Sensor LDR.pdf
-
Upload
braen-renyut -
Category
Documents
-
view
222 -
download
0
Transcript of Sensor LDR.pdf
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
1/56
SISTEM KEAMANAN RUANGAN
DENGAN SENSOR LDR DAN HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan
memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
SYARIF ABDILLAH SITORUS
052408080
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARAMEDAN
2008
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
2/56
ii
PERSETUJUAN
Judul : SISTEM KEAMANAN RUANGAN DENGAN
SENSOR LDR DAN HANDPHONE
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : SYARIF ABDILLAH SITORUS
Nomor Induk Mahasiswa : 052408080
Program Studi : DIPLOMA TIGA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, September 2008
DiketahuiDepartemen Fisika FMIPA USU
Ketua Program Studi D3 FIN Pembimbing
Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. Dra. Justinon, M. Si
NIP : 132 050 870 NIP : 130 877 995
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
3/56
iii
PERNYATAAN
SISTEM KEAMANAN RUANGANDENGAN SENSOR LDR DAN HANDPHONE
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2008
SYARIF ABDILLAH S.
052408080
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
4/56
iv
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwata’ala, sang penguasalangit dan bumi dan apa yang ada diantara keduanya. Yang senantiasa melimpahkan
karunia-Nya dan selalu memberikan kemudahan dan kelancaran sehingga penulis
dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah
Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan
teladan bagi penulis.
Pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih
kepada Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, Ketua Jurusan DIII FisikaInstrumentasi Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc. Sekretaris Jurusan Departemen
Fisika Ibu Dra. Justinon,M.Si. sekaligus sebagai Dosen Pembimbing penulis dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini yang telah banyak membantu dan
memberikan kepercayaan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Serta kepada seluruh staf dan Dosen pengajar di Departemen Fisika FMIPA USU
yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan di bangku
perkuliahan.
Tak lupa penulis berikan penghargaan dan penghormatan kepada keluarga
tercinta, Ayahanda Juhari Sitorus dan Ibunda Sumisah, serta Abang Surya Alamsyah
S,SE. dan kakak Safrida Mayasari S,SE. yang telah banyak memberikan bantuan moril
maupun materil selama ini. Spesial buat Sri Hariati Anggraini (Ankgrie) yang telah
memberikan semangat dan motivasi kepada penulis selama ini. Bang Bryan Habsyah
terima kasih atas segala bantuan dan kerja samanya semoga Allah membalasnya
dengan pahala terbaik. Buat sahabat-sahabat seperjuanganku : Agunk, Choir, Citra,
Poetra, Wahyu, dan anak-anak kos M38 2008, terima kasih untuk semua kebaikan
yang kalian berikan, serta untuk seluruh keluarga besar FIN-05. Semoga Allah
Subhanahuwata’ala melimpahkan kesejahtraan dan keselamatan kepada kita semua.
Penulis menyadari bahwa dalam Laporan Tugas Akhir ini masih banyak
terdapat kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun untuk perbaikan dan kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini
dimasa yang akan datang. Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat kepada para pembaca dan memberikan suatu inspirasi bagi penerapan teknologi dalam
kehidupan sehari-hari.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
5/56
v
ABSTRAK
Kajian ini bertujuan untuk merancang alat keamanan pada gedung, rumah, ataupunsebuah ruangan, dengan menggunakan sistem pengendalian dari jarak jauh. Alarm
akan aktif dan handphone akan menghubungi pemiliknya jika ada orang yang masuk.
Menggunakan sensor cahaya yang berguna untuk pengamanan sebuah tempat
penyimpanan barang-barang berbahaya, atau untuk menjaga keamanan suatu tempat
penyimpanan barang berharga dari orang-orang yang tidak berwenang terhadap barang-barang berharga tersebut. Konsep kerja dari alat ini menerima cahaya sebagai
input LDR yang kemudian diinverter oleh LDR juga, sehingga pada saat ada cahayayang diterima oleh LDR1, panggilan ini tidak akan bekerja namun akan bekerja pada
saat tidak ada cahaya yang diterima oleh LDR1. LDR2 digunakan sebagai pemicu
pada rangkaian monostabil timer 555. Untuk melakukan pengendalian ini digunakan
handphone sebagai media komunikasinya. Sinyal dari handphone akan diperkuat olehOp Amp dan masuk ke DTMF, kalau ternyata sinyal yang diterima merupakan
kombinasi nada yang sesuai dengan ketentuan, DTMF akan mengeluarkan kode biner
sesuai dengan kombinasi nada tersebut. Keluaran dari DTMF ini akan diproses oleh
mikrokontroller AT89S51. Pada mikrokontroler telah dimasukkan program yang akanmengeksekusi perintah dari DTMF untuk menjalankan saklar yang terhubung pada
pintu.Dengan cara demikian rumah dapat dipantau dari jarak jauh sehingga keamanan
rumah dapat terjaga.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
6/56
vi
DAFTAR ISI
Persetujuan ............................................................................................................ ii
Pernyataan............................................................................................................... iii
Penghargaan ........................................................................................................... iv
Abstrak ................................................................................................................... v
Daftar isi ................................................................................................................. vi
Daftar Tabel ......................................................................................................... viii
Daftar Gambar ........................................................................................................ ix
Bab I Pendahuluan .......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 1
1.3
Tujuan Penulisan .................................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah .................................................................................. 2
1.5 Metode Pengumpulan Data .................................................................. 3
1.6
Sistematika Penulisan .......................................................................... 4
Bab II Landasan Teori ........................................................................................... 6
2.1 LDR Sebagai Sensor Cahaya ............................................................... 6
2.1.1 Gambaran Umum ............................................................... 6
2.1.2 Karakteristik Bahan LDR .................................................. 6
2.1.3 Prinsip Kerja LDR ............................................................. 7
2.2
IC Flip Flop (FF) Atau Timer (CLK) .................................................. 8
2.2.1 Fungsi dari Masing-masing Pin ......................................... 10
2.2.2 Operasi Monostabil ............................................................ 12
2.3 Saklar Relay ......................................................................................... 15
2.4 Mikrokontroler AT89S51 ..................................................................... 17
2.4.1 Kontruksi AT89S51 .......................................................... 19
2.4.2 Pin-pin pada Mikrokontroler AT89S51 ............................ 20
2.4.3 Bahasa Assembly MCS-51 ............................................... 23
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
7/56
vii
Bab III Rancangan Sistem .................................................................................. 27
3.1 Diagram Blok Rangkaian ................................................................. 27
3.2 Rangkaian Power Supply .................................................................. 28
3.3
Rangkaian Mikrokontroler AT89S51................................................. 29
3.4 Rangkaian DTMF Dekoder .............................................................. 30
3.5 Rangkaian Pengendali Motor Stepper ................................ ............... 31
3.6
Rangkaian Monostabil Timer 555 ................................ ..................... 33
3.7 Rancangan Sebuah Saklar Pemicu .................................................... 35
