BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang Masalah
Banjir
bagaikan masalah yang tiada habisnya, memang terjadinya banjir merupakan
akumulasi dari sekian banyak perbuatan manusia yang tidak bersahabat dengan
alam. Kesadaran dan kepedulian yang kurang semakin memperparah keadaan,
berbagai kegiatan yang merusak lingkungan terus dilakukan karena kurangnya
kesadaran, juga kepeduliannya terhadap lingkungan yang begitu kurang
menyebabkan banyaknya sampah yang menumpuk disungai. Maka dari itu banjir akan
terus menghantui kehidupan, apalagi bila kita tidak mengetahui kapan banjir itu
akan datang yang sering kali terjadi secara tiba-tiba.
Untuk
itu kami akan merancang sebuah flood detector atau pendeteksi banjir yang akan
memberi kode-kode tertentu apabila ada kemungkinan akan terjadi bencana banjir.
Meskipun banjir akan terus datang, dengan mengetahui kapan akan terjadinya
banjir, kita bisa mengantisipasi kedatangan banjir tersebut dengan melakukan
berbagai kegiatan pengevakuasian dan penyalamatan benda-benda berharga
sehinggga kerugian pun bisa dikurangi seminimal mungkin.
Pembuatan
flood detector ini menggunakan ic mikrokontrioler, led, buzzer, kapasitor,
resistor, dan xtal yang disusun sehinggaa terangkai menjadi sebuah flood
detector yang sederhana. Pada pengaplikasianya alat ini bisa dipasang pada
tiap-tiap pintu air, untuk mempermudah mengetahui sudah setinggi apa air itu,
tanpa melakukan pengecekan langsung ke lokasi. Dengan mengetahui lebih cepat
maka petugas pintu air bisa memberitahu lebih cepat petugas pintu air di hilir
unttuk menginformasikannya kepada masyarakat.
1.2 Batasan
Masalah
Mengingat
akan menjadi begitu luasnya bahasan pada makalah ini, maka penulisannya akan
dibatasi pda hal-hal berikut saja:
Ø Pengenalan komponen-komponen penyusun alat flood detector
Ø Proses pembuatan alat dan cara kerjanya lengkap dengan skematiknya
1.3 Tujuan
Penulisan
Penulisan
dan perancangan alat flood detector ini dimaksudkan untuk beberapa tujuan
yaitu:
Ø Mengetahui cara pembuatan dan juga cara kerja dari alat flood detector
Ø Menambah pengetahuaan dan wawasan tentang dunia elektronika
Ø Bisa diterapkan dalam aplikasi nyata sehingga dapat membantu
kepentingan umum
1.4 Metode
Penulisan
Penulisan makalah ini dilkukan
debgan beberapa metode yaitu:
Ø Observasi
Kegiatan melakukan pengamatan langsung terhadap objek (alat-alat) yang
di buat.
Ø Wawancara (konsultasi)
Kegiatan memberi pertanyaan-pertanyaan kepada pengurus laboratorium serta staf-stafnya untuk
mendapatkan
sumber
informasi yang
di
butuhkan, misalnya;
komponen-komponen yang diperlukan,
serta
cara
bagaimana alat
itu bekerja.
Ø Studi literature
Mencari sumber informasi yang berhubungan dengan penulisan alat ini,
baik dari media cetak maupun
media elektronik (e-book).
Ø Studi kepistakaan
Kegiatan mengumpulkan data-data teoritis yang
bersumber dari
buku- buku dan diktat kuliah yang ada kaitannya dengan penulisan makalah ini, seperti diperpustakaan.
1.5
Sistematika Penulisan
Pada bagian ini kami akan mengemukakan tetntang
pokok-pokok uraian tugas penulisan makalah ini agar lebih mudah dipahami dan juga sebagai dasar
pembahaan selanjutnya. Dalam
penulisan ini kami
menyajikan sistematika
penulisan dengan
kronologis sebagai
berikut :
BABI PENDAHULUAN
Bab ini
menjelaskan tentang latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan
penulisan, metode penulisan, serta
sistematika
penulisan.
BABII-LANDASAN
TEORI
ini menjelaskan tentang komponen-komponen yang digunakan, konfigurasi
yang digunakan,
dan juga teori-teori yang digunakan dalam pembuatan Fload
detector ini.
