repository.usd.ac.idrepository.usd.ac.id/29232/2/055114001_Full.pdf · vii INTISARI Dalam suatu...

i

BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA

GEDUNG BERKAMAR BANYAK

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Disusun Oleh :

ANNA STEFANIE DEPARI

NIM : 055114001

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2008

ii

THE CALLER CIRCUIT OF GUEST RECEPTIONING

TOOL FOR MULTIROOM BUILDING BASED ON

AT89S51 MICROCONTROLLER

FINAL PROJECT Presented As Partial Fulfillment of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

By :

ANNA STEFANIE DEPARI

Student Number : 055114001

ELECTRICAL STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2008

v

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah”

Yogyakarta, 23 Juli 2008

Penulis

Anna Stefanie Depari

vi

Tuhan tidak akan pernah menyia-nyiakan kepedihan kita.

Biarkan Tuhan yang menopang.

Kita cukup menjalani dan melakukan yang terbaik.

Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk:

Yesus Kristus, juru selamatku

Kedua orangtua dan saudara-saudaraku

Almamaterku

vii

INTISARI

Dalam suatu tempat tinggal, dibutuhkan kenyamanan untuk melakukan aktivitas dan untuk menjaga privacy setiap penghuni. Oleh karena itu dibuat alat penerima tamu untuk mempermudah tamu dan penghuni berbasis mikrokontroler. Alat ini dibuat untuk diaplikasikan pada gedung yang mempunyai kamar banyak.

Sistem ini terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama adalah bagian yang berada di luar gedung (pemanggil). Bagian kedua adalah bagian yang berada di dalam gedung (terpanggil). Skripsi ini hanya membahas bagian pemanggil dari alat penerima tamu, terdiri dari keypad dan LCD. Data dimasukkan melalui keypad. Masukan data tersebut kemudian diolah oleh control unit. Bagian ini berbasis mikrokotroler AT89S51 dan berfungsi untuk memanggil penghuni langsung ke kamar yang dituju tanpa harus mengganggu kenyamanan penghuni yang lain. Transmisi data antara mikrokotroler pemanggil dengan mikrokontroler terpanggil menggunakan sistem komunikasi serial RS-485.

Bagian pemanggil alat penerima tamu ini sudah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Tamu dapat berkomunikasi langsung dengan penghuni dan bisa mengetahui keberadaan penghuni. Kata kunci : Mikrokontroler AT89S51, sistem komunikasi serial RS-485.

viii

Abstract What is needed most of a house is its comfortability for the dwellers to carry out activities and keep dwellers’ privacy. Therefore, a guest receiver which is based on microcontroller is designed to make communication between the dwellers and their guests easier. This tool is specifically built for multi-rooms building. The system of this guest receiver has two main parts. The first part is located outside the building (caller), while the second is inside the building (called). The focus of this paper is mainly for the caller part of guest receiver which consist of keypad and LCD. Data is keyed in through a keypad which is subsequently processed by the control unit. Using AT89S51 microcontroller, the functions of this part is a direct caller to the target host without disturbing other dwellers within the same building. The data transmission between calling microcontroller and called microcontroller uses RS-485 communication system. The caller part of guest receiver has been tested and can work well. A guest can directly communicate with the target host while at the same time know whether they are in their room or not. Key words: AT89S51 microcontroller, RS-485 serial communication system.

LEMBAR PERI\{YATAAN PERSETUJUAI\I

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTTIK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tatgandibawah ini, saya rnahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Anna Stefanie Depari

Nomor Mahasiswa : 055114001

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Karya Ilmiah saya yang berjudui :

BAGIAN PEMANGGIL ALAT PENERIMA TAMU PADA GEDUNG

BERKAMAR BANYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S5 i

beserta perangkat,yang diperlukan (bila ada). Dengan dernikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan se€ra terbatas dan mempublikasikannya di Internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu r.neminta ijin dari saya

maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap rnencantumkan nama saya

sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 16 Agustus 2008

Yang menyatakan

NW' . -(Anna Stefanie Depari)

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur, hormat dan kemuliaan hanya bagi Tuhan Yang Maha

Kuasa yang telah memberikan rahmat dan kasih setia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Bagian Pemanggil Alat Penerima

Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak Berbasis Mikrokotroler AT89S51”.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan

memberikan dukungan pada penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Yesus Kristus, juru selamat dan sumber kekuatan penulis.

2. Bapak Damar Widjaja S.T., M.T. selaku Pembimbing I sekaligus

pendamping akademik penulis dan bapak Martanto S.T., M.T. selaku

Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, arahan dan motivasi

kepada penulis. Terima kasih pula untuk seluruh dosen-dosen penulis di

Fakultas Teknik atas segala ilmunya yang berguna.

3. Ayahanda Drs. Garten Depari dan ibunda S. S. Esitha Brahmana serta

kakak Tica Patrisia Depari, SH, abang Reinhart Depari, SE dan keluarga

yang sangat penulis cintai dan sayangi, yang telah banyak membantu baik dari

segi moril maupun materil dan telah banyak memberikan doa, nasehat serta

motivasi kepada penulis sedari dulu sampai saat ini. Walaupun penulis telah

membuat keluarga kecewa. Semua ini sangat berarti.

x

4. Untuk abang Baum Hauer Depari, SE yang penulis yakin sudah tenang “di

sana”. Penulis yakin dari “atas sana” penulis pasti selalu diberikan doa dan

semangat. Semua kenangan yang sangat berarti bagi penulis dan sangat cepat

berlalu. Terima kasih cokelatnya. Terima kasih juga atas semangat hidup yang

dapat penulis lihat, rasakan dan pelajari.

5. Joe yang telah memberikan doa, dukungan dan kesabaran kepada penulis

terutama saat penyusunan Tugas Akhir ini. Terima kasih pernah

meminjamkan kedua kaki dan tangan pada saat penulis tidak sanggup untuk

berdiri dan melakukan apapun. Terima kasih telah menjadi yang terbaik

sampai saat ini dan semoga sampai selamanya buat penulis.

6. Ika, rekan penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Maaf atas semua

kesalahan yang penulis yakin telah dimaafkan. Terima kasih telah menampung

air mata yang sempat tumpah. Tidak akan pernah penulis lupakan kejadian

sandal di Fresco. Uuupppssss…maap, keceplosan.

7. Bapak Michael dan Mama Helen, terima kasih atas semua doa, nasehat dan

kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.

8. Dche ganteng, Maria dan keluarga. Terima kasih atas semua bantuan, tempat

yang bisa menjadi laboratorium dan bisa menjadi tempat istirahat. Terima

kasih, hanya ucapan itu yang bisa penulis berikan.

9. Alietong, Merry, Ndut, Mitae, Jojoba, Livie, Momon, Ichank dan yang

lainnya. Tetaplah menjadi diva-diva sejati. Cobalah untuk mengerti orang lain,

maka kita tidak akan pernah sakit hati. Bersama kalian di Jogja, penulis

menjadi lebih mengerti apa arti hidup yang sebenarnya.

xi

10. Teman-teman Teknik Elektro. Andriy, Boyke, Sukur, Koko, Rawung,

Wharton, Bang Erik, Kabayan, Roni, Ricky, Bang Aldi, Brekele dan

lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan semuanya.

