Post on 04-Aug-2015
PROPOSAL TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN PASTEURISASI PENGOLAHAN SUSU MENTAH BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Diajukan sebagai syarat akademik Pada Program Studi Instrumentasi dan Elektronika
Jurusan Fisika
Disusun oleh:
Linda Roshana
J0D007044
PROGRAM STUDI DIPLOMA III INSTRUMENTSI DAN ELEKTRONIKA
JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG
2010
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya:Nama : Ir. Hernowo Danusaputro, MTNIP : 195401081986031001
Program Studi : DIII Instrumentasi dan ElektronikaJurusan : Fisika
Tidak keberatan dan sanggup untuk membimbing mahasiswa:
Nama : Linda RoshanaNIM : J0D 007 044Program Studi : DIII Instrumentasi dan ElektronikaJurusan : Fisika
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:“RANCANG BANGUN PASTEURISASI SUSU MENTAH BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51”
Semarang, April 2010
Pembimbing
Ir. Hernowo Danusaputro, MT
NIP: 195401081986031001
USULAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN PASTEURISASI SUSU MENTAH BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51
Yang diajukan oleh:
Linda Roshana
J0D007044
Telah disetujui oleh:
Semarang, April 2010
Koordinator Tugas Akhir Dosen Pembimbing
DIII Instrumentasi dan Elektronika
Dr. Priyono, MSi Ir. Hernowo Dansaputro, MT
NIP.196703111993031005 NIP. 195401081986031001
A. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini telah membawa
manusia kepada peradaban yang lebih baik. Banyak sekali manfaat dan kemudahan
yang telah dihasilkan dengan adanya perkembangan teknologi, khususnya
perkembangan teknologi di dunia elektronika. Kebutuhan akan pengendalian daya
listrik suatu perangkat elektronika pada pengaturan level tegangan dan arus telah
mengalami perkembangan. Misalnya pengontrolan panas pada heater, pengontrolan
pencahayaan lampu, pengontrolan putaran motor, dan lain-lain.
Susu segar merupakan bahan makanan yang bergizi tinggi karena mengandung
zat-zat makanan yang lengkap dan seimbang seperti protein, lemak, karbohidrat,
mineral, dan vitamin yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Nilai gizinya yang tinggi
juga menyebabkan susu merupakan medium yang sangat disukai oleh mikrooganisme
untuk pertumbuhan dan perkembangannya sehingga dalam waktu yang sangat singkat
susu menjadi tidak layak dikonsumsi bila tidak ditangani secara benar.
Salah satu cara yang dapat ditempuh untuk mencegah kerusakan pada susu
adalah dengan cara pemanasan (pasteurisasi) baik dengan suhu tinggi maupun suhu
rendah yang dapat diterapkan pada peternak. Dengan pemanasan ini diharapkan akan
dapat membunuh bakteri patogen yang membahayakan kesehatan manusia dan
meminimalisasi perkembangan bakteri lain, baik selama pemanasan maupun pada saat
penyimpanan.
Pasteurisasi adalah suatu proses pemanasan pada suhu dibawah 100 oC dalam
jangka waktu tertentu yang dapat mematikan mikroba yang ada dalam susu. Saat ini
dikenal dua metode yang lazim digunakan pada proses pasteurisasi susu, yaitu LTLT
(Low Temperature Long Time) dan HTST (High Temperature Short Time). Metode
LTLT pada dasarnya dilakukan dengan pemanasan susu sampai suhu 63 – 65 oC dan
dipertahankan pada suhu tersebut selama 30 menit. Alat yang digunakan untuk LTLT
berupa tangki terbuka (open vat) dengan pemanas tidak langsung atau lebih dikenal
dengan Batch Pasteuriser. Sedang metode HTST dilakukan dengan pemanasan susu
selama 15 – 16 detik pada suhu 76 oC atau lebih dengan menggunakan alat penukar
panas (heat exchanger) dan diikuti dengan proses pendinginan susu dengan cepat agar
mikroba yang masih hidup tidak tumbuh kembali.
Diversifikasi air susu sapi ini bisa dikelola secara home industry maupun secara
besar-besaran, dan sudah barang tentu diperlukan peralatan yang serba praktis dan
modern, agar diperoleh hasil yang maksimal.