BABIII-ANALISA
RANGKAIAN
Bab ini
membahas mengenai perancangan sistem otomatisasi
alat Fload
detectoryang terdiri dari analisa rangkaian secara diagram blok, analisa rangkaian
secara detail dan
analisa logika pemrograman.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Sebelum merangkai flood detector kita harus
mengetahui apa-apa saja komponen penyusunnya fungsi dari tiap komponenya dan
juga cara penggunaannya agar alat dapat bekerja dengan baik. Diantara komponen
penyusunnya yaitu mikrokontroler, led, buzzer, resistor, kapasitor dan juga
yang lainya akan dijelaskan pada bagian ini secara bertahap.
2.1 IC
Mikrokontroler
Mikrokontroler
adalah salah
satu dari
bagian
dasar
dari
suatu
sistem komputer.
Meskipun mempunyai bentuk
yang
jauh
lebih
kecil dari
suatu
komputer pribadi
dan komputer mainframe,
mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan
output spesifik berdasarkan
inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan
instruksiinstruksi yang diberikan epadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksiaksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih
kompleks yang diinginkan
oleh programmer.
2.1.1
Mikrokontroler MCS-51
Mikrokontroler 8051 merupakan keluarga mikrokontroler MCS-51. Yang termasuk dalam keluarga MCS-51 adalah mikrokontroler 8031 (versi 8051 tanpa
EPROM), 8751, dan 8052. Keluarga MCS-51 memiliki tipe CPU, RAM, counter/ timer, port paralel, dan port serial yang sama. Mikrokontroler 8051 diperkenalkan
pertama kali oleh Intel corp. pada akhir 1970.
Mikrokontroler 8051 merupakan kontroller 8-bit yang mampu mengakses 64 Kbyte memory dan 64 Kbyte data memory (eksternal).
Pada
awal perkembangannya, mikroprosesor dibuat berdasarkan kebutuhan aplikasi yang lebih spesifik,
dalam hal ini mikroprosesor
dibagii menjadi beberapa
jenis, yaitu :
Ø Mikroprosesor RISC (Reduced Instruction Set of Computing) dan CISC (Complex Instruction Set of Computing). Jenis ini yang digunakan untuk pengolahan informasi dengan perangkat lunak yang rumit dan digunakan untuk kebanyakan PC
saat
ini.
Gambar 2.1 : IC MIKROKONTROLLER AT89C51
Ø Pengolah Sinyal Digital,
DSP
(Digital
Signal
Processor).
Memiliki
perangkat lunak dan perangkat keras yang ditujukan untuk mempermudah
proses pengolahan sinyal-sinyal digital. DSP digunakan pada perangkat
audio dan video modern seperti VCD, DVD, Home Theatre dan juga pada kartu-kartu
multimedia
di
computer.Dalam
perkembangan
yang begitu
cepat, batasan-batasan tersebut menjadi kabur,
seperti definisi mini, mikro dan
mainframe computer.
Beberapa
mikrokontroller
disebut
embedded
processor,
artinya prosesor
yang diberikan
program
khusus yang selanjutnya diaplikasikan untuk akumulasi data dan kendali khusus,
serta bisa deprogram ulang. Beberapa mikrokontroller modern juga dilengkapi dengan DPS atau terdapat pula
mikrokontroler yang terfolong RISC seperti mikrokontroler AVR (Alf Egil Bogen
and Vegard Wollman ‘s Risc procecor).
Mikrokontroller adalah suatu chip yang dibuat dengan cirri khasnya, umumnya adalah :
Ø Memiliki memori
yang relatif sedikit. Penggunaan mikrokontroller untuk keperluan instrumentasi
khusus membuatnya tidak efisien jika menggunakan memori yang besar namun
tidak terpakai.
Ø Memiliki unit I/O
langsung. Berbeda dengan
mkrokomputer yang unit I/O-
nya dapat
dikonfigurasi lebih lanjut,
mikrokontroller memiliki unit I/O
yang terintregasi
dan berhubungan langsung dengan
mikroprosesornya.
Sedangkan dalam
hal aplikasi, mikrokontroler memiliki karakteristiksebagai berikut:
Ø Program relative lebih kecil dari pada program PC.
Ø Konsumsi daya kecil
Ø Rangkaian sederhana dan kompak.
Ø Murah, karena komponen ynag digunakan sedikit.
Ø Unit I/O yang sederhana, missalnya keypad, LCD, LED, latch
Ø Lebih taghan terhadap kondisi lingkungan ekstrim misalnya
temperature, tekanan, kelembaban dan sebagainya
2.1.2 Pin-Pin
MCS-51
Mikrokontroler AT89S51 memiliki
pin
berjumlah
40
dan umumnya
dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing
pin pada
mikrokontroler AT89S51
mempunyai kegunaan
sebagai
berikut:
Gambar 2.2: Mikrokontroller
AT89C51
Ø Port 0 (Pin
32 sampai 39)
Port 0 merupakan port dua fungsi yang berada pada pin 32-39 dari AT89S51. Dalam rancangan sistem sederhana port ini sebagai port I/O serbaguna.
