Modul 2 OSP 2015

Page | 8

MODUL 2 Desain Otomasi Sederhana Dengan Serial Port

OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Laboratorium Sistem Produksi

Program Studi Teknik Industri

Instititut Teknologi Bandung 2015

Modul 2 – Desain Sistem Otomasi Sederhana Dengan Serial Port Otomasi Sistem Produksi

Halaman | 1

TUJUAN PRAKTIKUM

Memahami komunikasi data antara PC dengan Peripheral Devices (Hardware).

Mengenal dan menjalankan komunikasi data sederhana menggunakan serial port.

Memahami komponen, fungsi, dan karakteristik microcontroller.

Memahami dan mampu melakukan pemrograman sederhana pada microcontroller dengan

menggunakan bahasa PBASIC.

Mengaplikasikan logika 7 segment untuk komunikasi data.

KOMUNIKASI DATA

Pada praktikum ini akan dilakukan percobaan mengenai komunikasi data. Komunikasi data merupakan

sistem komunikasi untuk menghubungkan dua atau lebih perangkat komputer dengan piranti peripheral

(hardware). Komunikasi data antar perangkat dapat dilakukan secara serial maupun paralel. Dalam

komunikasi data serial, pengiriman informasi tidak memungkinkan untuk dilakukan secara banyak

sekaligus.

Pada komunikasi data paralel, pemindahan informasi dapat dilakukan secara bersamaan sehingga

informasi yang terkirim lebih banyak daripada port serial. Hal tersebut membuat kecepatan pengiriman

informasi lebih cepat menggunakan paralel port akan tetapi untuk paket informasi yang cenderung

besar paralel port harus melalui proses protocol untuk pengecekan kelengkapan paket data yang masuk

(yang membuat waktu pengiriman informasi lama) sedangkan untuk serial port tidak harus melalui

proses protocol. Sehingga disimpulkan untuk paket data yang besar serial port lebih cepat dibandingkan

parallel port sedangkan untuk paket informasi yang cenderung kecil kecepatan parallel port cenderung

lebih cepat

1 0 1 1 PIN

1 PIN

PIN

PIN

PIN

1

1

0

SERIAL

PORTPARALLEL

PORT

1 0 1 1

Paket

Informasi

Gambar 1 Serial vs Paralel


Halaman | 2

SERIAL PORT

Serial port merupakan perangkat lunak untuk melakukan komunikasi data dengan cara kerja

mentransferkan data (mengirim dan menerima) dalam satu bit per satuan waktu.

Sender Receiver01001001

Gambar 2 Konsep komunikasi data serial

Dalam komunikasi data serial, masing-masing peralatan komunikasi memerlukan port serial dan

sedikitnya 4 kabel yang masing-masing berrfungsi untuk:

Power (Vcc)

Transmitting Data

Receiving Data

Ground

Data yang ditransmisikan dikirim dalam bentuk gelombang yang menyerupai gelombang kotak dengan

terdiri dari 1 start bit, 7 data bit, 1 parity bit, dan 2 stop bits. Pada praktikum ini akan digunakan serial

port berupa USB connector. Dalam satu unit USB, terdapat connector yang berfungsi sebagai male

connector dan female connector. Male conenctor dihubungkan ke PC, sedangkan female connector

dihubungkan dengan peripheral device.

Gambar 3 Jenis USB Connector


Halaman | 3

MICROCONTROLLER

Microcontroller merupakan sebuah piranti yang dapat menjalankan perintah-perintah yang diberikan

kepadanya dalam bentuk baris-baris program yang dirancang untuk pekerjaan tertentu. Program dalam

hal ini adalah kumpulan perintah yang diberikan pada sistem microcontroller yang kemudian diolah oleh

sistem tersebut untuk melaksanakan pekerjaan tertentu. Microcontroller terdiri dari beberapa bagian,

yaitu :

1. Memori

Bagian memori terdiri dari ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya dapat dibaca

dan RAM (Random Access Memory) yaitu memori yang dapat dibaca dan ditulis secara acak.

Memori digunakan untuk menyimpan semua program yang akan dieksekusi, data yang akan

diproses, dan data hasil proses.

2. Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit merupakan bagian utama dari suatu sistem microcontroller. CPU berisi

rangkaian pengontrol, register-register, dan ALU (Arithmetic Logic Unit) yaitu bagian yang

bertugas melakukan proses aritmetika dan logika.

3. Bagian input/output (I/O).

Bagian I/O dari sistem microcontroller adalah bagian yang menghubungkan microcontroller

dengan luar sistem. Microcontroller menerima data dari luar, berupa data dari transduser

ataupun dari keypad melalui bagian masukan (port input) dan akan mengirimkan data keluar

yang telah diolah melalui bagian keluaran (port output).

Gambar 4 Blok Diagram Microcontroller

Komunikasi antara ketiga komponen tersebut dilakukan melalui bus, yang memiliki lebar tertentu sesuai

dengan data/alamat yang ada. Elemen-elemen lain yang biasa terdapat pada suatu MC antara lain: serial

communication unit, interrupt, timer, watchdog timer, A/D converter, dan sebagainya.


