Click here to load reader
Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA
GEDUNG BERKAMAR BANYAK
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Disusun Oleh :
ANNA STEFANIE DEPARI
NIM : 055114001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008
ii
THE CALLER CIRCUIT OF GUEST RECEPTIONING
TOOL FOR MULTIROOM BUILDING BASED ON
AT89S51 MICROCONTROLLER
FINAL PROJECT Presented As Partial Fulfillment of The Requirements
To Obtain The Sarjana Teknik Degree
By :
ANNA STEFANIE DEPARI
Student Number : 055114001
ELECTRICAL STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008
iv
v
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah”
Yogyakarta, 23 Juli 2008
Penulis
Anna Stefanie Depari
vi
Tuhan tidak akan pernah menyia-nyiakan kepedihan kita.
Biarkan Tuhan yang menopang.
Kita cukup menjalani dan melakukan yang terbaik.
Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk:
Yesus Kristus, juru selamatku
Kedua orangtua dan saudara-saudaraku
Almamaterku
vii
INTISARI
Dalam suatu tempat tinggal, dibutuhkan kenyamanan untuk melakukan aktivitas dan untuk menjaga privacy setiap penghuni. Oleh karena itu dibuat alat penerima tamu untuk mempermudah tamu dan penghuni berbasis mikrokontroler. Alat ini dibuat untuk diaplikasikan pada gedung yang mempunyai kamar banyak.
Sistem ini terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama adalah bagian yang berada di luar gedung (pemanggil). Bagian kedua adalah bagian yang berada di dalam gedung (terpanggil). Skripsi ini hanya membahas bagian pemanggil dari alat penerima tamu, terdiri dari keypad dan LCD. Data dimasukkan melalui keypad. Masukan data tersebut kemudian diolah oleh control unit. Bagian ini berbasis mikrokotroler AT89S51 dan berfungsi untuk memanggil penghuni langsung ke kamar yang dituju tanpa harus mengganggu kenyamanan penghuni yang lain. Transmisi data antara mikrokotroler pemanggil dengan mikrokontroler terpanggil menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.
Bagian pemanggil alat penerima tamu ini sudah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Tamu dapat berkomunikasi langsung dengan penghuni dan bisa mengetahui keberadaan penghuni. Kata kunci : Mikrokontroler AT89S51, sistem komunikasi serial RS-485.
viii
Abstract What is needed most of a house is its comfortability for the dwellers to carry out activities and keep dwellers’ privacy. Therefore, a guest receiver which is based on microcontroller is designed to make communication between the dwellers and their guests easier. This tool is specifically built for multi-rooms building. The system of this guest receiver has two main parts. The first part is located outside the building (caller), while the second is inside the building (called). The focus of this paper is mainly for the caller part of guest receiver which consist of keypad and LCD. Data is keyed in through a keypad which is subsequently processed by the control unit. Using AT89S51 microcontroller, the functions of this part is a direct caller to the target host without disturbing other dwellers within the same building. The data transmission between calling microcontroller and called microcontroller uses RS-485 communication system. The caller part of guest receiver has been tested and can work well. A guest can directly communicate with the target host while at the same time know whether they are in their room or not. Key words: AT89S51 microcontroller, RS-485 serial communication system.
LEMBAR PERI\{YATAAN PERSETUJUAI\I
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTTIK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tatgandibawah ini, saya rnahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Anna Stefanie Depari
Nomor Mahasiswa : 055114001
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Karya Ilmiah saya yang berjudui :
BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA GEDUNG
BERKAMAR BANYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S5 i
beserta perangkat,yang diperlukan (bila ada). Dengan dernikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan se€ra terbatas dan mempublikasikannya di Internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu r.neminta ijin dari saya
maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap rnencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 16 Agustus 2008
Yang menyatakan
NW' . -(Anna Stefanie Depari)
ix
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur, hormat dan kemuliaan hanya bagi Tuhan Yang Maha
Kuasa yang telah memberikan rahmat dan kasih setia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Bagian Pemanggil Alat Penerima
Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak Berbasis Mikrokotroler AT89S51”.
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan
memberikan dukungan pada penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Yesus Kristus, juru selamat dan sumber kekuatan penulis.
2. Bapak Damar Widjaja S.T., M.T. selaku Pembimbing I sekaligus
pendamping akademik penulis dan bapak Martanto S.T., M.T. selaku
Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, arahan dan motivasi
kepada penulis. Terima kasih pula untuk seluruh dosen-dosen penulis di
Fakultas Teknik atas segala ilmunya yang berguna.
3. Ayahanda Drs. Garten Depari dan ibunda S. S. Esitha Brahmana serta
kakak Tica Patrisia Depari, SH, abang Reinhart Depari, SE dan keluarga
yang sangat penulis cintai dan sayangi, yang telah banyak membantu baik dari
segi moril maupun materil dan telah banyak memberikan doa, nasehat serta
motivasi kepada penulis sedari dulu sampai saat ini. Walaupun penulis telah
membuat keluarga kecewa. Semua ini sangat berarti.
x
4. Untuk abang Baum Hauer Depari, SE yang penulis yakin sudah tenang “di
sana”. Penulis yakin dari “atas sana” penulis pasti selalu diberikan doa dan
semangat. Semua kenangan yang sangat berarti bagi penulis dan sangat cepat
berlalu. Terima kasih cokelatnya. Terima kasih juga atas semangat hidup yang
dapat penulis lihat, rasakan dan pelajari.
5. Joe yang telah memberikan doa, dukungan dan kesabaran kepada penulis
terutama saat penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih pernah
meminjamkan kedua kaki dan tangan pada saat penulis tidak sanggup untuk
berdiri dan melakukan apapun. Terima kasih telah menjadi yang terbaik
sampai saat ini dan semoga sampai selamanya buat penulis.
6. Ika, rekan penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Maaf atas semua
kesalahan yang penulis yakin telah dimaafkan. Terima kasih telah menampung
air mata yang sempat tumpah. Tidak akan pernah penulis lupakan kejadian
sandal di Fresco. Uuupppssss…maap, keceplosan.
7. Bapak Michael dan Mama Helen, terima kasih atas semua doa, nasehat dan
kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.
8. Dche ganteng, Maria dan keluarga. Terima kasih atas semua bantuan, tempat
yang bisa menjadi laboratorium dan bisa menjadi tempat istirahat. Terima
kasih, hanya ucapan itu yang bisa penulis berikan.
9. Alietong, Merry, Ndut, Mitae, Jojoba, Livie, Momon, Ichank dan yang
lainnya. Tetaplah menjadi diva-diva sejati. Cobalah untuk mengerti orang lain,
maka kita tidak akan pernah sakit hati. Bersama kalian di Jogja, penulis
menjadi lebih mengerti apa arti hidup yang sebenarnya.
xi
10. Teman-teman Teknik Elektro. Andriy, Boyke, Sukur, Koko, Rawung,
Wharton, Bang Erik, Kabayan, Roni, Ricky, Bang Aldi, Brekele dan
lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan semuanya.
11. Teman-teman lainnya. Sithae, Gothe, Focolare, Louis, Anggi, Rangga,
Pelangi crew, Mataraga crew, Enat dan semua teman serta sahabat yang
tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas doa, dukungan dan
bantuan yang telah diberikan demi perjalanan S1 ini.
12. Laboran crew, terima kasih atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka
menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna, baik dari segi isi, tata bahasa maupun penulisannya. Hal ini dapat
terjadi karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kurangnya buku-buku
pendukung yang dimiliki penulis. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan
saran dan kritik yang membangun agar dalam proses penulisan di kemudian hari
dapat semakin baik.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
secara luas, baik bagi penulis maupun bagi semua pihak yang membacanya serta
dapat memenuhi fungsi dan tujuannya. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa
menyertai dan melindungi kita semua.