Untuk rancangan yang
lebih
komplek dengan melibatkanmemori eksternal jalur ini
dimultiplek untuk bus data dan bus alamat.
Ø Port 1 (Pin 1 sampai 8)
Port
1
disediakan sebagai port
I/O dan
berada pada
pin
1-8.
Beberapa pin pada port ini memiliki fungsi khusus yaitu P1.5 (MOSI), P1.6
(MISO),
P1.7 (SCK) yang digunakan untuk jalur download
program.
Ø Port 2 (Pin 21 sampai 28)
Port 2 ( pin 21-28 ) merupakan port dua fungsi yaitu sebagai I/O serbaguna,
atau sebagai bus alamat byte
tinggi
untuk
rancangan yang
melibatkan memori eksternal.
Ø
Port
3 (Pin 10 sampain 17)
Port 3 adalah port dua fungsi yang berada pada pin 10-17, port ini
memiliki multi fungsi, seperti berikut
ini :
§ BIT NAME
BIT
ADDRESS ALTERNATE FUNCTION
§ P3.0 RXD B0h Receive data for serial port
§ P3.1 TXD
B1h Transmit data for serial
port
§ P3.2 INT0 B2h External interrupt
0
§ P3.3 INT1 B3h External interrupt
1
§ P3.4 T0 B4h
Timer/counter 0 external input
Ø
§ P3.5 T1 B5h
Timer/counter 1 external input
§ P3.6 WR B6h External data
memory write strobe
§ P3.7 RD B7h
External data memory read
strobe
Ø PSEN (Program Store
Enable)
Sebuah sinyal
keluaran yang
terdapat
pada pin
29.
Fungsinya
adalah sebagai sinyal kontrol untuk memungkinkan mikrokontroler membaca program
(code) dari memori eksternal. Biasanya pin ini dihubungkan ke pin EPROM. Jika eksekusi
program dari ROM internal atau dari flash memori (ATMEL AT89SXX),
maka berada pada kondisi
tidak aktif (high).
Ø ALE (Address
Latch Enable)
Sinyal output ALE yang berada pada pin 30 fungsinya sama dengan ALE
pada microprocessor INTEL 8085, 8088 atau 8086. Sinyal ALE dipergunakan
untuk demultiplek bus alamat dan bus data. Sinyal ALE membangkitkan pulsa sebesar
1/6
frekuensi oscillator
dan dapat dipakai
sebagai
clock yang
dapat
dipergunakan
secara umum
Ø EA (External Access)
Masukan sinyal terdapat pada pin 31 yang dapat diberikan logika rendah (ground) atau logika tinggi (+5V). Jika diberikan logika tinggi
maka mikrokontroler akan mengakses
program dari
ROM
internal (EPROM/flash memori). Jika diberi logika rendah maka mikrokontroler akan mengakses program
dari memori eksternal.
Ø RST (Reset)
Input reset pada pin 9 adalah reset master untuk AT89S51. Pulsa transisi
dari tinggi selama 2
siklus ke rendah akan
mereset mikrokontroler.
Ø Oscillator
Oscillator yang disediakan pada chip dikemudikan dengan XTAL yang dihubungkan pada pin 18 dan pin 19. Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 30
pF.
Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai 33 MHz. XTAL1 adalah input ke pembalikan penguat osilator (inverting oscillator amplifier) dan input ke clock
internal pengoperasian rangkaian.
Sedangkan XTAL2 adalah output dari
pembalikan penguat
osilator.
Ø Power
AT89S51 dioprasikan pada tegangan power supplay +5V, pin VCC berada pada pin 40 dan VSS (ground) pada pin
20.
Mikrokontroller tidak dapat bekerja bila tidak diberikan program kepadanya,
sistem kerja mikrokontroller dapat dirubah setiap saat sesuaii dengan program yang
diberikan
kepadanya. Instruksi
perangkat
lunak
berbeda untuk masing-masing jenis mkrokontroler.
Mikrokontroller tidak dapat memahami instruksi
Yang berlaku pada
mikrokontroller jenis lain, contohnya Mikrokontroller buatan INTEL memiliki intruksi yang berbeda dengan
mikrokontroller buatan ZILOG.
