Top Banner
SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 SUYAMTO* ,MEDILLA K**, M. AFIFF J. KUSUMA ** *Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Telepon 0274-484085,489716, Faksimili 0274-489715 **Fakultas Teknologi lndustri, Jurusan Teknik Elektro, Kampus Terpadu VII, Jl. Kaliurang KM 14, Yogyakarta Abstrak RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51. Telah dibuat alat ukur frekuensi digital berorde tinggi berbasis mikrokontroler AT 89C51. Pembuatan dilakukan untuk pengembangan sistem pengukuran frekuensi dari sistem analog ke sistem digital yang banyak mempunyai keuntungan dan kelebihan. Alat ukur frekuensi digital yang dibuat ini menggunakan pengendali mikrokontroler dengan sistem flip-jlop sebagai pembagi frekuensi karena keterbatasan atau kemampuan mikrokontroler yang hanya bisa menerima input maksimum sebesar 2 MHz. Alat ukur ini menggunakan penampil LCD karena tidak hanya untuk menampilkan angka tetapi juga bisa menampilkan huru! Pembagi pada sistem ini menggunakan IC 74HC393 yang dihubungkan ke multiplekser IC4512. Alat ukur frekuensi yang telah dibuat dapat mengukur sampai frekuensi 40 MHz. Dari uji fungsi diketahui bahwa peralatan dapat bekerja dengan baik, sedangkan dari uji pengukuran yang dilakukan sampai pada frekuensi input 2 MHz diketahui bahwa peralatan mempunyai tingkat keakuratan yang tinggi dengan penyimpangan lebih kecil dari 1(satu) %. Kata kunci : alat ukur digital, mikrokontroler Abstract DESIGN OF DIGITAL FREQUENCY METER BASED TO MICRO CONTROLLER AT89C51. Design of digital frequency meter based to microcontroller has been carried out. The purpose of design is to develop of the analog meter system to the digital meter system which have many and more advantages. The digital frequency meter which has been made use microcontroller as main controller and flip-jlop circuit as frequency counter or devider because the microcontroller just can measure frequency of 2 MHz. To show the result of measurement is used LCD (Liquid Crystal Display). For the frequency devider is used IC 74HC393 which is connected to the multiplexer IC4512. The meter can be used to measure frequency up to 40 MHz. From the function test which has been carried out it is known that frequency meter have good performance and have high accuracy where its error is less than 1 (one) %. Key word: digital meter, microcontroller PENDAHULUAN Perkembangan teknologi yang semakin maju membuat manusia untuk selalu berusaha mengembangkan dan memanfaatkan teknologi tersebut untuk kemudahan dalam berbagai hal. Salah satu contoh adalah perubahan alat ukur dari sistem analog menjadi sistem digital. Alat ukur digital mempunyai banyak kelebihan dibanding dengan alat ukur analog. Di antaranya adalah mempunyai keakuratan dan ketelitian yang lebih tinggi, mempunyai kebolehjadian kesalahan dalam pembacaan yang kecil, lebih cepat dalam pembacaannya Suyamto dkk 327 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN
10

RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

Dec 24, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
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
Page 1: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITALBERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51

SUYAMTO* ,MEDILLA K**, M. AFIFF J. KUSUMA **

*Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATANJl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281Telepon 0274-484085,489716, Faksimili 0274-489715**Fakultas Teknologi lndustri, Jurusan Teknik Elektro,Kampus Terpadu VII, Jl. Kaliurang KM 14, Yogyakarta