Yogyakarta, 19 Juli 2008
Penulis
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING .................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI ........................................... iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ............................ vi
INTISARI ...................................................................................................... vii
ABSTRACT ................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xviii
BAB I. PENDAHULUAN
I.1 Judul ............................................................................................... 1
I.2 Latar Belakang Masalah ................................................................ 1
I.3 Tujuan ............................................................................................ 2
I.4 Manfaat .......................................................................................... 2
I.5 Batasan Masalah ............................................................................ 2
I.6 Metodologi Penelitian .................................................................... 3
I.7 Sistematika Penulisan .................................................................... 3
BAB II. DASAR TEORI
II.1 Rumus Dasar ................................................................................ 5
II.1.1 Rangkaian Resistor............................................................ 5
II.1.2 Hukum Ohm ..................................................................... 6
II.2 Matriks Keypad ............................................................................ 6
II.3 Mikrokontroler AT89S51 ............................................................. 8
II.3.1 Organisasi Memori ........................................................... 9
II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51 ................ 14
II.3.3 Pemberian Clock pada Mikrokontrolet AT89S51 ............ 17
II.3.4 Struktur AT89S51 ............................................................. 18
xiii
II.4 Komunikasi Serial ........................................................................ 21
II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal ....................................... 22
II.4.2 IC Komunikasi Serial RS-485 .......................................... 24
II.4.3 Pemberian Bias pada Jaringan RS-485 ............................. 25
II.4.4 Kabel Jaringan pada RS-485 ............................................ 25
II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda
Potensial Listrik ................................................................ 26
II.5 LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 29
II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U ...................................... 31
II.5.1.1 Register ................................................................ 32
II.5.1.2 BF (Busy Flag) ..................................................... 32
II.5.1.3 AC (Address Counter) .......................................... 33
II.5.1.4 DDRAM (Display Data RAM) ............................. 33
II.5.1.5 CGROM (Character Generator ROM) ................ 33
II.5.1.6 CGRAM (Character Generator RAM) ................ 34
II.5.2 Pin LCD ............................................................................ 34
BAB III. PERANCANGAN ALAT
III.1 Perancangan Perangkat Keras ..................................................... 36
III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ........ 36
III.1.1.1 Rangkaian Osilator ............................................. 37
III.1.2 Perancangan LCD ............................................................ 37
III.1.3 Perancangan Keypad ....................................................... 38
III.1.4 Perancangan Komunikasi Serial RS-485 ........................ 40
III.1.4.1 IC komunikasi serial RS-485 .............................. 41
III.1.4.2 Pemberian Bias pada Jaringan ............................ 42
III.2 Perancangan Perangkat Lunak .................................................... 44
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan ........................................... 49
IV.2 Pengamatan Sistem dan Hasil Pengujian .................................... 50
IV.3 Scanning Kode Kamar ................................................................ 60
xiv
BAB V. PENUTUP
V.1 Kesimpulan .................................................................................. 62
V.2 Saran ........................................................................................... 62
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 63
LAMPIRAN PROSEDUR PENGGUNAAN ALAT .................................. L1
LAMPIRAN LISTING PROGRAM ........................................................... L2
LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP .................................................... L3
LAMPIRAN DATASHEET .......................................................................... L4
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Rangkaian Resistor Seri ........................................................................ 5
Gambar 2.2. Rangkaian Resistor Paralel .................................................................... 5
Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm ........................................................................... 6
Gambar 2.4. Rangakaian Keypad 4x3 ........................................................................ 7
Gambar 2.5. Rangkaian Tombol dengan Rpullup ......................................................... 8
Gambar 2.6. Efek Bouncing pada saat penekanan tombol ......................................... 8
Gambar 2.7. Diagram Kotak Inti AT89S51 ............................................................... 9
Gambar 2.8. Alamat RAM Internal dan Flash PEROM AT89S51 ......................... 10
Gambar 2.9. Peta Memori RAM Internal ................................................................ 11
Gambar 2.10. Peta Memori SFR AT89S51 ............................................................. 12
Gambar 2.11. Menghubungkan Kristal Sumber Detak ............................................ 18
Gambar 2.12. Diagram Pin Mikrokontroler AT89S51 ............................................ 18
Gambar 2.13. Sinyal Keluaran dari Pemancar (driver) ............................................ 22
Gambar 2.14. Sinyal Masukan untuk Penerima (receiver) ...................................... 22
Gambar 2.15. (a) Rangkaian Parallel Termination ................................................. 24
(b) AC-coupled Termination ............................................................. 24
Gambar 2.16. IC RS-485 .......................................................................................... 24
Gambar 2.17. Rangkaian Prasikap pada Jaringan RS-485 ....................................... 26
Gambar 2.18. Pemisahan Ground dengan Isolasi Optik .......................................... 27
Gambar 2.19. Penyambungan Ground Data dan Ground Lokal
dengan Koneksi Resistor .................................................................... 27
Gambar 2.20. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan Dioda Zener .......... 28
Gambar 2.21. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan
Dioda Zener dan Fuse Seri ................................................................ 28
Gambar 2.22. Susunan Umum Layar LCD .............................................................. 31
Gambar 2.23. Dimensi Layar LCD .......................................................................... 31
Gambar 2.24. DDRAM ............................................................................................ 33
xvi
Gambar 3.1. Diagram Blok Alat Pemanggil Gedung Berkamar Banyak ................ 35
Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil ........................................................ 36
Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 .................................................. 36
Gambar 3.4. Rangkaian Osilator .............................................................................. 37
Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler ............................................ 38
Gambar 3.6. Rangkaian Keypad Matriks 4x3 .......................................................... 39
Gambar 3.7. Rangkaian Komunikasi Serial RS-485 ................................................ 40
Gambar 3.8. IC RS-485 ............................................................................................ 41
Gambar 3.9. Rangkaian Prasikap untuk Jaringan .................................................... 44
Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama ............................................................ 45
Gambar 3.11. Diagram Alir Sub Rutin Tunggu Balasan .......................................... 47
Gambar 3.12. Diagram Alir dari Penulisan Karakter di LCD ................................ 48
Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil .................................................... 49
Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel ............................................. 50
Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil ..................................................... 52
Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar ......................................................................... 52
Gambar 4.5. Tampilan Keterangan .......................................................................... 52
Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi ..................................................... 53
Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 Karakter .......................................... 53
Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu .................................................................... 53
Gambar 4.9. Tampilan Identitas Setelah Tamu Mengisi Nama ............................... 54
Gambar 4.10. Tampilan Identitas dengan 16 Karakter ............................................ 54
Gambar 4.11. Tampilan Proses Kirim Pesan ........................................................... 54
Gambar 4.12. Tampilan Pesan Telah Terkirim ........................................................ 54
Gambar 4.13. Tampilan Penghuni Sibuk ................................................................. 55
Gambar 4.14. Tampilan Penghuni Tidak Sibuk ....................................................... 55
Gambar 4.15. Tampilan Penghuni Mengetik Pesan ................................................. 55
Gambar 4.16. Tampilan Penghuni Tidak Memberi Tanggapan ............................... 56
Gambar 4.17. Pengujian Alat dengan Kabel 3 meter ............................................... 56
Gambar 4.18. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 1...................................... 58
Gambar 4.19. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 2...................................... 59
xvii
Gambar 4.20. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 3...................................... 59
Gambar 4.21. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 4...................................... 60
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................................ 19
Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................ 20
Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi ...................................................................................... 34
Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada keypad matriks 4x3 ........................... 40
Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras .................................................... 49
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya ......................... 50
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya ......................... 51
Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter ....................................... 57
Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok .............. 57
Tabel 4.6. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Lurus .................... 57
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Judul
Bagian Pemanggil Alat Penerima Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak
Berbasis Mikrokontroler AT89S51.
I.2 Latar Belakang Masalah
Bel penerima tamu yang ada sekarang ini sudah dianggap tidak praktis
karena tamu tidak bisa langsung memanggil penghuni dan dapat mengganggu
penghuni lain. Bel penerima tamu biasa hanya dapat memberikan informasi
berupa suara bel yang mengindikasikan adanya tamu yang datang. Selain itu, tamu
tidak bisa mengetahui jika penghuni ada, sedang sibuk atau sedang keluar [1].
Pada penelitian ini, alat penerima tamu dibuat dengan menggunakan kabel
berbasis mikrokontroler yang dikirim secara serial. Mikrokontroler merupakan
terobosan teknologi mikroprosesor yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar
dan teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor. Teknologi semikonduktor
mempunyai kandungan transistor yang lebih banyak, namun hanya membutuhkan
ruangan yang kecil, dapat diproduksi secara masal dan murah [2].
Alat penerima tamu dengan menggunakan kabel berbasis mikrokontroler
dapat menggantikan bel listrik yang biasa digunakan. Bel listrik yang biasa
digunakan berfungsi untuk memanggil penghuni pada gedung berkamar banyak,
2
sehingga penghuni tidak segera mengetahui kepada siapa tamu berkunjung.
Dengan permasalahan tersebut, maka diperlukan alat penerima tamu pada gedung
berkamar banyak yang lebih efisien dan efektif.
I.3 Tujuan
Tujuan yang hendak dicapai adalah membuat suatu peralatan yang
berfungsi sebagai penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis
mikrokontroler AT89S51.
I.4 Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah tersedianya peralatan untuk memanggil
penghuni pada gedung berkamar banyak dan segera mengetahui keberadaan
penghuni tersebut.
I.5 Batasan Masalah
Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu
adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat, yaitu:
1. Terdapat empat kamar yang dipanggil.
2. Jangkauan komunikasi 20 meter.
3. Komunikasi menggunakan kabel.
4. Pesan ditampilkan menggunakan LCD.
5. Pesan diketik menggunakan keypad.
3
I.6 Metodologi Penelitian
Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis
membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :
1. Studi Pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari
berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun internet
mengenai hal-hal yang berkaitan.
2. Perancangan hardware dan software.
3. Membuat hardware dan software.
4. Melakukan pengujian hardware dan software alat penerima tamu
pada gedung berkamar banyak, sehingga dapat diketahui hasil
secara realistis.
5. Pengambilan data berdasarkan hasil pengujian pada alat.
6. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori
yang ada.
7. Menarik kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang
telah dilakukan.
I.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan, yang memuat :
Judul, Latar Belakang Masalah, Tujuan, Manfaat, Batasan
Masalah, Metodologi Penelitian, dan Sistematika Penulisan.
4
Bab II Dasar Teori, yang memuat :
Matriks Keypad, Mikrokontroler AT89S51, Komunikasi Serial,
LCD (Liquid Crystal Display), LPF (Low Pass Filter).
Bab III Rancangan Penelitian, yang memuat :
Perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.
Bab IV Hasil dan Pembahasan, yang memuat :
Hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat
lunak yang telah dibuat.
Bab V Penutup, yang memuat :
Kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan penelitian
selanjutnya.
BAB II
DASAR TEORI
II. 1 Rumus Dasar
II.1.1 Rangkaian Resistor
Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total
semakin besar [3]. Gambar 2.1 menunjukkan contoh resistor yang dirangkai
secara seri. Pada rangkaian resistor seri berlaku rumus:
Rtotal = R1 + R2 + R3 + Rn .......................................................................... (2.1)
R1 R3R2 Rn
Gambar 2.1. Rangkaian Resisto
angkaian resistor secara paralel aka
pengg
R
anti semakin kecil. Gambar 2.2 me
dirangkai paralel. Pada rangkaian resistor par
nRRRRR 1111 +++= .................................
321
Ga ian Res
R1
.
. . . . .
R2
R3
Rn . . .
.
..
mbar 2.2. Rangka istor
5
. . . .
r secara Seri [3].
n mengakibatkan nilai resistansi
nunjukkan contoh resistor yang
alel berlaku rumus:
............................................ (2.2)
secara Paralel [3].
6
II.1.2 Hukum Ohm
hm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan
jumla
Dimana:
V = tegangan (Vo
(Ampere)
II. ad
Konfigurasi matriks keypad terdiri dari tombol-tombol yang tersusun atas
ggunaan matriks keypad bertujuan untuk menghemat
jumlah port yang digunakan pada mikrokontroler. Matriks keypad 4x3 yang
Dari Hukum O
h arus yang mengalir melalui resistor tersebut. Gambar 2.3 menunjukkan
diagram Hukum Ohm.
Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm
lt)
I = arus
R = resistansi (Ohm)
P = daya (Watt)
2 Matriks Keyp
baris dan kolom [4]. Pen
7
artinya terdiri dari 4 baris (jalur output) dan 3 kolom (jalur input). Matriks keypad
ini tersusun dari 12 tombol, apabila tidak menggunakan konfigurasi matriks
keypad maka dibutuhkan 12 masukan sedangkan dengan matriks keypad hanya
menggunakan 7 masukan. Rangkaian matriks keypad sederhana dapat dilihat pada
Gambar 2.4.
2 3
4 5 6
1
7 8 9
* 0 #
B2
B3
B4
K1 K2 K3
B1
Gambar 2.4. Rangkaian keypad 4x3 [4].
Pengecekan pada matriks keypad adalah dengan sistem pengecekan secara
berurutan (scanning) ek angka 1, maka
terlebih dahulu kolom K1 diberi logika
Apabil
ada tombol sewaktu ditekan maupun pada saat dilepas ditunjukkan
. Sebagai contoh apabila ingin mengec
‘0’, lalu dilakukan pengecekan tiap baris.
a baris B1 = ‘0’ artinya tombol 1 sedang ditekan. Pengecekan ini juga
berlaku untuk tombol yang lainnya dengan pengecekan baris dan kolom secara
bergantian.
Gambar 2.5 memperlihatkan rangkaian tombol push-on dengan Rpullup
yang akan menghasilkan efek bouncing [4]. Diagram waktu goncangan
(bouncing) p
8
pada Gam
II. 3
M sor yang
dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar dan teknologi baru, yaitu teknologi
r mempunyai kandungan transistor yang
lebih ban
bar 2.5. Efek bouncing terjadi ketika tombol ditekan akan menghasilkan
getaran atau sebelum mencapai keadaan stabil atau tombol tersebut akan ON/OFF
berulang-ulang.
Gambar 2.5. Rangkaian tombol dengan Rpullup [4].
Gambar 2.6. Efek bouncing pada saat penekanan tombol [4].
Mikrokontroler AT89S51
ikrokontroler merupakan terobosan teknologi mikroprose
semikonduktor. Teknologi semikondukto
yak, namun hanya membutuhkan ruangan yang kecil, dapat diproduksi
secara masal dan murah [2]. Diagram kotak inti dari AT89S51 ditunjukkan pada
Gambar 2.7.
9
Serial, kontrol /counter seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.7. Pada pe litian ini, pembahasan mikrokontroler
dibatasi
emori data dan
rogram yang terpisah [2]. Pemisahan penyimpanan memori data dan program
n metode pengaksesan alamat 8 bit. Alamat RAM
Internal
Gambar 2.7. Diagram kotak inti AT89S51 [2].
Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari CPU, Memory, Port I/O, Port
interupsi, kontrol bus, osilator, dan timer
ne
pada organisasi memori, set instruksi, pemberian clock, serta struktur
AT89S51 yang menjelaskan kegunaan dari pin-pin IC tersebut.
II.3.1 Organisasi Memori
Semua produk AT89S51 memiliki ruang alamat m
p
dapat diakses menggunaka
dan Flash PEROM AT89S51 ditunjukkan pada Gambar 2.8.
10
Gambar 2.8. Alam PEROM AT89S51 [2].
AM Internal, Special Function Register (SFR) serta Flash PEROM
T89S51 akan dijelaskan pada bagian berikut.
1.
internal pada mikrokontroler AT89S51 terdiri atas:
a.
h register yang terdiri dari R0
gan R7. Delapan buah register tersebut dapat diubah ke
si nilai RS0
gister PSW (Program Status Word).
b.
RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga 7F dan dapat diakses dengan
pengalamatan langsung dan tak langsung.
at RAM Internal dan Flash
R
A
RAM Internal
RAM
Register Bank
Mikrokontroler ini memiliki 8 bua
sampai den
bank 1, bank 2 dan bank 3 dengan cara mengubah kondi
dan RS1 pada re
Bit Addressable RAM
RAM ini terletak pada alamat 20H sampai 2FH yang dapat dialamati
secara bit yang berarti bahwa alamat tersebut dapat menyimpan 8 bit
data yang tiap bit dapat dialamati sendiri-sendiri.
c. RAM Keperluan Umum
11
Lokasi RAM Internal dapat dilihat pada Gambar 2.9.
Gamb Internal [2].
2. Register Fungsi Khusus ( )
AT89S51 mem ungsi Khusus yang terletak di
alamat 80H samp pa register ini dapat dialamati
secara bit. Gamb n peta Register Fungsi Khusus.
a. Akumulator
Registe lamati secara bit.
Akumulator digunakan untuk hampir semua operasi logika dan
ar 2.9. Peta memori RAM
Special Function Register
punyai 21 Register F
ai dengan FFH. Bebera
ar 2.10 menunjukka
r ini terletak di alamat E0H dan dapat di a
aritmatika.
12
b. Por
a port
ialamati secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan
c. PSW (Progr
PSW seperti hasil aritmatika dan
logika.
d. Register B
ulator untuk proses aritmatika
ati secara bit.
t
AT89S51 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan
Port 3 yang terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semu
tersebut dapat d
bit data pada salah satu port tanpa mengganggu port yang lain.
Gambar 2.10. Peta memori SFR AT89S51 [2].
am Status Word)
berisi data bit hasil eksekusi program
Register ini digunakan bersama akum
selain digunakan untuk register biasa dan dapat dialam
13
e. Stack Pointer
Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H.
Proses yang berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh
instruk
f. Data Pointer
rupakan register 16 bit. DPTR biasa
g. Timer
empunyai dua buah 16 bit Timer/Counter yaitu : timer 0
H
h.
nggunakan serial
i.
vel
i. Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem
si-instruksi Push, Pop, Acall dan sebagainya.
Data pointer atau DPTR me
digunakan untuk mengakses data yang terletak di memori external.
Register
AT89S51 m
dan timer 1. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk
TH0, sedangkan Timer 1 terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8D
untuk TH1.
Serial Port Register
Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk
melakukan komunikasi dengan peralatan yang me
port.
Register Interupsi
Mikrokontroler ini memiliki 5 buah interupsi dengan dua le
prioritas interups
dikembalikan pada keadaan semula. Register yang behubungan dengan
interupsi adalah Interrupt Enable Register (IE) pada alamat A8H dan
Interupsi Priority Register (IP) pada alamat B8H.
14
3.
dan
terdapat pada Flash PEROM akan dieksekusi jika sistem dikembalikan
Bila sistem tersebut telah dikembalikan pada
kea
mik
PER
aka
II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51
ta keluarga mikrokontroler AT89S51 mengeksekusi
kelompok inst
aplikas
yang ce
pengala
pemrog
Boolea
1.
Mode-mode pengalamatan dapat dikelompokkan menjadi [2] :
Flash PEROM
AT89S51 mempunyai 4 kilo byte Flash PEROM yang dapat ditulis
dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer. Program yang
pada keadaan semula.
daan semula, maka pin EA/VPP akan berlogika satu, sehingga
rokontroler akan aktif berdasarkan program yang ada di Flash
OM. Tetapi apabila pin EA/VPP berlogika nol, maka mikrokontroler
n aktif berdasarkan program yang ada pada memori external.
Semua anggo
ruksi yang sama [2]. Kelompok instruksi ini telah dioptimasi untuk
i kontrol 8 bit, serta menyediakan berbagai macam mode pengalamatan
pat untuk mengakses RAM internal dan RAM external.
Bagian berikut ini akan menjabarkan mengenai mode-mode
matan tersebut serta berbagai macam instruksi yang dipergunakan dalam
raman AT89S51, antara lain instruksi logika, aritmatika, transfer data,
n, serta instruksi lompat.
Mode-mode Pengalamatan
a. Pengalamatan Langsung (Direct Addressing)
15
Dalam pengalamatan langsung, masukan data ditentukan berdasarkan
alamat 8 bit (1 byte) dalam suatu instruksi. Hanya RAM data internal
dan SFR yang bisa diakses secara langsung.
b. Pengalamatan Tak Langsung (Indirect Addressing)
Dalam pengalamatan tak langsung, instruksi menentukan suatu register
yang digunakan untuk menyimpan alamat masukan. Baik RAM
internal maupun eksternal dapat diakses secara tak langsung. Register
alamat untuk alamat-alamat 8 bit bisa menggunakan Stack Pointer dari
ih. Sedangkan untuk alamat 16 bit hanya bisa
an cara demikian bisa
tidak memerlukan
d.
ulator. Bilangan
a dituliskan dalam format heksa sebagai
64h ( MOV A,#64h ).
register bank yang dipil
menggunakan register pointer data 16 bit atau DPTR.
c. Instruksi-Instruksi Register
Register bank yang masing-masing berisi 8 register, dapat diakses
melalui instruksi dengan kode masukan yang mengandung 3 bit
spesifikasi register. Akses register deng
menghemat penggunaan kode instruksi karena
sebuah byte untuk alamat. Saat instruksi tersebut dikerjakan, satu dari
delapan register pada bank yang terpilih akan diakses.
Konstanta Segera (Immediate Constant)
Nilai dari suatu konstanta dapat segera menyatu dengan masukan kode
dalam memori program. Misalnya, instruksi : MOV A,#100, yang akan
menyimpan konstanta 100 (desimal) ke dalam akum
yang sama tersebut bisa jug
16
e.
2.
beb
Beb
DE
3. Ins
n operasi logika AND
(ins
(ins
pad
lain
4. Ins a
sfer data dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu
instruk
Pengalamatan Terindeks (Indexed Addressing)
Memori program hanya bisa diakses melalui pengamatan terindeks.