Bahasa
pemrograman
yang digunakan untuk
memprogram
MCS51 adalah bahasa assembler, bahasa assembler
berkaitan
erat
dengan
bilangan, bilangan
tersebut digunakan
untuk pemberian alamat pada port dan
registry.
2.1.3 Perintah Dasar MCS-51
Dasar-dasar perintah yang biasa digunakan pada mikrokontroller
MCS-51
adalah
sebagai berikut.
a. Clr: mereset
atau memberi nilai 00h.
b.
c.
|
mov
Setb
|
: menyalin
suatu nilai.
: memberikan logika 1 pada port.
|
d.
e.
|
Call
Sjmp
|
: memanggil perintah
program yang ditentukan.
:lompat ke label program dan langsung
|
menjalankannya.
f. Djnz: mengurangi nilai pada register, bila
belum
mencapai 0 maka akan dilakukan
lompatan
ke label sub program.
g. Jnb:lompat ke label subprogram bila nilai
port berlogika LOW.
h. Cjne:
bandingkan, bila
nilai port tidak sama
maka
lompat.
i.
rr / rl: geser kanan
1 bit pada isi akumulator
/ kiri 1bit
j.
inc / dec:
menambahkan
nilai
1
bit
pada akumulator
/
mengurangi
nilai 1 bit pada akumulator.
Format penulisan standar bahasa assembly MCS-51
$mod51
Org 0h
Mov P1,#11111111b
Mov P2,#11111111b
Mov P3,#11111111b
Mov P4,#11111111b
;
main program
;
End
Keterangan:
$mod51 :
sebagai inisialisasi bahwa program akan dijalankan dengan bahasa
assembly
Org 0h :
menunjukan bahwa program akan dimulai dari alamat 0 hexa
Mov P1,#11111111b: menset port1 (member
logika1)
Main program: berisi program utama
End :
mengakhiri program
2.1.3 Jenis-Jenis Instruksi Transfer Data
a. ACCUMULATOR / REGISTER
Metode ini adalah menyalin data dari suatu Register ( R0 – R4 ) keAccumulator (A)
Contoh :
|
MOV
|
A,R0
|
MOV
|
A,R1
|
|
MOV
|
A,R2
|
|
MOV
|
A,R3
|
|
MOV
|
A,R4
|
b. REGISTER / ACCUMULATOR
Metode ini adalah menyalin data yang berada di Accumulator ( A )ke suatu
Register
( R0 – R5 )
Contoh
: MOV R0,A
MOV R1,A
MOV R2,A
MOV R3,A
MOV R4,A
MOV R5,A
c. ACCUMULATOR
/ DATA ( IMMEDIATE )
Metode ini adalah untuk mengisi data ke dalam Accumulator ( A )dengan data 8 bit secara langsung. Pada metode ini digunakan tanda #pada data yang akan
diisikan.
Contoh :
|
MOV
|
A,#24H
|
MOV
|
A,#7FH
|
|
MOV
|
A,#0FEH
|
|
MOV
|
A,#0F8H
|
|
MOV
|
A,#100
|
|
MOV
|
A,#255
|
|
MOV
|
A,#0FFH
|
d. REGISTER / DATA ( IMMEDIATE )
Metode ini adalah untuk mengisi data ke dalam suatunRegister(R0–R5) dengan data 8 bit secara langsung. Pada metode
ini digunakan tanda
# pada data yang akan diisikan.
Contoh :
|
MOV
|
R0,#24H
|
MOV
|
R1,#7FH
|
|
e. REGISTER / REGISTER
Metode ini adalah mengkopi data yang berada di Register (R0-R7)kesuatu Register (R0-R5) yang lain.
Contoh :
|
MOV
|
R0,R5
|
MOV
|
R4,R0
|
|
MOV
|
R2,R1
|
|
MOV
|
R6,R2
|
|
MOV
|
R4,R7
|
|
MOV
|
R5,R1
|
f. ACCUMULATOR
/ DIRECT
Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internalRAM ke Accumulator tanpa melalui register
lainnya.
Contoh :
|
MOV
|
A,20H
|
MOV
|
A,21H
|
|
MOV
|
A,22H
|
|
MOV
|
A,23H
|
g. DIRECT / ACCUMULATOR
Instruksi ini akan memindahkan data dari Accumulator ke
sebuah alamat internal
RAM
tanpa melalui register
lainnya.
