SYSTEM PENGENDALI RUANG PENYIKATAN PADA … · inti penulisan, tahap perancangan ... suatu pokok...

76

SYSTEM PENGENDALI RUANG PENYIKATAN PADA PROTOTYPE PENCUCIAN

MOBIL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51

Halimatussa’diah

Program Studi Teknik Informatika, Unindra PGRI

Jalan Nangka No.58 C Tanjung Barat Jakarta Selatan

Email: [email protected]

Abstrak

Banyaknya peralatan elektronika yang bekerja secara analog dan manual yang mempunyai

kemampuan dan efektifitas yang rendah membuat orang berpikir untuk membuat peralatan elektronika

yang mempunyai kemampuan dan keandalan yang tinggi. Salah satu contohnya adalah aplikasi

pencucian mobil otomatis berbasis mikrokontroler. Pada kesempatan ini penulis mencoba merancang

sistim kerja mesin pencucian mobil otomatis menggunakan mikrokontroler AT 89C51. Adapun tujuannya

adalah untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang didapat kedalam bentuk nyata yaitu perancangan

pembuatan suatu alat. Dengan batasan masalahnya yaitu perancangan dan pembuatan perangkat keras dan

lunak dari mesin pencucian mobil otomatis yang menggunakan bahasa Assembly MCS-51,

Mikrokontroler ATMEL 89C51, Motor Stepper penggerak belt conveyer. Metode penelitiannya adalah

melakukan studi mengenai sistem mesin pencucian mobil otomatis menggunakan mikrokontroler dan

rangkaian elektronika. Urutan dari sistematika penyajian adalah menyajikan latar belakang, tujuan

penulisan, batasan masalah, dan diakhiri dengan sistematika pembahasan. Menyajikan gambaran tentang

karakteristik dari mikrokontroler ATMEL AT89C51 yang merupakan komponen utama. Ini merupakan

inti penulisan, tahap perancangan alat mulai dari tujuan, perancangan, percobaan perakitan sampai

ketahap setelah dinyatakan alat berfungsi. Alat hasil rancangan akan diukur dan diuji secara keseluruhan

untuk mengetahui karakteristik alat dan kendalanya yang akan diuraikan tentang prinsip kerja dan blok

diagram rangkaian, rangkaian lengkap, perancangan alat, analisa rangkaian dan program komputer.

Kata kunci : Efektifitas, AT89C51, mikrokontroler, otomatis

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan manusia di dunia yang serba modern ini, banyak manusia menggunakan perangkat

elektronika sebagai penunjang kebutuhan hidupnya. Dengan kemajuan elektronika maka dapat membantu

mempermudah pekerjaan yang dilakukan oleh manusia. Banyaknya peralatan-peralatan elektronika yang

bekerja secara analog dan manual yang mempunyai kemampuan dan efektifitas yang rendah membuat

orang berpikir untuk membuat peralatan elektronika yang mempunyai kemampuan dan keandalan yang

tinggi.

Penggunaan komputer sebagai perantara pengendali pada dasarnya untuk malaksanakan otomatisasi

kerja pada perangkat yang dikendalikan. Salah satu contohnya adalah aplikasi pencucian mobil otomatis

berbasis mikrokontroler. Berdasarkan pemikiran di atas, pada kesempatan ini penulis mencoba merancang

sistim kerja mesin pencucian mobil otomatis menggunakan mikrokontroler AT 89C51, dimana

penggunaan mikrokontroler sebagai komponen utama dikarenakan mikrokontroler mempunyai

kemampuan menggerakkan alat atau sistem berdasarkan program yang dimasukkan ke dalam

mikrokontroler tersebut.

Jurnal Maklumatika

Vol. 5, No. 1, Juli 2018 ISSN : 2407-5043

Halimatussa’diah, System Pengendali Ruang Penyikatan…

77

Adapun tujuan penulisan adalah untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang didapat kedalam

bentuk nyata yaitu perancangan pembuatan suatu alat.

Disamping itu dengan membuat perancangan suatu alat penulis dituntut untuk dapat menyelesaikan

suatu pokok permasalahan secara ilmiah dan dapat mempertanggungjawabkan hasil suatu pemikiran.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam penulisan akan dibahas hal-hal yang berhubungan dengan proses pencucian mobil

otomatis dan untuk membatasi masalah maka hanya dibahas hal-hal sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang dan membuat perangkat keras dari mesin pencucian mobil otomatis.

2. Bagaimana merancang dan membuat perangkat lunak dari mesin pencucian mobil otomatis

yang menggunakan bahasa assembly MCS-51.

3. Bagaimana alat utama mikrokontroler ATMEL 89C51 digunakan untuk pengendali dan

pengontrol utama mesin pencucian mobil otomatis.