Bab IV Pengujian Rangkaian ............................................................................. 37
4.1
Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ................................ 37
4.2
Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper ...................................... 39
4.3 Pengujian Rangkaian Penguat............................................................ 42
4.4 Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder ............................................... 43
4.5 Pengujian Rangkaian Monostabil Timer 555 ................................ .... 43
4.6 Pengujian Sensor LDR ..................................................................... 44
Bab V Kesimpulan dan Saran ............................................................................ 45
5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 45
5.2 Saran ................................................................................................ 46
Daftar Pustaka ................................................................................................... 47
Lampiran
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
8/56
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Pin pada Port 3 AT89S51 ................................ ........................ 21
Tabel 4.1 Perhitungan Waktu Tunda .................................................................. 38
Tabel 4.2 Logika Memutar Motor Stepper ......................................................... 41
Tabel 4.3 Logika Untuk Membuka Motor Stepper .............................................. 42
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Rangkaian Penguat ................................ ................ 42
Tabel 4.5 Hasil Pengujian DTMF Pada Tombol Hand Phone ............................. 43
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
9/56
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor Cahaya LDR ...................................................................... 6
Gambar 2.2 Bentuk Fisik Relay .......................................................................... 15
Gambar 2.3 IC Mikrokontroler AT 89S51 .......................................................... 20
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sistem Pengamanan ................................ 27
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply ................................ ................................ 28
Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ................................ .............. 29
Gambar 3.4 Rangkaian DTMF Dekoder ............................................................. 30
Gambar 3.5 Rangkaian Pengendali Motor Stepper ............................................. 32
Gambar 3.6 Rangkaian Monostabil Timer 555 ................................................... 34
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor LDR .................................................................. 35
Gambar 4.1 Rangkaian Driver Motor Stepper ..................................................... 39
Gambar 4.2 Perputaran Nilai Pada Accumulator ................................................ 41
Gambar 4.3 Perputaran Perintah Rr .................................................................... 42
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
10/56
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dimasa sekarang ini peradapan manusia tentang moral dan pola pikir sudah banyak
yang menyimpang, sehingga satu sama lain tidak lagi memperdulikan nilai-nilai hak
masing-masing, yang berakibat banyak terjadinya pemindahan hak milik tanpa
sepengetahuan pemilik, atau dalam bahasa kriminalnya “pencurian” .
Keamanan merupakan suatu hal yang sangat diperlukan oleh seseorang.
Diantaranya adalah keamanan rumah, gedung atau ruangan yang memiliki nilai
penting bagi pemilik. Setiap orang juga menginginkan rasa nyaman jika meninggalkan
tempat yang dianggap penting tersebut dan tetap bisa mengontrolnya tanpa
keterbatasan jarak.
Untuk memberikan rasa aman, pemilik biasanya memberikan alarm pada
tempat-tempat yang diinginkan tersebut, namun itu belum cukup untuk memberikan
rasa aman jika kita berada di luar atau keterbatasan jarak dari tempat kejadian
peristiwa karena pemilik tidak akan mengetahuinya.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam masalah tersebut diatas penulis tertarik untuk membuat alat yang dapat
melindungi harta milik dengan penjagaan secara elektronik dan dapat dikendalikan
dari jarak jauh Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk membuat sistem
pengaman yang lebih baik dari sistem pengamanan seperti tersebut di atas dan
mengangkat permasalahan tersebut kedalam bentuk Tugas Akhir dengan judul
“Sistem Keamanan Ruangan dengan Sensor LDR dan Handphone”
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
11/56
2
Sensor cahaya yang berguna untuk pengamanan sebuah tempat penyimpanan
barang-barang berbahaya, atau untuk menjaga keamanan suatu tempat penyimpanan
barang berharga dari orang-orang yang tidak berwenang terhadap barang-barang
berharga tersebut. Sehingga kita dapat beristirahat tanpa was-was.
Pada alat ini akan digunakan sebuah rangkaiam monostabil dengan IC timer
555 dan dengan mikrokontroler AT89S51, sebuah rangkaian DTMF decoder dan
beberapa rangkaian pendukung lainnya.
Mikrokontroler AT89S51 sebagai otak dari system, yang berfungsi
mengendalikan seluruh sistem yang akan dikehendaki. Sensor optik digunakan untuk
mendeteksi adanya bayangan yang melewati areal tertentu, dan DTMF decoder
berfungsi untuk menterjemahkan data tone dari handphone sebagai input password
yang benar.
1.3. Tujuan Penulisan
Penulisan laporan proyek ini bertujuan untuk:
a. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga
(D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
b. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang yang telah diketahui.
c.
Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan
terhadap realita.
d. Membuat dan mengetahui cara kerja rangkaian sistem keamanan
memanfaatkan LDR dan IC timer 555.
1.4. Batasan Masalah
Pembahasan masalah dalam laporan proyek ini hanya mencakup masalah-masalah
sebagai berikut:
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
12/56
3
a. Cara kerja rangkaian yang meliputi analisis rangkaian pada tiap blok, serta
menguraikan secara umum fungsi masing-masing blok.
b.
Pemanfaatan sensor optik (LDR) dan IC Timer sebagai suatu komponen pada
rangkaian system keamanan.
c. Pengendalian keamanan dari jarak jauh menggunakan handphone berbasis
basis AT 89S51.
1.5. Metode Pengumpulan Data
Data-data yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini diperoleh melalui beberapa
metode. Adapun metode yang digunakan penulis dalam pengumpulan data adalah
sebagai berikut :
1. Studi kepustakaan.
Penulis mengumpulkan data dan teori yang dibutuhkan dalam penulisan tugas
akhir melalui buku-buku dan referensi lainnya yang berkaitan dengan tugas
akhir ini.
2. Lembar data ( Datasheet ) komponen yang dipakai pada alat
Lembar data ( Datasheet ) merupakan data-data yang dikeluarkan oleh produsen
komponen elektronika mengenai fungsi, karakteristik dan data-data penting
lainnya tentang komponen hasil produksi dari produsen komponen elektronika
yang bersangkutan
3. Pengujian Alat.
Data diperoleh setelah alat yang dibuat diuji dan diambil kesimpulan kemudian
dilakukan pengujian tersebut.
4. Berkonsultasi dengan Dosen pembimbing.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
13/56
4
Penulis melakukan konsultasi dengan berdiskusi dan bertanya secara langsung
pada Dosen pembimbing penulis mengenai segala sesuatu yang berhubungan
dengan penulisan tugas akhir ini.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari sebuah sistem
keamanan ruangan.
BAB I PENDAHULUAN
Dalam hal ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan,
batasan masalah, metode pengumpulan data untuk penulisan tugas
akhir, serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan
untuk pembahasan meliputi gambaran umum, prinsip kerja, spesifikasi
dan keunggulan sensor yang digunakan, teori pendukung itu antara lain
tentang power supply, rangkaian monostabil, IC Timer 555, LDR, relay
dan komponen pendukung lainnya.
BAB III RANCANGAN SISTEM
Pada bab ini dipaparkan mengenai rangkaian-rangkaian yang
digunakan pada sistem keamanan dan pengendaliannya dari jarak jauh
yang meliputi prinsip kerja dan fungsi rangkaian.