Abstrak

RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

AT89C51. Telah dibuat alat ukur frekuensi digital berorde tinggi berbasis mikrokontroler AT 89C51.Pembuatan dilakukan untuk pengembangan sistem pengukuran frekuensi dari sistem analog ke sistem digitalyang banyak mempunyai keuntungan dan kelebihan. Alat ukur frekuensi digital yang dibuat inimenggunakan pengendali mikrokontroler dengan sistem flip-jlop sebagai pembagi frekuensi karenaketerbatasan atau kemampuan mikrokontroler yang hanya bisa menerima input maksimum sebesar 2 MHz.Alat ukur ini menggunakan penampil LCD karena tidak hanya untuk menampilkan angka tetapi juga bisamenampilkan huru! Pembagi pada sistem ini menggunakan IC 74HC393 yang dihubungkan ke multiplekserIC4512. Alat ukur frekuensi yang telah dibuat dapat mengukur sampai frekuensi 40 MHz. Dari uji fungsidiketahui bahwa peralatan dapat bekerja dengan baik, sedangkan dari uji pengukuran yang dilakukansampai pada frekuensi input 2 MHz diketahui bahwa peralatan mempunyai tingkat keakuratan yang tinggidengan penyimpangan lebih kecil dari 1(satu) %.

Kata kunci : alat ukur digital, mikrokontroler

Abstract

DESIGN OF DIGITAL FREQUENCY METER BASED TO MICRO CONTROLLER AT89C51. Designof digital frequency meter based to microcontroller has been carried out. The purpose of design is to developof the analog meter system to the digital meter system which have many and more advantages. The digitalfrequency meter which has been made use microcontroller as main controller and flip-jlop circuit asfrequency counter or devider because the microcontroller just can measure frequency of 2 MHz. To show theresult of measurement is used LCD (Liquid Crystal Display). For the frequency devider is used IC 74HC393which is connected to the multiplexer IC4512. The meter can be used to measure frequency up to 40 MHz.From the function test which has been carried out it is known that frequency meter have good performanceand have high accuracy where its error is less than 1(one) %.

Key word: digital meter, microcontroller

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi yang semakinmaju membuat manusia untuk selalu berusahamengembangkan dan memanfaatkan teknologitersebut untuk kemudahan dalam berbagai hal.Salah satu contoh adalah perubahan alat ukur

dari sistem analog menjadi sistem digital. Alatukur digital mempunyai banyak kelebihandibanding dengan alat ukur analog. Diantaranya adalah mempunyai keakuratan danketelitian yang lebih tinggi, mempunyaikebolehjadian kesalahan dalam pembacaanyang kecil, lebih cepat dalam pembacaannya

Suyamto dkk 327 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

Page 2: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

328

dan sebagainya. Berdasarkan hal tersebut diatas maka perlu dibuat alat ukur frekuensidigital yang mempunyai jangkau pengukuranyang lebar sehingga dapat dipakai dalamberbagai keperluan. Misalnya dalam bidangpengaturan kecepatan motor induksi,pemonitoran vibrasi atau getaran suatu mesinuntuk mengetahui unjuk kerjanya, pengukuranrrekuensi suatu catu daya dan lain-lain.

Alat ukur rrekuensi yang dibuat adalahberorde tinggi, terutama dimaksudkan untukmengukur rrekuensi suatu catu daya. Dalampembuatan dilakukan dengan memanfaatkanmikrokontroler AT89C51 sebagai pengendaliutama karena mempunyai beberapakeunggulan, sedangkan untuk pembacaannyaditampilkan dalam LCD dengan sistempembagi. Komponen lain yang dipakai adalahlimiter, counter dan multiplekser.

DASAR TEORI

Limiter

Sinyal input yang akan diukurrrekuensinya dengan tegangan puncak tertentuyang terlalu besar perlu dibatasi dan dapatdilakukan dengan manggunakan dioda zener.Jika pada dioda biasa baru akan tetjadibreakdown pada tegangan ratusan volt, padazener dapat terjadi pada tegangan puluhan danbahkan satuan volt. Dioda zener kadang-kadangdisebut juga sebagai dioda pengatur tegangankarena dapat mempertahankan tegangankeluaran yang tetap meskipun arus yangmelaluinya berubah. Untuk operasi yang biasa,diberi prategangan-balik dan untukmenghasilkan keadaan dadal, tegangan sumberVs harus lebih besar dan tegangan dadal zenerVz. Jadi dioda zener dalam hal ini dapat dipakaisebagai rangkaian limiter atau pembatas yangberfungsi untuk membatasi tegangan sinyalinput yang terlalu besar.

