USER MANUAL - Ahmadrizal Elektronika · PDF fileurutan instruksi program pengendali mikrokontroler yang sebelumnya telah ... 2.3 Cara kerja alat ... langkah pengoperasian trainer traffic

USER MANUAL

TRAINER TRAFFIC LIGHT

MATA DIKLAT: SISTEM OTOMASI DAN PENGENDALI ELEKTRONIKA

SISWA -TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI 1

DEPARTEMEN LISTRIK DAN ELEKTRONIKA

UPTD SMKN 3 BOYOLANGU TULUNGAGUNG

Elkom 2008

2 CREW

CREW

DIDING PRASETYO

XII-TEI 1

PUGUH WIJAYA

XII-TEI 1

YOEFAN ABUBAKAR R.

XII-TEI 1

Elkom 2008

3 DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

1. Spesifikasi ........................................................................................... 4

2. Dasar Teori ........................................................................................... 5

Pendahuluan ........................................................................................ 5

Prinsip Kerja ......................................................................................... 6

Cara kerja alat ....................................................................................10

3. Tampilan (Layout) ................................................................................11

Trainer traffic light tampak atas .......................................................... 11

Downloader AT89S51 tampak atas...................................................... 12

4. Troubleshooting................................................................................... 13

5. Skema Rangkaian trainer traffic light .................................................. 18

6. Layout PCB ........................................................................................... 21

7. Daftar Komponen ................................................................................ 22

8. Data sheet ........................................................................................... 23

Elkom 2008

4 2 SPESIFIKASI

2 SPESIFIKASI

Power supply: DC 5 V.

Kontroller: Mikrokontroler AT 89s51.

Led indikator: LED Super Bright 5mm.

Power supply unit: 3 Ampere.

Kabel: Kabel UTP.

Connector: Header 8 pin 1x8

Dimensi: Tinggi 15 cm, Panjang 40 cm, Lebar 40 cm.

Tinggi sudah termasuk tiang traffic light.

Berat: Sekitar 3 kg.

Casing: Cat hitam, menggunakan siku alumunium.

Elkom 2008

5 3 dasar teori

3 DASAR TEORI

2.1 Pendahuluan

TRAFFIC LIGHT sering kita jumpai terutama di jalan-jalan raya yang sangat

padat lalu lintasnya, trafic light juga dapat kita jumpai di persimpangan-

persimpangan jalan baik persimpangan tiga ataupun persimpangan empat.

Secara garis besar TRAFFIC LIGHT berfungsi untuk menertibkan kendaraan-

kendaraan yang berada pada persimpangan jalan. Berdasarkan fungsinya

tersebut tentunya peran TRAFFIC LIGHT sangatlah penting. Dapat kita

bayangkan apabila TRAFFIC LIGHT tidak ada di persimpangan jalan, tentunya

pelanggaran terjadi dimana-mana seperti saling mendahului dalam melewati

suatu persimpangan, kecelakaan lalu lintas dan lain sebagainya, hal tersebut

akan mengakibatkan kemacetan yang cukup panjang di jalan dan sangat

merugikan semua pihak apalagi dalam masalah waktu.Memandang hal diatas

maka sangat diperlukan sekali pengaturan TRAFFIC LIGHT yang baik yang

menggunakan peralatan yang handal, cepat, efisien, dan dapat bekerja dalam

waktu yang lama serta mudah dalam melakukan modifikasi jika terjadi

perubahan deskripsi kerja pada TRAFFIC LIGHT tersebut.

Pada saat ini teknologi semakin terus berkembang dan begitu banyak

peralatan-peralatan elektronik yang diciptakan. Salah satu contoh teknologi

baru tersebut adalah MICROCONTROLLER. Saat ini microcontroller dapat di

aplikasikan untuk berbagai peralatan kendali otomatis yang dapat digunakan

pada kehidupan sehari- hari maupun di dunia perindustrian.

Sebagai contoh TRAINER TRAFFIC LIGHT menggunakan microcontroller.

Trainer ini menggunakan bahasa assembly sebagai bahasa program pengesetan

waktu pada TRAINER TRAFFIC LIGHT. Trainer ini menggunakan IC keluarga MCS-

51 yaitu AT89S51. Kami menggunakan 2 port kendali yaitu port 1 dan port 3.

Cara kerja TRAINER TRAFFICT LIGHT ini adalah mengatur laju arus kendaraan

secara bergantian searah jarum jam. Trainer ini juga dapat berfungsi sebagai

alat pembelajaran siswa agar tahu bagaimana TRAFFIC LIGHT yang sebenarnya

bekerja.

Elkom 2008

6 3 dasar teori

2.2 Prinsip Kerja

Gambar 1. 1 Bagian- bagian sebuah mikrokontroller.