4. Bagaimana motor stepper digunakan untuk penggerak belt conveyer.

2. METODOLOGI

2.1 MIKROKONTROLER ATMEL MCS-51

2.1.1 . Dasar Pemilihan Mikrokontroler

Bila sebuah mikroprosesor dikombinasikan dengan I/O dan memory (RAM dan ROM) akan

dihasilkan sebuah mikrokontroler, dimana kombinasi dari komponen–komponen tersebut sudah terdapat

dalam satu Chip Integrated Circuit, ada dalam tulisan penelitian Freddy Kurniawan (April, 2009). Karena

mikrokontroler telah dilengkapi dengan berbagai periferal yang sudah terdapat pada satu chip IC, maka

mikrokontroler memiliki keunggulan dalam hal :

1) Ukuran sistem yang jauh lebih ringkas

2) Harga yang ekonomis

3) Kemudahan dalam merancang sistem yang berbasiskan Mikrokontroler.

4) Tingkat keamanan yang lebih dijamin

5) Kehandalan yang lebih dijamin.

Kerugiannya adalah kemampuan sistem yang terbatas jika menggunakan mikrokontroler. Hal ini

disebabkan karena adanya keterbatasan dari memori yang digunakan. Berdasarkan perbedaan dalam suatu

aplikasi, mikrokontroler mempunyai beberapa set instruksi yang berbeda dengan mikroprosesor. Set

instruksi mikroprosesor bersifat processing intensive untuk operasi data volume besar, yang beroperasi

secara nibble, byte and word .

Berikut ini adalah kemampuan dari mikrokontroler AT89C51.

1) Kompatible dengan MCS 51

2) 8 Bit Mikrokontroler

3) 4 Kbytes In System Reprogrammable Flash Memory dengan kemampuan sampai 1000

kali pemrograman/penghapusan.

4) Range operasi 0 – 24 MHz

5) 128 x 8 Bit RAM

6) 32 Jalur I/O

7) Dua 16 Bit Timer/Counter

8) Enam sumber interupsi

9) On–Chip Oscillator dan Clock Cicuity

10) Programmable serial channel.

2.1.2. Metode Pengalamatan

Metode pengalamatan pada AT89C51 adalah sebagai berikut :

1. Pengalamatan Langsung (Direct Addressing)

78

Pada pengalamatan langsung, di dalam instruksinya operand ditunjukkan oleh suatu alamat

yang lebarnya 8 bit, dan hanya bisa digunakan untuk data internal RAM dan SFR

MOV A, direct (pindahkan langsung dari byte tertentu ke akumulator)

2. Pengalamatan Tidak Langsung (Indirect Addressing).

Pada pengalamatan tidak langsung, Instruksi menunjukkan suatu register yang isinya

adalah alamat dari operand.

External dan Internal RAM dapat dialamati secara tidak langsung. Register alamat untuk

alamat dengan lebar 8 bit bisa berupa R0 dan R1 yang digunakan untuk memilih register

bank atau Stack Pointer. Register alamat untuk alamat dengan lebar 16 bit digunakan data

pointer DPTR.

MOV A, @Ri (Pindahkan Indirect RAM ke akumulator).

3. Pengalamatan Berindeks (Indexed Addressing)

Yang dapat diakses dengan pengalamatan berindeks hanya memori program. Mode ini

dimaksudkan untuk membaca look up table di memori program. MOVC A,@A+PC

(Pindahkan kode byte relatif program counter ke akumulator). MOVC A,@A+DPTR

(Pindahkan kode byte relatif relatif DPTR ke akumulator)

4. Pengalamatan segera (Immediate Addressing).

Dalam memori program suatu opcode dapat langsung diikuti oleh suatu konstanta, sebagai

contoh :

MOV A,#16 : isi akumulator dengan decimal 16

Bila digunakan bilangan heksadesimal, hasilnya tetap sama yaitu MOV A,#0FH

Ada dalam buku ajar Siswo Wardoyo (2011)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Diagram Blok dan Cara Kerja Tahap selanjutnya dalam perancangan suatu alat adalah membuat suatu diagram blok, dimana

diagram blok ini berfungsi untuk mempermudah didalam memahami rangkaian dan perakitan alat.