BAB IV PENGUJIAN RANGKAIAN
Pembahasan rangkaian yang dijalankan serta pengujian rangkaian.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
14/56
5
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitnnya
pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
15/56
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 LDR Sebagai Sensor Cahaya
2.1.1 Gambaran umum
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita. Sensor
yang terkenal untuk mendeteksi cahaya ialah LDR. LDR adalah singkatan dari light
dependent resistor yaitu resistor yang tergantung pada cahaya.
Gambar 2.1 Sensor Cahaya LDR
LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar
cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan
LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak
digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.
2.1.2 Karakteristik bahan LDR
LDR merupakan sebuah sensor jenis semikonduktor yang dibuat dari cadmium
selenoide dan timah sulfida. Sebuah light dependent resistor (LDR) terdiri dari sebuah
piringan bahan semilkonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaannya. LDR
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
16/56
7
tergantung pada cahaya, artinya nilai tahanannya akan berubah-ubah apabila terkena
cahaya yang diterima.
Dalam gelap atau dibawah cahaya yang redup, bahan piringan hanya
mengandung elektron bebas dalam jumlah yang relatif sangat kecil. Hanya tersedia
sedikit elektron bebas untuk mengalirkan muatan listrik. Hal ini berarti bahwa, bahan
bersifat sebagai konduktor yang buruk untuk arus listrik. Dengan kata lain, nilai
tahanan bahan sangat tinggi.
Di bawah cahaya yang cukup terang, lebih banyak elektron yang melepaskan
diri dari atom-atom bahan semikonduktor ini. Terdapat lebih banyak elektron bebas
yang dapat mengalirkan muatan listrik. Dalam keadaan ini, bahan bersifat sebagai
konduktor yang baik. Semakin terang cahaya yang mengenai bahan, semakin banyak
elektron bebas yang tersedia, dan semakin rendah pula tahanan listrik bahan.
2.1.3 Prinsip Kerja LDR
Prinsip kerjanya bila sinar atau cahaya mengenai permukaan yang kondusif
dari LDR, maka tahanannya menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar
sedangkan bila tidak ada sinar yang mengenai permukaan maka nilai tahanannya akan
menjadi besar tergantung dari intensitas cahaya yang masuk pada permukaan kondusif
dari LDR.
Sebuah LDR dirangkai seri dengan satu resistor yang nilainya dapat diubah
dan satu resistor yang nilainya tetap. Rangkaian seri ini berfungsi sebagai pembagi
tegangan.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
17/56
8
Saat LDR terkena cahaya tegangan yang ada pada resistor R1 menjadi besar
karena tahanan pada R1 lebih besar dari tahanan LDR akibatnya transistor dalam
keadaan saturasi (jenuh), dan tegangan kolektor TR (Vc) sebesar 0 VOLT. Tegangan
0 Volt ini tidak menggerakan SCR sehingga SCR dalam keadaan off dan relay tidak
bekerja sehingga lampu padam.
Pada saat LDR tidak terkena cahaya maka tegangan yang ada pada R1 menjadi
kecil. Karena nilai tahanan pada LDR menjadi lebih besar daripada tahanan R1.
akibatnya transistor berubah menjadi cut off (terputus) dan tegangan kolektor R1 (Vp)
menjadi sama dengan Vcc. Tegangan ini dapat menggerakkan SCR, sehingga SCR
dalam keadaan ON ( bekerja ) dan dapat mengaktifkan relay.
Cahaya yang masuk menimbulkan tahanan keluaran dan tegangan keluaran
yang besarnya sebanding dengan jumlah cahaya yang masuk. Orde khas pertambahan
penerangan sebesar 0,7 ampere untuk setiap pertambahan setiap 1 fc (foot candle),
cahaya adalah eksponsitas terhadap pertambahan penerangan.
2.2 IC Flip-Flop (FF) atau Timer (CLK)
IC timer 555 adalah salah satu komponen yang sangat luas pengunaannya. Komponen
ini pertama kali diperkenalkan di Inggris oleh Sugnetic, tetapi saat ini sudah
diproduksi hampir setiap pabrik-pabrik semikonduktor.
Disamping penggunaan IC yang serba guna, ia juga memiliki kestabilan yang
sangat baik terhadap perubahan suhu atau temperatur. Pada umumnya IC ini
mempunyai 8 pin ( kaki ) yang terpasang sejajar.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
18/56
9
IC ini banyak digunakan pada rangkaian pembangkit (multivibrator) untuk
memberi umpan atau sumber detak (oscilator) pada IC digital atau untuk keperluan
lain. Misalnya NE 555 untuk alarm multiguna, signal injektor, penguji hubungan,
saklar sentuh, timer lampu FF, frekuensi meter, pengacau frekuensi, otak rangkaian
power amplifier, regulator pada power adaptor (dapat berfungsi seperti IC Power
Amplifier dan Power Adaptor), pengusir serangga, organ elektronik dan lain-lain.
Contoh tipe IC -nya NE 555, NE 556 (dua NE 555), M7555 dan sebagainya.
IC logika biasanya dikendalikan oleh suatu detak (Clock) dari sumber detak
(Oscilator). Periksa bagian-bagian pembangkit detak, misalnya IC NE 555. Untuk
memeriksa keluaran detak dari NE 555, periksa pin 3 dari IC NE 555, sudah
menghasailkan detak berupa pulsa atau belum.
Timer 555 merupakan sebuah IC timer yang bekerja berdasar rangkaian RC
dan komparator yang dirangkai dengan komponen digital (R-Sflip-flop). 555 yang
pertama diproduksi oleh Signetics yaitu tipe SE-555 yang bekerja pada -55°C s.d.
125°C dan NE-555 yang bekerja pada 0°C-70°C. Kemudian 555 diproduksi dengan
desain yang berbeda meliputi LM555, 556(versi dual), dan LMC-555(versi CMOS).
Timer 555 beroperasi pada power supply dc +5v s.d. +18V dengan stabilitas
temperatur 50ppm/°C(0,005%/°C). Output 555 dapat berupa arus sink/source hingga
200mA. IC 555 kompatibel dengan komponen-komponen TTL, CMOS, op-amp,
transistor dan jenis IC linear lain.
Timer 555 dapat beroperasi baik sebagai monostabil maupun astabil. Keluaran
gelombang kotak yang dihasilkan dapat memiliki variasi duty cycle mulai dari 50 –
99.9% dan frekuensi kurang dari 0,1Hz sampai dengan lebih dari 100KHz.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
19/56
10
Operasi monostabil (gambar) membutuhkan masukan pulsa trigger pada pin2 dari IC
555. Masukan trigger berupa drop level tegangan lebih dari+2/3Vcc menuju tegangan
kurang dari +Vcc/ 3.
Rangkaian 555 terdiri atas dua buah komparator tegangan (COMP1 dan
COMP2), sebuah flip-flop kontrol R-S(reset/set) yang dapat direset dari luar melalui
pin 4, sebuah penguat pembalik output (A1), dan sebuah transistor discharge (Q1).