Pengalamatan terindeks digunakan dalam instruksi-instruksi “lompat
bersyarat”. Dalam hal ini, alamat tujuan dari instruksi lompat (jump)
dihitung sebagai jumlah dari penunjuk dasar (base pointer) dengan
data akumulator.
Instruksi Aritmatika
Instruksi-instruksi aritmatika selalu melibatkan akumulator, hanya
erapa yang melibatkan register lainnya (DPTR dan lain-lain) [2].
erapa contoh instruksi aritmatika antara lain ADD, ADDC, SUBB,
C, INC.
truksi Logika
Instruksi logika digunakan untuk melakuka
truksi ANL), OR(instruksi ORL), XOR (instruksi XRL), operasi clear
truksi CLR) dan NOT (instruksi CPL) pada suatu byte dan beroperasi
a masing-masing bit. Instruksi putar atau rotate (RL A, RLC A dan
nya) akan menggeser isi akumulator 1 bit ke kanan atau ke kiri.
truksi Transfer Dat
Instruksi tran
si transfer data yang mengakses ruang memori internal
menggunakan instruksi MOV dan MOVC serta transfer data yang
mengakses ruang memori external menggunakan instruksi MOVX.
17
Pengaksesan ruang memori external menggunakan Data Pointer (DPTR)
sebesar
5.
sable.
n antara lain ANL, SETB, CLR.
6. Instruk
JMP) dan instruksi lompat bersyarat (antara lain instruksi
Z).
II.3.3 P
IC ters enggunakannya,
kaki XTAL 1 dan XTAL 2 pada mikrokontroler AT89S51 dihubungkan dengan
sebuah kristal
menunj
AT89S
jenis s
16 bit.
Instruksi Boolean
Mikrokontroler AT89S51 memiliki sebuah prosesor boolean yang
cukup lengkap. Instruksi boolean digunakan pada operasi bit dan
melibatkan alamat pada internal RAM yang merupakan bit addres
Contoh instruksi Boolea
si Lompat (jump)
Instruksi lompat (jump) merupakan perintah yang digunakan pada
mikrokontroler AT89S51 untuk melakukan perpindahan alamat perintah
yang akan dieksekusi oleh CPU. Instruksi lompat ini dapat dibagi menjadi
dua macam, yaitu instruksi lompat tak bersyarat (antara lain instruksi
LJMP, AJMP, S
JZ, CJNE dan DJN
emberian Clock pada Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 memiliki osilator yang tersedia pada kemasan
ebut (on chip) sebagai sumber detak (clock) [2]. Untuk m
keramik dan kapasitor yang dihubungkan ke ground. Gambar 2.8
ukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan mikrokontroler
51. Besar kapasitor yang terhubung dengan sumber detak tergantung dari
umber detak yang dipasangkan. Bila sumber detak berupa kristal maka
18
besar k
kapasitor yang terpasang adalah 40 pF ± 10 pF.
II.3.4 Struktur AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 pin, 32 pin di antaranya
digunakan sebagai port paralel [2]. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga
32 pin membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal sebagai Port
0, Port 1, Port 2 dan Port 3. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 secara
lengkap ditunjukkan pada Gambar 2.9. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 pada
Gambar 2.12 dijelaskan pada Tabel 2.1.
apasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF dan bila jenis keramik besar
Gambar 2.11. Menghubungkan kristal sumber detak [2].
Gambar 2.12. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 [2].
19
Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].
No Pin Port Nama/ID Fungsi Keterangan
1 1-8 1
Sebagai input dengan
memberi logika ”1”.
Sebagai output, port
ini dapat memberikan
sink output ke em
TTL
I/O biasa
pat buah
2 5 1 MOSI Serial data input Multiple Output Single
Input
3 6 1 MISO Serial data output Multiple Input Single
Output
4 7 1 SCK Serial clock input Serial Clock
5 9 3 RST masukan reset
Reset Sebagai
6 10 3 RXD Sebagai serial input
7 11 3 TXD Sebagai serial output port
8 12 3 INT 0 i Interrupt 0
Sebagai external nterrupt 0
port
9 13 3 INT 1 Interrupt 1
Sebagai external
interrupt 1 port
10 14 3 T0 e 0
Timer 0 Sebagai
xternal timer input port
11 15 3 T1 ex r Sebagai rnal timte e
1 input port T imer 1
12 16 3 WR
Sebagai external data memory write
strobe port
Write
20
Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].
No Pin Port N D i Keterangan ama/I Fungs
13 17 3 RD a memory read rt
Read
Sebagai external dat
strobe po
14 18 XTAL 1 oscillator Sebagai
input
15 19
t XTAL 2
Sebagaioscillator
outpu
16 20 GND Sebagaiground Ground
17 21-28 2 I/O t t Input/Output Sebagai inpu
dan outpu
18 29 PSEN
Program Store Enable
Sebagai sinyal baca
untuk memori program
19 30 ALE masukan pulsa Address Latch Enable
Sebagai
program
20 31 V
Sebagai pengeksekusi pr ri
i
External Access Enable pp/EA
ogram damemori
eksternal, mengakses program secara nternal
21 3
Sebagai I/O
me n 2-39 0 biasa, mberikasink
22 40 Vcc Sebagai suplai
tegangan
21
II. 4 Komunikasi Serial
Sistem transmisi data secara serial ada dua jeni
1. Transmisi data secara tidak seimbang ed line).
Contoh transmisi data secar ng (unbalance line) adalah
dengan sistem RS-232 yang menggunaka kaw al
dan sebuah kawat penghantar untuk ac an (grounding). Pada sistem
ini nilai amplitudo sinyal tergantung pada beda potensial antara penghantar sinyal
terhadap ground.
2. ba
Pada sistem transmisi data s bang (balance line), kedua
penghantar selalu berfluktuasi saling bertolak-belakang sehingga selalu tercipta
beda potensial pada kedua penghantar. Pada sistem transmisi ini, sinyal masih
dapat terdeteksi pada jarak yang cukup jauh. Selain itu, sistem transmisi data
secara seimbang lebih tahan terhadap noise. Sistem transmisi data serial secara
seimbang ini biasanya menggunakan sistem standar RS-422 dan RS-485.
Sistem transmisi data secara serial dengan standar komunikasi serial RS-
485 dikembangkan sejak tahun 1983 dan mampu mentransmisikan data pada jarak
yang cukup jauh, yaitu 1,2 km. Standar komunikasi serial RS-485 dapat
diterapkan pada suatu jaringan telepon tunggal (party line) atau pada jaringan
multidrop (jaringan yang menggunakan topologi bus).
Ada sebanyak 32 pasang pemancar (driver)/penerima (receiver) yang
dapat disatukan pada jaringan multidrop. Sisi pemancar (driver) akan
menghasilkan tegangan sebesar 2 sampai 6 Volt yang berbeda polaritas pada
s [5] :
(unbalanc
a tidak seimba
n sebuah
uan pentanah
at penghantar untuk siny
Transmisi data secara seimbang ( lanced line).
ecara seim
22
terminal A-B dengan acuan titik tengah ground, seperti diperlihatkan pada
Gambar 2.13. Penerima (receiver) mampu menerima data dengan nilai amplitudo
sinyal minimal +200 mV sampai –200mV antara terminal A-B. Sehingga sisi
penerima dapat menerima sinyal dengan amplitudo antara +200 mV sampai
200mV (
ecara penuh oleh penerima dan tidak berbalik ke saluran transmisi lagi [5].
engaturan impedansi terminal ini mengacu pada panjang kabel penghantar dan
sinyal minimal) hingga +6 V sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih
dapat diterima, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.14.
Gambar 2.13. Sinyal keluaran dari pemancar (driver) [5].
Gambar 2.14. Sinyal masukan untuk penerima (receiver) [5].
A
CENABLE
B
(REQUIRED FOR RS-485)
+ 6
+ 2Toleransi
TeganganVAB
- 2
- 6Toleransi
II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal
Pengaturan impedansi terminal dimaksudkan agar sinyal dapat terserap
s
P
Vcm = Input Common Mode Voltagerentang tegangan untuk Vcm -7v > Vcm < +7v
+ 6 V
- 6 V
+ 200mV
- 200mVTeganganVAB
A
B
C
1/2Vi
Vcm
1/2Vi +Vi
ng
ma
-Vi
Ren
tate
gang
an
ksim
u m
Daerahtransisi
23
kecepatan laju data yang digunakan. Pengaturan impedansi terminal dapat
diabaikan bila delay propagasi saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.
Sebagai contoh, sebuah sistem yang menggunakan kabel dengan panjang
2000 feet (= 609,6 m), delay propagasi saluran data dapat dihitung dengan
panjang kabel dibagi dengan kecepatan laju propagasi yang biasanya sebesar 66%
sampai 75 bel 2000
et, perjalanan bolak-balik data 4000 feet dengan laju propagasi 0.66 x kecepatan
.2 µs. Bila perjalanan data sebanyak
tiga kali
Para
fek pemuatan DC.
% dari kecepatan cahaya (= 3x108 m/s). Dengan panjang ka
fe
cahaya, sehingga delay propagasi sebesar 6
bolak-balik maka delay propagasi sebesar 18.6 µs. Karena lebar satu bit
data untuk 9600 baud adalah 104 µs, hingga pada kasus ini pengaturan impedansi
terminal dapat diabaikan.
Ada dua macam pengaturan impedansi terminal :
1. Parallel Termination.
llel Termination adalah menambahkan resistor yang dipasang parallel
seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15a sebagai penyesuai impedansi.
Nilai resistor ini pada umumnya sebesar 120 Ω. Nilai ini didapatkan dari nilai
impedansi intrinsic kabel penghantar transmisi.
2. AC-couple Termination.
AC-couple Termination adalah menambahkan resistor yang dipasang parallel
sebagai penyesuai impedansi yang dirangkai seri dengan kapasitor kecil
seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15b. Kapasitor kecil berfungsi
untuk menghilangkan e
24
(a) (b)
mbar 2.15. (a) Rangkaian parallel termination (bGa ) AC-coupled termination [5].
