1 COUNTER DAN TRANSPORTER BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 ABSTRAKSI Amri Arifianto, 20100307 COUNTER DAN TRANSPORTER BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 Skripsi, Fakultas Ilmu Komputer, 2005 Kata Kunci : Mikrokontroller AT89C51, Sensor Infra Merah, Seven Segment. ( x + 49 + Lampiran ) Counter barang berbasis mikrokontroller AT89C51 ini merupakan suatu alat yang dapat memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat lain serta sekaligus melakukan penghitungan dari jumlah barang yang telah dipindahkan yang ditampilkan pada dua buah seven segment display. Counter barang ini menggunakan dua buah sensor infra merah untuk mendeteksi barang atau benda yang akan dipindahkan. Jika alat ini dihidupkan namun tidak ada barang yang melewati sensor pertama, maka alat ini akan berada dalam kondisi standby dan hanya akan bekerja memindahkan barang hanya jika ada benda yang melewati sensor pertama. Selain memindahkan dan melakukan perhitungan, alat ini juga dilengkapi dengan alarm atau buzzer yang berfungsi untuk memberi tanda atau sinyal berupa suara bahwa barang yang dipindahkan telah maksimum. Program yang digunakan sebagai pengendali dari sistem ini adalah program bahasa rakitan atau assembly, di mana program ini mengatur secara keseluruhan kerja dari sistem. Pada sistem ini jumlah barang yang bisa dipindahkan maksimal adalah sebanyak 99 barang. Latar Belakang Dari zaman yang paling kuno sampai pada zaman sekarang, manusia telah ditakdirkan untuk bekerja, baik sebagai proses untuk bertahan hidup ataupun dengan tujuan untuk mengembangkan kreativitas. Hanya saja bedanya pada zaman terdahulu, kerja yang dilakukan kurang terorganisir dan media atau alat bantu yang digunakan masih tergolong minim. Sedangkan pada saat sekarang, para individu bekerja dan berlomba untuk mengembangkan daya kreatifitasnya. Tentu saja mereka lebih terencana dalam melaksanakan kerja serta alat bantu yang digunakan sudah tergolong efisien karena mengurangi faktor tenaga manusia yang telah digantikan peranannya oleh mesin serta alat bantu lainnya yang pada akhirnya akan meningkatkan efektivitas dan akurasi dalam prosesnya. Juga dikarenakan mesin lebih berdaya tahan jika dibandingkan dengan tenaga manusia. Dengan didasari pernyataan di atas, maka penulis berusaha membuat suatu alat dari rangkaian elektronika sederhana yang dapat melakukan dan menggantikan tugas manusia yang juga pada akhirnya akan mempermudah proses kerja manusia itu sendiri. Alat ini merupakan alat sederhana yang dapat memindahkan suatu barang dari satu titik tertentu ke titik lain yang diinginkan, serta melakukan proses penghitungan yang dilengkapi tampilan dari jumlah
19
Embed
counter dan transporter barang berbasis mikrokontroller at89c51 ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
COUNTER DAN TRANSPORTER BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER
AT89C51
ABSTRAKSI
Amri Arifianto, 20100307
COUNTER DAN TRANSPORTER BARANG BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 Skripsi, Fakultas Ilmu Komputer, 2005
Kata Kunci : Mikrokontroller AT89C51, Sensor Infra Merah, Seven Segment.
( x + 49 + Lampiran )
Counter barang berbasis mikrokontroller AT89C51 ini merupakan suatu alat yang dapat
memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat lain serta sekaligus melakukan penghitungan dari
jumlah barang yang telah dipindahkan yang ditampilkan pada dua buah seven segment display. Counter
barang ini menggunakan dua buah sensor infra merah untuk mendeteksi barang atau benda yang akan
dipindahkan. Jika alat ini dihidupkan namun tidak ada barang yang melewati sensor pertama, maka alat
ini akan berada dalam kondisi standby dan hanya akan bekerja memindahkan barang hanya jika ada
benda yang melewati sensor pertama. Selain memindahkan dan melakukan perhitungan, alat ini juga
dilengkapi dengan alarm atau buzzer yang berfungsi untuk memberi tanda atau sinyal berupa suara
bahwa barang yang dipindahkan telah maksimum. Program yang digunakan sebagai pengendali dari
sistem ini adalah program bahasa rakitan atau assembly, di mana program ini mengatur secara
keseluruhan kerja dari sistem. Pada sistem ini jumlah barang yang bisa dipindahkan maksimal adalah
sebanyak 99 barang.