Dengan demikian dalam tahap perancangan dan perakitan alat akan dibuat berdasarkan per-blok diagram

rangkaian, dimana tiap blok rangkaian mempunyai fungsi masing-masing dan satu sama lain saling

berkaitan. Adapun diagram blok rangkaian yang dimaksud ditampilkan pada gambar sebagai berikut :

Gambar 1. Blok diagram Sistim Otomatisasi Pencucian mobil

Prinsip kerja alat :

Mengambil acuan dari tulisan Alfa Anindita dkk (2013) Pada alat ini terdapat 6 penempatan sensor

photodioda, dimana photodiode tersebut bekerja secara parallel dan digunakan untuk melakukan 2 fungsi

yang berbeda. Fungsi pertama dari photodioda untuk membaca tinggi dari sebuah kendaraan, fungsi

kedua photodioda gunanya untuk memantau apakah kendaraan sudah sampai ruang penyikatan atau

Jurnal Maklumatika Vol. 5, No. 1, Juli 2018, hlm. 76 – 87


79

belum. Ketika tombol start diaktifkan maka mikrokontroler bekerja dengan membuka gerbang pengapit

kiri maupun kanan, kemudian menggerakkan gerbang pengapit atas naik sampai batas maksimal.

Mikrokontroler kemudian memantau sampai sensor photodioda yang terpasang di pintu masuk akan

terhalang kendaraan bagian depan atau tidak. Kondisi ini menandakan bahwa proses selanjutnya adalah

pembacaan tinggi kendaraan.

Ketika kendaraan menghalangi photodioda, mikrokontroler melakukan proses pembacaan tinggi

kendaraan sekaligus menyimpannya. Data hasil dari pembacaan tinggi kendaraan yang berulang – ulang

ini merupakan data sampling dari bentuk fisik kendaraan. Proses pembacaan tinggi kendaraan dan

penyikatan kendaraan diselingi dengan yang diterima mikrokontroler dari mikrokontroler penggerak

konveyer. Dengan adanya komunikasi ini proses penggerakkan gerbang atas akan selalu sesui dengan

tinggi kendaraannya.

Data–data sampling tadi akan digunakan pada proses penyikatan. Setelah proses pembacaan tinggi

kendaraan selesai mikrokontroler menggerakkan gerbang pengapit atas dan memutar sikat atas dan

samping secara bersamaan. Mikrokontroler kemudian menggerakkan penggerak sikat atas sesuai dengan

level tinggi kendaraan. Begitu proses ini dilakukan berulang–ulang sampai pada ketinggian terakhir.

3.2. Perancangan Software

Setelah alat atau bagian hardware dibuat maka langkah berikutnya adalah membuat perangkat lunak

atau software yang akan mendukung kerja dari hardware karena tanpa software maka hardware tidak

akan bekerja, dengan demikian perangkat lunak atau software merupakan pola pikir dari alat / hardware

dan memegang peranan yang penting.

Dalam pembuatan software, listing program dibuat dengan sistem prosedur dimana setiap

prosedur mempunyai fungsi tertentu dan secara keseluruhan prosedur membentuk sistem dari program

yang diharapkan. Langkah awal dalam membuat listing program adalah membuat diagram alur atau

flowchart sebagai acuan dasar dalam membuat program. Kemudian setiap fungsi dari flowchart tersebut

dibuat listing programnya.

Adapun untuk membuat listing program dapat menggunakan bahasa assembler yang khusus untuk

keluarga mikrokontroler MCS-51, dengan bantuan program khusus misalnya ASEM-51. Listing program

dibuat dengan Word atau notepad kemudian dikompilasi oleh ASEM-51 sehingga berekstensi OBJ dan

terakhir dikompilasi kembali sehingga berekstensi HEX. File yang berekstensi HEX inilah yang akan

dimasukkan ke mikrokontroler AT89C51.

Gambar 2. Flowchart Utama Mikrokontroler

80

Keterangan flowchart mikrokontroler. Proses inisialisasi pada mikrokontroler slave untuk mengontrol driver motor stepper pengendali

gerbang sikat atas dan menset posisi gerbang pengapit. Setelah proses inisialisasi mikrokontroler akan

memantau kondisi start switch melalui pin P3.3, jika pada pin P3.3 mendapat logika 1 maka

mikrokontroler akan looping pada alamat ini sedangkan jika pin P3.3 mendapat logika 0 maka

mikrokontroler akan melakukan proses selanjutnya.

Proses yang selanjutnya adalah menggerakkan motor stepper pengendali gerbang sikat atas dari

level 0 sampai dengan level 3. Proses ini dilakukan dengan mengirim data ke driver motor stepper

melalui port P1 dimana satu level adalah sebanding dengan jarak antara 2 sensor ketinggian dengan

jumlah step motor sebanyak 1020 langkah. Buffer level digunakan sebagai counter tiap 1020 langkah.

Begitu proses penggerakkan gerbang motor sikat atas sampai dengan 4 level. Setelah proses tersebut

mikrokontroler akan menggerakkan motor penggerak gerbang pengapit untuk menutup gerbang dengan

memberikan logika 1 melalui pin P1.0 dan memberikan logika 0 melalui pin P1.1 untuk menggerakkan

gerbang pengapit kanan dan memberikan logika 1 melalui pin P1.2 dan memberikan logika 0 melalui pin

P1.3 untuk menggerakkan gerbang pengapit kiri.