Counter

Flip-flop merupakan rangkaian logicsederhana yang memiliki arti penting dalamrangkaian digital karena dapat dipakai untukmenyimpan data, mengingat informasi danmenghitung. Ditinjau dan cara kerja danmanfaatnya ada berbagai macam yaitu flip-flopR-S, flip-flop tipe D, flip-flop J-K dan flip-floptipe T. Contoh aplikasi flip-flop sebagai

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

pencacah atau counter yang dapat dipakaisebagai operasi pembagian misalnya pembagianrrekuensi adalah rangkaian flip-flop tipe T.Flip-flop tipe T mempunyai satu masukan T(toggle) yang akan menyebabkan berubahnyakeadaan keluaran pada setiap pulsa masukan.Flip-flop tipe T dapat dibuat denganmengumpan balik Q ke R dan ke S. Denganmengganggap bahwa flip-flop diset dengan Q =1 dan Q = 0, maka S= 0 dan R= 1, karenaumpan balik tersebut. Dengan masukan T pada0, kedua masukan pada G3 adalah 0, danmenghasilkan logika 1 pada keluaran. G4mempunyai sebuah masukan pada logika 0 danyang lain pada logika 1, dan menghasilkanlogika 1 pada keluaran. Pada saat masukandiubah menjadi logika 1. Proses yang sarnaakan tetjadi pada saat pulsa berikutnya datangpada masukan. Keluaran akan berubah-ubah(toggle) di antara logika 1 dan 0 sesuai denganpulsa masukan, lihat Gambar 1 .

G361

tl,

,.-..,.0

0

..JG2

~1

G4

III

Gambar 1.Flip-flop Tipe T dan Simbolnya

Multiplekser

Multiplekser adalah suatu pirantielektronis yang berfungsi seperti saklar putaryang sangat cepat. Piranti ini akanmenghubungkan beberapa kanal masukan, satuper satu ke sebuah jalur keluaran. Dengandemikian, kanal masukan harns membagisebuah jalur komunikasi tunggal dengan setiapkanal untuk selang waktu tertentu. Kanalmasukan dapat dipilih sesuai dengan urutanyang telah ditentukan sebelumnya atau denganmenerapkan pemilihan alamat kanal. Jaluralamat AO, A, dan A2 membentuk kanal 3-bityang mampu memilih salah satu dan delapankanal masukan. Gambar rangkaian multiplekserditunjukkan pada Gambar 2.

Suyamto dkk

Page 3: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

AO AI A2 LCD seperti yang ditunjukkan pada diagramblok Gambar 3.

RANCANGBANGUNGPERALATAN

Rancang bangun alat ukur frekuensi yangdibuat dapat dibagi dalam 2 (dua) kelompokyaitu perangkat keras dan perangkat lunak.

Perangkat Keras

Perangkat keras terbagi dalam 4 (empat)bagian fungsional yaitu Limiter, Counter danmultiplekser, mikrokontroler dan penampil

Gambar 2. Rangkaian Multiplekser

Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan komponenhasil pengembangan teknologi semikonduktoryang mengandung banyak transistor yang sudahterbentuk dalam rangkaian terintegrasi danbanyak dipakai untuk aplikasi pengendalian.Untuk mendukung fungsi pengendaliannya,mikrokontroler mempunyai CPU, ROM, RAM,unit pewaktu/pencacah dan Unit I/OMikrokontroler AT89C51 merupakanpengendali yang tepat untuk alat ukur sepertialat ukur frekuensi, karena selain bentuknyayang kecil juga mempunyai memori yangcukup besar. Selain itu mikrokontrolerAT89C51 juga kompatibel dengan semuaproduk MCS-51 dan mempunyai kapasitasmemori internal 4kB (EEROM).