B. Tujuan
Tujuan tugas akhir ini adalah membuat alat untuk memonitoring suhu pada
pasteurisasi susu mentah berbasis mikrokontroler AT89S51 yang terdiri dari: Sensor
LM 35, unit pengkondisian sinyal ADC (Analog to Digital Converter) yang
dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51 untuk mendapatkan variasi LED (Light
Emiting Dioda) yang secara otomatis mengeluarkan suara buzzer dan sebagai penampil
nilai intensitas menggunakan LCD M1632.
C. Tinjauan Pustaka
1. Sensor Suhu LM 35
LM 35 merupakan sensor suhu yang mempunyai kemampuan untuk merubah
suhu menjadi tegangan dengan perubahan yang linier yaitu sebesar 10 mV/°C.
Bentuk fisik IC ini sangat mirip dengan transistor kecil dengan tiga buah pin yaitu
sumber tegangan, grounding dan output. Dalam melakukan pengubahan suhu, LM 35
mengubah suhu pada permukaan IC yang selanjutnya hasil dari konfersi suhu menjadi
tegangan dikeluarkan dalam bentuk tegangan melalui kaki nomor dua (tengah).Dengan
menggunakan sensor suhu tipe LM35 dapat melakukan konversi suhu menjadi tegangan
analog dan sensor ini dapat beroperasi dengan menggunakan tegangan sumber diantara
4 – 30 volt DC.Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajat Celcius
sehingga dapat diperoleh persamaan berikut :
VLM35 = Temperatur x 10 mV
Tabel 1. Keluaran LM 35
Temperatur VLM35
25o C 0,25V
27o C 0,27V
28o C 0,28V
Gambar 1. Sensor suhu LM 35
Jika pengukuran menggunakan sensor suhu LM 35 maka range suhu yang
dapat diukur mulai dari 0°C sampai dengan 100°C. Ini berarti cukup jika digunakan
untuk pengukuran keadaan di udara. Dengan menggunakan IC LM 35 maka setting
suhu yang diinginkan akan menjadi lebih mudah karena perubahan suhu pada IC ini
sangatlah linier. Setting suhu yang diinginkan diperoleh dengan mengatur tegangan
keluaran IC LM 35 sesuai dengan kebutuhan.
2. Liquid Crystal Display (LCD)
LCD Display modul M1632 buatan Seiko Inc, meskipun harganya sekitar lima
kali lipat dibanding dengan LCD Module SEDI200 buatan Epson, tapi karena M1632
lebih dulu beredar di Indonesia dan lebih mudah didapat, masih merupakan pilihan
banyak penggemar elektronik praktis. LCD display module M1632 terdiri dari dua
bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam
bentuk huruf/angka dua baris, masing – masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang
ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian
pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode –
kode ASCII dari informasi yang ditampilkan .
2. 1 Spesifikasi LCD M1632
Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + krusor
ROM pembangkit karakter 192 jenis
RAM pembangkit karakter 8 jenis ( diprogram pemakai)
RAM data tampilan 80 x 8 bit ( 8 karakter)
Duty ratio 1/16
RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit
mikroprosesor
Beberapa fungsi perintah antara lain: penghapusan tampilan ( display clear),
posisi krusor awal (crusor home), tampilan karakter kedip ( display character
blink), penggeseran krusor (crusor shift) dan penggeseran tampilan (display
shif).
Rangkaian pembangkit detak
Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan
Catu daya tunggal + 5 volt
Diagram blok modul tampilan kristal cair (LCD) dapat dilihat pada gambar 2.2 :
Gambar 2. Diagram Blok LCD
Adapun simbol terminal in put-out put dapat dilihat pada tabel 2.2:
Tabel 2. Simbol terminal Input – Output
No Simbol Level Deskripsi
1 VCC - +5V
2 GND - 0V
3 VEE - Tegangan Kontras LCD
4RS H/L
Register Select, 0 = Register Perintah, 1 =
Register Data
5 R/W H/L 1 = Read, 0 = Write
6E H/L
Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali
pengiriman atau pembacaan data
7 D0 H/L Data Bus 0
8 D1 H/L Data Bus 1
9 D2 H/L Data Bus 2
10 D3 H/L Data Bus 3
11 D4 H/L Data Bus 4
12 D5 H/L Data Bus 5
13 D6 H/L Data Bus 6
14 D7 H/L Data Bus 7
15 V+BL - Tegangan positif backlight
16 V-BL - Tegangan negatif backlight
2.2 Fungsi Terminal
Fungsi dari masing – masing terminal dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3. Fungsi Terminal
Nama
sinyal
No
TerminalI/O Tujuan Fungsi
DB0-DB3 4 I/O MPU
Data dibaca dari modul ke MPU
atau ditulis ke modul dari MPU
melalui bus ini. Jika antar muka 4
bit, sinyal – sinyalnya tidak
digunakan.
