pada waktu tombol remote control ditekan sekali, transmitter akan mengirimkan data sebesar 14 bit. Bit 1,2 = Automatic Gain Control (proses awal sinyal diterima oleh receiver dan dimulai penyinkronan waktu timer antara timer transmitter dan timer receiver), bit 3 = CHK tanda valid data (proses menunda pembacaan sinyal pada receiver selama 1 bit data dan dilanjutkan pembacaan data yang diterima), bit 4,5,6,7,8 = ADDRES data, bit 9-14 = DATA. Jika tombol remote control ditekan terus menerus, 14 bit data akan dikirim berulang-ulang selama 398,400 milidetik sekali. Data yang diterima oleh receiver bernilai kebalikan dari data yang dikirim. Contoh, transmitter
44 mengirim data 100, jika data di ukur pada output infra red receiver maka akan diterima sebagai data 011. Bentuk data yang dikirim oleh transmitter yaitu : Bentuk data yang diterima oleh receiver yaitu : Satu bit terdiri dari 2 bagian, setengah bit pertama dan setengah bit ke dua. Jika bit bernilai 1 pada transmitter akan terdiri dari setengah bit pertama 40 pulse off dan setengah bit ke dua 40 pulse on-off dengan frekuensi 38,400 Khz, sehingga satu bit terdiri dari setengah bit pertama 40 pulse dan setengah bit kedua 40 pulse atau satu bit terdiri dari 80 pulse. Dengan perhitungan : 1 detik = 1.000 milidetik = 1.000.000 mikrodetik Jadi panjang waktu 1 pulse pada frekuensi 38,400 Khz 1.000.000 / 38.400 Hz = 26.04166 mikrodetik Panjang setengah periode pulse pada frekuensi 38,400 Khz : 26.04166 mikrodetik / 2 = 13,0208 mikrodetik. Untuk membentuk setengah periode pulse dengan frekuensi 38,400 KHz dibutuhkan pulse dengan lebar pulsa 13,0208 mikrodetik. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk membentuk 1 bit data adalah:
45 1 pulse 38,4 Khz dikali 80 ( 1bit data = 80 pulsa) 26.04166 mikrodetik x 80 = 2083.3328 mikrodetik (2.083 milidetik). Pulse ini bisa diwujudkan dengan menggunakan interupsi timer mode 2, dan 8 bit auto reload dengan nilai -12. Jika kita menggunakan Xtal 11.0592 MHz nilai -12 akan memberikan tundaan sebesar 12 x (1000 000 : 11059200 x 12 siklus mesin) = 13,0208 mikrodetik. Gambar 3.2 Rangkaian transmitter 3.2.2 Infra Red Receiver Sinyal data yang diterima infra red receiver diolah dan disesuaikan atau dibandingkan dengan data yang ada pada memori program untuk menentukan
46 langkah apa yang akan dilakukan oleh mikrokontroler selanjutnya. Jika data yang diterima tidak sesuai dengan data pembanding yang ada pada memori program, maka data diabaikan dan rangkaian kontrol menunggu sampai ada data baru yang diterima untuk dibandingkan lagi, tetapi jika data yang diterima sesuai dengan data pembanding pada memori program maka dilakukan penentuan langkah selanjutnya.
47 3.2.3 Lampu On-Off Gambar 3.3 Rangkaian infra red receiver. Ada dua proses untuk pengaturan menyalakan dan mematikan lampu yaitu :
48 1. Untuk perintah menyalakan lampu, mikrokontroler memberikan sinyal negatif ke optokopler dan optokopler akan memicu transistor driver SCR, dimana SCR akan menghantarkan arus sehingga lampu menyala. 2. Untuk mematikan lampu, mikrokontroler memberikan sinyal positif ke optokopler, dimana optokopler akan menyumbat arus picu ke basis transistor driver SCR dimana SCR akan menyumbat arus sehingga lampu tidak menyala. Gambar 3.4 Rangkaian lampu on-off 3.2.4 Dimmer Kontrol Dimmer kontrol berfungsi untuk menterjemahkan perintah yang diterima dari receiver, apakah untuk menambah terang lampu atau mengurangi terang lampu. Prosesnya adalah sebagai berikut : 1. Untuk menambah terang lampu dimmer, kontrol dimmer mendapatkan sinyal dari receiver pada port 3.4 yang difungsikan untuk mengurangi delay waktu pemotongan sinyal AC.
