PERANCANGAN PALANG PINTU OTOMATIS REL KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY TUGAS AKHIR TIMBUL YERIKO SIAHAAN 092408024 PROGRAM STUDI DIII FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERANCANGAN PALANG PINTU OTOMATIS REL KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya TIMBUL YERIKO SIAHAAN 092408024 PROGRAM STUDI DIII FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
PERSETUJUAN JUDUL KATEGORI NAMA : PERANCANGAN PALANG PINTU OTOMATIS REL KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY : TUGAS AKHIR : TIMBUL YERIKO SIAHAAN NIM : 092408024 PROGRAM STUDI DEPARTEMEN FAKULTAS : D3 FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) Diluluskan di Medan, 19 Juli 2012 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi D3 Fisika Pembimbing Ketua, Dr.Susilawati, M.Si Dra. Manis Sembiring, M.Si NIP. 196009301986011011 NIP. 195511291987032001
PENGHARGAAN Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporsan Tugas Akhir dalam waktu yang telah ditetapkan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada ibu Dra. Manis Sembiring,M.Si selaku dosen pembimbing pada penyelesaian laporan tugas akhir ini,yang telah memberikan panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih juga ditunjukkan kepada ketua program studi DIII Fisika instrumentasi yaitu ibu Dr. Susilawati, M.Si dan bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku dekan FMIPA. Terima kasih juga penulis ucapkan teristimewa kepada kedua orang tua penulis yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman teman kuliah Elya Sembiring, Harmoko Simangunsong, Ardy Sinaga, Dear Purba, Jhon Purba, John Risdo dan Resmando Sinulingga. Serta kawan kawan mahasiswa DIII Fisika khususnya stambuk 2009 sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik, semoga kita tetap kompak dibawah ikatan mahasiswa DIII Fisika. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.
PERNYATAAN PERANCANGAN PALANG PINTU OTOMATIS PERLINTASAN KERETA API BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 MENGGUNAKAN BAHASA ASSEMBLY TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2012 Timbul Yeriko Siahaan 092408024
ABSTRAK Kemampuan manusia dalam mengawasi lalu lintas yang terdapat pada perlintasan kereta api sangat terbatas, ini dapat kita lihat pada perlintasan kereta api yang sering terjadi kecelakaan yang disebabkan oleh lemahnya sistem pengawasan di jalur perlintasan kereta api tersebut. Dari permasalahan itu penulis berinisiatif membuat sebuah model perlintasan kereta api secara otomatis, dengan adanya model ini nantinya diharapakan dapat diaplikasikan kedalam kedalam sebuah situasi yang sebenarnya. Alat ini menggunakan sebuah mikrokontroler AT89S51 sebagai pusat kendali dan menggunakan photodiode dan led inframerah sebagai sensor untuk mendeteksi kereta api yang lewat dan mikrokontroler akan menutup palang pintu perlintasan kereta api.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan... i Penghargaan... ii Pernyataan... iii Abstrak... iv Daftar Isi... v Daftar Gambar...viii Daftar Tabel... x Bab 1 Pendahuluan 1.1. Latar Belakang... 1 1.2.Rumusan Masalah.. 2 1.3. Batasan Masalah... 2 1.4. Tujuan Penulisan... 3 1.5. Sistematika Penulisan... 3 Bab 2 Landasan Teori 2.1. Sinar Inframerah... 5 2.2. IC Regulator 7805... 8
2.3. Mikrokontroler AT89S51... 10 2.3.1. Arsitektur Mikrokontroler AT89S51... 12 2.3.2. Konfigurasi AT89S51... 15 2.4. Kapasitor... 18 2.4.1. Electrolytic Capasitor ( ELCO)... 19 2.4.2. Ceramic Capasitor... 20 2.4.3. Nilai Kapasitor... 21 2.5. Motor DC... 22 2.6. Transistor... 27 2.7. IC Jembatan H 1293D... 30 2.8. Resistor... 31 2.8.1. Fixed Resistor... 32 2.8.2. Variabel Resistor... 34 2.9. Dioda... 36 2.9.1. Karakteristik Dioda... 37 2.9.2. Dioda Penyearah (Rectifier)... 39 2.9.3. Dioda Zener... 39 2.9.4. Dioda Cahaya (LED)... 40 3.0. Bahasa Assembly MCS-51...41 3.0.1. Program Super Assembly... 41 3.0.2. Bagian Label... 42 3.0.3.Bagian Kode Operasi...43 3.0.4. Bagian Operand... 44 3.0.5.Bagian Komentar... 44
3.0.6. Assembly Listing... 45 Bab 3 Sistem Kerja Rangkaian 3.1. Diagram Blok... 46 3.2. Perancangan Power Suplay (PSA)... 47 3.3. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51... 48 3.4. Rangkaian Pemancar dan Penerima Inframerah... 50 3.5. Perancangan Rangkaian Driver Motor DC... 51 3.6. Perancangan Rangkaian Kendali... 52 Bab 4 Pengujian Rangkaian 4.1. Pengujian Rangkaian Power Suplai (PSA)... 54 4.2. Pengujian Mikrokontroler AT89S51... 54 4.3. Pengujian Rangkaian Diver Motor DC...55 4.4. Pengujian Motor DC... 56 4.5. Pengujian Rangkaian Pemancar dan Penerima Inframerah... 57 4.6. Pengujian Driver Transistor BD 139... 58 4.7. Flowchart... 59 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan...61 5.2. Saran... 61 Daftar Pustaka... 63 Lampiran
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Karakterisitik Spektrum Elektronika... 7 Gambar 2.2 Skema Elektornik Rangkaian Catu daya IC 78XX... 10 Gambar 2.3 Arsitektur Internal Mikrokontroler AT89S51... 12 Gambar 2.3.1.Konfigurasi Mikrokontroler AT89S51... 15 Gambar 2.4. Skema Kapasitor... 18 Gambar 2.4.1. Kapasitor Elco... 20 Gambar 2.4.2. Ceramic Capacitor... 21 Gambar 2.5. Motor DC... 23 Gambar 2.5.1. Prinsip Motor DC... 25 Gambar 2.5.2. Operasi Motor DC Magnet Permanen... 26 Gambar 2.6. Simbol Tipe Transistor... 28 Gambar 2.6.1. Transistor Sebagai Saklar ON... 29 Gambar 2.6.2. Transistor Sebagai Saklar OFF... 30 Gambar 2.7 Konfigurasi Pin L293D... 31 Gambar 2.8 Resistor Karbon... 33 Gambar 2.9 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur... 38 Gambar 2.9.1 Dioda Penyarah Yang Diberikan Arus AC... 39 Gambar 2.9.2 Simbol Dioda Zener... 40 Gambar 2.9.3 Simbol Dioda Cahaya ( LED)... 40 Gambar 3.1 Diagram Blok... 47 Gambar 3.2 Rangkaian Power Suplay (PSA)... 47
Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89S51... 48 Gambar 3.4 Rangkaian Pemancar Inframerah... 50 Gambar 3.5 Rangkaian Driver Motor DC... 52 Gambar 3.6 Rangkaian Sintem Kendali Palang Pintu... 53
Daftar Tabel Halaman Tabel 2.4 Nilai Kapasitor... 22 Tabel 4.1 Pengambilan Data IC L293... 56 Tabel 4.5.1 Tabel Pengukuran Sensor 1... 57 Tabel 4.5.2 Tabel Pengukuran Sensor 2... 58 Tabel 4.6.1 Tabel Driber Transistor... 58