Latar Belakang
Dari zaman yang paling kuno sampai pada zaman sekarang, manusia telah ditakdirkan untuk
bekerja, baik sebagai proses untuk bertahan hidup ataupun dengan tujuan untuk mengembangkan
kreativitas. Hanya saja bedanya pada zaman terdahulu, kerja yang dilakukan kurang terorganisir dan
media atau alat bantu yang digunakan masih tergolong minim. Sedangkan pada saat sekarang, para
individu bekerja dan berlomba untuk mengembangkan daya kreatifitasnya. Tentu saja mereka lebih
terencana dalam melaksanakan kerja serta alat bantu yang digunakan sudah tergolong efisien karena
mengurangi faktor tenaga manusia yang telah digantikan peranannya oleh mesin serta alat bantu lainnya
yang pada akhirnya akan meningkatkan efektivitas dan akurasi dalam prosesnya. Juga dikarenakan
mesin lebih berdaya tahan jika dibandingkan dengan tenaga manusia.
Dengan didasari pernyataan di atas, maka penulis berusaha membuat suatu alat dari rangkaian
elektronika sederhana yang dapat melakukan dan menggantikan tugas manusia yang juga pada akhirnya
akan mempermudah proses kerja manusia itu sendiri.
Alat ini merupakan alat sederhana yang dapat memindahkan suatu barang dari satu titik tertentu ke
titik lain yang diinginkan, serta melakukan proses penghitungan yang dilengkapi tampilan dari jumlah
2
barang yang telah dipindahkan. Alat tersebut dinamakan “Counter dan Transporter Barang Berbasis
Mikrokontroller AT89C51”.
Manusia terus membuat alat yang dapat mempercepat proses kerja. Namun kesemua itu tidak
terlepas dari keberadaan elemen-elemen pembentuk yang beroperasi bersama agar alat yang diinginkan
dapat bekerja sesuai dengan keinginan dan tujuan. Pada bab ini akan dibahas mengenai komponen-
komponen elektronika yang digunakan pada alat counter barang berbasis Mikrokontroller AT89C51.
Seven Segment Seven Segment merupakan sebuah komponen yang terdiri dari 7 buah led yang diatur dan
dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat membentuk angka 0 sampai dengan angka 9 dan dapat juga
menampilkan huruf.
Fungsi dari seven segment pada rangkaian counter barang ini adalah sebagai indikator tampilan
dari jumlah barang yang telah dipindahkan oleh mesin penggerak.
Gambar Seven Segment
Terdapat 2 jenis seven segment, yaitu Seven Segment Common Anode dan Seven Segment
Common Cathode. Jenis seven segment yang digunakan pada rangkaian counter barang ini adalah
seven segment jenis Common Anode.
Untuk seven segment common anoda, semua kaki-kaki anodanya dihubungkan dengan Vcc,
sedangkan semua kaki-kaki katodanya berfungsi sebagai input. Seven segment ini merupakan active
low, dengan arti bahwa komponen ini akan aktif jika diberi masukan bernilai low (0).
Gambar Rangkaian diskrit Seven Segment Common Anoda
D1TIL309
BCD
FG
A
E
3
1
2
18
24
16
17
25
2615
23
2714
2813
2912
3011
3110
329
338
347
356
365
4
3
37
38
39
40
21
22
20
19
P1.0
(T1)P3.5
(RD)P3.7
(WR)P3.6
(INT1)P3.3
(T0)P3.4
(INT0)P3.2
(TXD)P3.1
(RXD)P3.0
P0.0 (AD 0)
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.1
P1.2 P0.1 (AD 1)
P2.3 (A 11)
P2.4 (A 12)
P2.5 (A 13)
P2.6 (A 14)
P2.7 (A 15)
P0.7 (AD 7)
P0.6 (AD 6)
P0.5 (AD 5)
P0.4 (AD 4)
P0.3 (AD 3)
P0.2 (AD 2)
P2.0 (A 8)
P2.1 (A 9)
P2.2 (A 10)
VCC
EA
ALE
PSEN
RESET
XTAL2
GROUND
XTAL1
Mikrokontroller AT89C51 Pada rangkaian counter barang ini, prosesnya banyak dilakukan di mikrokontroller AT89C51.
Namun sebelum melanjukan pembahasan mengenai mikrokontroller AT89C51 ini, ada baiknya kita
mengetahui terlebih dahulu perbedaan antara mikrokontroller dan mikroprosessor. Suatu microprosessor
adalah bagian dari CPU (Central Processing Unit) dari sebuah komputer, tanpa memori, tanpa I/O dan
tanpa peripheral yang dibutuhkan oleh sebuah sistem lengkap. Sebagai contoh, IBM 8088 dan 80X86
yang hanya bekerja apabila mendapat dukungan berupa RAM, ROM dan I/O.