DB4-DB7 4 I/O MPU
4 bus dua arah tri state. Data dibaca
dari modul ke MPU atau ditulis ke
modul dari MPU melalui bus
ini.Jika antar mukanya 8 bit, DB 7
digunakan sebagai busy flag.
E 1 Input MPU
Sinyal awal operasi. Sinyal ini
mengaktifkan penulisan atau
pembacaan data.
R/W 1 Input MPUSinyal pemilih baca (R) atau tulis
(W), 0: tulis, 1 : baca
RS 1 Input MPU Sinyal pemilih register
0 : Register instruksi (tulis)
1 : Register data (tulis dan baca)
VLC 1 - PSTerminal catu daya untuk mengatur
kecerahan tampilan kristal cair.
VDD 1 - PS + 5V
VSS 1 - PS Terminal Ground : 0V
2.3 Register
Register adalah blok diagram yang sering digunakan untuk menyimpan
(sementara) informasi biner yang muncul. LCD mempunyai 2 macam register 8 bit :
Instruksi Register (IR) dan Data Register (DR) yang masing – masing dapat dipilih
menggunakan sinyal pemilih (Pin RS).
Tabel 4. Fungsi register
RS RW Operasi
0 0Pemilihan IR, penulisan IR.
Operasi dalam: penghapusan layar.
0 1 Baca busy flag (DB7) dan penghitung alamat (DB0-DB6)
1 0Pemilihan register data, pemilihan register data.
Operasi dalam: DR ke DDRAM atau CGRAM.
1 1Pemilihan register data, pembacaan register data.
Operasi dalam: DDRAM atau CGRAM ke register data.
Register instruksi digunakan untuk menyimpan kode perintah misalnya hapus
tampilan, geser krusor dan sebagainya. Juga digunakan untuk menyimpan perintah yang
berhubungan dengan alamat RAM data tampilan (DDRAM) atau alamat RAM
pembangkit karakter (CGRAM).
Register Data (DR) digunakan untuk menyimpan data yang akan dikirim ke
atau di baca dari DDRAM atau CGRAM. Apabila data di isikan ke DDRAM maka
secara otomatis data isi register (DR) akan dipindahkan ke DDRAM/CGRAM. Apabila
data dibaca dari DDRAM maka alamat dari DDRAM akan di isikan ke dalam IR.
2.4 Busy Flag (tanda sibuk)
Busy Flag (BF) digunakan untuk memastikan apakah LCD sudah siap untuk
menerima perintah selanjutnya. Bit (BF) dikirim ke DB7 jika RS = 0 dan R/W = 1, jika
logika (BF) = 1 berarti LCD sedang melakukan operasi internal dan tidak dapat
menerima perintah luar. Oleh karena itu status dari (BF) perlu diperiksa sebelum
memberikan perintah.
2.5 Address Counter – AC (Pencacah Alamat)
Pencacah merupakan alamat dari memori RAM data tampilan (DDRAM) atau
CG RAM pada saat diberi perintah menulis atau membaca DDRAM atau CGRAM. Jika
pengesetan alamat (DDRAM atau CGRAM) dikirim ke register IR, maka informasi
alamat tersebut akan dipindahkan dari IR jika AC. Jika tampilan data dikirim
(berkurang) menurut kode set entry yang diberikan. Isi dari AC akan dikeluarkan pada
DB0 sampai dengan DB6 jika RS = 0 dan R/W = 1.
2.6 DDRAM (RAM Data Tampilan)
DDRAM memiliki kapasitas 80 x 8 bit sehingga dapat menyimpan kode
karakter 8 bit sejumlah maksimal 80 karakter. Alamat DDRAM yang diisikan ke dalam
sejumlah AC berbentuk bilangan heksadesimal.
AC
DD RAM
Alamat DDRAM dalam bentuk heksadesimal
Contoh alamat DDRAM 07H :
Alamat DDRAM 00H sampai 07H akan ditampilkan pada LCD baris 1, sedang alamat
40H sampai 47H tampil pada baris kedua.