II.4
485
kom uatan Texas Instrument, DS36C278
IC
Ga
.2 IC komunikasi serial RS-485
Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar RS-
yaitu IC RS-485. Ada berbagai seri IC RS-485 yang dikeluarkan pabrik
ponen elektronika, antara lain SN75176 b
buatan National Semiconductor, dan MAX48x serta MAX1487 buatan MAXIM.
RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti
mbar 2.16.
1
23 6
4
8
7
5
+5V+5V
Data inputdari
mikrokontroler
IC RS-485
3 K
2 K Do / R iRe
Di
V cc
Ground
Ro
Do / RiDe
[5]. Dengan Vcc = 5 Volt, maka penurunan tegangan VDE dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan 2.3, yaitu:
Gambar 2.16. IC RS-485 [5].
Resistor pembagi tegangan yang dipasangkan pada kaki De berfungsi
untuk memberikan prasikap tegangan. Prasikap tegangan untuk De sebesar 3 volt
25
VccRR
RV
ba
b ×+
= ........................................................................................ (2.3) DE
Jika Rb ditetapkan sebesar 3 kΩ, maka Ra = 2 kΩ. Sistem yang akan
dibuat menggunakan konfigurasi jaringan multidrop 2 kabel karena digunakan
untuk komunikasi half duplex yang diatur sebagai pengirim.
II.4.3 Pemberian Bias p
Pemberian bias pada jaringan ini berguna apabila jaringan dalam
keadaan
umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor
pulldown pada saluran
RS-485 dapat dilihat pada Gambar 2.17.
II.4.4 K
bel digunakan single
isted pair dan untuk sistem empat kabel menggunakan two twisted pair.
dengan kabel twisted pair.
ada Jaringan RS-485
kosong, maka sinyal dalam keadaan menunggu (idle) dan tidak dalam
keadaan mengambang (tidak tentu) [5]. Untuk memelihara status idle dalam
keadaan jaringan kosong, perlu dipasang resistor yang dirangkai pullup dengan
saluran data B terhadap Vcc (pada
data A terhadap ground. Rangkaian prasikap pada jaringan
abel Jaringan pada RS-485
Penggunaan kabel untuk jaringan komunikasi RS-485 pada umumnya
menggunakan kabel twisted pair [5]. Untuk sistem dua ka
tw
Seringkali penghantar untuk ground telah menyatu
Pada RS-485 terdapat rugi-rugi transmisi yang disebabkan oleh beberapa
faktor, antara lain : rugi–rugi sinyal AC, rugi–rugi hantaran DC, kebocoran arus
26
dan rugi–rugi dielektrik. Untuk kabel dengan kualitas tinggi, rugi–rugi penghantar
dan rugi–rugi dielektrik merupakan faktor yang sangat penting.
maksimal 6 Volt
]. Ja
erbeda karena setiap sistem menggunakan acuan ground lokal yang berbeda.
ntuk itu perlu dibedakan antara ground sinyal dengan referensi sinyal. Referensi
sinyal merupakan ground yang digunakan sebagai referensi sinyal komunikasi.
Ground sinyal adalah grounding lokal yang dapat juga mempunyai beda potensial
terhadap ground referensi.
Ada dua cara untuk menanggulangi perbedaan ground yang dapat
mengakiba
Gambar 2.17. Rangkaian prasikap pada jaringan RS-485 [5].
II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik
Sistem komunikasi dengan standar RS-485 menggunakan dasar sistem
perbedaan potensial sinyal dengan besar nilai perbedaan sinyal
[5 uhnya jarak antar sistem memungkinkan nilai amplitudo sinyal dapat
tkan perbedaan amplitudo sinyal, yaitu :
b
U
27
1. Memisahkan antara ground data dengan ground lokal/casing/ground power
meng
shunting
device. Metode ini memiliki dua cara yang memiliki kelebihan masing–masing :
gunakan koneksi optik (dapat berupa optocoupler atau komponen optik
yang lain) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.18.
2. Menyambungkan ground data dan ground lokal/ground power menggunakan
konektor dengan impedansi rendah (dapat berupa resistor dengan nilai
resistansi kecil) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19.
Gambar 2.18. Pemisahan ground dengan isolasi optik [5].
Gambar 2.19. Penyambungan Ground Data dan Ground Lokal
dengan Koneksi Resistor [5].
Ada pula cara pengamanan yang lain, yaitu dengan metode
28
. Cara pertama adalah dengan memasang dioda zener bolak-balik secara shunt
terhadap penghantar jaringan. Dioda dirangkai shunt terhadap ground ataupun
terhadap masing–masing penghantar jaringan. Kelebihan cara ini adalah
me tinggi. Sedangkan kelemahannya adalah
memiliki batas ambang tegangan yang tinggi dan tingkat pengamanannya
lambat seperti ditunjukkan pada Gambar 2.20.
2. Cara kedua adalah dengan memasang dioda zener bolak balik secara shunt dan
merangkai fuse secara seri seperti terlihat pada Gambar 2.21.
(a)
(b)
Gambar 2.20. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan Dioda Zener [5].
1
mberi proteksi terhadap arus yang
Gambar 2.21. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan
Dioda Zener dan Fuse Seri [5].
29
II. 5 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) atau peraga kristal cair merupakan suatu
lat yang banyak digunakan sebagai penampil karakter [6]. LCD mengandung
kristal cair yang merupakan moleku lekul organic kental yang mengalir
se
emua molekul disejajarkan dalam arah yang sama, sifat-sifat optic dari kristal
kan tergantung pada arah dan polarisasi sinar yang datang. Kesejajaran molekul-
olekul dapat diubah sifat-sifat optiknya menggunakan medan listrik. Kristal cair
yang diso s cahaya
yang keluar dari kristal elektrik. Sifat ini dapat
ilan panel datar.
a
l-mo
perti suatu cairan, namun memiliki struktur khusus, seperti kristal. Pada waktu
s
a
m
rot dengan suatu sinar mempunyai intensitas cahaya. Intensita
cair dapat dikendalikan secara
dimanfaatkan untuk membuat tampilan-tamp
Sebuah layar tampilan LCD terdiri atas dua plat kaca sejajar yang di
antaranya terdapat suatu volume tertutup yang berisi kristal cair. Elektroda-
elektroda transparan ditempelkan pada masing-masing plat dan digunakan untuk
menciptakan medan listrik di dalam kristal cair. Bagian-bagian yang berbeda pada
layar akan mendapatkan tegangan yang berlainan untuk menampilkan citra yang
lebih jelas. Polarisator dilekatkan pada bagian depan dan bagian belakang layar.
Polarisator–polarisator ini yang meyebabkan sinar terpolarisasi. Seberkas sinar di
belakang plat belakang akan menerangi layar dari belakang. Sinar ini berguna
membantu pembacaan dalam kondisi gelap. Susunan layar LCD pada umumnya
dapat dilihat pada Gambar 2.22.
Pemakaian daya pada LCD lebih rendah dibanding pemakaian daya pada
LED (Light Emitting Dioda). LCD membutuhkan sumber cahaya eksternal. Hal
30
ini merupakan salah satu kekurangan layar LCD karena pada umumnya sukar
dilihat dalam kondisi ruang yang sedikit pencahayaannya. Pada luasan yang di
sinari cahaya, pemantul (reflector) diletakkan di belakang LCD untuk
memantulkan kembali cahaya yang melewati layar untuk intensitas yang
maksimum.
Lifetime LCD tergantung pada pencahayaan (illumination). LCD yang
paling banyak digunakan adalah LCD monokrom atau LCD dengan satu warna.
Tampilan LCD tidak seterang dan sejernih dibanding dengan layar tabung (tube
display).
angan di belakang (backlight) lainnya adalah menggunakan satu atau
dua lamp
Untuk mengurangi masalah kesulitan melihat suatu karakter yang
ditampilkan pada LCD dalam kondisi ruang yang pencahayaannya buruk, maka
beberapa layar menggunakan suatu panel cahaya yang di dalamnya terdapat kaca
yang disebut layar electroluminescent. Tipe LCD ini mempunyai layar backlight,
yaitu layar yang mempunyai lampu di belakang panel. Penempatan lampu ini ada
yang terpisah dan ada pula yang menjadi satu dengan panel electroluminescent.
Teknik pener
u pijar (fluorescent). Kedua teknik pencahayaan ini membuat layar lebih
mudah untuk dibaca.
Perbedaan antara LCD dengan LED, dimana LCD tergantung cahaya
dari luar sedangkan LED menghasilkan cahaya. Sehingga cahaya dari luar
semakin terang, maka tampilan yang terdapat pada LCD juga semakin jelas.
Kekurangannya adalah jika ditempat gelap maka tampilan LCD tidak kelihatan
sedangkan tampilan LED dapat di lihat. Karena LCD tidak mengeluarkan cahaya,
maka penggunaan arus bagi LCD lebih rendah dari LED.
31
Gambar 2.22. Susunan umum layar LCD [6].
II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U
nya
terdapat dua byte [7].
LCD denga
jepang kana n
mi ensi
LCD denga x16 yang
berarti me n 16 kolom, seperti
Gambar 2.23. Dim nsi layar LCD [7].
Penelitian ini menggunakan LCD Hitachi HD44780U yang di dalam
driver HD44780U, memori 16 byte dan memori data 80
n driver HD44780 dapat menampilkan angka-angka, abjad, huruf
dan juga simbol-simbol lainnya. Interface LCD HD44780U denga
krokontroler AT89S51 dapat dilakukan dengan sistem 4 bit atau 8 bit. Dim
n driver HD44780U yang digunakan memiliki ukuran 2
miliki layar tampilan yang terdiri atas 2 baris da
yang terlihat pada Gambar 2.23.
e
32
Total jumlah karakter yang dapat ditampilkan sekaligus dalam satu layar
adalah sebanyak r terbentuk dari
susunan titik-titik (dot) yang berukuran 5x8. HD44780U memiliki beberapa
II.5.1.1 R
u dibaca dari atau ke dalam DDRAM ataupun
CGRAM.