11. Teman-teman lainnya. Sithae, Gothe, Focolare, Louis, Anggi, Rangga,

Pelangi crew, Mataraga crew, Enat dan semua teman serta sahabat yang

tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima kasih atas doa, dukungan dan

bantuan yang telah diberikan demi perjalanan S1 ini.

12. Laboran crew, terima kasih atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka

menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna, baik dari segi isi, tata bahasa maupun penulisannya. Hal ini dapat

terjadi karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman dan kurangnya buku-buku

pendukung yang dimiliki penulis. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan

saran dan kritik yang membangun agar dalam proses penulisan di kemudian hari

dapat semakin baik.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

secara luas, baik bagi penulis maupun bagi semua pihak yang membacanya serta

dapat memenuhi fungsi dan tujuannya. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa

menyertai dan melindungi kita semua.

Yogyakarta, 19 Juli 2008

Penulis

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING .................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI ........................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ............................ vi

INTISARI ...................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xviii

BAB I. PENDAHULUAN

I.1 Judul ............................................................................................... 1

I.2 Latar Belakang Masalah ................................................................ 1

I.3 Tujuan ............................................................................................ 2

I.4 Manfaat .......................................................................................... 2

I.5 Batasan Masalah ............................................................................ 2

I.6 Metodologi Penelitian .................................................................... 3

I.7 Sistematika Penulisan .................................................................... 3

BAB II. DASAR TEORI

II.1 Rumus Dasar ................................................................................ 5

II.1.1 Rangkaian Resistor............................................................ 5

II.1.2 Hukum Ohm ..................................................................... 6

II.2 Matriks Keypad ............................................................................ 6

II.3 Mikrokontroler AT89S51 ............................................................. 8

II.3.1 Organisasi Memori ........................................................... 9

II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51 ................ 14

II.3.3 Pemberian Clock pada Mikrokontrolet AT89S51 ............ 17

II.3.4 Struktur AT89S51 ............................................................. 18

xiii

II.4 Komunikasi Serial ........................................................................ 21

II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal ....................................... 22

II.4.2 IC Komunikasi Serial RS-485 .......................................... 24

II.4.3 Pemberian Bias pada Jaringan RS-485 ............................. 25

II.4.4 Kabel Jaringan pada RS-485 ............................................ 25

II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda

Potensial Listrik ................................................................ 26

II.5 LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................... 29

II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U ...................................... 31

II.5.1.1 Register ................................................................ 32

II.5.1.2 BF (Busy Flag) ..................................................... 32

II.5.1.3 AC (Address Counter) .......................................... 33

II.5.1.4 DDRAM (Display Data RAM) ............................. 33

II.5.1.5 CGROM (Character Generator ROM) ................ 33

II.5.1.6 CGRAM (Character Generator RAM) ................ 34

II.5.2 Pin LCD ............................................................................ 34

BAB III. PERANCANGAN ALAT

III.1 Perancangan Perangkat Keras ..................................................... 36

III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ........ 36

III.1.1.1 Rangkaian Osilator ............................................. 37

III.1.2 Perancangan LCD ............................................................ 37

III.1.3 Perancangan Keypad ....................................................... 38

III.1.4 Perancangan Komunikasi Serial RS-485 ........................ 40

III.1.4.1 IC komunikasi serial RS-485 .............................. 41

III.1.4.2 Pemberian Bias pada Jaringan ............................ 42

III.2 Perancangan Perangkat Lunak .................................................... 44

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan ........................................... 49

IV.2 Pengamatan Sistem dan Hasil Pengujian .................................... 50

IV.3 Scanning Kode Kamar ................................................................ 60

xiv

BAB V. PENUTUP

V.1 Kesimpulan .................................................................................. 62

V.2 Saran ........................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 63

LAMPIRAN PROSEDUR PENGGUNAAN ALAT .................................. L1

LAMPIRAN LISTING PROGRAM ........................................................... L2

LAMPIRAN RANGKAIAN LENGKAP .................................................... L3

LAMPIRAN DATASHEET .......................................................................... L4

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian Resistor Seri ........................................................................ 5

Gambar 2.2. Rangkaian Resistor Paralel .................................................................... 5

Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm ........................................................................... 6

Gambar 2.4. Rangakaian Keypad 4x3 ........................................................................ 7

Gambar 2.5. Rangkaian Tombol dengan Rpullup ......................................................... 8

Gambar 2.6. Efek Bouncing pada saat penekanan tombol ......................................... 8

Gambar 2.7. Diagram Kotak Inti AT89S51 ............................................................... 9

Gambar 2.8. Alamat RAM Internal dan Flash PEROM AT89S51 ......................... 10

Gambar 2.9. Peta Memori RAM Internal ................................................................ 11

Gambar 2.10. Peta Memori SFR AT89S51 ............................................................. 12

Gambar 2.11. Menghubungkan Kristal Sumber Detak ............................................ 18

Gambar 2.12. Diagram Pin Mikrokontroler AT89S51 ............................................ 18

Gambar 2.13. Sinyal Keluaran dari Pemancar (driver) ............................................ 22

Gambar 2.14. Sinyal Masukan untuk Penerima (receiver) ...................................... 22

Gambar 2.15. (a) Rangkaian Parallel Termination ................................................. 24

(b) AC-coupled Termination ............................................................. 24

Gambar 2.16. IC RS-485 .......................................................................................... 24

Gambar 2.17. Rangkaian Prasikap pada Jaringan RS-485 ....................................... 26

Gambar 2.18. Pemisahan Ground dengan Isolasi Optik .......................................... 27

Gambar 2.19. Penyambungan Ground Data dan Ground Lokal

dengan Koneksi Resistor .................................................................... 27

Gambar 2.20. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan Dioda Zener .......... 28

Gambar 2.21. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan

Dioda Zener dan Fuse Seri ................................................................ 28

Gambar 2.22. Susunan Umum Layar LCD .............................................................. 31

Gambar 2.23. Dimensi Layar LCD .......................................................................... 31

Gambar 2.24. DDRAM ............................................................................................ 33

xvi

Gambar 3.1. Diagram Blok Alat Pemanggil Gedung Berkamar Banyak ................ 35

Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil ........................................................ 36

Gambar 3.3. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 .................................................. 36

Gambar 3.4. Rangkaian Osilator .............................................................................. 37

Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler ............................................ 38

Gambar 3.6. Rangkaian Keypad Matriks 4x3 .......................................................... 39

Gambar 3.7. Rangkaian Komunikasi Serial RS-485 ................................................ 40

Gambar 3.8. IC RS-485 ............................................................................................ 41

Gambar 3.9. Rangkaian Prasikap untuk Jaringan .................................................... 44

Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama ............................................................ 45

Gambar 3.11. Diagram Alir Sub Rutin Tunggu Balasan .......................................... 47

Gambar 3.12. Diagram Alir dari Penulisan Karakter di LCD ................................ 48

Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil .................................................... 49

Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel ............................................. 50

Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil ..................................................... 52

Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar ......................................................................... 52

Gambar 4.5. Tampilan Keterangan .......................................................................... 52

Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi ..................................................... 53

Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 Karakter .......................................... 53

Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu .................................................................... 53

Gambar 4.9. Tampilan Identitas Setelah Tamu Mengisi Nama ............................... 54

Gambar 4.10. Tampilan Identitas dengan 16 Karakter ............................................ 54

Gambar 4.11. Tampilan Proses Kirim Pesan ........................................................... 54

Gambar 4.12. Tampilan Pesan Telah Terkirim ........................................................ 54

Gambar 4.13. Tampilan Penghuni Sibuk ................................................................. 55

Gambar 4.14. Tampilan Penghuni Tidak Sibuk ....................................................... 55

Gambar 4.15. Tampilan Penghuni Mengetik Pesan ................................................. 55

Gambar 4.16. Tampilan Penghuni Tidak Memberi Tanggapan ............................... 56

Gambar 4.17. Pengujian Alat dengan Kabel 3 meter ............................................... 56

Gambar 4.18. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 1...................................... 58


xvii



xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................................ 19

Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 ............................................ 20

Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi ...................................................................................... 34

Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada keypad matriks 4x3 ........................... 40

Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras .................................................... 49

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya ......................... 50

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya ......................... 51

Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter ....................................... 57

Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok .............. 57

Tabel 4.6. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Lurus .................... 57

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Judul

Bagian Pemanggil Alat Penerima Tamu Pada Gedung Berkamar Banyak

Berbasis Mikrokontroler AT89S51.

I.2 Latar Belakang Masalah

Bel penerima tamu yang ada sekarang ini sudah dianggap tidak praktis

karena tamu tidak bisa langsung memanggil penghuni dan dapat mengganggu

penghuni lain. Bel penerima tamu biasa hanya dapat memberikan informasi

berupa suara bel yang mengindikasikan adanya tamu yang datang. Selain itu, tamu

tidak bisa mengetahui jika penghuni ada, sedang sibuk atau sedang keluar [1].

Pada penelitian ini, alat penerima tamu dibuat dengan menggunakan kabel

berbasis mikrokontroler yang dikirim secara serial. Mikrokontroler merupakan

terobosan teknologi mikroprosesor yang dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar

dan teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor. Teknologi semikonduktor

mempunyai kandungan transistor yang lebih banyak, namun hanya membutuhkan

ruangan yang kecil, dapat diproduksi secara masal dan murah [2].

Alat penerima tamu dengan menggunakan kabel berbasis mikrokontroler

dapat menggantikan bel listrik yang biasa digunakan. Bel listrik yang biasa

digunakan berfungsi untuk memanggil penghuni pada gedung berkamar banyak,

2

sehingga penghuni tidak segera mengetahui kepada siapa tamu berkunjung.

Dengan permasalahan tersebut, maka diperlukan alat penerima tamu pada gedung

berkamar banyak yang lebih efisien dan efektif.

I.3 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai adalah membuat suatu peralatan yang

berfungsi sebagai penerima tamu pada gedung berkamar banyak berbasis

mikrokontroler AT89S51.

I.4 Manfaat

Manfaat penelitian ini adalah tersedianya peralatan untuk memanggil

penghuni pada gedung berkamar banyak dan segera mengetahui keberadaan

penghuni tersebut.

I.5 Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu

adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat, yaitu:

1. Terdapat empat kamar yang dipanggil.

2. Jangkauan komunikasi 20 meter.

3. Komunikasi menggunakan kabel.

4. Pesan ditampilkan menggunakan LCD.

5. Pesan diketik menggunakan keypad.

3

I.6 Metodologi Penelitian

Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis

membutuhkan masukan serta referensi yang didapatkan dengan metode :

1. Studi Pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari

berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun internet

mengenai hal-hal yang berkaitan.

2. Perancangan hardware dan software.

3. Membuat hardware dan software.

4. Melakukan pengujian hardware dan software alat penerima tamu

pada gedung berkamar banyak, sehingga dapat diketahui hasil

secara realistis.

5. Pengambilan data berdasarkan hasil pengujian pada alat.

6. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori

yang ada.

7. Menarik kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang

telah dilakukan.

I.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan, yang memuat :

Judul, Latar Belakang Masalah, Tujuan, Manfaat, Batasan

Masalah, Metodologi Penelitian, dan Sistematika Penulisan.

4

Bab II Dasar Teori, yang memuat :

Matriks Keypad, Mikrokontroler AT89S51, Komunikasi Serial,

LCD (Liquid Crystal Display), LPF (Low Pass Filter).

Bab III Rancangan Penelitian, yang memuat :

Perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

Bab IV Hasil dan Pembahasan, yang memuat :

Hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras dan perangkat

lunak yang telah dibuat.

Bab V Penutup, yang memuat :

Kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan penelitian

selanjutnya.

BAB II

DASAR TEORI

II. 1 Rumus Dasar

II.1.1 Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total

semakin besar [3]. Gambar 2.1 menunjukkan contoh resistor yang dirangkai

secara seri. Pada rangkaian resistor seri berlaku rumus:

Rtotal = R1 + R2 + R3 + Rn .......................................................................... (2.1)

R1 R3R2 Rn

Gambar 2.1. Rangkaian Resisto

angkaian resistor secara paralel aka

pengg

R

anti semakin kecil. Gambar 2.2 me

dirangkai paralel. Pada rangkaian resistor par

nRRRRR 1111 +++= .................................

321

Ga ian Res

R1

.

. . . . .

R2

R3

Rn . . .

.

..

mbar 2.2. Rangka istor

5

. . . .

r secara Seri [3].

n mengakibatkan nilai resistansi

nunjukkan contoh resistor yang

alel berlaku rumus:

............................................ (2.2)

secara Paralel [3].

6

II.1.2 Hukum Ohm

hm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan

jumla

Dimana:

V = tegangan (Vo

(Ampere)

II. ad

Konfigurasi matriks keypad terdiri dari tombol-tombol yang tersusun atas

ggunaan matriks keypad bertujuan untuk menghemat

jumlah port yang digunakan pada mikrokontroler. Matriks keypad 4x3 yang

Dari Hukum O

h arus yang mengalir melalui resistor tersebut. Gambar 2.3 menunjukkan

diagram Hukum Ohm.

Gambar 2.3. Diagram Hukum Ohm

lt)

I = arus

R = resistansi (Ohm)

P = daya (Watt)

2 Matriks Keyp

baris dan kolom [4]. Pen

7

artinya terdiri dari 4 baris (jalur output) dan 3 kolom (jalur input). Matriks keypad

ini tersusun dari 12 tombol, apabila tidak menggunakan konfigurasi matriks

keypad maka dibutuhkan 12 masukan sedangkan dengan matriks keypad hanya

menggunakan 7 masukan. Rangkaian matriks keypad sederhana dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

2 3

4 5 6

1

7 8 9

* 0 #

B2

B3

B4

K1 K2 K3

B1

Gambar 2.4. Rangkaian keypad 4x3 [4].