Contoh :
|
MOV
|
20H,A
|
MOV
|
21H,A
|
|
MOV
|
22H,A
|
|
MOV
|
23H,A
|
|
MOV
|
24H,A
|
|
MOV
|
25H,A
|
|
MOV
|
2FH,A
|
h. ACCUMULATOR
/ INDIRECT
Type instruksi ini hanya dapat menggunakan register R0 dan R1 sebagai pointer
Contoh :
|
MOV
|
|
MOV
|
i. INDIRECT
/ ACCUMULATOR
Type instruksi ini hanya dapat menggunakan register R0 dan R1sebagai pointer
Contoh :
|
MOV
|
|
MOV
|
j. REGISTER
/ DIRECT
Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internalRAM ke Register-register yang berada di Mikrokontroller.
Contoh :
|
MOV
|
R0,20H
|
MOV
|
R1,21H
|
|
MOV
|
R2,22H
|
|
MOV
|
R3,23H
|
|
MOV
|
R4,24H
|
|
MOV
|
R5,25H
|
|
MOV
|
R6,29H
|
k. DIRECT / REGISTER
Instruksi ini akan
memindahkan
data
dari sebuah
Register
ke sebuah alamat internal
RAM
yang berada di Mikrokontroller.
Contoh : MOV 22H,R0
MOV 24H,R1
MOV 25H,R2
l. DIRECT / DIRECT
Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internalRAM ke sebuah
alamat internal
RAM juga.
Contoh :
|
MOV
|
22H,20H
|
MOV
|
24H,21H
|
|
MOV
|
25H,23H
|
|
MOV
|
28H,26H
|
|
MOV
|
2AH,20H
|
|
MOV
|
2CH,29H
|
|
MOV
|
2DH,2FH
|
m. DIRECT / DATA
Pada instruksi ini akan mengisi data pada sebuah alamat internal
RAM secara langsung dengan cara memasukkan
data
delapan bit.
Contoh :
|
MOV
MOV
MOV
|
22H,#0FEH
24H,#7EH
25H,#23H
|
MOV
MOV MOV
MOV
|
28H,#9FH
2AH,#0D5H
2CH,#0B4H
2DH,#22H
|
n. INDIRECT - DATA
Pada instruksi yang dipakai disini menggunakan register INDIRECT sebagai register pemrosesnya dengan diisi data secara
langsung.
o. INDIRECT - DIRECT
Pada instruksi yang dipakai disini menggunakan register INDIRECT sebagai register pemrosesnya dengan diisi data dari alamat internal
RAM
2.2
Xtal
gambar 2.3:
xtal
Mikrokontroler keluarga MCS51
didaalamnya mempunyai rangkaian osilator (Build in). orang sering menggunakan osilator sebagai sumber
detak mikrokontroller
dengan
kristal 12 MHz.
Sumber detak
(clock) ini yang menentukan besarnya atau kecepat siklus mesin yang di perlukan guna membaca setiap
satu perintah.
Satu siklus mesin akan menjalankan satu perintah mikrokontroler, tidak menutup kemungkinan satu perintah membutuhkan dua siklus mesin. Apabila digunakan
kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan setiap
satu siklus mesin adalah
1 udetik.
Frekuensi
kristal = 12 MHz t = 1 / f
t = 1 / 12 MHz = 8,333333333-8
t = 8,333333333-8 x 1000000
= 0,083333333 udetik
sehingga satu
periode gelombang
kotak
periode = 0,083333333
/ 2 = 0,04166 udetik
Satu siklus mesin terbagi menjadi 6 kelompok dengan setiap satu
kelompok membutuhkan dua periode
gelombang kotak, maka satu siklus mesin adalah :
satu siklus mesin
= 0,083333333 x 2 x 6
= 1 udetik
2.3
Kapasitor
Kapasitor
(Kondensator) yang dalam
rangkaian elektronika
dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan
energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh
Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011
cm2
yang artinya luas permukaan kepingan
tersebut.
Gambar 2.2:
Jenis-jenis
kapasitor
Berikut adalah tabel
contoh
konstanta (k) dari
beberapa
bahan
dielektrik yang disederhanakan :
Tabel 2.1 konstanta bahan (k)
Udara vakum
|
K=1
|
Alumunium
oksida
|
K=8
|
Keramik
|
K=100-1000
|
Gelas
|
K=8
|
Polyethylene
|
K=3
|
Untuk
rangkaian
elektronik
praktis,
satuan farad adalah
sangat besar sekali.
Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan :
µF, nF dan pF.
1 Farad = 1.000.000
µF
(mikro Farad)
1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)
1 µF = 1.000 nF
(nano Farad)
1 nF = 1.000
pF
(piko Farad)
1 pF = 1.000
µµF
(mikro-mikro Farad)
1 µF = 10-6 F
1 nF = 10-9 F
1 pF = 10-12 F
Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran
sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai
47nF, atau contoh
lain
0.1nF sama dengan 100pF.