Level bias kedua kompartor ditentukan oleh resistor-resistor pembagi tegangan (Ra,
Rb, dan Rc) yang terdapat antara Vcc dan ground. Input inverting komparator1 diberi
masukan 2/3Vcc dan input noninverting dari komparator2 diberi masukan 1/3Vcc.
2.2.1 Fungsi dari masing-masing pin
Berikut adalah fungsi dari masing-masing pin :
Ground (pin1)
Pin ini merupakan titik referensi untuk seluruh sinyal dan tegangan pada
rangkaian 555, baik rangkaian intenal maupun rangkaian eksternalnya.
Trigger (pin2)
Masukan trigger biasanya dijaga pada tegangan lebih dari 1/3Vcc agar output
pin3 dari IC555 ’low’. Jika masukan trigger menjadi ’low’ (
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
20/56
11
Output pada 555 dapat mengalir arus baik sinking(masuk) maupun
sourcing(keluar) hingga 200mA. Tidak seperti IC lain yang biasanya hanya dapat
mengalirkan arus source (keluar) yang sangat kecil.
berikut menjelaskan arus sinking maupun source.
a) Arus masuk (”sinking current”)
Sebuah beban luar (Rl) dihubungkan antara output 555 dan Vcc.Maka, arus hanya
akan mengalir melalui beban tersebut jika output 555 dalam keadaan ‘low’. Pada
saat tersebut Rl dgroundkan melalui pin1 sehingga mengalir arus Rs1 dari pin3 ke
pin1(ground).
b) Arus keluar (”source current”)
RL dihubungkan antara pin3 dan ground, maka ketika output pin3 ’high’ maka Rl
terhubung dengan Vcc melalui Rs2 dan pin8.
Reset (pin4)
Pin reset ini terhubung dengan input preset dari R-S flip-flop kontrol. Jika pin4
diberi masukan ’low’ output dari 555 akan serta merta menjadi ’low’. Biasanya, jika
tidak digunakan pin4 dihubungkan ke Vcc untuk menjaga agar tidak terjadi keadaan
’low’.
Control Voltage (pin5)
Biasanya diberi 2/3Vcc (hasil dari pembagi tegangan). Dengan memberi
sumber tegangan eksternal atau dengan menghubungkan sebuah resistor ke ground
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
21/56
12
akan mengubah duty cycle outputnya. Jika pin5 tidak digunakan harus dihubungkan
dengan decoupling kapasitor 0,01-0,1mikroFarad.
TreshHold (pin6)
Pin ini terhubung pada input noninverting komparator1 untuk memonitor
tegangan kapasitor pada rangkaian RC eksternal. Apabila tegangan pin6 2/3Vcc output komparator1 akan ‘high’, output Flip-flopnya ‘high’,
dan pin3 ‘low’.
Discharge (pin7)
Pin ini terhubung ke kaki kolektor transistor NPN Q1 dan kaki emiter Q1
terhubung ke groud, basis Q1 terhubung dengan Qnot R-S flip-flop. Ketika output 555
‘high’ maka Qnot ‘low’ menyebabkan resistansi CE sangat besar sehingga Q1 ‘off’.
Ketika Qnot’high’ CE resistensinya sangat kecil menyebabkan CE grounded sehingga
Q1 ‘on’. Dengan kata lain, pin7 grounded (arus mengalir dari pin7 lewat CE ke pin1)
Vcc(pin8)
Vcc (sumber tegangan dc) dihubungkan antara pin8 dengan pin1 (ground).
2.2.2 Operasi Monostabil
Monostable Multivibrator (MMV) juga disebut one shot, menghasilkan output
sebuah pulsa dengan periode tertentu ketika dipicu dengan sebuah pulsa masukan.
Output dari oneshot akan seketika menuju ‘high’ mengikuti pulsa pemicunya (trigger)
dan akan tetap ‘high’ sesuai dengan periodenya. Ketika periodenya telah habis maka
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
22/56
13
outputnya akan kembali ‘low’. Outpt oneshot akan tetap ‘low’ sampai ada trigger
lainnya. IC 555 dapat dioperasikan sebagai MMV dengan menambahkan rangkaian
eksternal yang sesuai.
Kedua komparator internal diberi tegangan prasikap dengan level tegangan
tertentu oleh pembagi tegangan yang dirangkai seri (Ra,Rb,Rc). Input inverting
komparator1 diberi tegangan hingga 2/3Vcc, dan input noninverting komparator2
diberi tegangan Vcc/3. Tegangan tersebutlah yang mengakibatkan beroperasinya 555
baik sebagai monostabil maupun astabil.
Rangkaian timing eksternal (R1C1) dihubungkan antara Vcc dan input
noninverting komparator1 melalui pin6. Pin7 juga dihubungkan dengan pin6 yang
mengakibatkan terhubungnya transistor ke kapasitor C1. Ketika transistor ’on’,
resistansi kapasitor sangat rendah sehingga terhubung (short) melalui hubungan CE
transistor.
Ketika 555 dihubungkan dengan sumber tegangan, input inverting
komparator1 akan mendapat tegangan sebesar 2/3Vcc dan input noninverting
komparator2 akan mendapat tegangan sebesar Vcc/3. Hal tersebut menyebabkan R-S
flip-flop dalam kondisi reset, sehingga output Qnot-nya ’high’. Oleh karena flip-flop
terhubung pada output pin3 melalui sebuah penguat pembalik (A1) maka keluaran 555
’low’. Pada kondisi tersebut kapasitor mengisi (charging).Qnot dalam kondisi ’high’
menyebabkan transistor Q1 jenuh yang berarti terhubung ke ground melalui kapasitor
C1. Maka pada kondisi ini kapasitor melepas muatan (discharge) sehingga Vc=0.
Apabila pin2 dieri masukan trigger, pada saat pulsatrigger bergerak menuju
tegangan kurang dari 1/3Vcc seperti yang terlihat pada gambar, maka input
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
23/56
14
noninverting komparator2 lebih positif dari input invertingnya, sehingga output
komparator2 akan ’high’. Pada saat itu, fip-flop dalam kondisi set, sehingga keluaran
Qnot-nya ‘low’ dan keuaran 555 ‘high’. Karena output Qnot-nya low, berarti
transistor dalam kondisi ’off’. Arus mengalir dari Vcc ke ground melalui kapasitor C1.
Dengan kata lain, kapasitor kembali mengisi.(gambar). Tegangan kapasitor akan terus
naik hingga mencapai 2/3Vcc, di mana pada saat Vc=2/3Vcc keluaran komparator1
menjadi ’high’ dan menyebabkan flip-flop reset dan keluaran 555 kembali ’low’.
Keluaran 555 tersebut akan tetap bertahan sampai ada masukan trigger lainnya.
