TUGAS AKHIR PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI DAN PEMADAM KEBAKARAN OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR UV-TRON BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 O L E H NAMA : TORANG M HUTAHAEAN NIM : 030801015 JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya selama ini penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul skripsi ini adalah PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI API DAN PEMADAM KEBAKARAN OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR UV-TRON BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51. Skripsi ini adalah untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh Ijazah Sarjana Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA). Selama dalam masa perkuliahan sampai akhirnya dapat menyelesaikan tugas akhir ini penulis sangat banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan kerendahan hati penulis mengaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departemen Fisika USU sekaligus Bapak pembimbing saya. 2. Bapak Drs. Milangi Ginting Msi, selaku Dosen Wali saya, juga kepada Bapak dan Ibu staf pengajar jurusan Fisika FMIPA USU. 3. Bapak dan Ibunda tercinta yang selalu memberikan kasih saying 4. Teman teman naposo Menteng, juga kepada Brian, Daniel, Viktor, Risma, Dan Maria yang saya sayangi yang selalu memberi dukungan dan motivasi. Penulis menyadari dalam penyelesaian skripsi ini masih banyak kekurangan disana sini, untuk itu dengan kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi tercapainya kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembacanya. Medan, Mei 2009 Penulis TORANG M HUTAHAEAN
ABSTRAK Alat pendeteksi api dan pemadam kebakaran secara otomatis ini dirancang agar dapat mengetahui ada tidaknya api didalam suatu ruangan, dan secara otomatis alat akan mendeteksi adanya api kemudian memadamkannya. Untuk dapat mengetahui keberadaan api digunakan sensor UV-Tron dan photodioda. Mikrokontroler berfungsi untuk mengolah sinyal yang dikirimkan oleh sensor kemudian memberikan perintah untuk mendeteksi api, menyalakan alarm, menghidupkan display, mencari dan memadakan api.
DAFTAR ISI Pengesahan.. Kata Pengantar Abstrak. Daftar isi.. Daftar Gambar... Daftar Tabel. i ii iii iv vi vii BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Masalah 1 2. Rumusan Masalah. 3 3. Tujuan Penulisan... 3 4. Batasan Masalah... 3 5. Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Hardware... 5 2.1.1 Mikrokontroler AT89S51... 5 2.1.2 Kontruksi AT89S51... 6 2.1.3 Pin-Pin pada Microcontroller AT89S51... 8 2.1.4 Driver Jembatan H... 10 2.1.5 Photo Dioda... 12 2.1.6 Transistor Sebagai Saklar... 15 2.1.7 Regulator Tegangan Tetap (78xx)... 16 2.1.8 Kristal... 17 2.1.9 Rangkaian UV-Tron dengan AVR... 18 2.2 Software... 20 2.2.1 Bahasa Assembly MCS-51... 20 2.2.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)... 23 2.2.3 Software Downloader... 24
BAB III PERANCANGAN ALAT 1. Diagram Blok... 25 2. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51... 25 3. Perancangan Rangkaian Motor Stepper... 26 4. Perancangan Rangkaian Power Supplay (PSA)... 28 5. Perancangan Rangkaian Penguat Sinyal...... 29 6. Perancangan Rangkaian Pengendali Pompa air... 31 7. Rangkaian Alarm... 32 8. Rangkaian LED matriks display... 33 9. Sensor Api... 34 BAB IV PENGUJIAN ALAT 1. Flowcart... 36 2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 37 3. Pengujian Rangkaian Alarm... 38 4. Pengujian Rangkaian Pengendali Pompa... 39 5. Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper... 41 6. Pengujian Rangkaian Sensor... 44 7. Pengujian Rangkaian LED matriks display... 46 8. Pengujian dan Analisa Sensor UVTron... 52 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan... 53 2. Saran. 53
DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51... 8 2. Gambar 2.2 Rangkaian driver motor stepper... 11 3. Gambar 2.3 Rangkaian photo detektor bias mundur... 12 4. Gambar 2.4 Respon gelombang photo dioda MRD 500... 13 5. Gambar 2.5 Rangkaian photodioda bias mundur dengan beban resistor... 14 6. Gambar 2.6 Transistor Sebagai Saklar... 15 7. Gambar 2.7 Regulator 78XX dan 79XX... 16 8. Gambar 2.8 (a) lambang Kristal, (b) Rangkaian ekivalen AC Kristal... 18 9. Gambar 2.9 UV-Tron yang terpasang di C3704... 18 10. Gambar 2.10 Hubungan sumber tegangan C3704... 19 11. Gambar 2.11 Hubungan sumber tegangan C3704... 19 12. Gambar 2.12 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)... 23 13. Gambar 2.13 ISP- Flash Programmer 3.a... 24 14. Gambar.3.1 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51... 25 15. Gambar 3.2 Rangkaian driver motor stepper... 27 16. Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)... 28 17. Gambar 3.4 Rangkaian penguat sinyal... 30 18. Gambar 3.5 Rangkaian Pompa Air... 31 19. Gambar 3.6 Rangkaian alarm... 32 20. Gambar 3.7 Rangkaian LED matriks display beserta rangkaian driver... 33 21. Gambar 3.8a Fisik Flame Sensor Uv-Tron... 35 22. Gambar 3.8b Dimensi Flame Sensor Uv-Tron... 35 23. Gambar 4.1 Rangkaian Alarm... 38 24. Gambar 4.2 Rangkaian pengendali pompa... 40 25. Gambar 4.3 Rangkaian Driver Motor Step... 41
26. Gambar 4.4 Rangkaian LED matriks display... 46 27. Gambar 4.5a Karakter Display Mariks... 47 28. Gambar 4.5b Karakter Display Mariks... 48 29. Gambar 4.5c Karakter Diplay Matriks... 49 30. Gambar 4.5d Karakter Diplay Matriks... 50 DAFTAR TABEL 1. Tabel 1. 2.1.3 Fungsi Pin Mikrokontrler... 9 2. Tabel 2.3. Karakteristik IC 78XX dan 79XX... 17 3. Tabel 4.1a... 43 4. Tabel 4.1b... 43 5. Tabel 4.1c... 43 6. Tabel 4.1d... 44 7. Tabel 4.2 Data Biner... 48 8. Tabel 4.2a Hasil Pengujian Rangkaian Sensor UvTron... 52 9. Tabel 4.2b Hasil Pengujian Rangkaian Sensor UvTron... 52