Pewaktu

Mikrokontroler AT89C51 mempunyaidua buah pewaktu 16 bit, masing-masing timero dan timer 1. Kedua pewaktu ini dapatdifungsikan sebagai pewaktu dan sebagaipencacah. Konfigurasi kedua pewaktu inidigunakan register kendali TMOD dan TCON.

Register kendali TCON merupakan registeryang dapat diakses per bit yang digunakanuntuk mengaktifkan dan mematikan pewaktu.

Gambar 3. Diagram Blok Frekuensi Meter

Limiter berfungsi untuk membatasi danmemotong tegangan sinyal input yang terlalubesar yang masuk ke rangkaian dalam hal inidigunakan dioda zener 5,1 V karena teganganinput yang akan diukur tidak boleh lebih dari5V. Rangkaian limiter ditunjukkan padaGambar 4. Komponen IC74HC14 berfungsisebagai pengubah atau mempertahankan sinyalmasuk agar selalu berbentuk kotak.

vcc

13

N

D15V

CON BNCN

INJ'UT1 R1 1001

Gambar 4. Rangkaian Limiter

Gelombang input dengan frekuensitertentu yang akan diukur setelah keluar darilimiter dimasukan ke counter. (berupa IC74HC393). Output counter merupakanfrekuensi asal dan yang telah dibagi 1, 2, 4, 8,16, 32, 64 dan 128. Tujuan dari pembagiantersebut yaitu untuk mengukur frekuensi yangberorde tinggi yang melebihi kemampuanpencacah mikrokontroler. Kemampuanmencacah mikrokontroler AT89C51 dengankristal 12 MHz adalah 2MHz, sehingga untukmengukur frekuensi di atas 2 MHz dilakukandengan cara membaginya terlebih dulu. Misalgelombang yang akan diukur mempunyaifrekuensi 40 MHz, maka harus dibagi 32menjadi 1,25 MHz sehingga masuk dalamkemampuan pencacahan mikrokontroler.

f---I-+ Output

K~na! 1

K~na! 2.

Kana! 3

K~nal 4

Kanal5

K'lIIa! Ii

Kanil! 7

Kanill R

Suyamto dkk 329 Seko/ah Tinggi Tekn%gi Nuklir -BATAN

Page 4: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

Setelah keluar dari counter kemudiandimasukkan ke multiplekser yang berfungsiuntuk memilih hasil pembagian frekuensi olehcounter. Input-O untuk pembagian-l, input-luntuk pembagian-2 dst hingga input-7 untukpembagian-128. Input yang dipilih ditentukandari alamat a,b,c dari mikrokontroler yangdipilih melalui tombol-tombol pada switch.Misal, jika alamat bemilai 010 biner atau 2,maka input multiplekser yang dipilih yaituinput-2 atau frekuensi yang diukur dibagi-4.Sete1ah frekuensi diukur oleh pencacahmikrokontroler maka frekuensi tersebut akandikalikan kembali sesuai dengan pembagianoleh counter sehingga didapat frekuensiasalnya, kemudian ditampilkan pada LCD.

Pemilihan yang tepat untuk rangkaianpembagi dengan range 40 MHz adalahmenggunakan IC 74HC393 yang terdiri dari 2pencacah biner masing-masing 4-bit. Sehinggamasing-masing pencacah dapat membagi-16.Jika output QD pencacah pertama diinputkan keclock A pencacah kedua maka akan didapatkanpencacah 8-bit dan dapat membagi 256.Multiplekser pada rangkaian ini digunakan ICMCI4512BCP. Rangakaian dari pencacahcounter dan multiplekser ditunjukkan padaGambar 5.

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

\lCC

74H C393

10A

3

4109 5:14

I 10C610D 1120A 209

~gg ~!5

~~ CP2 13o:sww'"

Gambar 5. Rangkaian Counter dan Multiplekser

Mikrokontroler yang dipakai sebagaiperangkat pengendali utama dalam perancanganini adalah tipe AT89C51. Mikrokontrolertersebut membutuhkan clock sebesar 12 MHz

dan memiliki 4 buah port yang dapatdifungsikan sebagai port-port altematif,sehingga perangkat-perangkat yang akandikendalikan dapat langsung dihubungkandengan port-port tersebut. Pada ke 4 porttersebut mempunyai fungsi yang berbeda-beda.Port 3 sebagai input dan port 2 sebagai outputdipakai untuk menjalankan LCD. Port 3.1/TXDdifungsikan sebagai HOLD sedangkan port3.2/INTO difungsikan sebagai start. Rangkaianmikrokontroler AT89C51 ditunjukkan padaGambar 6.