Bila sebuah mikroprosessor dikombinasikan dengan I/O dan memori (RAM/ROM), akan dihasilkan
sebuah mikrokomputer. Pada kenyataannya, mengkombinasikan CPU (Central Processing Unit) dengan
memori serta I/O dapat juga dilakukan dalam level chip, yang menghasilkan Single Chip Microcomputer
(SCM) yang kemudian diberi nama mikrokontroller karena digunakan untuk mengendalikan hardware.
Karena mikrokontroller telah memiliki peripheral yang terdapat pada satu chip IC, maka
mikrokontroller memiliki kelebihan dalam hal:
Kemudahan dalam merancang system berbasis Mikrokontroller.
Mikrokontroller yang digunakan pada rangkaian counter barang ini adalah Mikrokontroller jenis
AT89C51 yang konfigurasi kaki-kakinya terlihat pada gambar Mikrokontroller AT89C51 ini memiliki
feature-feature antara lain:
a. Sebuah Central Processing Unit 8 bit.
4
b. RAM internal 128 byte (On Chip).
c. 2 buah timer/counter 16 bit.
d. Oscilator internal dan rangkaian pewaktu.
e. 5 buah jalur interupsi (3 buah interupsi internal dan 2 buah interupsi external).
f. Sebuah port serial dengan Full Duplex UART.
g. 32 buah jalur I/O yang dapat diprogram.
h. Mempunyai kemampuan dalam melakukan operasi perkalian, pembagian dan Boolean (bit).
i. EPROM yang berkapasitas 4 Kbyte untuk program memori.
Kecepatan maksimum dalam pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 µ s pada frekuensi
clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroller yang digunakan adalah 12 MHz, maka
kecepatan pelaksanaan instruksi per siklus adalah 1µ s.
Lihat diagram bloknya pada Gambar di bawah ini
Diagram Blok Mikrokontroller AT89C51
5
Berikut adalah penjelasan dari tiap kaki pada Mikrokontroller AT89C51 :
a. Port 0 Port 0 merupakan dual-purpose port (port yang memilki dua kegunaan). Pada desain yang minimum (sederhana) digunakan sebagai port I/O (Input/Output). Pada desain lebih lanjut port 0 juga dapat dikonfigurasikan sebagai bus data selama proses pengaksesan memori data dan program eksternal. Port 0 terdapat pada pin 32 sampai dengan pin 39.
b. Port 1 Port 1 terdapat pada pin 1 sampai dengan pin 8 yang berfungsi hanya sebagai port I/O.
c. Port 2 Port 2 merupakan dual-purpose port. Pada desain minimum digunakan sebagai port I/O. Pada
desain lebih lanjut port 2 digunakan sebagai high byte dari address. Port 2 terdapat pada pin 21
sampai dengan pin 28.
d. Port 3 Port 3 merupakan dual-purpose port. Selain berfungsi sebagai port I/O, port 3 juga memiliki
fungsi-fungsi khusus yang ditunjukkan pada Tabel berikut :
Fungsi Khusus Port 3
e. PSEN (Program Store Enable) PSEN merupakan kendali sinyal untuk mengakses program (code) memori eksternal. Pin ini
dihubungkan ke pin OE (Output Enable) dari EPROM. Sinyal PSEN akan bernilai 0 pada tahap
fetch (penjemputan) instruksi. PSEN akan selalu bernilai 0 pada pembacaan program memori
internal. PSEN terdapat pada pin 29.
f. ALE (Address Latch Enable) ALE digunakan untuk men-demultiplex alamat dan data bus. Ketika menggunakan program
memori eksternal, port 0 akan berfungsi sebagai address data bus. Pada setengah paruh pertama
memori cycle, ALE akan bernilai 1 sehingga mengijinkan penulisan alamat pada register eksternal
dan pada paruh berikutnya akan bernilai 0 sehingga port 0 dapat digunakan sebagai data bus
memori eksternal. ALE terdapat pada pin 30.