Dalam gambar di atas terlihat bahwa sebuah mikrokontroler terdiri dari

beberapa bagian.bagian – bagian tersebut saling di hubungkan dengan bus

internal dan pada umumnya terdiri dari tiga macam bus yaitu address,data bus

dan control bus.

Masing – masing bagian memiliki fungsi – fungsi sebagai berikut:

1. REGISTER: Register merupakan suatu tempat penyimpanan bilangan bulat

yang terdiri dari 8 atau 16 bit.pada umumnya pada register memiliki jumlah

yang banyak,masing – masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada pula

yang memiliki fungsi atau kegunaan secar umum.register yang memiliki

fungsi secara khusus misalnya register timer yang berisi data penghitungan

pulsa untuk timer ,atau register pengatur mode operasi counter. Sedangkan

register yang memiliki fungsi umum di gunakan untuk menyimpan data

sementara yang di perlukan untuk prroses penghitungan dan proses operasi

mikrokotroler. Ragister dengan fungsi umum sangat di butuhkan dalam

sistem mikrokontroler karena mikrokontroler hanya mampu melakukan

operasi aritmatik dan logika hanya pada satu atau dua operand saja,sehingga

untuk operasi – operasi yang melibatkan banyak variabel harus di manipulasi

dengan menggunakan variabel – variabel regiter umum.

Elkom 2008

7 3 dasar teori

2. ACCUMULATOR : Merupakan salah satu register khusus yang berfungsi

sebagai operand umum proses aritmatika dan logika.

3. PROGRAM COUTER: Merupakan salah satu register khusus yang berfungsi

sebagai pencacah / penghitung eksekusi program mikrokontroler.

4. ALU ( ARITHMATIC AND LOGIC UNIT ): ALU memiliki kemampuan dalam

mengerjakan proses – proses arimatika ( penjumlahan,pengurangan

,perkalian,pembagian ) dan operasi logika ( misalnya AND,OR,EXOR,NOT

)terhadap bilangan bulat 8 atau 16 bit.

5. CLOCK CIRCUITS: mikrokontroler merupakan rangkaian logika sekuensial,di

mana proses kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock.oleh karena itu di

perlukan clock circuits yang menyediakan clock untuk seluruh bagian

rangkaian.

6. INTERNAL ROM ( READ ONLY MEMORY ): Merupakan memory penyimpanan

data di mana data tersebut tidak dapat di ubah atau di hapus ( hanya dapat

di baca ).ROM biasanya di isi dengan program untuk di jalankan oleh

mikrokontroler segera setelah power di hidupkan.data dalam ROM tidak

dapat hilang meskipun power di matikan.R OM dalam mikrokontroler dapat

berupa flash,EEPROM atau EPROM tergantung dengan jenis mikrokontroler.

7. STACK POINTER : Stack merupakan bagian dari RAM yang memiliki metode

penyimpanan dan pengambilan data secara khusus. Data yang di simpan dan

di baca tidak dapat di lakukan secara acak karena data yang di tuliskan ke

dalam stack yang berada pada urutan yang terakhir merupakan data

pertama kali di baca kembali.stack pointer berisi offsed di mana posisi data

stack yang terakhir masuk ( atau yang perama kali dapat di ambil ).

8. I/O ( INPUT/OUTPUT ) PORTS: Merupakan sarana yang digunakan oleh

mikrokontroler untuk mengakses perlatan – peralatan di luar sistem.I/O

PORT berupa pin – pin yang dapat berfungsi untuk mengeluarkan data digital

ataupun sebagai masukan data external.

9. INTERRUPT CIRCUITS: adalah rangkaian yang memiliki fungsi untuk

mengendalikan sinyal – sinyal interupsi baik internal maupun eksternal.

Adanya sinyal interupsi akan menghentikan eksekusi normal program

mikrokontroler untuk selanjutnya menjalankan sub-program untuk melayani

interupsi tersebut.

Elkom 2008

8 3 dasar teori

10. INTERNAL RAM ( RANDOM ACCESS MEMORY ): RAM atau memory

penyimpanan data di mana data tersebut dapat di ubah atau di hapus. RAM

biasanya berisi data – data variabel dan register. Data yang tersimpan pada

RAM bersifat volatile yaitu akan hilang bila catu daya yang terhubung

padanya di matikan.

PRINSIP kerja sebuah mikrokontroller dapat di jelaskan sebagai berikut:

A. Berdasarkan data yang ada pada register program conter. Mikrokontroler

mengambil data dari ROM dengan alamat sebagaimana di tujukan dalam

program counter. Selanjutnya program counter di tambah nilainya dengan 1

( increment ) secara otomatis. Data yang di ambil tersebut merupakan

urutan instruksi program pengendali mikrokontroler yang sebelumnya telah

di tuliskan oleh pembuatnya.