49 2. Untuk mengurangi terang lampu dimmer, kontrol dimmer mendapatkan sinyal dari receiver pada port 3.5 yang difungsikan untuk menambah delay waktu saat pemotongan sinyal AC. Gambar 3.5 Rangkaian lampu dimmer 3.3 Flowchart Setiap pemrograman dalam mengeksekusi program dilakukan dengan cara per-baris untuk menjalankan perintah. Pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 proses keseluruhan pada alat digambarkan dengan Flowchart yang dijelaskan perbaris pada sistem transmitter dan receiver.
50 Flowchart transmitter dijelaskan pada Gambar 3.6 : START Pilih tombol yang ditekan TIDAK Tombol 1? Tombol 2? Tombol 3? Tombol 4? Kirim data ke infra merah reciever Gambar 3.6 Flowchart transmitter
51 Flowchart receiver dijelaskan pada Gambar 3.7 : START Convert data yang diterima TIDAK On/off Lampu 1? On/off Lampu 1 TIDAK On/off Lampu 2? On/off Lampu 2 TIDAK Increment Dimmer? Tambah kecerahan lampu TIDAK Decrement Dimmer? Kurangi kecerahan lampu END Gambar 3.7 Flowchart receiver 3.4 Perangkat Lunak Source code ditulis menggunakan program text editor (notepad). Compiler menggunakan ASM51 keluaran WW Heinz. ASM51 adalah dua-pass assembler makro untuk Intel keluarga MCS-51 mikrokontroler. Hal ini berjalan pada PC dengan MSDOS, Windows dan Linux. ASM51 bahasa assembly didasarkan pada
52 Intel sintaks standar, dan menerapkan perakitan kondisional, makro, dan termasuk pemrosesan file. Pemrograman pada mikrokontroler menggunakan easy downloader. 3.4.1 Proses Compile Source Code Dan Pemrograman Ke Mikrokontroler Program.asm Asm 51 Program.obj OH Program.hex Program.lst 51 Programmer Gambar 3.8 Proses pembuatan program aplikasi modul tunggal Langkah pada Gambar 3.8 diatas yaitu pertama membuat program assembler dengan text editor,simpan dengan ekstensi *.asm. Lalu kompilasi program menggunakan ASM51 dengan perintah ASM51 (nama_file.asm). Jika terjadi kesalahan akan ditunjukan dan harus diperbaiki sebelum meneruskan ke tahap berikutnya. Apabila kesulitan dalam menemukan letak kesalahan, coba buka berkas dengan nama yang sama hanya saja yang berekstensi *.lst. Dan jika tidak terjadi kesalahan maka akan dihasilkan berkas object yang kemudian dapat di ubah ke format heksa dengan perintah ; oh (nama_file.obj), sampai pada langkah ini sudah diperoleh berkas dengan ekstensi *.hex, kemudian simpan program ke flash memori mikrokontroler.
53 Gambar 3.9 Contoh tampilan proses compile source.asm menjadi source.obj File source.asm di compile menjadi source.obj dan source.lst karena program easy downloader hanya membutuhkan berkas file source.hex maka file source.obj diubah menjadi source.hex. Gambar 3.10 Contoh tampilan dari source.obj ke source.hex
54 Setelah mendapatkan file source.hex, langkah berikutnya adalah menyimpan program ke flash memori menggunakan easy downloader (EZ DL) dengan memasang easy mikro ke easy downloader sambungkan ke serial port. Jalankan EZ DL akan muncul tampilan seperti pada Gambar 3.11 : Gambar 3.11 Tampilan EZ Downloader versi 4.1 Setelah target chip diketahui tekan tombol send lalu pilih file source.hex, kemudian tekan ok. Jika tidak ada peringatan yang muncul berarti proses penyimpanan selesai.