Kemudian mikrokontroler akan menunggu instruksi dari mikrokontroler pengendali konveyer

untuk melakukan proses scanning ketinggian kendaraan dan proses penyikatan. Jika pada pin P3.1

mendeteksi adanya perubahan logika dari 1 menjadi 0 maka mikrokontroler akan memberi signal 0 ke pin

P3.0 untuk mengindikasikan bahwa mikrokontroler dalam kondisi busy. Perbandingan pada artikel

zulfikar dkk (2011) Untuk mengetahui ketinggian kendaraan mikrokontroler memantau kondisi port 0.

Jika kondisi port 0 bernilai 00h merupakan indikasi bahwa tidak ada kendaraan. Setelah memperoleh data

tinggi kendaraan mikrokontroler akan membandingkan tinggi kendaraan dengan posisi pengapit atas. Jika

posisi gerbang pengapit atas lebih tinggi dari tinggi kendaraan maka mikrokontroler akan menurunkan

gerbang pengapit atas 1 level. Proses penurunan ini diulang – ulang terus sampai data tinggi kendaraan

sama dengan tinggi gerbang pengapit atas. Begitu pula sebaliknya, jika posisi pengapit gerbang atas lebih

rendah dari pada tinggi kendaraan mikrokontroler akan menaikkan gerbang pengapit atas satu level.

Proses menaikkan gerbang pengapit atas ini diulang – ulang terus sampai data tinggi kendaraan sama

dengan tinggi gerbang pengapit atas.

Setelah proses ini selesai mikrokontroler kembali memantau pin P3.1 jika terjadi perubahan

logika dari 1 menjadi 0 kembali mikrokontroler mengulang proses pembacaan ketinggian kendaraan dan

proses penyikatan.

3.3. Rangkaian Kontroller

Rangkaian kontroller ini merupaka jantung dan sebagai pengendali utama seluruh rangkaian, dimana

pengendali menggunakan Mikrokontroler AT89C51. Adapun rangkaian pada kontroler ini ditunjukan

pada gambar 3 berikut :

VCC

C2 30pFC1 30pF

U1

AT89C51

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTOP3.3/INT1

P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

SW1

C310uFR1 10K

Y112MHz

DCEn

KonvEn

Stepper.2Stepper.3

Star tSw

RCSw

Stepper.1Stepper.0

LCSw

Clean SwSpin Sw

LOSw

ROSw

Wash

INT IRClean

Wai tDone

Gambar 3. Rangkaian Kontroller



81

Agar mikrokotroller dapat bekerja, maka dibutuhkan suatu rangkaian oscillator sebagai pembangkit

sinyal clock. Dalam hal ini digunakan oscillator yang sudah ada dalam mikrokontroler 89C51, hanya

dihubungkan dengan sebuah kristal. Kristal disini digunakan kristal 12 MHz agar mikrokontroler bekerja

dengan kecepatan maksimum. Kapasitor digunakan sebagai penyetabil clock dan merupakan saran atau

rekomendasi dari pabrik ATMEL. Prinsip kerja dari mikrkontroler ini sesuai dengan program yang

dibuat, sehingga penjelasan menyeluruh akan dijelaskan bersama dengan diagram alir atau flowchart

program yang dibuat pada sub pembahasan perancangan software.

3.4. Rangkaian Driver Motor Stepper

Karena output dari mikrokontroler arus dan tegangannya kecil maka untuk mengendalikan motor

dibuat driver seperti pada tulisan Firman Syafarudin dan Budhi Anto (2017), seperti yang ditunjukkan

pada gambar 4 berikut :

Input 1A, 2A, 3A serta 3A akan mengaktifkan driver dimana IC L293 cocok untuk aplikasi

pengendalian motor stepper. 1Y – 4Y akan mengendalikan 2 kumparan motor stepper dimana logika

input 1Y – 4Y dicantumkan pada data sheet book IC L293.