Kapasitor / kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub
yaitu positif dan
negatif
serta memiliki cairan
elektrolit dan biasanya
berbentuk tabung.
2.4 LED
Yaitu jenis dioda yang mampu menghasilkan cahaya apabila
pada dioda tersebut
bekerja
tegangan 1.8V dan
arus listrik
1.5mA dengan arah
forward bias /
bias arus maju. Arus listrik juga akan bekerja hanya pada arus bias maju. LED didesign dengan rumah atau case dari bahan epoxy trasnparan. Warna cahaya yang dihasilkan dapat dibuat sesuai dengan dopping bahan
pada LED.
2.5 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah
arus yang
mengalir
dalam satu
rangkaian. Sesuai
dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohm yang
diketahui
bahwa resistansi berbanding
terbalik dengan jumlah arus yang mengalir
melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan
dengan simbol Ω ( Omega ). Jika Resistor tidak dialiri arus, maka tegangan kedua ujungnya
sama.
Gambar 2.3:
Resistor
2.6 Buzzer
Fungsi
dari buzzer adalah sama
seperti
speaker , yaitu
untuk
menghasilkan
suara,
namun buzzer hanya
mampu
untuk menghasilkan
suara berfrekuensi tinggi, sedangkan speaker mampu untuk menghasilkan
suara dalam
berfrekuensi tinggi dan rendah.
Rangkaian
dalam Buzzer
Buzzer merupakan komponen
yang berisikan lilitan dan 3 batang
kawat
yang berbentuk seperti switch.
Apabila arus
dialirkan, maka
kumparan akan menghasilkan medan magnetik , sehingga menarik kawat
(K3), dan memutuskan kawat (K2) dengan kawat (K1), tetapi kalau arus
dimatikan, maka kumparan akan kehilangan
medan magnetnya sehingga kawat K3 akan terlepas
dari kumparan,
dan kawat K2 berhubungan
dengan K1. Buzzer biasa dipakai pada alat-alat ringan yang membutuhkan
daya kecil.
Gambar 2.3:
buzzer
2.6
IC Regulator
IC regulator adalah IC yang tujuannya mengatur atau merregulasi,
agar suatu tegangan menjadi tetap walaupun beban berubah dan tegangan
input berubah
Gambar 2.4:
Ic regulator 7805
BAB 3
PERANCANGAN DAN CARA KERJA FLOOD DETECTOR
Pada bab 3 ini akan di jelaskan mengenai sistematis perancangan
alat dan dilanjutkan penjelasan cara
kerjanya
3.1 Perancangan Alat
Merancang sebuah alat dilakukan setelah data-data yang diperlukan untuk
membuatnya telah berhasil dikumpulkan semua, berikut adalah data yang berhasil
kami kumpulkan
3.1.1 blok diagram
 |
Gambar 3.1:
Block
diagram flood detector
Dari block diagram
diatas bisa dijabarkan:
Ø Blok Power
Merupakan sumber daya untuk bisa menjalankan
baik input, proses, maupun output. Dalam hal ini kami menggunakan power berupa
baterai 9v.
Namun
karena mikrokontroler hanya membutuhkan daya sebesar 5v maka baterai
dihubungkan deangan ic regulator 7805
Ø Block input
Pada block input, alat flood detector ini menggunakan
air sebagai penghubung antat port (sensor air). Sensor terdiri dari empat
rangkaian yang open dengan diatur beda tinggi levelnya. Jika air menyentuh
kedua port yang terpisah maka arus bisa mengalir dan alatpun bekerja.
Ø Block proses
Pada block proses terdapat mikrokontroler
at89c51 sebagai otak untuk menjalankan proses. Pada ic itu ditanamkan program
sehingga pada saat air mengenai persimpangan sensor yang paling bawah maka led
hijau akan menyala, bila air telah mencapai ketinggian kedua led hijau dan
kuning akan menyala, bila air bertambah tinggi lagi hingga sampai pada
persimpangan yang ketiga maka led nijau, kuning dan merah akan menyala
bersamaan. Dan yang terakhir bila air mencapai ketinggian
maksimum sensor maka led hijau, kuning, merah akan menyala dan juga buzzer akan
berbunyi
Ø Block output
Pada block output terdapat led hijau, led
kuning, led merah dan juga buzzer yang akan menampilkan hasil respon pada block
input yang telah diproses pada block proses
3.2 Analisa Rangkaian
Gambar 3.2
Skematik RangkaianRegulator
Regulator
dibutuhkan untuk mengatur
tegangan yang masuk pada mikrokontroler
at89c51.