Semua IC timer bergantung pada kapasitor eksternal untuk menentukan
interval waktu off-on pulsa outputnya. Kapasitor akan memerlukan waktu tertentu
untuk pengisian atau pelepasan muatan melalui resistor. Waktu tersebut dapat
dijelaskan dan dihitung dari nilai resistan dan kapasitas yang diberikan. Persamaan
periode pulsa untuk 555 tergantung pada waktu yang diperlukan oleh kapasitor pada
saat mengisi hingga mencapai tegangan 2/3Vcc yang diberikan oleh konstanta waktu
RC. Dengan demikian, jika tegangan kapasitor besarnya e = E(1 - (-t/RC)), dapat
dihitung waktu yang akan mengaktifkan ambang komparatornya sebagai berikut :
2/3 = 1 - (-t/RC)
-1/3 = -(-t/RC)
1/3 = (-t/RC)
ln(1/3) = -t/RC
-1.0986123 = -t/RC
t = 1.0986123RC
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
24/56
15
t = 1.1RC
2.3 Saklar Relay
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus, terdiri dari suatu rangkaian
switch magnetik yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay
memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian pendriver
atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus DC.
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan
pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak
menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami
gaya listrik magnet sehingga berpidah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub
asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan
relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak
ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay
yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada kadaan yang diinginkan
dalam suatu rangkaian.
Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi :
a. Normaly Open (NO), saklar akan tertutup bila dialiri arus
b.
Normaly Close (OFF), saklar akan tertutup bila dialiri arus
c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang nomalnya
tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke
terminal A, sebaliknya bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung
ke terminal B.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
25/56
16
Gambar 2.2. Bentuk Fisik Relay
Sebuah relay yang tipikal dari jenis ini dapat diaktifkan dalam waktu sekitar 10
ms. Sebagian besar relay modern ditempatkan di dalam sebuah kemasan yang
sepenuhnya tertutup rapat. Relay-relay yang berukuran lebih besar dapat
menyambungkan arus hingga 10 A pada tegangan 250 V AC. Tegangan maksimum
untuk pensaklaran DC selalu jauh lebih rendah, seringkali bahkan hanya setengah,
dari tegangan maksimum untuk AC.
Transistor tidak dapat berfungsi sebagai sebagai switch (saklar) tegangan DC
atau tegangan tinggi .Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching untuk
arus besar (>5 A). Dalam hal ini, penggunakan relay sangatlah tepat. Relay berfungsi
sebagai saklar yang bekerja berdasarkan input yang dimilikinya.
Keuntungan relay :
dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC
Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat
Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar
Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu
Kekurangan relay :
Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
26/56
17
Relay tidak dapat switch dengan cepat
Relay butuh daya lebih besar disbanding transistor
Relay membutuhkan arus input yang besar
2.4 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan
microkomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semi konduktor dengan kandungan transistor
yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi
secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah
(dibandingkan microprocessor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk
memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat
bantu dan mainan yang lebih canggi serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya),
Microcontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan
lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna
disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka
perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan Pada
mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program
control disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM
digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-
register yang digunakan pada Microcontroller yang bersangkutan.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
27/56
18
Microcontroller AT89S8253 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51
keluaran Atmel. Jenis Microcontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk
mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada prinsipnya program pada Microcontroller dijalankan bertahap, jadi pada
program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan
secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroller AT89S8253 adalah
sebagai berikut :
Sebuah Central Processing Unit 8 bit
o Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu
o RAM internal 128 byte
o Flash memori 4 Kbyte + 2Kbyte EEprom
o Daya tahan 1000 kali baca/tulis
o
Tiga level kunci memori progam
o Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi
internal)
o Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan
buah jalur I/O
o Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
o Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
o Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada
frekuensi 12 MHz.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
28/56
19
2.4.1 Kontruksi AT89S51
Microcontroller AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor
dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 micro-fard dan resistor 10 kilo Ohm
dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini
AT89S51 otomatis diriset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan
frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 mikro-farad dipakai untuk melengkapi
rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja
Microcontroller.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada Microcontroller.
Microkontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC
kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori
penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program.
Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu
daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai
untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk Microcontroller dengan program yang sudah
baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC
Microcontroller dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu Microcontroller
menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet
Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah
ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
29/56
20
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash
PEROM, program untuk mengendalikan Microcontroller diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89C4051 flash PEROM Programmer.
Memori data yang disediakan dalam chip AT*(S51 sebesar 128 kilo byte
meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah
cukup.
AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter)
yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data
seri (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor
2 dan 3, sehingga kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock
penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang
diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5,
sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0
dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya
adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur
input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.
Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang
secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register
(SFR).
2.4.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler AT89S51
Deskripsi pin-pin pada Microcontroller AT89S51 :
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
30/56
21 AT89S8252
P0.3 (AD3)
P0.0 (AD0)
P0.1 (AD1)
P0.2 (AD2)
VccP1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.4 (AD4)
P0.5 (AD5)
P0.6 (AD6)
P0.7 (AD7)RST
EA/VPPP3.0 (RXD)
P3.1 (TXD)
P3.2 (INT0)
P3.3 (INT1)
P3.4 (T0)
ALE/PROG
PSEN
P2.7 (A15)
P2.6 (A14)
P2.5 (A13)
P2.4 (A12)
P2.3 (A11)
P2.2 (A10)
P2.1 (A9)
P3.6 (WR)
P3.5 (T1)
P3.7 (RD)
XTAL2
XTAL1
GND P2.0 (A8)
1
2
3
4
5
6
7
8
40
39
38
37
36
35
34
33
9
10
11
12
13
14
15
32
31
30
29
28
27
26
16
17
18
19
20
25
24
23
22
21
Gambar 2.3. IC Mikrokontroler AT89S51
VCC (Pin 40)
Suplai tegangan
GND (Pin 20)
Ground
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun
penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini
dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai
input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai
internal pull up.terutama pada saat verifikasi program.
Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
31/56
22
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat
mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan
mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull
up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini
dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pullup. Port 3 juga
mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Nama pin Fungsi
P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial)
P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial)
P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal)
P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal)
P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0)
P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)
P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori)
P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
Tabel 2.1. Fungsi Pin pada Port 3 AT89S51
RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
ALE/PROG (pin 30)
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
32/56
23
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat
selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG)
selama memprogam Flash.
PSEN (pin 29)
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan
menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada
memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal.
XTAL2 (pin 18)
Output dari osilator.
2.4.3 Bahasa Assembly MCS-51
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51
adalah bahasa assembly untuk MCS-51. angka 51 merupakan jumlah instruksi pada
bahasa ini hanya ada 51 instruksi. Instruksi –instruksi tersebut antara lain :
1. Instruksi MOV
Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register
tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.
Contoh pengisian nilai secara langsung
MOV R0,#20h
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
33/56
24
Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai.
Contoh pengisian nilai secara tidak langsung
MOV 20h,#80h
...........
............
MOV R0,20h
Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20
Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah
alamat.
2. Instruksi DJNZ
Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk
mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil
pengurangannya belum nol. Contoh ,
MOV R0,#80h
Loop: ...........
............
DJNZ R0,Loop
............
R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan
meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.
3. Instruksi ACALL
Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :
............. ACALL TUNDA
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
34/56
25
.............