Gambar 5. Rangkaian Infra-red

12V

12V

12V

VCC

U2

L293

27

1015

19

361114

1A2A3A4A

1,2EN3,4EN

1Y2Y3Y4Y

MG1MOTOR STEPPER

123

4 5

6

D8

IN4002

D7

IN4002

D6

IN4002

D5

IN4002

D4

IN4002

D3

IN4002

D2

IN4002

D1

IN4002

J2

PORT2

1234

P2.0P2.1P2.2P2.3

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

VCC

D28

PHOTODIODE

1 2

D27

PHOTODIODE

1 2

D26

PHOTODIODE

1 2

D25

PHOTODIODE

1 2

D24

PHOTODIODE

1 2

D23

PHOTODIODE

1 2

U5F74LS14

13 12

U5E74LS14

11 10

U5D74LS14

9 8

U5C74LS14

5 6

U5B74LS14

3 4

U5A74LS14

1 2

Q2BC550

12

3

Q3BC550

12

3

Q4BC550

12

3

Q5BC550

12

3

Q6BC550

12

3

Q7BC550

12

3

R5 22K

R6 22K

R7 22K

R8 22K

R9 22K

R10 22K

R11 3K3

R12 3K3

R13 3K3

R14 3K3

R15 3K3

R16 3K3

R17 100K

R18 100K

R19 100K

R20 100K

R21 100K

R22 100K

J1

PORT 0

12345678

VCC

U3A

74LS132

1

23

147

U3B

74LS132

4

56

147

U3C

74LS132

9

108

147

R2POT

13

2C410nF

R3 2K

R4 100K

Q1BC548

12

3

D9 D10 D11 D12 D13 D14

Gambar 4. Rangkaian Driver Motor Stepper

82

Rangkaian pemancar infra red bekerja dengan menggunakan 3 buah gebang NAND seperti pada

gambar diatas. Rangkaian RC akan membentuk sinyal clock dengan frekuensi yang dapat diatur dengan

mengubah nilai R variabelnya. Rangkaian gerbang NAND bekerja untuk memperkuat sinyal clock yang

dihasilkan oleh rangkaian RC sebelumnya. Pada bagian akhir terdapat rangkaian switching menggunakan

transistor. Dengan demikian rangkaian transmitter infra red tersebut bekerja tidak dengan konstan akan

tetapi bekerja dengan intensitas pancaran yang dapat diatur.

3.5. Rangkaian Driver Motor DC

Rangkaian driver motor DC pada sistim pencucian otomatis ini adalah sebagai penggerak peralatan

pendukung pada alat tersebut. Di dalam alat ini terdapat 2 buah motor DC. Motor DC pertama digunakan

sebagai motor penggerak gerbang pengapit kiri dan motor DC kedua sebagai motor penggerak gerbang

pengapit kanan. Masing – masing motor bergerak maju – mundur. Rangkaian motor DC tersebut dapat

dilihat pada gambar 6 berikut ini:

Gambar 6 di atas adalah rangkaian driver motor DC yang dibentuk oleh IC driver tipe L293. Pada

prototype tersebut menggunakan motor DC dengan tegangan catu daya 12 VDC. Pergerakan motor

tersebut adalah berdasarkan logic yang diberikan oleh mikrokontroler kemudian ke IC L293. Motor akan

aktif jika mendapatkan logic 1 (high) dan akan dinonaktifkan dengan logic 0 (low).

Untuk menggerakkan gerbang kanan membuka mikrokontroler akan memberi output P1.0 dengan

logika 1, P1.1 dengan logika 0. dengan demikian pin output 1Y dan 2Y masing – masing akan

bertegangan 12V dan 0V yang akan membuat motor DC berputar membuka. Jika kondisi input L293

berbalik maka motor akan berputar menutup. Selama kondisi input berlogika sama maka motor tidak akan

berputar.

3.6. Perancangan Software

Setelah alat atau bagian hardware dibuat maka langkah berikutnya adalah membuat perangkat lunak

atau software yang akan mendukung kerja dari hardware karena tanpa software maka hardware tidak

akan bekerja, dengan demikian perangkat lunak atau software merupakan pola pikir dari alat / hardware

dan memegang peranan yang penting. Dalam pembuatan software, listing program dibuat dengan

sistem prosedur dimana setiap prosedur mempunyai fungsi tertentu dan secara keseluruhan prosedur

membentuk sistem dari program yang diharapkan. Langkah awal dalam membuat listing program adalah

membuat diagram alur atau flowchart sebagai acuan dasar dalam membuat program. Kemudian setiap

fungsi dari flowchart tersebut dibuat listing programnya.

Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat maka langkah berikutnya adalah melakukan

pengukuran pada blok-blok yang perlu. Pengukuran dalam hal ini diperlukan alat bantu multimeter digital.

12V

VCCD15

IN4002

U4

L293

27

1015

19

361114

1A2A3A4A

1,2EN3,4EN

1Y2Y3Y4Y

A -+

MG2

Mtr Gerbang

1 2

A -+

MG3

Mtr Gerbang

1 2

D22

IN4002

D20

IN4002

D17

IN4002

D16

IN4002

D19

IN4002

D18

IN4002

D21

IN4002J3

PORT1

1234

P1.0P1.1P1.2P1.3

Gambar 6. Rangkaian Driver Motor DC



83

3.7. Prosedur Uji Coba

Setelah perancangan dan pemahaman alat selesai, maka langkah selanjutnya adalah pengukuran

dan analisa sistem. Hal ini dilakukan untuk lebih memahami dan mengetahui karakteristik setiap blok

rangkaian sampai fungsi alat secara keseluruhan. Dengan demikian dapat kita bandingkan antara

perancangan dan alat yang telah dibuat.

