This image cannot currently be displayed. APLIKASI SOFTWARE LD-MICRO PADA PEMROGRAMAN MIKROKONTROLLER PIC16F877 SEBAGAI PENGGANTI PLC APLIKASI PADA PERANCANGAN SISTEM KONTROL TEMPAT PARKIR MOBIL Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Komputer Oleh INDRA BUDIMAN 090422019 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
LEMBARAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR APLIKASI SOFTWARE LD-MICRO PADA PEMROGRAMAN MIKROKONTROLLER PIC16F877 SEBAGAI PENGGANTI PLC APLIKASI PADA PERANCANGAN SISTEM KONTROL TEMPAT PARKIR MOBIL Oleh INDRA BUDIMAN 090422019 Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PPSE FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN Sidang pada Tanggal 20 Agustus Tahun 2014 di depan penguji : 1. Ketua Penguji : Ir. Kasmir Tanjung, MT.. 2. Anggota Penguji : Soeharwinto, ST.MT.. Disetujui Oleh : Pembimbing Tugas Akhir Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc NIP. 194905241985031001 Diketahui Oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP. 195405311986011002
ABSTRAK Tulisan ini membahas tentang perancangan sebuah alat sebagai kontroler tempat parkir mobil. Pengendali utama pada alat ini menggunakan mikrokontroler PIC16F877 yang diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman berbentuk atau berdasarkan ladder diagram, dan program ini merupakan aplikasi dari software LD-Micro. Sistem yang dikontrol oleh alat ini antara lain adalah, pengaturan buka tutup palang pintu masuk dan pintu keluar areal parkir, display penunjukan jumlah tempat parkir yang tersedia, display penunjukan tidak ada tempat parkir yang tersedia dan sistem pelumasan pada bagian mekanikal palang pintu masuk ataupun palang pintu keluar. Kata Kunci : Mikrokontroler PIC16F877, Software LD-Micro, Sistem Kontrol Tempat Parkir Mobil. i
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. AdapunTugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, yang penulis beri judul Aplikasi software LD-Micro pada pemrograman mikrokontroler PIC16F877 sebagai pengganti PLC Aplikasi pada perancangan sistem kontrol tempat parkir mobil. Penulis menyadari dengan sepenuh hati, bahwa penulisan dan pembahasan laporan Tugas Akhir ini masih banyak dijumpai berbagai kekurangan disana sini. Baik dari segi penguasaan materi, perancangan dan pengujian maupun dalam segi penguasaan susunan tata bahasa. Oleh sebab itu penulis dengan segala kerendahan hati sangat mengharapkan adanya kritikan, dan saran-saran yang dapat mendukung demi terwujudnya suatu kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bimbingan dan dorongan berupa pemikiran tenaga dan waktu dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ibunda Siti Radiah Ritonga tercinta selaku orang tua penulis, dan seluruh keluarga. 2. Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc, selaku pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, arahan, kritik, semangat dan pengetahuan kepada penulis selama masa kuliah sampai menyelesaikan Tugas Akhir 3. Bapak, Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku dosen wali penulis. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik. ii
5. Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik. 6. Seluruh Bapak / Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik yang telah mengajar dan mendidik penulis selama masa perkuliahan. 7. Seluruh staff karyawan Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 8. Teman-teman seperjuangan penulis stambuk 09, yang telah memberikan masukan dan semangat kepada penulis. Akhir kata penulis mengharapkan laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi yang memerlukannya, dan khususnya bagi diri penulis sendiri didalam menambah wawasan. Medan, September 2014 Hormat Penulis Indra Budiman NIM : 090422019 iii
DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Penulisan... 2 1.3 Rumusan Masalah... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metode Penelitian... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 3 BAB II MIKROKONTROLLER PIC16F877 DAN KOMPONEN PENDUKUNGNYA... 5 2.1 Mikrokontroller PIC16F877... 5 2.1.1 Fitur Mikrokontroler PIC16F877... 5 2.1.2 Pin Mikrokontroler PIC16F877... 7 2.1.3 Memori... 13 2.1.3.1 Memori Program... 13 2.1.3.2 Memori Data... 14 2.2 LED... 15 iv
2.3 Seven Segment... 16 2.4 Komunikasi serial RS232... 17 2.5 IC MAX232... 19 BAB III SOFTWARE LD-MICRO DAN SOFTWARE PEMROGRAMAN LAINNYA... 21 3.1 Software LD-Micro... 21 3.1.1 Instruksi Software LD-Micro... 22 3.1.2 Menggambar Program dengan Software LD-Micro... 30 3.1.3 Simulasi Program... 33 3.2 Software WinPICpgm... 35 3.3 Software TinyBld... 35 BAB IV PEMBUATAN SISTEM KONTROL TEMPAT PARKIR MOBIL... 37 4.1 Spesifikasi Sistem... 37 4.2 Perancangan Sistem... 37 4.3 Perangkat Keras... 40 4.3.1 Blok Rangkaian Input... 42 4.3.2 Blok Rangkaian Output... 44 4.3.3 Blok Rangkaian Mikrokontroler PIC16F877... 47 4.3.4 Blok Rangkaian Komunikasi... 48 4.3.5 Blok Rangkaian Power Supply / catu daya... 50 4.4 Perangkat Lunak... 56 4.4.1 Perancangan Penggunaan Sensor sebagai Input... 56 v
4.4.2 Perancangan Kontrol Pintu Masuk dan Pintu Keluar... 57 4.4.3 Perancangan Display Seven Segment Digit Satuan... 60 4.4.4 Perancangan Display Seven Segment Digit Puluhan... 66 4.4.5 Perancangan Kontrol Sistem Lubrication... 70 BAB V PENGUJIAN SISTEM KONTROL TEMPAT PARKIR MOBIL... 73 5.1 Implementasi... 73 5.2 Pengujian Perangkat... 78 5.2.1 Pengujian Catu Daya... 78 5.2.2 Pengujian Input Output... 79 5.2.3 Pengujian Keseluruhan... 80 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 88 6.1 Kesimpulan... 88 6.2 Saran... 88 DAFTAR PUSTAKA... 89 LAMPIRAN A GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN... 91 LAMPIRAN B DAFTAR KOMPONEN... 92 LAMPIRAN C GAMBAR PROGRAM DAN STATUS INPUT OUTPUT... 93 LAMPIRAN D DATA SHEET MIKROKONTROLER PIC16F877... 100 LAMPIRAN E DATA SHEET IC MAX 232... 103 LAMPIRAN F DATA SHEET IC REGULATOR 7805... 106 LAMPIRAN G LITERATUR IN CIRCUIT SERIAL PROGRAMMING... 108 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler PIC16F877... 8 Gambar 2.2 Kurva Karakteristik LED... 15 Gambar 2.3 Simbol LED... 16 Gambar 2.4 Konfigurasi Seven Segment... 17 Gambar 2.5 Rangkaian dasar Seven Segment Common Anoda... 17 Gambar 2.6 Rangkaian dasar Seven Segment Common Katoda... 17 Gambar 2.7 a). Konektor BD9 Jantan b). Konektor DB9 Betina c). Konfigurasi Pin Konektor DB9... 18 Gambar 2.8 IC Max 232... 20 Gambar 2.9 Konfigurasi Pin IC MAX 232... 20 Gambar 3.1 Tampilan Software LD-Micro... 21 Gambar 3.2 Menu Instruction... 22 Gambar 3.3 Simbol Instruksi Contacts... 24 Gambar 3.4 Jendela Instruksi Contacts... 25 Gambar 3.5 Simbol Instruksi OSR dan OSF... 25 Gambar 3.6 a). Simbol Instruksi TON b). Jendela Instruksi TON... 25 Gambar 3.7 a). Simbol Instruksi CTU b). Jendela Instruksi CTU... 26 Gambar 3.8 a). Simbol Instruksi CTD b). Jendela Instruksi CTD... 26 Gambar 3.9 a). Simbol Instruksi CTC b). Jendela Instruksi CTC... 27 Gambar 3.10 a). Simbol Instruksi EQU b). Jendela Instruksi EQU... 27 Gambar 3.11 a). Simbol Instruksi GEQ b). Jendela Instruksi GEQ... 28 Gambar 3.12 a). Simbol Instruksi LES b). Jendela Instruksi LES... 28 vii