VCC

R24k7

C110u

VCCI-

U1Q

31EAlVPP14 P3.4/TC>15 P3.5/I1--

2B16

P2.7/A152717P3.6/y:;[J3 P2.6/A1426P3.7/RD P2.5/A132510

P2.4/A1224P3.0/RXD P2.3/A1123P2.2/A10 22P2.1/A9 21P2.0/AB

~RST19 XTAL11B XTAL2

D~Tl LgP3.~~

P3.2/ l..I:>I..IQ. 12P3.3/INT1 1312MHz

J

C2 C3

33p J33P

ATB9C51~-Gambar 6. Rangkaian Mikrokontroler AT89C51

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN 330 Suyamto dkk

Page 5: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Komponen LCD yang dipakai sebagaipenampil (display) terbuat dari bahan eairankristal yang pengoperasiannya menggunakansistem dot matriks. LCD yang digunakan padaalat ini adalah Type = STN, Reflective, Positive,Yellow Green, dengan tampilan 16 x 2 barisdengan konsumsi daya yang rendah dantegangan 5 V. Modul ini dilengkapi denganLCD mikrokontroler HD44780 buatan Hitachiyang berfungsi sebagai pengendali, mempunyai

N

J2

654321

CON6

16 kaki sebagai jalur data dan pengendali darimikrokontroller. Pada rangkaian terdapat V-Rsebesar lOKn yang berfungsi sebagai pengaturkontras agar tampilan pada layar LCD dapatterlihat jelas. Untuk mempertahankan ataumembatasi tegangan yang berlebihan pada kaki15 dipasang sebuah dioda. Rangkaian LCDditunjukkan pada Gambar 7.

D2IN4001 _

Gambar 7. Rangkaian LCD

Selain peralatan-peralatan utama sepertiyang telah dijelaskan tersebut, diperlukan eatudaya sebagai penyedia sumber tegangan yangkonstan untuk mengoperasikan seluruh sistem,karena tanpa eatu daya alat ini tidak dapatbekerja. Untuk itu dibuat rangkaian eatu dayamenggunakan regulator tegangan yangberbentuk IC (integrated circuit) untuktegangan referensi, komparator dan pelindungtegangan lebih (overload protection). Jenis

regulasi yang di gunakan seri 78XX sebagairegulator tegangan tetap positif. Komponen inisudah dilengkapi dengan pembatas arus(current limiter) dan pembatas suhu (thermalshutdown). Komponen tersebut mempunyai tigapin dan dengan menambah beberapa komponensudah dapat dipakai sebagai rangkaian eatudaya yang terregulasi dengan baik. Rangkaianeatu daya ditunjukkan pada Gambar 8.

U5VCC

AC 9V CT1 ~T

R3 470

1

'IN OUT 3

2

=3

03 IN4001 =J;ou ~on iOn

= iOn iOn

CON3 ~I~IIIIIJ LE012200u/25V

, PWR

04 IN4001 --- -------. .......- -.

Gambar 8. Rangkaian Catu Daya

Suyamto dkk 331 Seko/ah Tinggi Tekn%gi Nuklir -BATAN

Page 6: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

Berhubung semua rangkaianmenggunakan tegangan 5V maka eatu dayapada rangkaian ini dapat diganti dengan baterai9V yang di hubungkan dengan IC regulatorLM7805 yang berfungsi menurunkan teganganmenjadi 5V.