3.7.1 Setup Alat

Setup alat adalah langkah awal agar peralatan dapat bekerja secara optimal. Dalam penulisan ini

dilakukan langkah - langkah setup alat sebagai berikut :

1). Photodiode.

Sensor photodiode berfungsi sebagai penerima sinyal berupa pancaran sinar yang dikeluarkan

oleh infrared, yang nantinya akan menjadi input bagi Mikrokontroler untuk pengerjaan suatu

task.

2). Mikrokontroler AT89C51

Mikrokontroler AT89C51 ini merupakan keluarga dari MCS yang memiliki pin berjumlah 40,

tetapi di sini saya hanya akan menjelaskan pin - pin yang digunakan pada perancangan alat,

dimana masing-masing port - port pada mikrokontroler memiliki fungsi/kendali khusus. Hampir

semua port pada mikrokontroler dapat digunakan sebagai input serta output. Untuk lebih jelasnya,

di bawah ini akan dijelaskan fungsi dari masing - masing port mikrokontroler.

3.7.2. Upload software

Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat, langkah selanjutnya adalah penyusunan

program pengendali alat yang disertakan pada sistem ini. Program pengendalian tersebut diberikan untuk

mengatur proses kerja pada masing-masing rangkaian.

Pengendali disusun berbasis mikrontroller menggunakan ATMEL 89C51. Bahasa pemrograman

yang digunakan sebagai pengatur sistem alat ini adalah bahasa pemrograman assembler.

Adapun langkah-langkah upload software yang dilakukan agar program pengendali tersebut dapat

berfungsi sebagaimana mestinya adalah sebagai berikut :

1). Hidupkan komputer dan masukan pada sistem assembler.

2). Susunan pembuatan program harus sesuai dengan flowchart sebagai alur pengatur.

3). Jika pembuatan program selesai, maka jalankan program sesuai dengan perintah.

4). Apabila tidak ditemukan masalah pada program, lakukan penyimpanan program ke

mikrokontroler.

5). Tutup program dan lakukan pengecekan pada IC tersebut.

6). Lakukan uii coba terhadap alat, apakah sesuai dengan perancangan yang disusun atau

belum. Jika belum, lakukan pengecekan pada alur program atau rubah program sampai

kerja alat sempurna.

3.7.3. Tujuan

Tujuan dari pengukuran sistem pengaturan otomatisasi pencucian mobil berbasis mikrokontroler

AT89C51 adalah untuk :

1). Mengetahui, apakah perangkat kerasnya dapat bekerja dengan baik atau tidak.

2). Melakukan pengambilan data untuk mendapatkan hasil kerja yang optimal.

3) Menarik kesimpulan dari seluruh proses kerja perangkat keras sistem tersebut secara

otomatis.

Sebelum melakukan pengukuran dan analisa ini, maka dilakukan prosedur kerja untuk

mendapatkan hasil pengukuran yang akurat dan sempurna. Terlebih dahulu dipersiapkan hal - hal sebagai

berikut :

1). Pengukuran diatur dengan mengukur bagian - bagian pada setiap blok - blok rangkaian.

Dalam hal ini dilakukan beberapa kali agar mendapatkan hasil yang benar.

2). Komponen yang digunakan.

84

a). IC mikrokontroler AT89C51.

b). IC 74LS373

c). IC 74LS14

d). IC L293

e). IC 74LS132

f). IC 4017

g). Photodiode

h). Infrared

3). Alat ukur

a. Multitester digital

3.7.4. Pengukuran Catu Daya

Rangkaian catu daya adalah hal pertama yang harus mendapat perhatian mengingat catu daya

merupakan sumber daya alat sehingga jika catu daya tidak bekerja maka alatpun tidak akan bekerja,

dalam penuisan Firman Syafarudin & Budhi Anto (2017).Pengukuran catu daya dapat diperlihatkan

dengan menggunakan blok diagram sbb :

Multimeter

Digital

Rangkaian

Catu daya.

Pengukuran dilakukan berulang – ulang dengan tujuan untuk meyakinkan apakah data yang diukur

telah memenuhi standar rangkaiaan atau tidak.

3.7.5. Pengukuran Photodiode

Pada alat ini digunakan photodiode untuk menerima sinyal berupa pancaran sinyal dari infrared.