Gambar 3.13 Simbol Instruksi Coil... 28 Gambar 3.14 Jendela Instruksi Coil... 29 Gambar 3.15 a). Simbol Instruksi RES b). Jendela Instruksi RES... 29 Gambar 3.16 a). Simbol Instruksi MOV b). Jendela Instruksi MOV... 29 Gambar 3.17 Contoh Gambar Ladder Diagram... 30 Gambar 3.18 Jendela Aplikasi Software LD-Micro... 30 Gambar 3.19 Insert Instruksi Contacts X1... 31 Gambar 3.20 Inisialisasi Instruksi Contcts... 31 Gambar 3.21 Insert Instruksi Contacts X2... 31 Gambar 3.22 Insert Instruksi Coil Y1... 32 Gambar 3.23 Inisialisasi Instruksi Coil... 32 Gambar 3.24 Insert Rung After... 32 Gambar 3.25 Menu simulasi... 33 Gambar 3.26 Simulasi Rancangan Program sebelum dieksekusi... 34 Gambar 3.27 Simulasi Rancangan Program setelah dieksekusi... 34 Gambar 3.28 Jendela Software PICPgm... 35 Gambar 3.29 Upload Program Berhasil... 36 Gambar 3.30 Jendela Tampilan Software TinyBldWin... 36 Gambar 4.1 Skema Rancangan Sistem... 39 Gambar 4.2 Blok Diagram Perangkat Keras... 42 Gambar 4.3 Rangkaian Simulasi Input... 43 Gambar 4.4 Rangkaian Simulasi Output... 45 Gambar 4.5 Konfigurasi Pin Mikrokontroler PIC16F877... 47 Gambar 4.6 Rangkaian Komunikasi Serial RS232... 49 viii
Gambar 4.7 Rangkaian Komunikasi dengan Fitur ICSP... 50 Gambar 4.8 Penyearah Gelombang Penuh type Jembatan (Bridge Rectifier)... 52 Gambar 4.9 Penyearah Gelombang Penuh dengan Transformator CT... 52 Gambar 4.10 Skema Rangkaian Catu Daya... 55 Gambar 4.11 Rancangan Program penggunaan Sensor sebagai Input... 57 Gambar 4.12 Rancangan Program Kontrol Pintu Masuk... 58 Gambar 4.13 Rancangan Program Kontrol Pintu Keluar... 59 Gambar 4.14 Rancangan Program Display Seven Segment Digit Satuan... 62 Gambar 4.15 Rancangan Program Display Seven Segment Digit Puluhan... 67 Gambar 4.16 Rancangan Kontrol Sistem Lubrication Palang Pintu Masuk... 71 Gambar 4.17 Rancangan Kontrol Sistem Lubrication Palang Pintu Keluar... 71 Gambar 5.1 Memilih Jenis Mikrokontroler... 74 Gambar 5.2 Penugasan I/O pada Pin Mikrokontroler... 75 Gambar 5.3 Penugasan I/O pada Pin Mikrokontroler telah selesai... 75 Gambar 5.4 Pengaturan Parameter Mikrokontroler... 76 Gambar 5.5 Kotak Pesan Kompilasi Berhasil... 77 Gambar 5.6 Program Pengujian I/O... 80 Gambar 5.7 Penempatan Output pada Seven Segment... 84 ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi Alternatif PORT A... 8 Tabel 2.2 Fungsi Alternatif PORT B... 9 Tabel 2.3 Fungsi Alternatif PORT C... 10 Tabel 2.4 Fungsi Alternatif PORT D... 11 Tabel 2.5 Fungsi Alternatif PORT E... 12 Tabel 2.6 Fungsi Pin Konektor DB9... 18 Tabel 3.1 Instruksi-instruksi Software LD-Micro... 23 Tabel 4.1 Karakteristik Komponen Sistem Kontrol Tempat Parkir Mobil... 51 Tabel 4.2 Keterangan Gambar Rancangan Program Kontrol Pintu Masuk... 58 Tabel 4.3 Keterangan Gambar Rancangan Program Kontrol Pintu Keluar... 60 Tabel 4.4 Keterangan Gambar Rancangan Program Display Seven Segment Digit Satuan... 62 Tabel 4.5 Keterangan Gambar Rancangan Program Display Seven Segment Digit Puluhan... 67 Tabel 4.6 Keterangan Gambar Rancangan Program Sistem Lubrication Palang pintu Masuk dan Palang Pintu keluar... 71 Tabel 5.1 Perbandingan Nilai Frekwensi Kristal dengan Cycle Time dan Baud Rate... 77 Tabel 5.2 Posisi Pin VDD dan GND... 79 Tabel 5.3 Kondisi Instruksi atau Variabel saat Standby... 81 Tabel 5.4 Kondisi Instruksi atau Variabel saat Mobil ke-15 Parkir... 84 x