Pada saat battre dimasukan, tegangan yang keluar dari battre adalah
9V,
sedang
mikrokontroler hanya membutuhkan 5V sehingga
sebelum tegangan sampai ke
rangkaian mikrokontroler, terlebih
dahulu disaring oleh regulator sehingga input tegangan
akan berubah
menjadi 5V.
Kapasitor
dipasang pada input dan output untuk mencegah terjadinya shock wave sehingga
ketika input diputus tegangan akan turun
perlahan sampai 0. Berbeda jika tidak menggunakan kapasitor maka ketika input
di putus tegangan akan mendadak 0
secara tiba-tiba.
3.3 Rangkaian Minsys
Pada rangkaian
minsys, mikrokontroler
at89c51
membutuhkan
kristal
sebagai clock agar dapat bekerja. Sesuai ketentuan, kristal yang digunakan adalah kristal 12 Hz yang di hubungkan secara paralel ke port 18 dan port 19 dan bagian lainnya dihubungkan
ke ground.
Sumber tegangan yang
merupakan keluaran dari
rangkaian
regulator
kemudian disambungkan menuju VCC pada port 40 dan
EA
pada
port
31,
pastikan tegangan pada jalur
ini adalah 5V.
Output
yang digunakan
pada rangkaian ini berupa
LED
dan Buzzer.
Sesuai ketentuan dibutuhkan tiga buah LED dan satu buzzer sebagai output. LED dihubungkan ke port 1, port 2, dan port 3 dengan bagian katoda terletak mengarah
pada port mikrokontroler sedang bagian anoda dipasang menuju port 31/ EA yang
mengalir 5V. Sebelum anoda LED terhubung dengan EA harus dipasang resistor
sebesar 330 ohm yang
berguna sebagai
tahanan arus
agar arus
yang masuk menuju LED tidak berlebih dan
tidak
merusak LED.
Pada
port 4 terhubung
dengan buzzer sisi negatif sedangankan buzzer sisi positif dihubungkan ke port 31
atau EA.
Gambar3.3 rangkaian minsys
3.2.3 Rangkaian Sensor
Gambar 3.1.3
Rangkaian Sensor
Ada tiga bagian pada sensor, yang itu persimpangan 1(s1), persimpangan
2(s2) dan persimpangan 3(s3) serta bagian seberang adalah Ground. Pada saat airr diisi pada
sebuah tangki, air akan menghubungkan setiap persimpangan dengan
ground. Ketika kedalaman air rendah maka akan terhubung antara ground dan s1, ketika kedalaman air sedang maka akan terhubung antara ground dan s2, serta
ketika kedalaman air
memuncak maka akan
terhubung antara ground
dan
s3.
3.3 Flowchart Program
Penjelasan
flowchart
1. Mulai
2. Jika
air tidak menyentuh sensor
(S),
maka
LED
dan buzzer tidak akan menyala
3. Jika air
mencapai ketinggian S1, maka LED
hijau menyala
4. Jika air
mencapai ketinggian S2, maka LED
kuning menyala
5. Jika air
mencapai ketinggian S3, maka LED
merah
menyala
6. Jika air mencapai ketinggian S4, maka LED merah akan menyala bersamaan
dengan buzzer
7. Selesai
3.4 Analisa
Program
$mod51
org 000h
mov p0,#0ffh
mov p1,#0ffh
mov p2,#0ffh
mov p3,#0ffh
;
mulai:
jnb
p2.0,led1
mov
p1,#11111111b
sjmp
mulai
led4:
mov
p1,#10101010b
sjmp
mulai
led3:
jnb
p2.6,led4
mov
p1,#11101010b
sjmp
mulai
led2:
jnb
p2.4,led3
mov
p1,#11111010b
sjmp
mulai
led1:
jnb
p2.2,led2
mov
p1,#11111110b
sjmp
mulai
end
Penjelasan Program:
Ø $mod51: Instruksi ini
digunakan sebagai inisialisasi pada simulator bahwa program yang digunakan
menggunakan bahasa assembly.
Ø Org000h: Instruksi ini
menunjukan bahwa penulisan program dimulai dari alamat 0 hexa pada
mikrokontroler.