Pengecekan pada matriks keypad adalah dengan sistem pengecekan secara

berurutan (scanning) ek angka 1, maka

terlebih dahulu kolom K1 diberi logika

Apabil

ada tombol sewaktu ditekan maupun pada saat dilepas ditunjukkan

. Sebagai contoh apabila ingin mengec

‘0’, lalu dilakukan pengecekan tiap baris.

a baris B1 = ‘0’ artinya tombol 1 sedang ditekan. Pengecekan ini juga

berlaku untuk tombol yang lainnya dengan pengecekan baris dan kolom secara

bergantian.

Gambar 2.5 memperlihatkan rangkaian tombol push-on dengan Rpullup

yang akan menghasilkan efek bouncing [4]. Diagram waktu goncangan

(bouncing) p

8

pada Gam

II. 3

M sor yang

dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar dan teknologi baru, yaitu teknologi

r mempunyai kandungan transistor yang

lebih ban

bar 2.5. Efek bouncing terjadi ketika tombol ditekan akan menghasilkan

getaran atau sebelum mencapai keadaan stabil atau tombol tersebut akan ON/OFF

berulang-ulang.

Gambar 2.5. Rangkaian tombol dengan Rpullup [4].

Gambar 2.6. Efek bouncing pada saat penekanan tombol [4].

Mikrokontroler AT89S51

ikrokontroler merupakan terobosan teknologi mikroprose

semikonduktor. Teknologi semikondukto

yak, namun hanya membutuhkan ruangan yang kecil, dapat diproduksi

secara masal dan murah [2]. Diagram kotak inti dari AT89S51 ditunjukkan pada

Gambar 2.7.

9

Serial, kontrol /counter seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.7. Pada pe litian ini, pembahasan mikrokontroler

dibatasi

emori data dan

rogram yang terpisah [2]. Pemisahan penyimpanan memori data dan program

n metode pengaksesan alamat 8 bit. Alamat RAM

Internal

Gambar 2.7. Diagram kotak inti AT89S51 [2].

Mikrokontroler AT89S51 terdiri dari CPU, Memory, Port I/O, Port

interupsi, kontrol bus, osilator, dan timer

ne

pada organisasi memori, set instruksi, pemberian clock, serta struktur

AT89S51 yang menjelaskan kegunaan dari pin-pin IC tersebut.

II.3.1 Organisasi Memori

Semua produk AT89S51 memiliki ruang alamat m

p

dapat diakses menggunaka

dan Flash PEROM AT89S51 ditunjukkan pada Gambar 2.8.

10

Gambar 2.8. Alam PEROM AT89S51 [2].

AM Internal, Special Function Register (SFR) serta Flash PEROM

T89S51 akan dijelaskan pada bagian berikut.

1.

internal pada mikrokontroler AT89S51 terdiri atas:

a.

h register yang terdiri dari R0

gan R7. Delapan buah register tersebut dapat diubah ke

si nilai RS0

gister PSW (Program Status Word).

b.

RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga 7F dan dapat diakses dengan

pengalamatan langsung dan tak langsung.

at RAM Internal dan Flash

R

A

RAM Internal

RAM

Register Bank

Mikrokontroler ini memiliki 8 bua

sampai den

bank 1, bank 2 dan bank 3 dengan cara mengubah kondi

dan RS1 pada re

Bit Addressable RAM

RAM ini terletak pada alamat 20H sampai 2FH yang dapat dialamati

secara bit yang berarti bahwa alamat tersebut dapat menyimpan 8 bit

data yang tiap bit dapat dialamati sendiri-sendiri.

c. RAM Keperluan Umum

11

Lokasi RAM Internal dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gamb Internal [2].

2. Register Fungsi Khusus ( )

AT89S51 mem ungsi Khusus yang terletak di

alamat 80H samp pa register ini dapat dialamati

secara bit. Gamb n peta Register Fungsi Khusus.

a. Akumulator

Registe lamati secara bit.

Akumulator digunakan untuk hampir semua operasi logika dan

ar 2.9. Peta memori RAM

Special Function Register

punyai 21 Register F

ai dengan FFH. Bebera

ar 2.10 menunjukka

r ini terletak di alamat E0H dan dapat di a

aritmatika.

12

b. Por

a port

ialamati secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan

c. PSW (Progr

PSW seperti hasil aritmatika dan

logika.

d. Register B

ulator untuk proses aritmatika

ati secara bit.

t

AT89S51 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan

Port 3 yang terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semu

tersebut dapat d

bit data pada salah satu port tanpa mengganggu port yang lain.

Gambar 2.10. Peta memori SFR AT89S51 [2].

am Status Word)

berisi data bit hasil eksekusi program

Register ini digunakan bersama akum

selain digunakan untuk register biasa dan dapat dialam

13

e. Stack Pointer

Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H.

Proses yang berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh

instruk

f. Data Pointer

rupakan register 16 bit. DPTR biasa

g. Timer

empunyai dua buah 16 bit Timer/Counter yaitu : timer 0

H

h.

nggunakan serial

i.

vel

i. Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem

si-instruksi Push, Pop, Acall dan sebagainya.

Data pointer atau DPTR me

digunakan untuk mengakses data yang terletak di memori external.

Register

AT89S51 m

dan timer 1. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk

TH0, sedangkan Timer 1 terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8D

untuk TH1.

Serial Port Register

Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk

melakukan komunikasi dengan peralatan yang me

port.

Register Interupsi

Mikrokontroler ini memiliki 5 buah interupsi dengan dua le

prioritas interups

dikembalikan pada keadaan semula. Register yang behubungan dengan

interupsi adalah Interrupt Enable Register (IE) pada alamat A8H dan

Interupsi Priority Register (IP) pada alamat B8H.

14

3.

dan

terdapat pada Flash PEROM akan dieksekusi jika sistem dikembalikan

Bila sistem tersebut telah dikembalikan pada

kea

mik

PER

aka

II.3.2 Kelompok Instruksi Mikrokontroler AT89S51

ta keluarga mikrokontroler AT89S51 mengeksekusi

kelompok inst

aplikas

yang ce

pengala

pemrog

Boolea

1.

Mode-mode pengalamatan dapat dikelompokkan menjadi [2] :

Flash PEROM

AT89S51 mempunyai 4 kilo byte Flash PEROM yang dapat ditulis

dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer. Program yang

pada keadaan semula.

daan semula, maka pin EA/VPP akan berlogika satu, sehingga

rokontroler akan aktif berdasarkan program yang ada di Flash

OM. Tetapi apabila pin EA/VPP berlogika nol, maka mikrokontroler

n aktif berdasarkan program yang ada pada memori external.

Semua anggo

ruksi yang sama [2]. Kelompok instruksi ini telah dioptimasi untuk

i kontrol 8 bit, serta menyediakan berbagai macam mode pengalamatan

pat untuk mengakses RAM internal dan RAM external.

Bagian berikut ini akan menjabarkan mengenai mode-mode

matan tersebut serta berbagai macam instruksi yang dipergunakan dalam

raman AT89S51, antara lain instruksi logika, aritmatika, transfer data,

n, serta instruksi lompat.