Port Pin Fungsi Alternatif
P3.0 Rxd (serial input port)
P3.1 Txd (serial output port)
P3.2 _INT0 (external interrupt 0)
P3.3 _INT1 (external Interrupt 1)
P3.4 T0 (timer 0 external input)
P3.5 T1 (timer 1 external input)
P3.6 _WR (external data memory write strobe)
P3.7 _RD (external data memory read strobe)
6
g. EA (External Access) Jika EA diberi masukan 0 atau dihubungkan ke ground, maka mikrokontroller akan
mengeksekusi program dari memori eksternal. Jika EA dihubungkan dengan Vcc maka
mikrokontroller mengakses program secara internal.
h. RST (Reset) Masukan reset. Jika pada pin ini diberi masukan 1 selama minimal 2 siklus mesin selama
oscilator bekerja, maka akan mereset mikrokontroller yang bersangkutan.
i. On-Chip Oscillator Pada mikrokontroller dengan arsitektur 8051, memiliki on-chip oscilator yang dapat bekerja jika
digerakkan dengan menggunakan kristal. Tambahan kapasitor diperlukan untuk menstabilkan
sistem. Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 µs pada frekuensi clock
24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroller yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan
pelaksanaan intsruksi persiklus adalah 1µs. On-chip oscilator terdapat pada pin 18 (XTAL2) dan
pin 19 (XTAL1).
j. Koneksi Power Supply tegangan sebesar 5 Volt. Pin Vcc terdapat pada pin 40 sedangkan ground terdapat
pada pin 20.
Reset Reset dapat dilakukan secara manual maupun otomatis saat power diaktifkan (Power on Reset).
Saat terjadi reset isi dari register akan berubah sesuai yang ada pada tabel.
Skema Rangkaian Reset
Reset terjadi dengan adanya logika 1 selama minimal 2 cycle pada kaki RST. Setelah kondisi pin
RST kembali low, mikrokontroller akan mulai menjalankan program dari alamat 0000H. Kondisi pada
internal RAM tidak terjadi perubahan selama reset.
Gambar di atas merupakan gambar rangkaian reset yang bekerja secara manual maupun otomatis
saat sumber daya diaktifkan. Pada saat sumber daya diaktifkan, maka kapasitor C1, sesuai dengan sifat
kapasitor akan terhubung singkat pada saat itu sehingga rangkaian ekivalennya tampak pada gambar
2.16A . Arus mengalir dari VCC langsung ke kaki RST sehingga kaki tersebut berlogika 1, kemudian
7
kapasitor terisi hingga kapasitor C1 dan resistor R2 mencapai VCC, otomatis tegangan pada R2 atau
tegangan RST akan turun menjadi nol sehingga kaki RST akan berlogika 0 dan proses reset selesai.
Aliran arus dan perubahan tegangan pada reset otomatis
Jika saklar S1 ditekan, reset bekerja secara manual, aliran arus akan mengalir dari VCC melalui R1
menuju ke kaki RST. Tegangan pada kaki RST atau VR2 akan berubah menjadi:
yaitu 4,94 Volt dengan nilai VCC = 5 Volt.
Saat S1 Ditekan
Op-Amp 741 Op-Amp atau Operating Amplifier adalah penguat operasional dan merupakan rangkaian elektronik
yang dirancang dan dikemas sacara khusus sehingga dengan menambahkan komponen luar sedikit saja
dapat dipakai untuk berbagai keperluan.
8
Op-Amp adalah peranti solid-state yang mampu mengindera dan memperkuat sinyal masukan DC
maupun AC. Dalam rangkaian counter barang ini, IC Op-Amp yang digunakan adalah IC Op-Amp 741.
Gambar Op-Amp 741
Fungsi Masing-Masing Pin • Pin 1 & Pin 5 : Offset null
Tegangan Offset (tegangan kesalahan) atas masukan yang diberikan untuk mengembalikan
tegangan output ke posisi nol.
• Pin 2 : Inverting
Input pembalik (dimana output yang dihasilkan berlawanan dengan input).
• Pin 3 : Non-inverting
Input tak membalik (dimana output yang dihasilkan sama dengan input).
• Pin 4 : -Vcc
Tegangan catu negatif untuk pengaktifan Op-Amp.
• Pin 6 : Output
Terminal untuk keluaran dari Op-Amp.
• Pin 7 : + Vcc
Tegangan catu positif untuk pengaktifan Op-Amp.
• Pin 8 : NC (No Connection)
Tak dihubungkan, disertakan dengan tujuan agar kemasan Op-Amp lebih simetris dan lebih
kokoh.
Pada rangkaian counter barang ini, IC Op-Amp 741 berfungsi sebagai rangkaian Non Inverting
Amplifier dan Komparator. Rangkaian non-inverting amplifier dapat juga disebut sebagai rangkaian
penguat tak membalik. Input pada rangkaian ini berada pada kaki non-inverting.