Jika tampilan digeser maka alamat DDRAM 00H sampai 07H akan tampil di baris dan
alamat 40H sampai 47H akan ditampilkan pada baris 2.
2.7 ROM pembangkit karakter (CGROM)
CGROM dapat membangkitkan pola karakter matrik 5 x 7 titik sejumlah 192
jenis dari kode karakter 8 bit.
2.8 RAM pembangkit karakter (CGRAM)
CGRAM digunakan untuk membuat pola karakter sesuai kebutuhan pemakai
dengan memprogram terlebih dahulu. Lokasi DDRAM yang tidak digunakan sebagai
RAM biasa.
AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
0 0 0 0 1 1 1
2.9 Penjelasan Instruksi LCD
1. Hapus tampilan (Clear Display)
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Instruksi hapus tampilan berfungsi menghapus tampilan LCD dan
mengembalikan posisi krusor ke alamat awal. Menghapus tampilan berarti menuliskan
kode spasi (20H) ke semua alamat DDRAM, dan alamat 0 DDRAM diset ke AC. Jika
digeser maka tampilan kembali ke posisi semula. Setelah melaksanakan intruksi hapus
tampilan maka mode entry pada mode increment. Bila memberi perintah hapus tampilan
maka harus diperhatikan kondisi tertentu pada tabel dibawah ini.
Tabel 5. Perintah pembatasan eksekusi Display Clear dan Crusor Home
Kondisi Pemakai Hal – hal yang perlu diperhatikan
Bila memberikan perintah hapus
tampilan atau pindah krusor ke posisi
awal setelah memberikan perintah geser
tampilan.
Perintah pindah krusor ke posisi awal
(home) harus secepatnya diberikan
lagi setelah perintah hapus tampilan
atau pindah krusor dilaksanakan.
Tidak boleh dibiarkan pada selang
waktu kelipatan 400/F.Osc x detik.
Setelah instruksi pertama: misal 1,5
ms, 4.5 ms, 5 ms, 5.5 ms.
Bila pindah ke posisi awal bertepatan
dengan alamat DDRAM 32H, 27H,
63H atau 67H.
Sebelum melaksanakan perintah
pindah posisi awal maka 4 data pada
alamat DDRAM tersebut harus
disimpan dan setelah selesai
melaksanakan perintah pindah posisi
krusor data dikembalikan ke
DDRAM sesuai alamat semula.
Apabila tidak dilakukan hal diatas
maka data pada DDRAM akan rusak.
2. Pindah krusor ke posisi awal
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 *
*: data tidak sah.
Perintah pindah kursor ke posisi awal berarti alamat DDRAM 0 diisikan ke AC
dan kursor ke posisi awal. Apabila sebelumnya diberi perintah geser maka tampilan
akan kembali ke tampilan awal. Isi DDRAM tidak berubah oleh adanya perintah pindah
kursor maka harus diperhatikan hal-hal seperti pada perintah hapus tampilan.
3. Mengeset mode entry
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 0 1 1/D S
Perintah pengesetan mode entry menentukan arah gerakan kursor tampilan
digeser atau tidak.
1/D adalah bit untuk naik atau turun alamat DDRAM setiap ada perintah menulis atau
membaca kode karakter pada DDRAM. Proses tersebut juga berlaku untuk penulisan
atau pembacaan pada CGRAM.
Jika 1/D = 1 maka alamat akan bertambah 1 dan kursor atau blink akan bergeser ke
kanan.
Jika 1/D = 0 maka alamat akan berkurang dan kursor atau blink akan bergeser ke kiri.
S adalah bit untuk menentukan apakah tampilan digeser atau tidak pada saat mengirim
(menulis) data ke DDRAM.
Jika S = 1 maka tampilan akan digeser ke kanan atau ke kiri sesuai pengesetan pada
1/D. Kursor tetap pada posisinya sedang tampilan akan digeser. Pada proses membaca
DDRAM tampilan tidak digeser.
Jika S = 0 maka tampilan tidak digeser.
4. Pengaturan ON/OFF tampilan
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 1 D C B
Perintah pengaturan ON/OFF tampilan berfungsi untuk menghidupkan atau
mematikan tampilan di layar LCD, memunculkan kursor dan membuat posisi kursor
berkedip. Kursor muncul dan berkedip pada kolom sesuai dengan alamat DDRAM yang
terdapat pada AC.