Halaman | 4

Beberapa karakteristik membedakan MC dengan general-purpose computer:

MC ideal untuk digunakan sebagai controller di dalam perangkat-perangkat lain (embedded):

ukuran relatif sangat kecil, harga murah, konsumsi power sangat rendah, beberapa MC didesain

untuk digunakan pada kondisi-kondisi ekstrim (misalnya temperatur rendah dan tinggi).

MC tidak memiliki perangkat I/O standar seperti halnya keyboard dan monitor pada PC,

sehingga memerlukan tambahan perangkat sensor/aktuator untuk melakukan input dan output,

misalnya button untuk input dan LCD untuk output.

BASIC STAMP

Basic Stamp® 2 (BS2) adalah sebuah modul yang ditanamkan microcontroller chip dan dikembangkan

oleh Parallax Inc. Modul ini dijalankan menggunakan interpreter berbahasa PBASIC. Memiliki data

storage 2 Kb pada sebuah EEPROM dan easy-to-use dalam memberi perintah bagi general purpose I/O

(input atau output) pins membuat BS menjadi salah satu modul microcontroller yang paling sering

digunakan dalam pengajaran microcontrolling. Praktikum ini akan menggunakan Board of Education

(BOE), alat yang akan memfasilitasi keperluan komunikasi (upload) antara PC dengan peripheral devices

sekaligus mengujicobakan aplikasi yang dijalankan.

Gambar 5 Board of Education (BOE)


Halaman | 5

Langkah-langkah penyiapan hardware:

Pastikan switch power pada BOE telah berada pada posisi 0 (power off). Tempatkan BS2 pada BOE, pastikan kaki-kaki pin menancap dengan baik. Koneksikan BOE ke PC dengan menggunakan kabel yang tersedia untuk mengupload data. Tempatkan baterai pada tempatnya dan hubungkan dengan BOE. Pindahkan posisi switch power ke posisi 1. Jika lampu hijau menyala maka BOE siap digunakan.

SEVEN SEGMENT

Pada praktikum kali ini piranti peripheral (hardware) yang diguanakan untuk menjalankan komunikasi

data dengan personal computer (PC) adalah LED dan seven segment. Pada prinsipnya, seven segment

merupakan rangkaian yang terdiri atas 7 LED ditambah satu LED untuk decimal point.

Gambar 6 Rangkaian seven segment - microcontroller

Seven segment adalah perangkat yang digunakan untuk menunjukkan angka secara digital. Seven

segment banyak digunakan dalam perangkat digital untuk menunjukkan angka seperti jam tangan,

score board, kalkulator, dan perangkat lainnya. Seven segment terdiri dari 8 LED akan menyala sesuai

dengan nilai biner atau byte yang dimasukkan melalui input ataupun parallel port-nya. Jika rangakaian

yang dibuat sesuia dengan gambar pada Gambar 7, maka urutan menyalanya LED dari A-G adalah

E-D-C-DP-G-F-A-B, secara beurutan dari Pin 15 sampai 8. Dengan memberikan angka byte atau biner

yang tepat, maka seven segment dapat menyala sesuai dengan yang kita inginkan. Dp biasanya

digunakan untuk menunjukkan koma sebagai pemisah angka desimal.


Halaman | 6

Gambar 7 Sevent segment

Sebagai contoh, jika kita hendak menampilkan huruf P pada seven segment, maka LED pada seven segment yang harus menyala adalah A, B, E, F, dan G sehingga nilai byte yang harus diberikan adalah nilai biner 01110011 sesuai urutan pin pada microcontrollernya.

PEMROGRAMAN PBASIC

Cara mendefinisikan variabel pada pin (optional): var_name PIN 0 ' akan mendefinisikan PIN 0 sebagai var_name

Cara mendeklarasikan variabel: var_name VAR var_size

Contoh: counter VAR BYTE

Ada empat macam ukuran variabel (var_size):

Var_size Value

BIT NIBBLE BYTE

0/1 0 - 15

0 - 255 WORD 0 - 65535

Debugging Perintah DEBUG digunakan untuk mengecek nilai suatu variabel. Nilai dari variabel tersebut akan dikirimkan oleh BS dan ditampilkan di layar PC. Contoh:

x VAR BYTE

y VAR BYTE

x = 183

y = 250 DEBUG DEC ? x ' akan menampilkan: x= 183 di layar PC


Halaman | 7

DEBUG BIN ? y ' akan menampilkan: x= 11111010 di layar PC

Untuk memunculkan debugging window pilih menu Run .. Debug .. New.

Menentukan pin sebagai input/output Variabel-variabel direction (DIRS, DIR0-15) digunakan untuk menentukan apakah suatu pin digunakan sebagai input atau output. Nilai 0 diartikan sebagai input dan nilai 1 sebagai output. Contoh:

DIR15 = 1 ' pin 15 sebagai output

Cara lain adalah dengan menggunakan perintah INPUT dan OUTPUT. Contoh:

OUTPUT 10 ' pin 10 sebagai output

Pada kondisi default (setelah reset) semua pin adalah input.