Fungsi dari kedua blok rangkaian tersebut adalah sebagai pengukur ketinggian pada kendaraan yang akan

memasuki ruang pencucian. Penempatan sensor tersebut terletak ditiga bagian dengan prosedur

pengerjaan output yang berbeda seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumya.

Pengamatan dilakukan dengan cara yang sama dengan pengamatan catu daya. Pada saat

photodiode terhalang, maka akan diperoleh output tegangan . Begitu juga ketika photodiode tidak

terhalang dan tentu saja tegangan tersebut berbeda dengan tegangan yang diperoleh pada saat

photodiode tersebut terhalang oleh benda.

Pengukuran Vout terhalang Vout tidak terhalang

1 4,7 0

2 4,7 0,2

3 4,6 0

4 4,7 0,1

5 4,7 0,1

Gambar 7. diagram blok pengukuran catu daya

Table 1. hasil pengukuran output tegangan photodiode



85

Analisa :

Dari data pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa logika output photodiode sudah sesuai

dengan level TTL dan dapat dibaca mikrokontroler dengan baik.

3.7.6. Pengukuran Driver Motor Stepper

Motor yang digunakan pada rangkaian adalah sebuah stepper motor dengan tegangan VCC 12

Vdc. Pengukuran pada rangkaian ini dilakukan dengan mengumpankan input tegangan pada input – input

driver-nya. Sebenarnya pada prototype yang dibuat tegangan input – input driver ini diambil dari output

mikrokontroler, tetapi pada langkah pengukuran di sini digunakan sebuah sumber tegangan DC biasa

sebagai inputnya. Dari pengukuran – pengukuran yang dilakukan diperoleh hasil seperti data yang

tercantum pada tabel 2. berikut ini:

Input Output (Votl DC)

1A 2A 3A 4A 1Y 2Y 3Y 4Y

0 0 0 0 11,8 11,8 11,8 11,8

0 0 0 1 11,8 11,8 11,8 0,15

0 0 1 0 11,8 11,8 0,15 11,8

0 1 0 0 11,8 0,15 11,8 11,8

1 0 0 0 0,15 11,8 11,8 11,8

Analisa :

Untuk mengetahui arah putaran stepper motor, input dari 1A, 2A, 3A, 4A secara berurutan

yaitu : 9, 5, 6, A dan diulang terus menerus. Sedangkan untuk membalik arah putaran dikirim data ke

1A, 2A, 3A, 4A secara berurutan yaitu: A, 6, 5, 9.

Pada bagian input, ‘0’ berarti input dalam keadaan low dengan tegangan sekitar 0,12 Vdc

dan ‘1’ berarti input dalam keadaan high dengan tegangan sekitar 4,98 Vdc.

Dari hasil pengukuran pada tabel 2.8 di atas terlihat motor akan bergerak pada saat En1 dengan

input yang ‘aktif low’ dimana pada saat input low maka tegangan output menjadi rendah, hal ini

meyebabkan motor bergerak karena ada tegangan sebesar 12 Vdc sesuai dengan tegangan kerja

motor. Dengan hasil pengukuran yang diperoleh tersebut maka dapat dikatakan rangkaian driver

motor ini dapat bekerja dengan baik.

3.7.7. Pengukuran Driver Motor DC

Pengujian terhadap rangkaian pengendali Motor DC dilakukan untuk mengetahui kondisi gerbang

dan status motor. Cara pengukuran driver motor DC tersebut terlihat pada gambar 7, dan hasil

pengukuran tegangan keluaran (Vout) driver motor DC dapat dilihat pada tabel 1, dan 2.

Pada pengujian ini keluaran port – port 1.0 dan 1.1 disimulasikan dengan sumber tegangan 5 V

DC dan ground yang dilengkapi dengan saklar S1 untuk port 1.0 dan saklar S2 untuk port 1.1. Data

hasil pengujian terlihat pada tabel berikut

1A 2A Kondisi Gerbang

0 Volt 0 Volt Tertutup

0 Volt 5 Volt Terbuka

Table 2. Hasil pengukuran rangkaian Motor Stepper

Table 3. Hasil pengukuran Motor Gerbang

86

1A 2A Status Motor

0 Volt 0 Volt Motor Off

0 Volt 5 Volt Motor On

Analisa :

Dari table 2.9.1. dan tabel 2.9.2., pengujian diatas dapat dilihat bahwa untuk dapat menset

kondisi gerbang keluaran dari port 1.0 dan port 1.1 harus selalu berlawanan karena kondisi ini akan

menghasilkan beda potensial pada kumparan motor DC. Apabila keluaran port 1.0 dan port 1.1 sama

maka kondisi gerbang sikat akan tetap pada kondisi sebelumnya karena tidak akan menghasilkan beda

potensial pada kumparan motor DC.