Ø 
Mov
P0, #0ffh: Menyalin nilai ff ke
port 0 menunjukan bahwa
Mov
P0, #0ffh: Menyalin nilai ff ke
port 0 menunjukan bahwa
Ø Mov P1, #0ffh: Menyalin
nilai ff ke port 1 pada port tersebut
Ø Mov P2, #0ffh: Menyalin
nilai ff ke port 2 dalam keadaan
high
Ø Mov P3, #0ffh: Menyalin
nilai ff ke port 3 (berlogika 1)
Ø Mulai: Sebagai label
Ø Jnb P2.0, led1: Apabila
port P2.0 diberi logika0 maka lompat ke label led1
Ø Mov P1,#11111111b : Menyalin nilai 11111111b ke port P1 (led mati)
Ø Sjmp mulai : Kembali ke
lebel mulai
Ø Label led1:
Jnb P2.2, led2: Apa bila port 2.2 diberi logika 0 maka lompat ke
label led2
Mov P1,#11111110b : Menyalin nilai 11111110b ke port 1 (led pada
P1.0 menyala)
Sjmp mulai: Kembali ke label mulai
Ø Lebel led2:
Jnb P2.4, led3: Apabila port 2.4 diberi logika 0 maka lompat ke
label led3
Mov p1,# 11111010b: Menyalin nilai 11111010b ke port 1 (led menyala
pada P1.0, P1.2)
Sjmp mulai: kembali ke label mulai
Ø Label led3:
Jnb P2.6, led3: Apabila port 2.6 di beri logika 0 maka lompat ke
label led4
3.5 Pengoperasian Alat
Pada aplikasi mikrokontroller yang kami buat yaitu flood detection yang
menggunakan IC AT89C51
yang diprogram pada
dasarnya tidak terbatas aplikasinya, dan dapat di
aplikasikan
kedalam rangkaian elektronika sederhana maupun
pada dunia industri dan masih
banyak untuk keluarga MCS-51. Pada aplikasi flood detection biasanya diapikasikan untuk alat pendeteksi banjir yang
di instalisasi di pintu bendungan sungai dan pintu sungai yang tiap harinya bisa di
kontrol. Flood detection juga bisa diapikasihan ke rumah-rumah yang memiliki
tangki penyimpanan air agar jika saat pengisian tangki bisa meminimalkan air
yang menetes keluar
tangki
penampungan air
Aplikasi mikrokontroller banyak digunakan di dunia industri dan diintegrasikan dengan motor stepper yang biasanya digunakan untuk engsel robot. Biasanya mikrokontroler digunakan sebagai sensor atau alat yang sudah otomatis.
Dalam rangkaian
sederhana aplikasinya dapat diintregasikan kedalam rangkaian sensor elektronika, sensor pengamanan, serta pendetektor
suatu satuan ukuran
seperti
suhu.
Cara kerja alat ini adalah jika sensor1 terhubung dengan ground yang
perantaranya air maka led hijau menyala artinya keadaan air masih dalam keaaanaman, jika sensor2 terhubung dengan ground yang perantaranya air maka led kuning menyala
artinya air
dalam keadaan
waspada,
jika sensor3
terhubung
dengan ground yang perantaranya air maka led merah menyala artinya air dalam keadaan awas, dan jika sensor4 terhubung dengan ground yang perantaranya air
maka led merah menyala dan
buzzer
berbunyi artinya air
dalam keadaan
bahaya
3.6 Hasil Uji Coba Alat
Pada saat ketinggian air berada pada kondisi
S1 (P2.6 terhubung dengan
ground) maka
LED hijau menyala, saat ketinggian air berada pada kondisi S2 (P2.4
terhubungdengan ground) maka LED hijau dan kuning menyala, Saat ketinggian air berada pada kondisi S3 (P2.2 terhubung dengan ground) maka
LED
hijau,
kuning, merah menyala,
Saat
ketinggian
air mencapai kondisi S4 (P2.0 terhubung
dengan
ground) maka LED hijau,
kuning, merah menyala disertai dengan bunyi buzzer untuk
menandakan air hampir penuh pada tabung
BAB 4
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Saat air sudah mencapai batas S1 maka led warna hijau menyala. Saat air
sudah mencapai batas S2
maka
led
warna kuning
menyala. Saat air
sudah
mencapai batas S3 maka led warna merah menyala. Saat air sudah mencapai batas
S4
maka led warna merah dan buzzer akan berbunyi. Untuk mendeteksi banjir
dalam skala kecil.
4.2 Saran
Saat membuat proyek ini harus teliti dan hati-hati dalam mengerjakannya. Jangan sampai
ada jalur yang crash karena apabila sampai crash akan terjadi
Kereatifitas di nilai
dalam proyek ini Berhati-hati dalam menentukan tegangan
aktifator
Tidak ada komentar:
Posting Komentar