Mode-mode Pengalamatan

a. Pengalamatan Langsung (Direct Addressing)

15

Dalam pengalamatan langsung, masukan data ditentukan berdasarkan

alamat 8 bit (1 byte) dalam suatu instruksi. Hanya RAM data internal

dan SFR yang bisa diakses secara langsung.

b. Pengalamatan Tak Langsung (Indirect Addressing)

Dalam pengalamatan tak langsung, instruksi menentukan suatu register

yang digunakan untuk menyimpan alamat masukan. Baik RAM

internal maupun eksternal dapat diakses secara tak langsung. Register

alamat untuk alamat-alamat 8 bit bisa menggunakan Stack Pointer dari

ih. Sedangkan untuk alamat 16 bit hanya bisa

an cara demikian bisa

tidak memerlukan

d.

ulator. Bilangan

a dituliskan dalam format heksa sebagai

64h ( MOV A,#64h ).

register bank yang dipil

menggunakan register pointer data 16 bit atau DPTR.

c. Instruksi-Instruksi Register

Register bank yang masing-masing berisi 8 register, dapat diakses

melalui instruksi dengan kode masukan yang mengandung 3 bit

spesifikasi register. Akses register deng

menghemat penggunaan kode instruksi karena

sebuah byte untuk alamat. Saat instruksi tersebut dikerjakan, satu dari

delapan register pada bank yang terpilih akan diakses.

Konstanta Segera (Immediate Constant)

Nilai dari suatu konstanta dapat segera menyatu dengan masukan kode

dalam memori program. Misalnya, instruksi : MOV A,#100, yang akan

menyimpan konstanta 100 (desimal) ke dalam akum

yang sama tersebut bisa jug

16

e.

2.

beb

Beb

DE

3. Ins

n operasi logika AND

(ins

(ins

pad

lain

4. Ins a

sfer data dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu

instruk

Pengalamatan Terindeks (Indexed Addressing)

Memori program hanya bisa diakses melalui pengamatan terindeks.

Pengalamatan terindeks digunakan dalam instruksi-instruksi “lompat

bersyarat”. Dalam hal ini, alamat tujuan dari instruksi lompat (jump)

dihitung sebagai jumlah dari penunjuk dasar (base pointer) dengan

data akumulator.

Instruksi Aritmatika

Instruksi-instruksi aritmatika selalu melibatkan akumulator, hanya

erapa yang melibatkan register lainnya (DPTR dan lain-lain) [2].

erapa contoh instruksi aritmatika antara lain ADD, ADDC, SUBB,

C, INC.

truksi Logika

Instruksi logika digunakan untuk melakuka

truksi ANL), OR(instruksi ORL), XOR (instruksi XRL), operasi clear

truksi CLR) dan NOT (instruksi CPL) pada suatu byte dan beroperasi

a masing-masing bit. Instruksi putar atau rotate (RL A, RLC A dan

nya) akan menggeser isi akumulator 1 bit ke kanan atau ke kiri.

truksi Transfer Dat

Instruksi tran

si transfer data yang mengakses ruang memori internal

menggunakan instruksi MOV dan MOVC serta transfer data yang

mengakses ruang memori external menggunakan instruksi MOVX.

17

Pengaksesan ruang memori external menggunakan Data Pointer (DPTR)

sebesar

5.

sable.

n antara lain ANL, SETB, CLR.

6. Instruk

JMP) dan instruksi lompat bersyarat (antara lain instruksi

Z).

II.3.3 P

IC ters enggunakannya,

kaki XTAL 1 dan XTAL 2 pada mikrokontroler AT89S51 dihubungkan dengan

sebuah kristal

menunj

AT89S

jenis s

16 bit.

Instruksi Boolean

Mikrokontroler AT89S51 memiliki sebuah prosesor boolean yang

cukup lengkap. Instruksi boolean digunakan pada operasi bit dan

melibatkan alamat pada internal RAM yang merupakan bit addres

Contoh instruksi Boolea

si Lompat (jump)

Instruksi lompat (jump) merupakan perintah yang digunakan pada

mikrokontroler AT89S51 untuk melakukan perpindahan alamat perintah

yang akan dieksekusi oleh CPU. Instruksi lompat ini dapat dibagi menjadi

dua macam, yaitu instruksi lompat tak bersyarat (antara lain instruksi

LJMP, AJMP, S

JZ, CJNE dan DJN

emberian Clock pada Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 memiliki osilator yang tersedia pada kemasan

ebut (on chip) sebagai sumber detak (clock) [2]. Untuk m

keramik dan kapasitor yang dihubungkan ke ground. Gambar 2.8

ukkan cara menghubungkan kristal sumber detak dengan mikrokontroler

51. Besar kapasitor yang terhubung dengan sumber detak tergantung dari

umber detak yang dipasangkan. Bila sumber detak berupa kristal maka

18

besar k

kapasitor yang terpasang adalah 40 pF ± 10 pF.

II.3.4 Struktur AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 pin, 32 pin di antaranya

digunakan sebagai port paralel [2]. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga

32 pin membentuk 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal sebagai Port

0, Port 1, Port 2 dan Port 3. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 secara

lengkap ditunjukkan pada Gambar 2.9. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 pada

Gambar 2.12 dijelaskan pada Tabel 2.1.

apasitor yang terpasang adalah 30 pF ± 10 pF dan bila jenis keramik besar

Gambar 2.11. Menghubungkan kristal sumber detak [2].

Gambar 2.12. Diagram pin mikrokontroler AT89S51 [2].

19

Tabel 2.1. Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

No Pin Port Nama/ID Fungsi Keterangan

1 1-8 1

Sebagai input dengan

memberi logika ”1”.

Sebagai output, port

ini dapat memberikan

sink output ke em

TTL

I/O biasa

pat buah

2 5 1 MOSI Serial data input Multiple Output Single

Input

3 6 1 MISO Serial data output Multiple Input Single

Output

4 7 1 SCK Serial clock input Serial Clock

5 9 3 RST masukan reset

Reset Sebagai

6 10 3 RXD Sebagai serial input

7 11 3 TXD Sebagai serial output port

8 12 3 INT 0 i Interrupt 0

Sebagai external nterrupt 0

port

9 13 3 INT 1 Interrupt 1

Sebagai external

interrupt 1 port

10 14 3 T0 e 0

Timer 0 Sebagai

xternal timer input port

11 15 3 T1 ex r Sebagai rnal timte e

1 input port T imer 1

12 16 3 WR

Sebagai external data memory write

strobe port

Write

20

Tabel 2.1. (lanjutan) Fungsi dari pin-pin IC AT89S51 [2].

No Pin Port N D i Keterangan ama/I Fungs

13 17 3 RD a memory read rt

Read

Sebagai external dat

strobe po

14 18 XTAL 1 oscillator Sebagai

input

15 19

t XTAL 2

Sebagaioscillator

outpu

16 20 GND Sebagaiground Ground

17 21-28 2 I/O t t Input/Output Sebagai inpu

dan outpu

18 29 PSEN

Program Store Enable

Sebagai sinyal baca

untuk memori program

19 30 ALE masukan pulsa Address Latch Enable

Sebagai

program

20 31 V

Sebagai pengeksekusi pr ri

i

External Access Enable pp/EA

ogram damemori

eksternal, mengakses program secara nternal

21 3

Sebagai I/O

me n 2-39 0 biasa, mberikasink

22 40 Vcc Sebagai suplai

tegangan

21

II. 4 Komunikasi Serial

Sistem transmisi data secara serial ada dua jeni

1. Transmisi data secara tidak seimbang ed line).

Contoh transmisi data secar ng (unbalance line) adalah

dengan sistem RS-232 yang menggunaka kaw al

dan sebuah kawat penghantar untuk ac an (grounding). Pada sistem

ini nilai amplitudo sinyal tergantung pada beda potensial antara penghantar sinyal

terhadap ground.