Gambar 8. Rangkaian lengkap system pengendali ruang penyikatan pada prototype pencucian mobil

berbasis mikrokontroller at89c51

4. KESIMPULAN

Dari hasil yang diperoleh dan analisa terhadap sistem dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu :

1. dengan memilih mikrokontroller at89c51 dengan membuat metode pengalamatan dalam

perancangan suatu alat adalah membuat suatu diagram blok, dimana diagram blok ini

berfungsi untuk mempermudah didalam memahami rangkaian dan perakitan alat. Dengan

demikian dalam tahap perancangan dan perakitan alat akan dibuat berdasarkan per-blok

diagram rangkaian, dimana tiap blok rangkaian mempunyai fungsi masing-masing dan satu

sama lain saling berkaitan. Dengan cara kerja ini terdapat 6 penempatan sensor photodioda,

dimana photodiode tersebut bekerja secara parallel dan digunakan untuk melakukan 2 fungsi

yang berbeda. Fungsi pertama dari photodioda untuk membaca tinggi dari sebuah kendaraan,

Table 4. Hasil pengukuran Motor Sikat



87

fungsi kedua photodioda gunanya untuk memantau apakah kendaraan sudah sampai ruang

penyikatan atau belum, dengan menggunakan data sampling sebagai proses penyikatan.

2. Sedang perancangan software listing program dengan menggunakan bahasa assembler yang

khusus untuk keluarga mikrokontroler MCS-51 dibuat dengan sistem prosedur dimana setiap

prosedur mempunyai fungsi tertentu dan secara keseluruhan prosedur membentuk sistem dari

program yang diharapkan. Langkah awal dalam membuat listing program adalah membuat

diagram alur atau flowchart sebagai acuan dasar dalam membuat program. Kemudian setiap

fungsi dari flowchart tersebut dibuat listing programnya. Setelah perancangan baru dilakukan

upload software secara keseluruhan.

3. Rangkaian kontroller ini merupakan jantung dan sebagai pengendali utama seluruh rangkaian,

dimana pengendali menggunakan Mikrokontroler AT89C51, Agar mikrokotroller dapat

bekerja, maka dibutuhkan suatu rangkaian oscillator sebagai pembangkit sinyal clock. Dalam

hal ini digunakan oscillator yang sudah ada dalam mikrokontroler 89C51, hanya dihubungkan

dengan sebuah kristal. Kristal disini digunakan kristal 12 MHz agar mikrokontroler bekerja

dengan kecepatan maksimum.

4. Rangkaian driver motor stepper, Karena output dari mikrokontroler arus dan tegangannya

kecil maka untuk mengendalikan motor dibuat driver, pemancar infra red bekerja dengan

menggunakan 3 buah gebang NAND, rangkaian gerbang NAND bekerja untuk memperkuat

sinyal clock yang dihasilkan oleh rangkaian RC sebelumnya. Pada bagian akhir terdapat

rangkaian switching menggunakan transistor. Dengan demikian rangkaian transmitter infra

red tersebut bekerja tidak dengan konstan akan tetapi bekerja dengan intensitas pancaran yang

dapat diatur, di tambah dengan rangkaian motor DC serta pengukuran driver motor stepper

dan motor DC.

DAFTAR PUSTAKA

Alfa Anindita, Sudjadi & Darjat. 2013. Sistem Informasi Area Parkir Berbasis Mikrokontroler ATMEGA

16. TRANSMISI, 15, (3), 2013, 133.

Firman Syafarudin & Budhi Anto. 2017. Rancang Bangun Saklar Pemindah Otomatis Berpenggerak

Motor Stepper Variable Reluctance Dengan Pengendali Mikrokontroler ATMega8535. Jom

FTEKNIK Volume 4 No.2 Oktober 2017.

Fredy Kurniawan. 2009. Implementasi Mikrokontroler Sebagai Pencacah Berbasis Pengukuran Periode

Isyarat Masukan. Telkomnika Vol. 7, No. 1, April 2009.

Siswo Wardoyo. 2011. Dasar Mikroprosessor” Buku Ajar Universitas Sultan Ageng Tirtayasa,

November 2011.

Zulfikar, Tarmizi, Agus Andria. 2011. Perancangan Pengontrolan Traffic Light Otomatis. Jurnal

Rekayasa ElektrikaVol. 9, No. 3, April 2011.

SYSTEM PENGENDALI RUANG PENYIKATAN PADA … · inti penulisan, tahap perancangan ... suatu pokok...

Documents

Transcript of SYSTEM PENGENDALI RUANG PENYIKATAN PADA … · inti penulisan, tahap perancangan ... suatu pokok...