TUNDA:
.................
4. Instruksi RET
Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin
pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,
ACALL TUNDA
.............
TUNDA:
.................
RET
5. Instruksi JMP (Jump)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,
Loop:
.................
..............
JMP Loop
6. Instruksi JB (Jump if bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika high (1). Contoh,
Loop:
JB P1.0,Loop
.................
7. Instruksi JNB (Jump if Not bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika Low (0). Contoh,
Loop: JNB P1.0,Loop
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
35/56
26
.................
8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)
Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register
dengan suatu nilai tertentu. Contoh,
Loop:
................
CJNE R0,#20h,Loop
................
Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin
Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan
instruksi selanjutnya..
9.
Instruksi DEC (Decreament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang
dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h R0 = 20h
................
DEC R0 R0 = R0 – 1
.............
10. Instruksi INC (Increament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang
dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h R0 = 20h
................
INC R0 R0 = R0 + 1
.............
11. Dan lain sebagainya
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
36/56
27
BAB III
RANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sistem Pengamanan
Secara garis besar perancangan system pengaman dengan menggunakan
metode calling cellular terdiri dari tujuh ( 7 ) blok rangkaian utama.ponsel server
digunakan untuk menginputkan password ke system. Data password tersebut akan
diterima oleh ponsel penerima dan mengirimkan datanya ke rangkaian DTMF decoder
untuk diterjemahkan. Data digital yang di hasilkan oleh DTMF decoder merupakan
hasil terjemahan data multi frekuensi yang dihasilkan oleh ponsel. Data data digital
inilah yang nantinya akan diproses dan selalu dibandingkan nilainya apakah sesuai
dengan yang ditetapkan atau tidak. Input dari sensor memicu rangkaian monostabil
untuk melakukan panggilan cepat pada seluler phone reciever .
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
37/56
28
3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari tiga keluaran, yaitu (+) 5 volt, (+) 12
volt dan (–) 12 volt. Keluaran (+) 5 volt digunakan untuk menghidupkan seluruh
rangkaian, keluaran (+) 12 volt digunakan untuk menghidupkan relay dan keluaran (-)
12 volt untuk mensupplay tegangan negatip Op-Amp. Rangkaian tampak seperti
gambar di bawah ini,
Gambar 3.2. Rangkaian PSA
Trafo yang digunakan adalah trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan
tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan
disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan
diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan
agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan
masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP
TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada
rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika
rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan (+) 12 volt DC langsung dihasilkan
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
38/56
29
oleh regulator tegangan LM7812. Dan tegangan (-) 12 volt dihasilkan oleh regulator
tegangan LM7912
3.3.Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada.
Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gbr.3.3.Rangkaian mikrokontroller AT89S51
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena
mikrokontroller AT89S51tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19
dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi
kecepatan mikrokontroller AT89S51 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam
program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke
tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang
merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai
multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program
eksternal. Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
39/56
30
Resistor 4k7 ohm yan dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik
tegangan ) agar output dari mikrokontroller dapat mntrigger transistor. Pin 1 sampai 8
adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3.
Pin 39 yang merupakan P0.0 dihubungkan dengan sebuah resistor 330 ohm dan
sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum
mikrokontroller AT89S51 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program
sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum
tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubug ke Pin 39
sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum
tersebut telah siap digunakan. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground
pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan
+ 5 volt dari power supplay.
3.4 Rangkaian DTMF Dekoder.
Rangkaian ini berfungsi untuk mengubah nada tone yang diterima menjadi 4
bit data biner. Rangkaian DTMF decoder datunjukkan oleh gambar berikut ini :
Gambar 3.4. Rangkaian DTMF Dekoder.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
40/56
31
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC MT8870. IC ini
merupakan IC DTMF decoder. IC ini akan merubah tone yang ada pada inputnya
menjadi 4 bit data biner. Jika tone yang diterimanya tone 1, maka output dari
rangkaian ini adalah 0001, tone yang diterimanya tone 2, maka output dari rangkaian
ini adalah 0010, demikian seterusnya. Output dari rangkaian ini akan dihubungkan ke
mikrokontroler sehingga mikrokontroler dapat mengenali data yang dikirimkan oleh
rangkaian ini untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk melaksanakan
instruksi selanjutnya
Input rangkaian ini dihubungkan dengan penguat sehingga sinyal (tone) yang
berasal dari HP akan diinputkan ke pin 2 dari IC ini. Rangkaian penguat ini berfungsi
untuk menguatkan sinyal yang diterima oleh HP (kabel speaker pada hansfree).
Karena sinyal yang diterima oleh HP sangat kecil, sehingga dibutuhkan penguat.
Komponen utama dari rangkaian penguat ini adalah Op Amp 741, yang merupakan IC
penguat. Pada rangkaian ini terjadi penguatan sebesar :
2 220.000tan 733
1 300
RPengua A kali
R
3.5 Rangkaian Pengendali Motor Stepper
Agar dapat membuka pintu secara otomatis pada alat ini digunakan sebuah
motor stepper.dan untuk dapat mengendalikan arah perputaran dan kecepatan motor
stepper diperlukan suatu rangkaian pengendali motor stepper. rangkaian pengendali
motor stepper dapat dilihat pada gambar berikut:
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
41/56
32
Gambar 3.5. Rangkaian Driver Motor Stepper
Driver ini berfungsi untuk memutar motor stepper searah dengan jarum jam atau
berlawanan arah dengan jarum jam. Rangkaian ini akan dikendalikan oleh
mikrokontroler AT89S51. Jadi dengan memberikan sinyal high secara bergantian ke
input dari rangkaian driver motor stepper tersebut, maka pergerakan motor stepper
sudah dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51.
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat
keluaran, dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler
AT89S51 dan keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja
memutar motor stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4
masukannya.
Rangkaian ini terdairi dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing
transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S51.
Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus
yang masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada
motor stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan
emitor dihubungkan ke ground.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
42/56
33
Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122
mendapat tegangan 5 volt, maka transistor akan aktip. Hal ini akan menyebabkan
terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt
dari ground. Hal ini menyebabkan arus akan mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke
kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini
akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan
yang memiliki medan magnet tesebut.
Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktip
dan tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet
pada kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang
terhubung ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Maka motor akan beralih
kearah kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high
diberikan secara bergantian pada input dari driver motor stepper, maka motor stepper
akan berputar sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.
Untuk memutar dengan arah yang berlawanan dengan arah yang sebelumnya,
maka logika high (1) pada input driver motor stepper harus diberikan secara
bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya
3.6 Rangkaian Monostabil Timer 555
IC 555 digunakan sebagai basis dari sebuah rangkaian monostabil. Berikut ini adalah
diagram rangkaian untuk rangkaian monostabil yang memanfaatkan IC NE555.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
43/56
34
Gambar 3.6 Rangkaian Monostabil Timer 555
IC 555 ini beroperasi dengan tegangan catu 4,5 V hingga 16 V. IC ini
membutuhkan kapasitor C1 yang disambungkan diantara pin 5 dan jalur catu 0 V.