2. ba

Pada sistem transmisi data s bang (balance line), kedua

penghantar selalu berfluktuasi saling bertolak-belakang sehingga selalu tercipta

beda potensial pada kedua penghantar. Pada sistem transmisi ini, sinyal masih

dapat terdeteksi pada jarak yang cukup jauh. Selain itu, sistem transmisi data

secara seimbang lebih tahan terhadap noise. Sistem transmisi data serial secara

seimbang ini biasanya menggunakan sistem standar RS-422 dan RS-485.

Sistem transmisi data secara serial dengan standar komunikasi serial RS-

485 dikembangkan sejak tahun 1983 dan mampu mentransmisikan data pada jarak

yang cukup jauh, yaitu 1,2 km. Standar komunikasi serial RS-485 dapat

diterapkan pada suatu jaringan telepon tunggal (party line) atau pada jaringan

multidrop (jaringan yang menggunakan topologi bus).

Ada sebanyak 32 pasang pemancar (driver)/penerima (receiver) yang

dapat disatukan pada jaringan multidrop. Sisi pemancar (driver) akan

menghasilkan tegangan sebesar 2 sampai 6 Volt yang berbeda polaritas pada

s [5] :

(unbalanc

a tidak seimba

n sebuah

uan pentanah

at penghantar untuk siny

Transmisi data secara seimbang ( lanced line).

ecara seim

22

terminal A-B dengan acuan titik tengah ground, seperti diperlihatkan pada

Gambar 2.13. Penerima (receiver) mampu menerima data dengan nilai amplitudo

sinyal minimal +200 mV sampai –200mV antara terminal A-B. Sehingga sisi

penerima dapat menerima sinyal dengan amplitudo antara +200 mV sampai

200mV (

ecara penuh oleh penerima dan tidak berbalik ke saluran transmisi lagi [5].

engaturan impedansi terminal ini mengacu pada panjang kabel penghantar dan

sinyal minimal) hingga +6 V sampai –6 V (sinyal maksimal) yang masih

dapat diterima, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.14.

Gambar 2.13. Sinyal keluaran dari pemancar (driver) [5].

Gambar 2.14. Sinyal masukan untuk penerima (receiver) [5].

A

CENABLE

B

(REQUIRED FOR RS-485)

+ 6

+ 2Toleransi

TeganganVAB

- 2

- 6Toleransi

II.4.1 Pengaturan Impedansi Terminal

Pengaturan impedansi terminal dimaksudkan agar sinyal dapat terserap

s

P

Vcm = Input Common Mode Voltagerentang tegangan untuk Vcm -7v > Vcm < +7v

+ 6 V

- 6 V

+ 200mV

- 200mVTeganganVAB

A

B

C

1/2Vi

Vcm

1/2Vi +Vi

ng

ma

-Vi

Ren

tate

gang

an

ksim

u m

Daerahtransisi

23

kecepatan laju data yang digunakan. Pengaturan impedansi terminal dapat

diabaikan bila delay propagasi saluran data lebih rendah dari lebar satu bit data.

Sebagai contoh, sebuah sistem yang menggunakan kabel dengan panjang

2000 feet (= 609,6 m), delay propagasi saluran data dapat dihitung dengan

panjang kabel dibagi dengan kecepatan laju propagasi yang biasanya sebesar 66%

sampai 75 bel 2000

et, perjalanan bolak-balik data 4000 feet dengan laju propagasi 0.66 x kecepatan

.2 µs. Bila perjalanan data sebanyak

tiga kali

Para

fek pemuatan DC.

% dari kecepatan cahaya (= 3x108 m/s). Dengan panjang ka

fe

cahaya, sehingga delay propagasi sebesar 6

bolak-balik maka delay propagasi sebesar 18.6 µs. Karena lebar satu bit

data untuk 9600 baud adalah 104 µs, hingga pada kasus ini pengaturan impedansi

terminal dapat diabaikan.

Ada dua macam pengaturan impedansi terminal :

1. Parallel Termination.

llel Termination adalah menambahkan resistor yang dipasang parallel

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15a sebagai penyesuai impedansi.

Nilai resistor ini pada umumnya sebesar 120 Ω. Nilai ini didapatkan dari nilai

impedansi intrinsic kabel penghantar transmisi.

2. AC-couple Termination.

AC-couple Termination adalah menambahkan resistor yang dipasang parallel

sebagai penyesuai impedansi yang dirangkai seri dengan kapasitor kecil

seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.15b. Kapasitor kecil berfungsi

untuk menghilangkan e

24

(a) (b)

mbar 2.15. (a) Rangkaian parallel termination (bGa ) AC-coupled termination [5].

II.4

485

kom uatan Texas Instrument, DS36C278

IC

Ga

.2 IC komunikasi serial RS-485

Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar RS-

yaitu IC RS-485. Ada berbagai seri IC RS-485 yang dikeluarkan pabrik

ponen elektronika, antara lain SN75176 b

buatan National Semiconductor, dan MAX48x serta MAX1487 buatan MAXIM.

RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti

mbar 2.16.

1

23 6

4

8

7

5

+5V+5V

Data inputdari

mikrokontroler

IC RS-485

3 K

2 K Do / R iRe

Di

V cc

Ground

Ro

Do / RiDe

[5]. Dengan Vcc = 5 Volt, maka penurunan tegangan VDE dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.3, yaitu:

Gambar 2.16. IC RS-485 [5].

Resistor pembagi tegangan yang dipasangkan pada kaki De berfungsi

untuk memberikan prasikap tegangan. Prasikap tegangan untuk De sebesar 3 volt

25

VccRR

RV

ba

b ×+

= ........................................................................................ (2.3) DE

Jika Rb ditetapkan sebesar 3 kΩ, maka Ra = 2 kΩ. Sistem yang akan

dibuat menggunakan konfigurasi jaringan multidrop 2 kabel karena digunakan

untuk komunikasi half duplex yang diatur sebagai pengirim.

II.4.3 Pemberian Bias p

Pemberian bias pada jaringan ini berguna apabila jaringan dalam

keadaan

umumnya bernilai +5 Volt) dan resistor

pulldown pada saluran

RS-485 dapat dilihat pada Gambar 2.17.