D adalah bit untuk mengatur ON/OFF dari tampilan. Jika D = 1 maka karakter pada
DDRAM akan muncul di layar LCD. Jika D = 0 maka tampilan akan OFF dan data
masih tetap berada dalam DDRAM.
C adalah bit untuk mengatur ON/OFF dari kursor. Jika C = 1 maka kursor muncul
berupa garis di bawah matriks karakter. Jika C = 0 maka kursor tidak tampil pada layar
LCD.
B adalah bit untuk mengatur kedipan kursor. Jika B = 1 posisi kursor akan berkedip
yaitu tampilan blok hitam bergantian dengan karakter setiap 0,4 detik. Jika B = 0 kedip
kursor tidak muncul.
5. Geser kursor/tampilan
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *
*: data tidak sah
Perintah geser kursor/tampilan digunakan untuk menggeser kursor dan
tampilan tanpa mengubah isi DDRAM. Perintah ini biasanya digunakan untuk koreksi
karena posisi kursor atau tampilan dapat digeser tanpa harus melakukan operasi
tulis/baca data tampilan. Oleh karena itu tampilan DDRAM adalah 40 karakter 2 baris
maka kursor pada digit 40 baris 1 akan digeser ke posisi 1 baris 2. Tampilan baris 1 dan
2 digeser bersamaan sehingga karakter pada baris ke 2 tidak digeser ke baris 1.
Tabel 2.6 Tabel Kebenaran S/C dengan R/L
S/C R/L Operasi
0 0 Posisi kursor digeser ke kiri (AC berkurang 1)
0 1 Posisi kursor digeser ke kanan (AC bertambah 1)
1 0 Seluruh tampilan digeser ke kiri bersama dengan kursor
1 1 Seluruh tampilan digeser ke kanan bersama dengan kursor
6. Pengesetan Fungsi
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 1 DL 1 * * *
*. data tidak sah
Pengesetan fungsi digunakan untuk menentukan panjang data interface yang
digunakan memakai bit DL. Jika DL = 0 maka panjang data interface yang digunakan
adalah 8 bit (DB0...DB7). Jika DL = 1 maka panjang data interface yang digunakan
adalah 4 bit (DB4...DB7) dimana 4 bit atas dikirim lebih dulu diikuti 4 bit rendah.
Perintah pengesetan harus diberikan sebelum perintah – perintah yang lain dapat
dilaksanakan kecuali untuk perintah baca alamat/tanda sibuk.Perintah pengesetan fungsi
dilakukan saat inisialisasi sistem.
7. Pengesetan alamat CGRAM
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 1 A A A A A A
Pengesetan alamat CGRAM dilakukan dengan cara mengirim kode biner 6 bit
pada AC selanjutnya data pada CGRAM dapat diisi atau dibaca.
8. Pengesetan alamat data DDRAM
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 1 A A A A A A A
Pengesetan DDRAM dilakukan dengan mengirimkan kode biner 7 bit pada AC,
selanjutnya data dikirim atau dibaca oleh MPU. Alamat untuk tampilan baris 1 adalah
00H/27H, sedangkan untuk 2 baris adalah 40 H sampai 67H.
9. Membaca alamat busy flag
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 1 BF A A A A A A A
Apabila register instruksi dibaca maka pada data bus DB7 merupakan bit tanda
sibuk dan data bus DB0-DB6 merupakan alamat DDRAM dan CGRAM. Alamat yang
dibaca ditentukan oleh instruksi pengesetan alamat yang diberikan sebelum perintah
baca alamat.
10. Mengirim data ke CGRAM atau DDRAM
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 0 D D D D D D D D
Data biner 8 bit DDDDDDDD dikirim ke CGRAM atau DDRAM ditentukan
oleh instruksi pengesetan alamat pada instruksi nomor 7 atau nomor 8. Setelah perintah
baca data dilaksanakan maka alamat (AC) akan naik atau turun tergantung mode set
entry.
11. Membaca data dari CGRAM atau DDRAM
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
1 1 D D D D D D D D
Pada pembacaan data, maka data biner 8 bit akan keluar di data bus DB7
sampai DB0 dari instruksi CGRAM atau DDRAM yang ditentukan oleh instruksi
pengesetan alamat pada instruksi nomor 7 atau nomor 8. Setelah perintah baca data
dilaksanakan maka alamat C akan naik atau turun tergantung mode set entry.