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Dengan mengintegrasikan seluruhperangkat keras tersebut maka rangkaianlengkap dan alat ukur frekuensi digital adalahseperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.

vcc

TRlfof'OT10k

vcc vcc

01

sv

~ 5 ~P21 13"" C>

vccU1

31 EAivPP

""14 P3.4I1U

>

ii P35I.IL

P2.7/A15 ~~

17 ~.~

P2.61A14 26P2.S/At3 25

10 P3.OIRJOJ

P2.41A12 24

P2.31A11 23P2.21A10 22P2.1/M 21P2.OIAB

9 RST

02

19 XTAL1

IN4001

18 XTAll

\:~tD~P3= ffi

P3.2I1WQP3.31INT1 13

24M-1z

R2".,rr z

C>AT89CS1

Gambar 9. Rangkaian Lengkap Alat Ukur Frekunsi Digital

Perangkat Lunak

Peraneangan perangkat lunak meliputipembuatan diagram alir dan inisialisasiprogram. Bahasa pemrograman yang biasadigunakan untuk mikrokontroler keluargaMCS-51 antara lain adalah Basic, Pascal, danC. Bahasa C paling banyak dikembangkan

semisal Keil compailer dan Small Device CCompailer (SDCC). Pemrograman yangdigunakan dalam rangkaian ini menggunakanbahasa C menggunakan SDC, diagraminisialisasi program ditunjukkan pada diagramalir Gambar 10.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -SATAN 332 Suyamto dkk

Page 7: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

INISIALISASI TIMER

TIMER 0 SBG COUNTER 16

RESET NILAI TIMER 0TRO=O THO=O TLO=O

JALANKAN TIMER 0 , TRO=O

TUNDA SELAMA 0,5 DETIK

STOP TIMER 0, TRO=O

lllTUNG NILAI TIMERNILAI TIMER

lllTUNG NILAI FREKUENSI*

TAMPILKAN FREKUENSI DI

timer 2mux*f=--x0,5s

PENGUJIAN, HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengamatan dilakukan untuk mengujihasil perancangan dan implementasi alat agardapat diketahui sejauh mana alat dapat bekerja.Pengamatan dan pengujian dilakukan terhadap

Gambar 10. Diagram Alir Program Mikrokontroler AT89C51

Dan diagram alir program diketahui Hasil dan pengukuran kemudianbahwa pencacahan dilakukan secara berulang dalam LCD.setiap selang waktu 0,5 detik. Apabila frekuensiyang akan diukur lebih besar dan 2 MHz, makalebih dulu dilakukan pembagian denganbilangan pembagi yang sesuai sehingga dapatmasuk ke dalam pencacahan mikro kontroler.

ditampilkan

Suyamto dick 333 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

Page 8: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

ISSN 1978-0176

titik titik penting dari rangkaian misalnya padarangkaian limiter dan output IC 74HC14,rangkaian counter dan rangkaian multiplekser,sedangkan untuk mengetahui berfungsitidaknya dengan baik juga dilakukanpengamatan terhadap seluruh sistem.Pengamatan ini dilakukan denganmengoperasikan semua sistem dengan di beriinput pada limiter dan dilakukan pengamatanpada LCD.

Hasil pengujian dari bagian-bagianpenting ditunjukkan pada Tabe1 1. sampaidengan Tabel 4 sebagai berikut.

Rangkaian Limiter.

Pengukuran dilakukan dengan mengukuroutput IC74HC14 (kaki 12) dengan sinyal inputdi kaki 13 pada Gambar 4.

Tabel 1. Hasil Pengukuran Frekuensi Output limiterPada IC74HCI4.

Tabel 2. Hasil Pengukuran Frekuensi Output

Counter Dengan Input 50 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 100kHZ dan 2 MHz.

IC74H Input-Output(Hz)C393 50

10011002MHzHz

HzkHzkHz

3

2651,252250.23210.000.456

4

14,627,926625.1005.000.130

5

6,215,412812.4962.500.110

6

3,77,677,66.2501.250.090

9

0,600,98,84781,8156.300

10

1,11,518,61.566312.600

11

1,83,935,63.127625.060

Rangkaian Counter

Diukur output pada kaki 3;4;5;6;9;10 dan11 dari keluaran IC74HC393 dengan input dikaki 1pada Gambar 5.