Panjang pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh resistor pewaktu (timing) R dan
kapasitor pewaktu C. Untuk mengaktifkan panggilan cepat dibutuhkan panjang pulsa
minimal 1,5 detik.
Input pemicu pada pin 2, dalam keadaan normal, berada pada level tegangan
catu positif. Dalam gambar diperlihatkan sebuah resistor pull-up R1 yang
memungkinkan hal ini. Rangkaian timer (pewaktu) dipicu menjadi aktif oleh sebuah
oleh sebuah pulsa ‘rendah’ yang sangat singkat yang berasal dari saklar pemicu.
Saklar ini berasal dari LDR.
Output dari rangkaian ini akan mengaktifkan relay selama lebih kurang dua
detik, bertujuan untuk memicu tombol panggilan cepat pada hadphone.
Hand
Phone
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
44/56
35
Output rangkaian (pin 3) biasanya berada pada level 0 V. Output ini akan naik
dalam sekejap hingga mencapai level tegangan catu positif, ketika timer dipicu
menjadi aktif . Output akan jatuh, juga dalam sekejap, ke titik 0 V di akhir pulsa.
3.7. Rancangan Sebuah Saklar Pemicu
Untuk merancang sebuah saklar dibutuhkan rangkaian yang dapat mengaktifkan
sebuah relay ketika cahaya dari lingkungan sekitar mulai meredup. Rangkaian ini
merupakan satu bagian dari sebuah sistem keamanan, yang berfungsi untuk
mendeteksi datangnya tamu tak diundang.
Bagian sensor cahaya dapat berupa sebuah rangkaian pembagi tegangan, yang
terdiri dari sebuah LDR dan sebuah resistor. Arus output dari sensor mengalir ke
bagian saklar, yang terdiri dari sebuah LED dan sebuah LDR yang tersambung ke
sebuah rangkaian pemicu monostabil. Bagian ini berfungsi untuk menyambungkan
arus ke sebuah relay dan ke sebuah resistor lainnya yang terhubung seri ke relay.
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor LDR
Akibat cahaya dari LED yang mengenai permukaan kondusif dari LDR, maka
tahanannya menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar sehingga rangkaian
ini dapat dimanfaatkan sebagai input pemicu rangkaian monostabil timer 555,
sedangkan bila tidak ada sinar yang mengenai permukaan maka nilai tahanannya akan
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
45/56
36
menjadi besar tergantung dari intensitas cahaya yang masuk pada permukaan kondusif
dari LDR2.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
46/56
37
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan
baik, maka dilakukan pengujian.Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan
program sederhana pada mikrokontroller AT89S51. Programnya adalah sebagai
berikut:
Loop:
Setb P0.0
Acall tunda
Clr P0.0
Acall tunda
Sjmp Loop
Tunda:
Mov r7,#255Tnd: Mov r6,#255
Djnz r6,$
Djnz r7,tnd
Ret
Program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P0.0
selama ± 0,13 detik kemudian mematikannya selama ± 0,13 detik secara terus
menerus. Perintah Setb P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika high yang menyebabkan
transistor aktif, sehingga LED menyala. Acall tunda akan menyebabkan LED ini
hidup selama beberapa saat. Perintah Clr P0.0 akan menjadikan P0.0 berlogika low
yang menyebabkan transistor tidak aktif sehingga LED akan mati. Perintah Acall
tunda akan menyebabkan LED ini mati selama beberapa saat. Perintah Sjmp Loop
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
47/56
38
akan menjadikan program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut
tampak berkedip.
Lamanya waktu tunda dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut :
Kristal yang digunakan adalah kristal 12 MHz, sehingga 1 siklus mesin
membutuhkan waktu =12
112 MHz
mikrodetik.
Mnemonic Siklus Waktu Eksekusi
MOV
Rn,#data
2 2 x 1 µd = 2 µd
DJNZ 2 2 x 1 µd = 2 µd
RET 1 1 x 1 µd = 1 µd
Tabel 4.1. Perhitungan Waktu Tunda
Tunda:
mov r7,#255
Tnd:
mov r6,#255
djnz r6,$ 255 x 2 = 510 x 255 = 130.054
djnz r7,loop3
djnz r2,loop8
ret
Jadi waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan program di atas adalah 130.054 µdetik
atau 0,130054 detik dan dapat dibulatkan menjadi 0,13 detik.
Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S51, kemudian
mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian
minimum mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan baik.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
48/56
39
4.2 Pengujian Rangkaian Driver Motor Stepper
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran,
dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan
keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja memutar
motor stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya.
Rangkaiannya seperti gambar di bawah :
Gambar 4.1. Rangkaian Driver Motor Stepper
Rangkaian ini terdiri dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing transistor
dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S51. Basis dari
masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang masuk
ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
49/56
40
stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan
emitor dihubungkan ke ground.
Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122
mendapat tegangan 5 volt, maka transistor akan aktip. Hal ini akan menyebabkan
terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt
dari ground. Hal ini menyebabkan arus akan mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke
kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini
akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan
yang memiliki medan magnet tesebut.
Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktip
dan tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet
pada kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang
terhubung ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Maka motor akan beralih
kearah kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high
diberikan secara bergantian pada input dari driver motor stepper, maka motor stepper
akan berputar sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.
Untuk memutar dengan arah yang berlawanan dengan arah yang sebelumnya,
maka logika high (1) pada input driver motor stepper harus diberikan secara
bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya.
Program yang diberikan pada driver motor stepper untuk memutar motor
stepper adalah sebagai berikut :
mov a,#11h
putar:
mov P0,a
acall tunda
Rl a
jmp putar
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
50/56
41
Program diawali dengan memberikan nilai 11h pada pada accumulator (a),
kemudian program akan memasuki rutin buka pintu. Nilai a diisikan ke port 0,
sehingga sekarang nilai port 0 adalah 11h. Ini berarti P0.0 dan P0.4 mendapatkan
logika high sedangkan yang lainnya mendapatkan logika low, seperti table di bawah
ini,
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P0 0 0 0 1 0 0 0 1
Tabel 4.2. Logika Memutar Motor Stepper
Program dilanjutkan dengan memanggil rutin tunda. Lamanya tunda akan
mempengaruhi kecepatan perputaran motor. Semakin lama waktu tunda, maka
perputaran motor akan semakin lambat. Perintah berikutnya adalah Rl a, perintah
ini akan memutar nilai yang ada pada accumulator (a), seperti tampak pada table di
bawah ini,
a 0 0 0 1 0 0 0 1
Rl
a 0 0 1 0 0 0 1 0
Dst..................
Gambar 4.2 Perputaran Nilai pada Accumulator
Nilai pada accumulator (a) yang awalnya 11h, setelah mendapat perintah Rl
a, maka nilai pada accumulator (a) akan merubah menjadi 22h. Kemudian program
akan melihat apakah kondisi sensor buka pintu dalam keadaan high (1) atau low (0).