3. ADC 0804
ADC adalah proses pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital. Proses
pengubahan terjadi pada konverter/pengubah yang dikenal dengan analog to digital
converter. Proses pengubahan ini dikenal juga dengan nama sistem akusisi data.
Terdapat empat macam ADC yang memenuhi standar industri, yaitu integrating,
tracking converter, successive approximation dan flash/paralel. Keempat jenis ADC
tersebut mewakili beberapa macam pertimbangan diantaranya resolusi, kecepatan
konversi dan biaya.
Jenis-jenis ADC Menurut cara pengkonversiannya, ADC dapat
dikelompokkan kedalam beberapa jenis yaitu :
1. Tipe Integrating
Tipe Integrating menawarkan resolusi tertinggi dengan biaya terendah. ADC tipe ini
tidak dibutuhkan rangkaian sample hold. Tipe ini memiliki kelemahan yaitu waktu
konversi yang agak lama, biasanya beberapa milidetik.
2. Tipe Tracking
Tipe tracking menggunakan prinsip up down counter (pencacah naik dan turun).
Binary counter (pencacah biner) akan mendapat masukan clock secara kontinyu dan
hitungan akan bertambah atau berkurang tergantung pada kontrol dari pencacah
apakah sedang naik (up counter) atau sedang turun (down counter). ADC tipe ini
tidak menguntungkan jika dipakai pada sistem yang memerlukan waktu konversi
masukan keluaran singkat, sekalipun pada bagian masukan pada tipe ini tidak
memerlukan rangkaian sample hold. ADC tipe ini sangat tergantung pada kecepatan
clock pencacah, semakin tinggi nilai clock yang digunakan, maka proses konversi
akan semakin singkat.
3. Tipe flash / paralel
Tipe ini dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada kecepatan 100 MHz
dengan rangkaian kerja yang sederhana. Sederetan tahanan mengatur masukan
inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih tinggi dari konverter
sebelumnya, jadi untuk tegangan masukan Vin, dengan full scale range, komparator
dengan bias dibawah Vin akan mempunyai keluaran rendah. Keluaran komparator ini
tidak dalam bentuk biner murni. Suatu dekoder dibutuhkan untuk membentuk suatu
keluaran yang biner. Beberapa komparator berkecepatan tinggi, dengan waktu tunda
(delay) kurang dari 6 ns banyak digunakan, karena itu dihasilkan kecepatan konversi
yang sangat tinggi. Jumlah komparator yang dibutuhkan untuk suatu konversi n bit
adalah 2n – 1.
4. Tipe successive approximation
Tipe successive approximation merupakan suatu konverter yang paling sering
ditemui dalam desain perangkat keras yang menggunakan ADC. Tipe ini memiliki
kecepatan konversi yang cukup tinggi, meskipun dari segi harga relatif mahal.
Prinsip kerja konverter tipe ini adalah, dengan membangkitkan pertanyaan-
pertanyaan yang pada intinya berupa tebakan nilai digital terhadap nilai tegangan
analog yang dikonversikan. Apabila resolusi ADC tipe ini adalah 2n maka diperlukan
maksimal n kali tebakan (Tirtamihardja, 1996).
4. Mikrokontroler AT89S51
Menurut Suryono, 2005 bahwa mikrokontroler merupakan sebuah chips yang
dapat melakukan pemprosesan data secara digital sesuai dengan perintah bahasa
assembly yang diberikan oleh perusahaan pembuatnya. Perbedaan yang mendasar antara
mikroprosesor dan mikrokontroler adalah mikroprosesor memerlukan perangkat
pendukung (RAM, Hardisk, VGA card, monitor, keyboard, floppy disk, dan peripheral
lainnya) yang dipasang sebagai peripheral eksternal dalam menjalankan intruksi.
Mikrokontroler merupakan chip tunggal yang dapat menjalankan instruksi
tanpa peripheral pendukung. Memang mikrokontroler tidak secerdas
mikroprosesor.Akan tetapi jika tingkat kepandaian yang dimiliki telah cukup untuk
menjalankan tugas dari suatu instrument, maka mikrokontroler menjadi pilihan pertama
karena memiliki kelebihan dalam hal harga, kesederhanaan rangkaian dan dimensi
instrument yang menjadi lebih kecil.