Rangkaian Multiplekser

Diukur output multiplekser pada kaki 14dengan masukan alamat yang berbeda, padaGambar 5.

Hasil pengujian untuk kese1uruhan sistemdari Gambar 9 ditunjukkan pada Tabel 4. Daritabel tersebut juga dapat diketahui bahwa hasilpengukuran frekuensi output bila dibandingkandengan frekuensi input yang berasal daigenerator fungsi mempunyai penyimpanganyang sangat kecil sehingga peralatanmempunyai tingkat keakuratan yang tinggi.

Tabel3. Hasil Pengukuran Frekuensi Output

Multiplekser

Tabel 4. Perbandingan Input dan Output FrekuansiYang Diukur Serta Besamya Penyimpangan Yang

TeIjadi

Dari proses perancangan, implementasi,analisis kinerja sistem elektronis dan pengujiansistem dapat diambil kesimpulan sebagaiberikut:

Penyimpangan

(kHz) (%)o 0o 0o 0

0,4 0,0500,5 0,0500,5 0,0420,6 0,0420,6 0,0370,7 0,0390,9 0,045

B A Output (kHz)o 0 100o 1 2001 0 4001 1 800

Frekuensi

output (kHz)200400600

800,41.000,51.200,51.400,61.600,61.800,72.000,9

Input (Hz) Coo

105 0o

Frekuensi

input (kHz)200400600800

1.0001.2001.4001.6001.8002.000

KESIMPULAN

Output (Hz)

50

101

103

105

106

Input (Hz)

50

100

103

105

106

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN 334 Suyamto dkk

Page 9: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

*") ;

n++;

TFO=O;TRO=l;

char time_base=l;long frek=O;

scl(unsigned char addr)

mux=O;

pemogramanbahasa C

P3 1

p3 3

P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3

P2 2

P3_5 = addr/1 & 1;

P3_6 = addr/2 & 1;P3 7 = addr/4 & 1;) void int timerO()interrupt 1

LAMPIRAN

Program yang digunakan padamikorokontroler menggunakandengan SDCC.

)

void main ()

{

2. Sudah, alat dapat mengukur frekuensidengan error yang keci!.

3. Multiflekser adalah komponen pemilih darin buah saluran sehingga dengan mengaturbit kendali pada multiplekser, makakeluaran dapat dipilih dari n buah saluranmasukan. Pada penelitian ini berfungsisebagai alat pembagi frekuensi.

4. Sebagai Counter5. Sebenarnya CPz pada Counter bukan

merupakan pin keluaran tapi merupakanpin untuk menguji ada overflow padacounter 4 bit pertama sehingga countermenjadi pemcacah 8 bit.

6. Fungsi switch adalah untuk up-downpembagi frekuensi dan untuk start-holdpada perhitungan.

#include<at89x51.h>

#define RS LCD

#define E LCD

#define DO LCD#define D1 LCD

#define D2 LCD

#define D3 LCD#include<lcd.h>

#define HOLD

#define START

unsigned char n=O;unsigned char

//chanel-O

unsigned

unsignedvoid mux

unsigned char

pengali_mux[]={1,2,4,8,16,32,64,128);

unsigned long nilai_timer;TMOD = Ox15;

init _led ();puts lcd(OxOO,"* AFIFF '01'

1. Ya, sebab walaupun masukan clock padamikro adalah 12 MHz, tetapi timer padamikro tidak memiliki clock yang sarnakarena sebelum masuk ke timer terdapatrangkaian pembagi.

Pertanyaan

1. Apakah Mikrokontroler hanya mampumencacah frekuensi maksimum 2 MHz?

2. Apakah alat ini sudah dibandingkan denganalat standart ? apa kelebihannya ?(Muhtadan)

3. Bagaimana prinsip kerja Multiplexer dandalam penelitian ini difungsikan untuk apa ?(Subari)

4. Apa Fungsi Timer? (Sukarman)5. Mengapa pin No 5 IC Multiflex diambil dari

keluaran CPz IC sebelumnya ?6. Apa fungsi Switch?