Jika high (1),
Nilai yang ada pada accumulator (a), akan kembali diisikan ke port 0, maka
nilai di port 0 akan berubah menjadi 22h, ini berarti P0.1 dan P0.5 mendapatkan
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
51/56
42
logika high sedangkan yang lainnya mendapatkan logika low, seperti table di bawah
ini,
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P0 0 0 1 0 0 0 1 0
Tabel 4.3. Logika Untuk Membuka Motor Stepper
Sebelumnya telah dibahas bahwa P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 dihubungkan ke masukan
driver motor stepper, dengan program di atas maka P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 akan
mendapatkan nilai high (1) secara bergantian. Hal ini menyebabkan motor stepper
akan berputar membuka pintu.Hal yang sama juga berlaku ketika motor berputar
kaearah sebaliknya, perbedaannya hanya pada perintah rotate. Jika pada perintah
berlawanan arah jarum jam digunakan rotate left ( Rl ), maka pada perintah searah
jarum jam digunakan perintah rotate right ( Rr). Perputaran perintah Rr diperlihatkan
pada table berikut,
a 1 0 0 0 1 0 0 0
R r
a 0 1 0 0 0 1 0 0
Dst...................
Gambar 4.3. Perputaran Perintah Rr
4.3. Pengujian Rangkaian Penguat
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan
pada input dari Op-Amp dan tegangan pada outputnya. Dari hasil pengukuran didapat
nilai tegangan sebagai berikut :
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
52/56
43
Kondisi Input Output
Tidak ada sinyal 0,9 mV 172,2 mV
Ada sinyal 18,3 mV 1,93 V
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Rangkaian Penguat
Dari data yang ada, didapatkan penguatan yang dihasilkan oleh rangkaian sebesar 191
kali untuk kondisi tidak ada sinyal dan 105 kali penguatan untuk kondisi ketika ada
sinyal (penekanan pada salah satu tombol HP).
4.4. Pengujian Rangkaian DTMF Dekoder
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan mengubungkan input dari
rangkaian ini ke rangkaian penguat, kemudian menghubungkannya dengan kabel
speaker pada HP. Selanjutnya tombol pada HP ditekan dan dilihat outpunya. Dari
hasil pengujian didapatkan data sebagai berikut :
Tombol LED1 LED2 LED3 LED4
1 ON OFF OFF OFF
2 OFF ON OFF OFF
3 ON ON OFF OFF
4 OFF OFF ON OFF
5 ON OFF ON OFF
6 OFF ON ON OFF
7 ON ON ON OFF
8 OFF OFF OFF ON
9 ON OFF OFF ON
0 OFF ON OFF ON
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
53/56
44
* ON ON OFF ON
# OFF OFF ON ON
Tabel 4.5. Hasil Pengujian DTMF Pada Tombol Hand Phone
4.5 Pengujian Rangkaian Monostabil Timer 555
Pengujian rangkaian ini dengan menyambungkan LDR pada bagian pemicu rangkaian,
jika LDR ini menerima cahaya maka rangkaian ini akan terpicu dalam sekejap.
Keluaran dari kaki 3 IC timer 555 ke saklar relay. Selanjutnya dari relay menyaklar
tombol panggilan cepat pada handphone.
Panjang pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh resistor pewaktu (timing) R dan
kapasitor pewaktu C. Panjang pulsa itu sendiri, t , adalah:
t = 1,1 RC
Untuk mengaktifkan panggilan cepat dari rangkaian diperoleh t = 2,2 detik,
dengan nilai hambatan R1= 2K2 dan kapasitor bernilai
4.6 Pengujian Sensor LDR
Pengujian pada rangkaian ini dapat dilakukan dengan menutupi permukaan LDR
ataupun memberi bayangan pada LDR1, selanjutnya LED yang dirangkai melalui
pembagi tegangan akan menyala.
LDR2 dihubungkan dengan jalur pemicu para rangkaian monostabil. Cahaya
yang berasal dari LED tersebut diarahkan ke LDR2, maka tahanan pada LDR tersebut
akan menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar, sehingga rangkaian
monostabil timer 555 akan terpicu.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
54/56
45
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Nilai tahanan LDR akan berubah apabila terkena cahaya yang diterima.
Karakteristik inilah yang dapat digunakan untuk memicu rangkaian
monostabil.
2.
Panjang pulsa yang dihasilkan oleh rangkaian monostabil timer 555 ditentukan
oleh resistor pewaktu (timing) R dan kapasitor pewaktu C. Panjang pulsa itu
sendiri adalah: t = 1,1 RC .
3. DTMF decoder dapat merubah tone yang ada pada inputnya menjadi 4 bit data
biner. Output dari rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler sehingga
mikrokontroler dapat mengenali data yang dikirimkan oleh rangkaian ini untuk
kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk melaksanakan instruksi yang
diinginkan
4. Driver motor stepper yang digunakan untuk menggerakkan motor stepper
menggunakan prinsip transistor sebagai saklar elektronik. Jika basis pada
transistor mendapat tegangan 5 volt, maka transistor akan aktif. Hal ini akan
menyebabkan terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor
mendapatkan tegangan 0 volt dari ground . Hal ini menyebabkan arus akan
mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke kumparan, sehingga kumparan akan
menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini akan menarik logam yang ada
pada motor stepper , sehingga motor stepper mengarah pada kumparan yang
memiliki medan magnet tersebut.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
55/56
46
5.2 Saran
1. Sumber cahaya yang digunakan untuk mengenai sensor LDR sebaiknya
berasal dari cahaya sinar laser, karena cahaya ini tidak begitu jelas terlihat oleh
mata.
2. Penggunaan kartu pada handphone pengirim sebaiknya menggunakan kartu
pasca bayar, agar pemanggilan ke handphone pemilik tidak terganggu oleh
jumlah pulsa yang dimiliki handphone pengirim.
3.
Sumber arus listrik yang digunakan sebaiknya berasal dari baterai, hal ini
untuk menghindari terjadinya pemadaman listrik utama.
4. Dalam pengembangan selanjutnya, rangkaian ini dapat digunakan untuk sistem
kontrol otomatis dari jarak jauh, dan agar rangkaian yang digunakan tidak
terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan
terlindungi, sehingga penggunaannya dapat lebih efektif.
Syarif Abdillah Sitorus : Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR Dan Handphone, 2008.
USU Repository © 2009
-
8/16/2019 Sensor LDR.pdf
56/56
47
DAFTAR PUSTAKA
Bhisop, Owen. 2004. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga
Budiharto Widodo, Firmansyah. 2005. Elektronika Digital Dan Mikroprosesor .
Yogyakarta : ANDI Yogyakarta.
Fay, Paul, Roy Pickup, Clive Braithwaite dan Jeffry Hall. Pengantar Ilmu
Elektronika. Jakarta: gramedia
Rusmadi, Deddy. 1997. Mengenal Komponen Elektronika. Bandung: Pionir Jaya
http://elka.brawijaya.ac.id/praktikum/tak/tak.php?page=4. Diakses Tanggal 20 mei,
2008.