II.5.1.2 BF (Busy Flag)
Busy Flag adalah bit yang menandakan apakah sedang terjadi operasi
internal atau tidak. Se ver HD44780U akan
menjalankan operasi internal, sehingga operasi selanjutnya tidak dapat dijalankan.
Agar dapat m
instruksi pertama dengan instruksi selanjutnya.
32 karakter, dengan masing-masing karakte
bagian sebagai berikut [7] :
egister
HD44780U memiliki dua buah register 8-bit, yaitu IR (Instruction
Register) dan DR (Data Register). IR (Instruction Register) merupakan register
yang hanya dapat ditulis untuk menyimpan kode-kode instruksi seperti Display
Clear, Cursor Shift dan juga untuk alamat dari DDRAM (Display Data RAM)
ataupun CGRAM (Character Generator RAM). Sedangkan DR (Data Register)
merupakan register yang bisa ditulis maupun dibaca untuk penyimpanan data
sementara yang akan ditulis ata
waktu BF (Busy Flag) bernilai ”1”, dri
enjalankan instruksi selanjutnya, perlu diperiksa apakah busy flag
tersebut telah bernilai ”0” , atau dapat dilakukan dengan memberikan waktu yang
lebih lama dari waktu yang dibutuhkan oleh eksekusi instruksi itu sendiri di antara
33
II.5.1.3 AC (Address Counter)
Fungsi dari AC (Address Counter) adalah untuk mengamati DDRAM
dan juga CGRAM.
II.5.1.4 DDRAM (Display Data RAM)
DDRAM menyimpan karakter-karakter yang dikirim (sandi ASCII) dan
yang ingin ditampilkan pada layar LCD. Register data menyimpan data sementara
menyimpan data sementara yang akan
dibaca da
DDRAM [7].
yang ditulis ke DDRAM atau CGRAM dan
ri DDRAM atau CGRAM. DDRAM memiliki kapasitas 80x8 bit atau 80
karakter. DDRAM dapat dilihat pada Gambar 2.24.
II.5.1.5 CGROM (Character Generator ROM)
CGROM merupakan ROM (Read Only Memory) berukuran 80x8 bit
yang mampu membangkitkan bentuk dot matrix berukuran 5x8 maupun 5x10 dari
8-bit kode karakter.
Gambar 2.24.
34
II.5.1.6 CGRAM (Character Generator RAM)
CGRAM merupakan penghasil karakter menggunakan sandi ASCII
ilkan ke layar LCD. CGRAM
berukura
LCD yang digunakan adalah LCD buatan Hitachi dengan driver
HD44780U yang memiliki 16 pin seperti yang terlihat pada Tabel 2.2 [7].
Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi [7].
No. Nama Pin Deskripsi
kemudian dikirim ke DDRAM untuk ditamp
n 64x8 bit yang memungkinkan pemakai untuk memprogram bentuk
karakter yang diinginkan.
II.5.2 Pin LCD
1 VCC +5V 2 GND 0V 3 VEE Tegangan Kontras LCD
4 RS Re ntah, 1= Register Data gister Select, 0=Register Peri
5 R/W 1=Read, 0=Write
6 E Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data 7 D0 Data Bus 0 8 D1 Data Bus 1 9 D2 Data Bus 2 10 D3 Data Bus 3 11 D4 Data Bus 4 12 D5 Data Bus 5 13 D6 Data Bus 6 14 D7 Data Bus 7 15 VBL+ 4-4,2 volt 16 VBL- GND
35
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Alat pemanggil penghuni gedung berkamar banyak ini terdiri dari dua
bagian, yaitu pemanggil yang diletakkan di depan pintu gedung dan bagian
terpanggil yang berada di dalam gedung. Bagian pemanggil berfungsi untuk
memanggil penghuni kamar di dalam gedung. Gambar 3.1 memperlihatkan
diagram blok sistem keseluruhan.
Gambar 3.1. Diagram blok alat pemanggil gedung berkamar banyak.
Tugas akhir ini hanya menghasilkan bagian pemanggil. Bagian
pemanggil terdiri dari mikrokontroller, LCD, keypad dan RS-485. Perancangan
bagian pemanggil terdiri dari dua perancangan, yaitu perancangan perangkat
lunak dan perancangan perangkat keras. Diagram blok bagian pemanggil
ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Mikrokontroler AT89S51
LCD Keypad
Slave 1
Slave 2
Slave 3
Slave 4
36
MikrokontrolerAT89S51
LCD KEYPAD
TX
RXRS485
Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil.
III.1 Perancangan Perangkat Keras
III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler pada bagian pemanggil berfungsi untuk mengolah data
masukan dari keypad, menampilkan karakter di LCD dan mengirim atau
menerima data dari bagian terpanggil dengan komunikasi serial RS-485.
Rangkaian mikrokontroler pada bagian pemanggil dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Keseluruhan proses kerja dari mikrokontroler dijalankan dengan perangkat lunak
yang akan dibahas pada bagian perancangan perangkat lunak.
Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler AT89S51 [8].
TX
RX
Bagian Terpanggil (4 kamar)
J4Gnd&Vcc
12
R3560
U2
SN75176
43
12
6
7
85
DDE
RRE
A
B
VCC
GN
D
X111.059M
J8
DATA LCD
12345678
J6
CON4
1234
C2 30pF
J5ISP
1 2 3 4 5 6
R110k
C1 30pF
C310uF
U1
AT89S52
91819 29
30
31
12345678
2122232425262728
1011121314151617
373635343332
3938
4020
RSTXTAL2XTAL1 PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)
P2.0/A8P2.1/A9
P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15
P3.0/RXDP3.1/TXD
P3.2/INTOP3.3/INT1
P3.4/TOP3.5/T1
P3.6/WRP3.7/RD
P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7
P0.0/AD0P0.1/AD1 VC
CG
ND
D4
R256
R656
R5560
R4100
J10
Key pad 3x4
12345678
J9GN
D &
VC
C
12
J7
E & RS
12
D3
D1
D2
37
III.1.1.1 Rangkaian Osilator
Rangkaian osilator menggunakan on-chip oscillator yang membutuhkan
sebuah kristal pembangkit frekuensi dan 2 buah kapasitor eksternal yang
ditunjukkan pada Gambar 3.4. Frekuensi osilator untuk mikrokontroler AT89S51
maksimal 33 MHz. Dalam perancangan digunakan kristal (X1) 11,0592 MHz
dengan alasan mudah didapat dan menghasilkan error minimal untuk komunikasi
dengan baud rate 1200 [8]. Kapasitor yang digunakan (C1 dan C2) berkapasitansi
30 pF ± 10 pF.
Gambar 3.4. Rangkaian Osilator [8].
III.1.2 Perancangan LCD
LCD ini menggunakan sistem pengiriman data 8 bit dan memerlukan 11
buah jalur untuk berhubungan dengan mikrokontroler AT89S51. Adapun jalur–
jalur tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.5.
AT89S51
91819 29
30
31
12345678
2122232425262728
1011121314151617
3938373635343332
RSTXTAL2XTAL1 PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7
P2.0/A8P2.1/A9
P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15
P3.0/RXDP3.1/TXD
P3.2/INTOP3.3/INT1
P3.4/TOP3.5/T1
P3.6/WRP3.7/RD
P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7
X111.0592 MHz
C2 30 pF
C1 10 pF
38
Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan mikrokontroler.
Kesebelas jalur tersebut terdiri atas 8 jalur untuk data yang akan
dikirimkan (DB0 hingga DB7) pada LCD. Jalur tersebut dihubungkan dengan
P0.0 s/d P0.1 pada mikrokontroler. Sedangkan 3 jalur masing masing yaitu untuk
membedakan jenis data yang dikirim adalah port RS (Register Select) pada LCD,
dihubungkan dengan port P1.0 pada mikrokontroler. Port R/W (Read/Write) pada
LCD menandakan akan diadakan pengiriman data. Port tersebut dihubungkan
dengan port P1.2 pada mikrokontroler. Sedangkan port E (Enable) pada LCD
merupakan sinyal detak dan dihubungkan dengan port P1.1 pada mikrokontroler.
III.1.3 Perancangan Keypad
Perancangan ini menggunakan keypad matriks 4x3. Keypad matriks ini
dihubungkan dengan port 2 dari mikrokontroler AT89S51 dengan 4 baris (B1–
B4) dihubungkan dengan jalur P2.0...P2.3 dan tiga kolom (K1–K3) dihubungkan
D6
D5
D4
TUGAS AKHIR
VCC
D2
W E L C O M E
D3
D0
U1
AT89S52
91819 29
30
31
12345678
2122232425262728
1011121314151617
373635343332
3938
4020
RSTXTAL2XTAL1 PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)
P2.0/A8P2.1/A9
P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15
P3.0/RXDP3.1/TXD
P3.2/INTOP3.3/INT1
P3.4/TOP3.5/T1
P3.6/WRP3.7/RD
P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7
P0.0/AD0P0.1/AD1 V
CC
GN
D
D1
13
2
EN
B
R/
W
VCC
VCC
RS
VC
C K
GN
D A
VE
E
D7
39
dengan jalur P2.4...P2.6. Rangkaian keypad matriks dengan mikrokontroler
AT89S51 dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Rangkaian keypad matriks 4x3.
Baris 1 sampai dengan baris 4 (P2.0...P2.3) berfungsi sebagai masukan
mikrokontroler, sedangkan kolom 1 sampai dengan kolom 3 (P2.4...P2.6) berfungsi
sebagai keluaran pada mikrokontroler. Keypad matriks ini bekerja dengan sistem
scanning tombol satu per satu.