Jawaban

TANYAJAWAB

1. AGFIANTO EP, Belajar MikrokontrolerAT89C51/52/55, Gava Media, Jogjakarta.

2. IBRAHIM KF, Teknik Digital, Andi offsetJogjakarta.

3. S. WASITO, Data Sheet Book, PT ElekmediaKomputindo Gramedia, Jakarta.

4. TOTOK BUDIOKO, Belajar dengan mudah dancepat pemograman Bahasa C denganSDCC Pada Mikrokontroler, Gava Media,Jogjakarta.

5. www.clcktronikalab.com. 23 April 2006

6. 'INww.clcktronikaindoncsia.com, 23 April 2006

7. www.digi-warc.com. 23 April 2006

DAFTAR PUSTAKA

1. Dari hasil pengujian dapat dikatakanbahwa frekuensi meter dapat berfungsidengan baik

2. Dari hasil pengukuran yang ditunjukkanpada Tabel 4 diketahui bahwapenyimpangan yang teIjadi sangat kecilyaitu kurang dari 1 % untuk tiappengukuran, sehingga dapat dikatakanbahwa alat yang dibuat mempunyai tingkatkeakuratan yang tinggi.

Suyamto dkk 335 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -BATAN

Page 10: RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-327.pdf · RANCANG BANGUN ALAT UKUR FREKUENSI DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER2006ISSN 1978-0176

') ;puti_lcd(Ox42,frek);

pos lcd(Ox40);putc_lcd('

if(time_base==I)frek=frek*2;frek*=pengali_mux[mux];

TRO=O;THO=O;TLO=O;TRO=I;ETO=I;

tunda500ms(time_base);TRO=O;ETO=O;

nilai_timer=(THO*256)+TLO;

nilai_timer+=(n*65536);frek=nilai timer;

PLO1-40VCC

P1,12 391'0.0 {ADO)

P1,23 38PO,1 (AD1)

1'1,34 37PO.2 (AD2)

PI.4536PO.3 (AD3)

1'1,56 35POA (AD4)

P1.6

7 34PO.S (ADS)1'1,7

8 33PO, {I (ADa)RST

9 321'0.7 (AD?)

(RXD) P:U)

1031tAfVPP

(rXD) P3.1

1130ALE/]5li~

(INTO) P3,.2

1229~(lNT1) P3.3

13281'2,7 (A15)

(TO) 1'3,4

1427P2.6 tA14}

(T1) P3.5

1526P2.5 (A 13)(WR) 1'3.6

1625Pl,4 (A 12)

(RD') P 3.7

1124P2.3 (A11)XTAL2

18231'2.2 (Ai 0)XTAL 1

1922 . 1'2.1 (A9)GND

20211'2.0 tAB)

Elektroputs_lcd(Ox40,"Tek.

while (START) ;

puts_lcd(OxOO,"Frekuensi

n=O;

mux_scl (mux) ;

puts lcd(Ox40,"

delay(500);EA=I;

while (1)

(

IJ) ;

Hz");

UII");

pos lcd(Ox41);putc_lcd(mux+'O');

time_base=l;if(nilai timer<OxBOOO)

(

Gambar . Konfigurasi PIN AT89C51

if(mux!=O)

(

pos lcd(Ox40);putc lcd(Ox7f);mux--;

)if (nilai_timer<=2000)(

time_base=2;

pos lcd(Ox40);putc_lcd(Oxef);)

}else if(nilai timer>Oxffff

&& mux!=7)

pos lcd(Ox40);putc_lcd(Ox7e);mux++;

if (! HOLD)

pos_lcd(Ox40);putc_lcd('H');while (!HOLD) ;

while(HOLD);while(!HOLD);

}

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir -SATAN 336 Suyamto dkk