II.4.4 K

bel digunakan single

isted pair dan untuk sistem empat kabel menggunakan two twisted pair.

dengan kabel twisted pair.

ada Jaringan RS-485

kosong, maka sinyal dalam keadaan menunggu (idle) dan tidak dalam

keadaan mengambang (tidak tentu) [5]. Untuk memelihara status idle dalam

keadaan jaringan kosong, perlu dipasang resistor yang dirangkai pullup dengan

saluran data B terhadap Vcc (pada

data A terhadap ground. Rangkaian prasikap pada jaringan

abel Jaringan pada RS-485

Penggunaan kabel untuk jaringan komunikasi RS-485 pada umumnya

menggunakan kabel twisted pair [5]. Untuk sistem dua ka

tw

Seringkali penghantar untuk ground telah menyatu

Pada RS-485 terdapat rugi-rugi transmisi yang disebabkan oleh beberapa

faktor, antara lain : rugi–rugi sinyal AC, rugi–rugi hantaran DC, kebocoran arus

26

dan rugi–rugi dielektrik. Untuk kabel dengan kualitas tinggi, rugi–rugi penghantar

dan rugi–rugi dielektrik merupakan faktor yang sangat penting.

maksimal 6 Volt

]. Ja

erbeda karena setiap sistem menggunakan acuan ground lokal yang berbeda.

ntuk itu perlu dibedakan antara ground sinyal dengan referensi sinyal. Referensi

sinyal merupakan ground yang digunakan sebagai referensi sinyal komunikasi.

Ground sinyal adalah grounding lokal yang dapat juga mempunyai beda potensial

terhadap ground referensi.

Ada dua cara untuk menanggulangi perbedaan ground yang dapat

mengakiba

Gambar 2.17. Rangkaian prasikap pada jaringan RS-485 [5].

II.4.5 Pengaman Jaringan RS-485 Terhadap Beda Potensial Listrik

Sistem komunikasi dengan standar RS-485 menggunakan dasar sistem

perbedaan potensial sinyal dengan besar nilai perbedaan sinyal

[5 uhnya jarak antar sistem memungkinkan nilai amplitudo sinyal dapat

tkan perbedaan amplitudo sinyal, yaitu :

b

U

27

1. Memisahkan antara ground data dengan ground lokal/casing/ground power

meng

shunting

device. Metode ini memiliki dua cara yang memiliki kelebihan masing–masing :

gunakan koneksi optik (dapat berupa optocoupler atau komponen optik

yang lain) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.18.

2. Menyambungkan ground data dan ground lokal/ground power menggunakan

konektor dengan impedansi rendah (dapat berupa resistor dengan nilai

resistansi kecil) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.19.

Gambar 2.18. Pemisahan ground dengan isolasi optik [5].

Gambar 2.19. Penyambungan Ground Data dan Ground Lokal

dengan Koneksi Resistor [5].

Ada pula cara pengamanan yang lain, yaitu dengan metode

28

. Cara pertama adalah dengan memasang dioda zener bolak-balik secara shunt

terhadap penghantar jaringan. Dioda dirangkai shunt terhadap ground ataupun

terhadap masing–masing penghantar jaringan. Kelebihan cara ini adalah

me tinggi. Sedangkan kelemahannya adalah

memiliki batas ambang tegangan yang tinggi dan tingkat pengamanannya

lambat seperti ditunjukkan pada Gambar 2.20.

2. Cara kedua adalah dengan memasang dioda zener bolak balik secara shunt dan

merangkai fuse secara seri seperti terlihat pada Gambar 2.21.

(a)

(b)

Gambar 2.20. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan Dioda Zener [5].

1

mberi proteksi terhadap arus yang

Gambar 2.21. Sistem Proteksi Shunting Device menggunakan

Dioda Zener dan Fuse Seri [5].

29

II. 5 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) atau peraga kristal cair merupakan suatu

lat yang banyak digunakan sebagai penampil karakter [6]. LCD mengandung

kristal cair yang merupakan moleku lekul organic kental yang mengalir

se

emua molekul disejajarkan dalam arah yang sama, sifat-sifat optic dari kristal

kan tergantung pada arah dan polarisasi sinar yang datang. Kesejajaran molekul-

olekul dapat diubah sifat-sifat optiknya menggunakan medan listrik. Kristal cair

yang diso s cahaya

yang keluar dari kristal elektrik. Sifat ini dapat

ilan panel datar.

a

l-mo

perti suatu cairan, namun memiliki struktur khusus, seperti kristal. Pada waktu

s

a

m

rot dengan suatu sinar mempunyai intensitas cahaya. Intensita

cair dapat dikendalikan secara

dimanfaatkan untuk membuat tampilan-tamp

Sebuah layar tampilan LCD terdiri atas dua plat kaca sejajar yang di

antaranya terdapat suatu volume tertutup yang berisi kristal cair. Elektroda-

elektroda transparan ditempelkan pada masing-masing plat dan digunakan untuk

menciptakan medan listrik di dalam kristal cair. Bagian-bagian yang berbeda pada

layar akan mendapatkan tegangan yang berlainan untuk menampilkan citra yang

lebih jelas. Polarisator dilekatkan pada bagian depan dan bagian belakang layar.

Polarisator–polarisator ini yang meyebabkan sinar terpolarisasi. Seberkas sinar di

belakang plat belakang akan menerangi layar dari belakang. Sinar ini berguna

membantu pembacaan dalam kondisi gelap. Susunan layar LCD pada umumnya

dapat dilihat pada Gambar 2.22.

Pemakaian daya pada LCD lebih rendah dibanding pemakaian daya pada

LED (Light Emitting Dioda). LCD membutuhkan sumber cahaya eksternal. Hal

30

ini merupakan salah satu kekurangan layar LCD karena pada umumnya sukar

dilihat dalam kondisi ruang yang sedikit pencahayaannya. Pada luasan yang di

sinari cahaya, pemantul (reflector) diletakkan di belakang LCD untuk

memantulkan kembali cahaya yang melewati layar untuk intensitas yang

maksimum.

Lifetime LCD tergantung pada pencahayaan (illumination). LCD yang

paling banyak digunakan adalah LCD monokrom atau LCD dengan satu warna.

Tampilan LCD tidak seterang dan sejernih dibanding dengan layar tabung (tube

display).

angan di belakang (backlight) lainnya adalah menggunakan satu atau

dua lamp

Untuk mengurangi masalah kesulitan melihat suatu karakter yang

ditampilkan pada LCD dalam kondisi ruang yang pencahayaannya buruk, maka

beberapa layar menggunakan suatu panel cahaya yang di dalamnya terdapat kaca

yang disebut layar electroluminescent. Tipe LCD ini mempunyai layar backlight,

yaitu layar yang mempunyai lampu di belakang panel. Penempatan lampu ini ada

yang terpisah dan ada pula yang menjadi satu dengan panel electroluminescent.

Teknik pener

u pijar (fluorescent). Kedua teknik pencahayaan ini membuat layar lebih

mudah untuk dibaca.

Perbedaan antara LCD dengan LED, dimana LCD tergantung cahaya

dari luar sedangkan LED menghasilkan cahaya. Sehingga cahaya dari luar

semakin terang, maka tampilan yang terdapat pada LCD juga semakin jelas.

Kekurangannya adalah jika ditempat gelap maka tampilan LCD tidak kelihatan

sedangkan tampilan LED dapat di lihat. Karena LCD tidak mengeluarkan cahaya,

maka penggunaan arus bagi LCD lebih rendah dari LED.

31

Gambar 2.22. Susunan umum layar LCD [6].