Mikrokontroler MCS-51 keluaran perusahaan semikonduktor intel, pertama
kali dibuat dengan media program (EPROM) berada diluar chip mikrokontroler tersebut
adalah seangkatan 8031. Disamping lebih rumit dan biaya mahal, system ini juga
memiliki kesulitan dalam mengisi dan menghapus program.Untuk mengisi diperlukan
perangkat pengisi khusus dan untuk menghapus diperlukan perangkat lampu ultraviolet
(UV) dengan spesifikasi khusus pula.Selanjutnya berkembang teknologi EEPROM yang
dapat dihapus dengan kejutan listrik, tetapi system ini masih memerlukan perangkat
pengisi khusus yang beroperasi pada level tegangan 12 volt.Perkembangan selanjutnya
adalah mereduksi kerumitan rangkaian dengan dimasukkannya EEPROM kedalam chip
mikrokontroler.Tipe ini yang banyak dikenal dengan kode AT89C51, AT89C52,
AT89C53, dan keluarganya.Semua mikrokontroler tipe-C masih memerlukan perangkat
pengisi khusus.
Perkembangan terakhir mikrokontroler MCS-51 adalah tipe-S yaitu jenis ISP
(In System Programmable) dimana EEPROM di dalamnya berteknologi flash yang
dapat diisi dengan pulsa 5 volt. Akibatnya system ini dapat diisi dan dihapus langsung
dari computer.Sehingga pemprogramannya dapat dilakukan secara online dari
computer. Tentu saja ha linin akan memberikan banyak kemudahan dalam perancangan
system elektronik.
Mikorokontroler tipe-S antara lain: AT89S51, AT89S52, AT89S53 dan
AT89S8252 adalah produk istimewa dari ATMEL karena memiliki flast yang dapat
deprogram pada level logic 5V dan dilengkapi ISP (In System Programable) sehingga
mikrokontroler jenis ini dapat deprogram dan dihapus melalui port-port yang tersedia
pada computer (misalnya LPT1) tanpa langkah tambahan sama sekali. Dengan jenis ISP
ini maka dalam penggunaannya tidak perlu mencabut IC mikrokontroler dari proyek
rangkaian, mengisi pada suatu alat dan menancapkan kembali kerangkaian tersebut,
sehingga tidak menambah jalur kerja dalam desain system.
Susunan pena-pena mikrokontroler MCS-51 diperlihatkan pada gambar 4,
penjelasan dari masing-masing pena adalah sebagai berikut :
a) Pena 1 sampai 8 (port 1) merupakan port paralel 8 bit 2 arah (bidirectional) yang
dapat digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose).
b) Pena 9 (reset) adalah masukan reset (aktif tinggi). Transisi pulsa dari keadaan rendah
ke tinggi akan mereset MCS-51. pena ini dapat dihubungkan dengan rangkaian
power on reset.
c) Pena 10 sampai pena 17 (port 3) adalah port paralel 8 bit dua arah yang memiliki
fungsi pengganti meliputi TxD (transmit data), RxD (receive data), Int0 (interupt 0),
Int1 (interupt 1), T0 (timer 0), T1 (timer 1), WR (write), dan RD (read). Bila fungsi
pengganti tidak digunakan, pena-pena ini dapat dipakai sebagai port paralel 8 bit
serbaguna.
d) Pena 18 (Xtal 1) adalah pena masukan ke rangkaian osilator internal, sebuah osilator
kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan.
e) Pena 19 (Xtal 2) adalah pena keluaran ke rangkaian osilator internal, pena ini dipakai
bila menggunakan osilator kristal.
f) Pena 20 (Ground) dihubungkan ke Vss atau ground.
g) Pena 21-28 (port 2) adalah port paralel 8 bit dua arah. Port 2 mengirimkan byte
alamat bila dilakukan pengaksesan memori eksternal.