B. Instruksi tersebut di olah dan di jalankan. Proses pengerjakan tergantung

pada jenis instruksi; bisa membaca mengubah nilai – nilai dalam register,

RAM, isi port atau melakukan pembacaan dan di lanjutkan dengan

pengubahan data .

C. Program counter telah berubah nilainya,selanjutnya yang di lakukan oleh

mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah 1.

Demikian seterusnya hingga catu daya di matikan.

Berdasarkan uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa pada dasarnya

prinsip kerja mikrokontroller sangatlah tergantung pada urutan instruksi yang di

jalankannya,yaitu program yang di tulis dalam ROM.

Dengan membuat program yang bermacam – macam,tentunya

mikrokontroler dapat mengerjakan tugas yang bermacam – macam pula.

Fasilitas – fasilitas yang ada misalnya timer/counter,port I/O,serial port,analog

to digital coverter ( ADC ) dapat di manfaatkan oleh programmer untuk

menghasilkan kinerja yang di kehedaki. Sebagai contoh pengendalian led

sebagai output. Kita membuat led dengan banyak variasi salah satunya sebagai

indikator trainer trafic light ,kesemuanya di kerjakan secara berurutan pada

program yang di tulis dalam ROM.

Elkom 2008

9 3 dasar teori

Penulisan program mikrokontroller pada umumnya menggunakan bahasa

assembly untuk mikrokontroler yang bersangkutan ( setiap jenis mikrokontroler

memiliki instruksi bahasa assembly yang berbeda – beda ). Dengan batuan

sebuah pesawat komputer ( PC ),bahasa assembly tersebut di ubah menjadi

bahasa mesin mikrokontroler dan selanjutnya di salin ke dalam ROM dari

mikrokontroler .

Gambar 1. 2 Data sheet ic AT89S51

Elkom 2008

10 3 dasar teori

2.3 Cara kerja alat

Trainer akan bekerja apabila sudah terhubung dengan sumber

tegangan dan sudah terisi program dengan benar. Trainer ini mempunyai 3 LED

indikator yaitu merah, kuning, dan hijau. Warna merah menyala selama 51

detik, warna kuning menyala selama 6 detik berkedip ( 1 detik nyala 1 detik

mati), dan warna hijau menyala selama 10 detik. Trainer ini di aplikasikan pada

persimpangan empat dan bekerja menggunakan sistem satu arah satu persatu

yang searah dengan jarum jam. Misal, pada kondisi awal led warna hijau

sebelah barat menyala 10 detik, kemudian warna kuning barat menyala

berkedip selama 6 detik, kemudian lagi warna merah barat menyala. Setelah itu

selang waktu 1 detik warna hijau utara menyala selama 10 detik, kemudian

warna kuning utara menyala berkedip selama 6 detik kemudian lagi warna

merah utara menyala dan seterusnya sampai kembali ke arah barat lagi. Jadi

setiap pergantian arah terjadi penundaan selama 1 detik.

tara

Elkom 2008

11 4 TAMPILAN (LAYOUT)

4 TAMPILAN (LAYOUT)

Gambar 1. 3 Bagian- bagian Trainer traffic light tampak atas.

Gambar 1. 4 Bagian- bagian downloader AT89S51.

Elkom 2008

12 4 TAMPILAN (LAYOUT)

Box trainer traffic light berisi :

1. 3 ampere power supply unit.

Gambar 1. 5 3 ampere power supply unit tampak atas.

1

3

Elkom 2008

13 5 TROUBLESHOOTING

5 TROUBLESHOOTING

Langkah – langkah pengisian program:

1. Hubungkan downloader At89S51 dengan sumber tegangan.

2. Pasang kabel ISP ke konektor ISP.

3. Buat program di dalam komputer.

4. Transfer program dari komputer ke downloader AT89S51.

Langakah – langkah pengoperasian trainer traffic light:

1. Hubungkan downloader At89S51 dengan sumber tegangan.

2. Hubungkan downloader AT89S51 dengan rangkaian trainer traffic light.

3. Tekan tombol ON pada trainer.

4. Lihat hasil pada trainer traffic light.

Berbagai Permasalahan yang mungkin terjadi pada saat pengoperasian

trainer traffic light dan cara menanganinya sebagai berikut:

Jika trainer traffic light mati:

1. Periksa apakah kabel tegangan benar-benar sudah tersambung dengan

trainer traffic light.

2. Periksa apakah unit power supply masih baik atau tidak.

3. Periksa apakah jalur tegangan pada rangkaian downloader terputus

atau tidak.

Jika LED indikator traffic light tidak dapat menyala :

1. Periksa apakah LED indikator masih baik atau tidak.

2. Periksa kabel output yang terhubung ke downloader dengan LED

indikator traffic light.

Jika program tidak berjalan dengan benar:

1. Isi ulang IC At89S51 dengan program traffic light di bawah ini.

2. Periksa apakah dalam penulisan program di dalam komputer sudah

benar

PERHATIAN!