Keluaran dari mikrokontroler AT89S51 akan memberikan kondisi ‘0’
pada setiap port keluaran secara bergantian. Sehingga apabila ada tombol yang
ditekan maka baris pada tombol tersebut akan memiliki kondisi ‘0’ dan
memberikan masukan pada mikrokontroler. Adapun keluaran penekanan tombol
keypad selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.1. Keypad matriks ini digunakan
untuk memanggil penghuni rumah dengan menekan kamar mana yang dipanggil
dan juga untuk mengetik pesan.
6
7
U1
AT89S52
91819 29
30
31
12345678
2122232425262728
1011121314151617
373635343332
3938
4020
RSTXTAL2XTAL1 PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)
P2.0/A8P2.1/A9
P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15
P3.0/RXDP3.1/TXD
P3.2/INTOP3.3/INT1
P3.4/TOP3.5/T1
P3.6/WRP3.7/RD
P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7
P0.0/AD0P0.1/AD1 V
CC
GN
D
*
8
0
9
#
2 31
4
J9GN
D &
VC
C
12
5
40
Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada keypad matriks 4x3.
KARAKTER P0.0 Baris1
P0.1 Baris 2
P0.2 Baris 3
P0.3 Baris 4
P0.4 Kolom 1
P0.5 Kolom 2
P0.6 Kolom 3
‘.,?”1’ 0 1 1 1 0 1 1
‘abc2ABC’ 0 1 1 1 1 0 1
‘def3DEF’ 0 1 1 1 1 1 0
‘ghi4GHI’ 1 0 1 1 0 1 1
‘jkl5JKL’ 1 0 1 1 1 0 1
‘mno6MNO’ 1 0 1 1 1 1 0
‘pqrs7PQRS’ 1 1 0 1 0 1 1
‘tuv8TUV’ 1 1 0 1 1 0 1
‘wxyz9WXYZ’ 1 1 0 1 1 1 0
‘*+’ 1 1 1 0 0 1 1
‘ 0’ 1 1 1 0 1 0 1
‘#’ 1 1 1 0 1 1 0
III.1.4 Perancangan Komunikasi Serial RS-485
Sistem komunikasi yang digunakan pada perancangan ini adalah sistem
komunikasi serial RS-485. Sistem ini dipilih karena standar komunikasi ini
memiliki beberapa kelebihan, antara lain lebih tahan terhadap noise untuk
penggunaan pada jarak yang cukup jauh (1,2 km) [4]. Rangkaian komunikasi
serial RS-485 ditunjukkan pada Gambar 3.7.
1
2
3
4
8
7
6
5
1
2
3
4
5
6
KonektorRJ-11
+5V
+ 5VIC RS -485
3 K
2 K
120
12 0
120
680
680
47
47
2,2 F
2,2 F
D1
D2
D3
D4
D1-4 = Zener 6V
P3.0
P3.1
P1.7
Gambar 3.7. Rangkaian komunikasi serial RS-485 [4].
41
III.1.4.1 IC komunikasi serial RS-485
Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar RS-
485 yaitu IC RS-485. Ada berbagai seri IC RS-485 yang dikeluarkan pabrik
komponen elektronika, antara lain SN75176 buatan Texas Instrument, DS36C278
buatan National Semiconductor, dan MAX48x serta MAX1487 buatan MAXIM.
IC RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti
Gambar 3.8.
1
23
4
8
7
6
5
+5V+5V
Data inputdari
mikrokontroler
IC RS-485
3 K
2 K Do / R i
Do / Ri
Ro
Re
De
Di
V cc
Ground
Gambar 3.8. IC RS-485 [4].
Resistor pembagi tegangan yang dipasangkan pada kaki De berfungsi
untuk memberikan prasikap tegangan. Prasikap tegangan untuk De sebesar 3 volt
[10]. Dengan Vcc = 5 Volt, maka penurunan tegangan VDE dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan 2.3, yaitu:
RbRaRb+
= VccVDe
RbRaRb+
= 53
42
Jika Rb ditetapkan sebesar 3 kΩ, maka Ra = 2 kΩ. Sistem yang akan
dibuat menggunakan konfigurasi jaringan multidrop 2 kabel karena digunakan
untuk komunikasi half duplex yang diatur sebagai pengirim.
III.1.4.2 Pemberian Bias pada Jaringan
Pemberian prasikap tegangan pada jaringan baik prasikap positif maupun
prasikap negatif dimaksudkan untuk menghindari keadaan sinyal yang tidak stabil
saat tidak ada data (keadaan menunggu/idle). Pemberian prasikap ini dengan
memasangkan resistor prasikap antara line A dengan ground dan resistor antara
line B dengan Vcc (+5V).
Konfigurasi sistem komunikasi yang akan diimplementasikan adalah :
a. Memiliki 2 resistor penyesuai impedansi 120 Ω, yang akan dipasangkan pada
bagian pengirim dan bagian penerima yang letaknya paling jauh dari
pengirim.
b. Impedansi tiap rangkaian komunikasi RS-485 (bernilai sama untuk pengirim
dan penerima) sebesar 12 kΩ.
c. Direncanakan ada 4 rangkaian komunikasi RS-485.
d. Tegangan catu 5 Volt dengan amplitudo sinyal minimal 200 mV.
Besar nilai resistansi prasikap dihitung sebagai berikut :
1. Jumlah beban keseluruhan 4 rangkaian, masing–masing 12 kΩ dirangkai
paralel sehingga jumlah beban = 3 kΩ, menggunakan persamaan 2.2:
Rp1 =
R1 +
R1 +
R1 +
R1
43
ΩK12
1 = R41
4R = 12 KΩ
R = 3 KΩ
2. Dirangkai paralel dengan 2 resistor penyesuai impedansi 120 Ω,
menggunakan persamaan 2.2:
Rp1 =
11R
+ 2
1R
+ 3
1R
Rp = 3000
1 + 120
1 +120
1
= 3000
51
Rp = 58,8 Ω
3. Dengan nilai amplitudo sinyal minimal 200 mV, maka arus yang dihasilkan
adalah:
RVI =
I = Ω8,58
200mv
I = 3,4 mA
Untuk menciptakan prasikap arus sebesar itu dengan tegangan catu 5 Volt,
maka resistor yang dibutuhkan adalah:
R = IV
= mAV
4,35
R = 1470 Ω
44
4. Prasikap resistor dipasangkan pada 2 sisi yaitu antara Vcc dengan line dan
line dengan ground maka nilai prasikap resistansi 2
1470 Ω = 735 Ω ≈ 727 Ω
(680 Ω + 47 Ω).
Hasilnya seperti pada Gambar 3.9. Nilai resistansi dibulatkan ke bawah
dengan pertimbangan kelebihan prasikap hanya berakibat kecil pada sistem
dibandingkan prasikap yang terlalu rendah.
Gambar 3.9. Rangkaian prasikap untuk jaringan.
III.2 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada bagian pemanggil mempunyai fungsi
utama untuk memanggil penghuni kamar yang dituju. Proses selanjutnya adalah
melakukan komunikasi dengan penghuni kamar. Diagram alir keseluruhan
program atau disebut sebagai program utama ditunjukkan pada Gambar 3.10.
Diagram alir program utama diawali dengan inisialisasi program.
Inisialisasi ini meliputi inisialisasi timer, inisialisasi komunikasi serial dan
inisialisasi LCD. Selanjutnya program akan menampilkan kalimat di LCD untuk
1
2
3
4
8
7
6
5
1
2
3
4
5
6
KonektorRJ-11
+5V
+5VIC RS-485680
680
47
47
A
B
45
memberi petunjuk bagi tamu untuk menekan tombol ’#’ di keypad. Setelah tombol
ditekan, maka akan muncul tampilan di LCD berupa petunjuk perintah selanjutnya
agar tamu menekan nomor kamar yang akan dikunjungi.
Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama
Mulai
Inisialisasi
Tampilan Awal
Tombol # ditekan?
Tidak
Ya
Tampilan Pilih Kamar
Kode = kode 1
Ya
Kamar 1
Kode = kode 3
Ya
Kamar 2
Kode = kode 7
Ya
Kamar 3
Kode = kode 9
Ya
Kamar 4
Tidak Tidak Tidak Tidak
Tampilan Keterangan
Tampilan Identitas
Proses Komunikasi
Tunggu Balasan
Selesai
46
Setelah tamu memilih kamar yang akan dituju, program akan melakukan
scanning keypad. Scanning keypad pada bagian ini hanya memeriksa 4 tombol
yang ditekan sesuai dengan jumlah kamar. Bila salah satu kamar sudah dipilih,
maka akan memberikan nilai pada suatu variabel sebagai kode kamar yang
dipanggil. Selanjutnya muncul tampilan keterangan dan muncul tampilan
identitas.
Proses selanjutnya adalah proses tunggu balasan. Sub program ini terdiri
dari pengiriman panggilan ke kamar dan menunggu balasan dari penghuni kamar,
seperti pada Gambar 3.11.
Setelah mengirimkan data panggilan ke kamar, maka program
menunggu data dari kamar. Program memeriksa kode data yang dikirim dari
kamar. Kode terakhir merupakan pemberitahuan bahwa penghuni kosong. Setelah
kode terakhir dikirim, maka program akan menampilkan karakter yang
ditampilkan LCD.
Proses penulisan karakter di LCD ditunjukkan pada Gambar 3.12.
Penulisan karakter di LCD untuk menuliskan pesan menggunakan metode
penulisan seperti handphone. Saat keypad ditekan, maka dilakukan pengecekan
banyaknya penekanan keypad. Karakter yang dihasilkan berdasarkan total
penekanan. Dimana saat mengetik satu tombol pada keypad, tidak hanya ada satu
alpabet tetapi terdiri dari beberapa alpabet ataupun nomor. Pergantian kolom
ditentukan oleh waktu dan juga pergantian dari perubahan keypad yang ditekan.
Kemudian karakter-karakter tersebut akan ditampilkan di LCD.
47
Gambar 3.11. Diagram alir sub rutin tunggu balasan.