Mengeluarkan output

Variabel-variabel output (OUTS, OUTL-H, OUTA-D, OUT0-15) digunakan untuk mengeluarkan nilai output (1 / 0) pada suatu pin output.

Contoh:

OUTL = 230 ' memberikan nilai 230 pada pin byte low (pin 0-7) OUT8 = 0 ' memberikan nilai 0 pada pin 8 OUTH = % 11100111 ' memberikan nilai pada pin 15-pin8

Cara lain adalah dengan menggunakan perintah HIGH dan LOW. Contoh:

HIGH 14 ' memberikan nilai 1 pada pin 14 LOW 2 ' memberikan nilai 0 pada pin 2

Membaca nilai input Variabel-variabel input (INS, INL-H, INA-D, IN0-15) digunakan untuk menerima nilai input (1/0) pada suatu pin input. Contoh:

var_x = IN7 ' variabel var_x = nilai input pada pin 7 DEBUG DEC ? IN8 ' menampilkan nilai input pin 8 sebagai decimal

IF dan ELSE sintaks Seperti bahasa pemrograman lainnya, PBASIC juga menyediakan sintaks untuk melakukan proses pengecekan kondisi. Contoh penggunaan sintaks : IF condition


Halaman | 8

THEN [baris program yang dieksekusi] ELSE [baris program yang dieksekusi] END IF

Looping Sintaks

Looping sintaks adalah perintah yang berfungsi untuk melakukan perulangan dengan kondisi yang telah ditentukan. Beberapa looping sintaks yang disediakan oleh pemrograman PBASIC dan sering digunakan adalah sebagai berikut :

1. Perulangan tak hingga, biasanya dipakai pada badan program utama DO

[baris program yang diulang] LOOP

2. Bentuk perulangan yang dieksekusi dari initial value sampai nilai tertentu FOR variabel = initial value TO final value [baris program yang diulang] NEXT

3. Bentuk perulangan yang dieksekusi saat nilai variabel = value DO WHILE variable = value

[baris program yang diulang] LOOP

4. Bentuk perulangan yang dieksekusi dan berhenti hingga nilai dari variabel = value

DO UNTIL variable = value [baris program yang diulang]

LOOP Tambahan : Untuk keluar dari perulangan gunakan sintaks EXIT

Langkah umum pembuatan program pada Basic Stamp 2

1. Pendefinisian nama variabel pada pin 2. Menentukan pin sebagai input/output 3. Penentuan looping sintaks 4. IF THEN ELSE sintaks bila diperlukan 5. Seven Segment Programming

SEVEN SEGMENT PROGRAMMING

Contoh hasil pemrograman PBASIC: untuk kasus apabila terdapat dua buah pushbutton, apabila PB 1

ditekan maka seven segment menampilkan angka 7, jika PB 2 ditekan maka akan menampilkan nilai 8.


Halaman | 9

CARA 1:


Halaman | 10

CARA 2:

Modul 2 – Desain Sistem Otomasi Sederhana Otomasi Sistem Produksi

Page | 8

TUGAS PENDAHULUAN

Eksperimen 1

Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 7, buatlah program untuk menyalakan LED pada seven segment

secara bergantian, seven segment dapat menampilkan angka 0,1,2,3,..9 kemudian 9,8,7,…,0.

Nama file program: ………………………………..

Eksperimen 2

Buatlah program dengan input berupa dua buah push button dan output berupa tiga buah LED.

LED1 = merah

LED2 = kuning

LED3 = hijau

LED1, LED2, LED3 akan menyala bergantian setiap 1 detik sekali dengan urutan merah-kuning-hijau dan akan tetap

menyala secara sekuensial seperti semula (ketikA pushbutton1 pertama ditekan) walaupun push button 1 dilepas,

dan seluruh LED akan mati bersamaan apabila push button 2 telah ditekan.

Nama file program: ……………………………

Eksperimen 3

Buatlah pengendali sistem di atas:

Sistem keamanan diterapkan untuk melindungi suatu benda antik di dalam museum. Ketika terdapat penyelundup

yang berada dalam radius peringatan dari etalase benda antik maka sensor akan bereaksi dan menyalakan lampu

merah sebagai tanda agar penyelundup tersebut keluar dari radius peringatan. Namun apabila penyelundup

tersebut tidak keluar area dan berjalan sebanyak 3 langkah didalam radius peringatan maka sistem seperti limit

switch yang tertanam dibawah lantai akan mengaktifkan sistem keamanan lebih lanjut dengan menggerakkan

motor 1 etalase kebawah tanah dan berhenti ketika etalase menyentuh titik B. Dalam kondisi ini benda antik yang

asli ditukarkan dengan benda antik palsu yang memakan waktu selama 10 detik. Setelah 10 detik tersebut etalase

dinaikkan kembali oleh motor 2 kepermukaan dan berhenti pada titik A.

Nama file program: ……………………………

Modul 2 OSP 2015

Documents

Transcript of Modul 2 OSP 2015