Sebelum menghubungkan tegangan ke downloader AT89S51,

ceck tegangan terlebih dahulu.

Usahakan tegangan ±6 Volt DC.

Elkom 2008

14 5 TROUBLESHOOTING

Contoh program traffic light 1 arah:

$mod51 ; password dari sebuah program.

org 0000h : awal dari sebuah program.

start:

acall tl_1 ; panggil label tl_1.

acall del_1s ; panggil label del_1s, tunda waktu

1 detik.

acall tl_2

acall del_1s

acall tl_3

acall del_1s

acall tl_4

acall del_1s

sjmp start ; lompat ke label start, mengulang

secara terus menerus.

tl_1:

mov p1,#11011110 ; pindah nilai biner 11011110b ke

port 1.

mov p3,#11110110b

acall del_10s ;

panggil del_10s, tunda waktu 10

detik.

mov p1,#11011101b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11011111b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11011101b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11011111b

mov p3,#11110110b

Elkom 2008

15 5 TROUBLESHOOTING

acall del_1s

mov p1,#11011101b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110110b

ret

tl_2:

mov p1,#11110011b

mov p3,#11110110b

acall del_10s

mov p1,#11101011b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11111011b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11101011b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11111011b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11101011b

mov p3,#11110110b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110110b

ret

tl_3:

mov p1,#10011011b

mov p3,#11110111b

acall del_10s

mov p1,#01011011b

Elkom 2008

16 5 TROUBLESHOOTING

mov p3,#11110111b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110111b

acall del_1s

mov p1,#01011011b

mov p3,#11110111b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110111b

acall del_1s

mov p1,#01011011b

mov p3,#11110111b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110110b

ret

tl_4:

mov p1,#11011011b

mov p3,#11111100b

acall del_10s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11111010b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11111110b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11111010b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11111110b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

Elkom 2008

17 5 TROUBLESHOOTING

mov p3,#11111010b

acall del_1s

mov p1,#11011011b

mov p3,#11110110b

ret

del_10s:

push acc ; simpan acc pada stack pointer.

push 00h ; simpan 00h pada stack pointer.

mov a,#10

del1:

call del_1s

djnz acc,del1 ; kurangi acc dengan 1 sampai ≠ 0,

lompat ke label del_1s.

pop 00h ; keluarkan 00h pada stack pointer.

pop acc ; keluarkan acc pada stack pointer.

ret ; kebali ke label yang melakukan

call.

del_1s:

mov tmod,#01h

mov th0,#3ch ;yang menyebabkan tunda waktu

1 detik.

mov tl0,#0b0h ;yang menyebabkan tunda waktu

1 detik.

mov r7,#00h

setb tr0

del: jnb tf0,del

mov th0,#3ch

mov tl0,#0b0h

clr tf0

inc r7

cjne r7,#14,del ; yang menyebabkan tunda waktu

1 detik.

ret

end ; akhir dari sebuah program.

Elkom 2008

18 6 SKEMA Rangkaian traffic light

6 SKEMA RANGKAIAN TRAFFIC LIGHT

Gambar 1. 6 Skema rangkaian downloader AT89S51.

Daftar komponen:

Ic Atmel 89S51.

Crystal 12 MHz.

Condensator 4,7µF/10v.

Resistor 1kΩ.

Capasitor 33pF.

Socket 1x8.

Tombol push button.

Elkom 2008

19 6 SKEMA Rangkaian traffic light

Gambar 1. 7 Skema rangkaian power supply.

Daftar komponen:

Ic regulator 7806.

Kondensator 1µF/10v.

Resistor 1kΩ.

LED indicator.

Socket 1x2.

Elkom 2008

20 6 SKEMA Rangkaian traffic light

Gambar 1. 8 Skema rangkaian LED indikator.

Daftar komponen:

Led indicator 5mm.

Socket 1x8

Elkom 2008

21 7 LAYOUT PCB

7 LAYOUT PCB

Gambar 1. 9 Gambar layout downloader tampak bawah.

Elkom 2008

22 8 DAFTAR KOMPONEN

8 DAFTAR KOMPONEN

Komponen-komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan TRAINER TRAFFIC

LIGHT ini, adalah sebagai berikut:

Komponen Deskripsi Jumlah

Ic AT89S51 7805

1 1

Capasitor 33pF 2 Capasitor Polar 1µF/50v

4,7µF/50v 2 1

Resistor 1kΩ/0,25 w. R pack 10kΩ

2 1

Socket+konektor 40 pin 1×8 pin 1×6 pin 1×2 pin

1 2 1 1

Crstal 12 MHz 1 Led indikator 3 mm

5 mm

1 12

Trafo CT/ 3A 1

Rangkaian PS 5 Volt 1

Tombol reset 1 Kabel penghubung

UTP Secukupnya