Tidak
Ya Ya
Kirim panggilan ke kamar sesuai kode kamar
Tidak Kode = kode 2
Menampilkan bahwa penghuni sibuk
Kode = kode 5
Menampilkan bahwa penghuni segera menemui
Kode = kode 8
Menampilkan penghuni kirim pesan tanggapan
Ya
Tidak
Mulai
Time Over ?
Menampilkan penghuni kosong
Selesai
Ya
Tombol # ditekan?
Tidak
Ya
Main Program
Balasan Masuk
48
Gambar 3.12. Diagram alir penulisan karakter di LCD
49
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan
Perangkat keras hasil perancangan ditunjukkan pada Gambar 4.1. Fungsi
dari setiap bagian pada perangkat keras dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil.
Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras
No Nama Bagian Fungsi 1 LCD Untuk menampilkan proses komunikasi 2 Pengatur kontras LCD Untuk mengatur kontras pada LCD 3 Keypad Sebagai masukan data
4 Kabel konektor Rx, Tx dan GND Sebagai penghubung komunikasi antara masing-masing rangkaian
5 Kabel konektor power supply Sebagai penghubung rangkaian ke power supply
LCD
Keypa
Kabel konektorKabel konektor Rx, Tx dan GND
Pengatur kontras LCD
50
4.2 Pengamatan Sistem dan Hasil Pengujian
Pengujian alat menggunakan transmisi kabel dengan konfigurasi
ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel
Pada alat penerima tamu ini setiap rangkaian dihubungkan pada catu daya
dengan tegangan keluaran sebesar 5 volt. Pengujian dilakukan menggunakan 1
buah catu daya untuk 1 rangkaian master dan 4 rangkaian slave. Namun tegangan
keluaran dari 1 buah catu daya tidak dapat men-suplai 5 rangkaian. Dimana, setiap
rangkaian dapat bekerja pada level tegangan 4,5 volt sampai 5,5 volt. Pengukuran
terhadap tegangan keluaran dari masing-masing rangkaian dapat dilihat pada
Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya
Catu daya 5V Hasil Pengukuran
Rangkaian master 4,74 volt
Rangkaian slave 1 3,82 volt
Rangkaian slave 2 3,55 volt
Rangkaian slave 3 2,97 volt
Rangkaian slave 4 2,63 volt
Mikrokontroler AT89S51
LCD Keypad
20 m Slave 1
3 m Slave 2
3 m Slave 3
3 m Slave 4
51
Oleh karena itu, pada alat penerima tamu ini setiap rangkaian dihubungkan
pada catu daya, baik pada rangkaian master maupun masing-masing rangkaian
slave. Setiap catu daya mempunyai tegangan keluaran sebesar 5 volt karena pada
setiap rangkaian catu daya menggunakan regulator LM 7805. Pengukuran
terhadap tegangan keluaran dari regulator LM 7805 pada setiap catu daya yang
telah dihubungkan pada masing-masing rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya
Catu daya 5V (regulator LM 7805) Hasil Pengukuran
Rangkaian master 4,74 volt
Rangkaian slave 1 4,98 volt
Rangkaian slave 2 4,926 volt
Rangkaian slave 3 4,929 volt
Rangkaian slave 4 4,904 volt
Dengan 5 buah catu daya yang dihubungkan pada masing-masing
rangkaian, maka pengujian dan pengamatan sistem kerja dapat dilakukan.
Pengamatan kerja alat penerima tamu ini dilakukan dengan membandingkan data
yang dikirim dari bagian pemanggil dengan data yang dikirim bagian terpanggil.
Begitu juga sebaliknya, membandingkan data tanggapan dari bagian terpanggil ke
bagian pemanggil. Data yang dimaksud dilihat dari tampilan pada LCD. Gambar
4.3 menunjukkan tampilan awal dari alat penerima tamu.
52
Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil
Pada tampilan awal, tamu disuruh menekan tombol # untuk lanjut ke
proses selanjutnya. Tampilan selanjutnya adalah tampilan untuk pilih kamar,
dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar
Jika tombol yang ditekan tidak sesuai dengan tombol yang ada pada
pilihan kamar, maka tidak akan ada tampilan selanjutnya. Gambar 4.5
menunjukkan tampilan selanjutnya apabila salah satu tombol yang sesuai pada
tampilan pilih kamar ditekan. Gambar 4.6 menunjukkan tampilan setelah
keterangan diisi oleh tamu. Tampilan ini bertujuan untuk mengetahui apa maksud
kedatangan tamu tersebut.
Gambar 4.5. Tampilan Keterangan
53
Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi
Tamu dapat mengisi tampilan keterangan sebanyak 32 karakter. Gambar
4.7 menunjukkan tampilan keterangan yang diisi sebanyak 32 karakter. Setelah
selesai mengisi apa yang dibutuhkan tamu atau apa maksud kedatangan tamu,
maka tamu menekan tombol #. Penekanan tombol # bertujuan untuk lanjut ke
proses berikutnya, yaitu tampilan identitas tamu. Hal ini dimaksudkan agar
penghuni mengetahui siapa yang ingin berkunjung. Gambar 4.8 menunjukkan
tampilan agar tamu mengisi nama. Gambar 4.9 menunjukkan tampilan setelah
tamu mengisi nama. Tamu dapat mengisi tampilan identitas sebanyak 16 karakter.
Gambar 4.10 menunjukkan tampilan identitas setelah diisi sebanyak 16 karakter.
(a) (b)
Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 karakter
Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu
54
Gambar 4.9. Tampilan Identitas Setelah Tamu Mengisi Nama
Gambar 4.10. Tampilan Identitas dengan 16 karakter
Setelah tamu selesai mengisi nama dan kursor berpindah, tamu menekan
tombol # yang menandakan akhir dari pengetikan. Kemudian tamu menekan
tombol # lagi, yang bertujuan untuk mengirim data ke kamar yang dimaksudkan.
Gambar 4.11 menunjukkan tampilan pada LCD yang menandakan proses kirim
pesan. Gambar 4.12 menunjukkan tampilan bahwa pesan yang dikirim telah
sampai di kamar yang dituju.
Gambar 4.11. Tampilan Proses Kirim Pesan
Gambar 4.12. Tampilan Pesan Telah Terkirim
55
Setelah itu, tamu menunggu tanggapan dari penghuni kamar yang ingin
dikunjungi. Apabila penghuni memberi tanggapan sibuk, maka pada bagian
pemanggil akan muncul tampilan. Gambar 4.13 menunjukkan tampilan bahwa
penghuni sibuk.
Gambar 4.13. Tampilan Penghuni Sibuk
Gambar 4.14 menunjukkan tampilan apabila penghuni memberi tanggapan
tidak sibuk. Gambar 4.15 menunjukkan tampilan apabila penghuni ingin
menanyakan lebih jelas apa keperluan tamu, yaitu dengan mengetik pesan.
Gambar 4.16 menunjukkan tampilan penghuni tidak memberi tanggapan atau
penghuni sedang tidak berada di rumah. Tampilan ini muncul setelah 25 detik
(time over) yang telah diatur pada program.
Gambar 4.14. Tampilan Penghuni Tidak Sibuk
Gambar 4.15. Tampilan Penghuni Mengetik Pesan
56
Gambar 4.16. Tampilan Penghuni Tidak Memberi Tanggapan
Setelah tamu menerima tanggapan dari penghuni, maka tamu diharuskan
menekan tombol ‘#’ agar tampilan di LCD kembali ke tampilan awal. Sesuai
perancangan, alat penerima tamu ini menggunakan 4 rangkaian slave yang
dihubungkan pada 1 rangkaian master. Gambar 4.17 menunjukkan pengujian alat
dengan kabel sepanjang 3 meter menggunakan 1 rangkaian master dan 3
rangkaian slave. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali untuk setiap kamar. Hasil
pengamatan untuk semua kamar dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Gambar 4.17. Pengujian Alat dengan Kabel 3 meter
Selanjutnya dilakukan pengiriman 10 kali untuk setiap kamar dengan
panjang kabel dari master ke slave 1 adalah 20 meter. Panjang kabel yang
digunakan antara slave 1 dengan slave lainnya adalah 3 meter. Pada percobaan ini,
kabel sepanjang 20 meter dibuat berbelok. Hasil pengamatan untuk semua kamar
dapat dilihat pada Tabel 4.5. Pada Tabel 4.6 dapat dilihat hasil pengamatan untuk
Mikrokontroler AT89S51
LCD Keypad
Slave 1
3 m Slave 2
3 m Slave 3
3 m
57
semua kamar seperti pada Tabel 4.4 tetapi dengan yang kabel sepanjang 20 meter
dibuat lurus.
Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter
Pengiriman ke- Berhasil Tidak Berhasil 1 √ - 2 √ - 3 √ - 4 √ - 5 √ - 6 √ - 7 √ - 8 √ - 9 √ - 10 √ -
Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok
Pengiriman ke- Berhasil Tidak Berhasil 1 √ - 2 √ - 3 √ - 4 √ - 5 √ - 6 √ - 7 √ - 8 √ - 9 √ - 10 √ -
Tabel 4.6. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Lurus
Pengiriman ke- Berhasil Tidak Berhasil 1 √ - 2 √ - 3 √ - 4 √ - 5 √ - 6 √ - 7 √ - 8 √ - 9 √ - 10 √ -
58
Berdasarkan hasil pengamatan pada keseluruhan tabel, dapat dilihat bahwa
persentase kesalahan yang terjadi bernilai 0%. Selanjutnya dilakukan pengiriman
ke masing-masing kamar dan pengamatan dilakukan dengan hyper terminal.
Gambar 4.18 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 1 dan balasan dari
kamar 1. Gambar 4.19 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 2 dan balasan
dari kamar 2. Gambar 4.20 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 3 dan
balasan dari kamar 3. Gambar 4.21 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 4
dan balasan dari kamar 4.
Gambar 4.18. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 1
Balasan dari kamar (segera menemui)
Nama tamu
Keperluan tamu
Kamar yang dituju
59