Vcc
P0.0 (AD 0)
P0.1 (AD 1)
P0.2 (AD 2)
P0.3 (AD 3)
P0.4 (AD 4)
P0.5 (AD 5)
P0.6 (AD 6)
P0.7 (AD 7)
EA / VPP
ALE / PROG
PSEN
P2.7 (A 15)
P2.6 (A 14)
P2.5 (A 13)
P2.4 (A 12)
P2.3 (A 11)
P2.2 (A10)
P2.1 (A 9)
P2.0 (A 8)
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
RESET
(RXD) P3.0
(TXD) P3.1
(INT1) P3.3
(T0) P3.4
(T1) P3.5
(WR) P3.6
(RD) P3.7
XTAL 2
XTAL 1
GND
(INT0) P3.2
P1.0
39
38
37
36
35
34
33
32
31
40
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11
29
28
27
26
25
24
23
22
21
30
Gambar 3. Susunan pena-pena mikrokontroler AT89S51
h) Pena 29 adalah pena PSEN (Program Store Enable) yang merupakan sinyal
pengontrol yang membolehkan program memori eksternal masuk ke dalam bus
selama proses pemberian / pengambilan instruksi (fetching).
i) Pena 30 adalah pena ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan
alamat memori eksternal selama pelaksanaan instruksi.
j) Pena 31 (EA). Bila pena ini diberi logika tinggi (H), mikrokontroler akan
melaksanakan instruksi dari ROM/EPROM ketika isi program counter kurang dari
4096, bila logika rendah (L), mikrokontroler akan melaksanakan semua instruksi dari
memori program luar.
k) Pena 32 sampai 39 (port 0) merupakan port paralel 8 bit open drain 2 arah. Bila
digunakan untuk mengakses memori luar, port ini akan memultipleks alamat memori
dengan data.
l) Pena 40 (VCC) dihubungkan ke VCC (+5V).
Mikrokontroler dapat dihubungkan dengan osilator kristal kuarsa sebagai basis
pewaktuannya. Rangkaian pewaktuan internal osilator kristal kuarsa ditunjukkan
seperti pada gambar 5.
Vss
Xtal 1
Xtal 2
Xtal
Gambar 4. Rangkaian osilator kristal kuarsa
4. Light Emitting Diode (LED)
Pada diodabias forward, electron pita konduksi melewati junction dan jatuh ke
dalam hole. Pada saat electorn-electron jatuh pada pita konduksi ke pita valensi, mereka
memancarkan energi. Pada dioda penyearah, energi ini keluar sebagai panas. Tetapi
pada LED, energi dipancarkan sebagai cahaya.
Dengan menggunakan unsur-unsur seperti gallium, arsen, dan phosfor, pabrik
dapat membuat LED yang memancarkan warna merah, kuning dan infra merah (tidak
kelihatan). LED yang memancarkan warna yang kelihatan dapat berguna sebagai
display peralatan, mesin hitung, jam digital, dan lain-lain. LED infra merah dapat
digunakan dalam sistem tanda bahaya pencuri dan ruang lingkup lain yang
membutuhkan pancaran yang tak kelihatan, keuntungan dari LED dibandingkan lampu
pijar yaitu umurnya lebih panjang, tegangan rendah (1 sampai 2 V) dan saklar nyala
matinya cepat (nano detik). gambar 2.9 menunjukkan lambang dari LED.
Gambar 5. Lambang LED (Malvino, Albert, 1981)
5. Buzzer
Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada
umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu
dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi
suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.
D. METODE PEMBUATAN ALAT
1 Studi Literatur
Mencari dan mengumpulkan referensi serta dasar teori yang diambil dari berbagai
buku penunjang untuk mendukung pembuatan modul dan Hardware.
2 Perancangan Hardware
Metode ini dimaksudkan untuk menentukan desain alat yang akan dibuat.
3 Pembuatan Hardware
Pembuatan Hardware yang didukung dengan software sistem dari alat yang telah
dibuat.
4 Implementasi Alat
Pembuatan rancang bangun sistem pasteurisasi susu yang akan digunakan sebagai
simulator.
E. JADWAL KEGIATAN
No KegiatanBulan
1 2 3 4 5
1 Studi literatur
2 Perancangan hardware
3 Pengujian hardware
4 Implementasi alat
5 Penyusunan laporan
F. DAFTAR PUSTAKA
Ibrahim, KF, 2001, Teknik digital, Andi Offset, Yogyakarta.
Malvino, Albert Paul, 1996.Prinsip-Prinsip Elektronika, Edisi ketiga, Alih bahasa:
Hanapi Gunawan, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Sugiharto, 2002, Penerapan Dasar Tranduser dan Sensor, Kanisius, Yogyakarta.
Tirtamihardja, 1996, Elektronika Digital, Andi Offset, Yogyakarta.