II.5.1 LCD dengan Driver HD44780U

nya

terdapat dua byte [7].

LCD denga

jepang kana n

mi ensi

LCD denga x16 yang

berarti me n 16 kolom, seperti

Gambar 2.23. Dim nsi layar LCD [7].

Penelitian ini menggunakan LCD Hitachi HD44780U yang di dalam

driver HD44780U, memori 16 byte dan memori data 80

n driver HD44780 dapat menampilkan angka-angka, abjad, huruf

dan juga simbol-simbol lainnya. Interface LCD HD44780U denga

krokontroler AT89S51 dapat dilakukan dengan sistem 4 bit atau 8 bit. Dim

n driver HD44780U yang digunakan memiliki ukuran 2

miliki layar tampilan yang terdiri atas 2 baris da

yang terlihat pada Gambar 2.23.

e

32

Total jumlah karakter yang dapat ditampilkan sekaligus dalam satu layar

adalah sebanyak r terbentuk dari

susunan titik-titik (dot) yang berukuran 5x8. HD44780U memiliki beberapa

II.5.1.1 R

u dibaca dari atau ke dalam DDRAM ataupun

CGRAM.

II.5.1.2 BF (Busy Flag)

Busy Flag adalah bit yang menandakan apakah sedang terjadi operasi

internal atau tidak. Se ver HD44780U akan

menjalankan operasi internal, sehingga operasi selanjutnya tidak dapat dijalankan.

Agar dapat m

instruksi pertama dengan instruksi selanjutnya.

32 karakter, dengan masing-masing karakte

bagian sebagai berikut [7] :

egister

HD44780U memiliki dua buah register 8-bit, yaitu IR (Instruction

Register) dan DR (Data Register). IR (Instruction Register) merupakan register

yang hanya dapat ditulis untuk menyimpan kode-kode instruksi seperti Display

Clear, Cursor Shift dan juga untuk alamat dari DDRAM (Display Data RAM)

ataupun CGRAM (Character Generator RAM). Sedangkan DR (Data Register)

merupakan register yang bisa ditulis maupun dibaca untuk penyimpanan data

sementara yang akan ditulis ata

waktu BF (Busy Flag) bernilai ”1”, dri

enjalankan instruksi selanjutnya, perlu diperiksa apakah busy flag

tersebut telah bernilai ”0” , atau dapat dilakukan dengan memberikan waktu yang

lebih lama dari waktu yang dibutuhkan oleh eksekusi instruksi itu sendiri di antara

33

II.5.1.3 AC (Address Counter)

Fungsi dari AC (Address Counter) adalah untuk mengamati DDRAM

dan juga CGRAM.

II.5.1.4 DDRAM (Display Data RAM)

DDRAM menyimpan karakter-karakter yang dikirim (sandi ASCII) dan

yang ingin ditampilkan pada layar LCD. Register data menyimpan data sementara

menyimpan data sementara yang akan

dibaca da

DDRAM [7].

yang ditulis ke DDRAM atau CGRAM dan

ri DDRAM atau CGRAM. DDRAM memiliki kapasitas 80x8 bit atau 80

karakter. DDRAM dapat dilihat pada Gambar 2.24.

II.5.1.5 CGROM (Character Generator ROM)

CGROM merupakan ROM (Read Only Memory) berukuran 80x8 bit

yang mampu membangkitkan bentuk dot matrix berukuran 5x8 maupun 5x10 dari

8-bit kode karakter.

Gambar 2.24.

34

II.5.1.6 CGRAM (Character Generator RAM)

CGRAM merupakan penghasil karakter menggunakan sandi ASCII

ilkan ke layar LCD. CGRAM

berukura

LCD yang digunakan adalah LCD buatan Hitachi dengan driver

HD44780U yang memiliki 16 pin seperti yang terlihat pada Tabel 2.2 [7].

Tabel 2.2. Pin LCD Hitachi [7].

No. Nama Pin Deskripsi

kemudian dikirim ke DDRAM untuk ditamp

n 64x8 bit yang memungkinkan pemakai untuk memprogram bentuk

karakter yang diinginkan.

II.5.2 Pin LCD

1 VCC +5V 2 GND 0V 3 VEE Tegangan Kontras LCD

4 RS Re ntah, 1= Register Data gister Select, 0=Register Peri

5 R/W 1=Read, 0=Write

6 E Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data 7 D0 Data Bus 0 8 D1 Data Bus 1 9 D2 Data Bus 2 10 D3 Data Bus 3 11 D4 Data Bus 4 12 D5 Data Bus 5 13 D6 Data Bus 6 14 D7 Data Bus 7 15 VBL+ 4-4,2 volt 16 VBL- GND

35

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Alat pemanggil penghuni gedung berkamar banyak ini terdiri dari dua

bagian, yaitu pemanggil yang diletakkan di depan pintu gedung dan bagian

terpanggil yang berada di dalam gedung. Bagian pemanggil berfungsi untuk

memanggil penghuni kamar di dalam gedung. Gambar 3.1 memperlihatkan

diagram blok sistem keseluruhan.

Gambar 3.1. Diagram blok alat pemanggil gedung berkamar banyak.

Tugas akhir ini hanya menghasilkan bagian pemanggil. Bagian

pemanggil terdiri dari mikrokontroller, LCD, keypad dan RS-485. Perancangan

bagian pemanggil terdiri dari dua perancangan, yaitu perancangan perangkat

lunak dan perancangan perangkat keras. Diagram blok bagian pemanggil

ditunjukkan pada Gambar 3.2.


LCD Keypad

Slave 1

Slave 2

Slave 3

Slave 4

36

MikrokontrolerAT89S51

LCD KEYPAD

TX

RXRS485

Gambar 3.2. Diagram Blok Bagian Pemanggil.

III.1 Perancangan Perangkat Keras

III.1.1 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler pada bagian pemanggil berfungsi untuk mengolah data

masukan dari keypad, menampilkan karakter di LCD dan mengirim atau

menerima data dari bagian terpanggil dengan komunikasi serial RS-485.

Rangkaian mikrokontroler pada bagian pemanggil dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Keseluruhan proses kerja dari mikrokontroler dijalankan dengan perangkat lunak

yang akan dibahas pada bagian perancangan perangkat lunak.

Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler AT89S51 [8].

TX

RX

Bagian Terpanggil (4 kamar)

J4Gnd&Vcc

12

R3560

U2

SN75176

43

12

6

7

85

DDE

RRE

A

B

VCC

GN

D

X111.059M

J8

DATA LCD

12345678

J6

CON4

1234

C2 30pF

J5ISP

1 2 3 4 5 6

R110k

C1 30pF

C310uF

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)

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

P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

P0.0/AD0P0.1/AD1 VC

CG

ND

D4

R256

R656

R5560

R4100

J10

Key pad 3x4

12345678

J9GN

D &

VC

C

12

J7

E & RS

12

D3

D1

D2

37

III.1.1.1 Rangkaian Osilator

Rangkaian osilator menggunakan on-chip oscillator yang membutuhkan

sebuah kristal pembangkit frekuensi dan 2 buah kapasitor eksternal yang

ditunjukkan pada Gambar 3.4. Frekuensi osilator untuk mikrokontroler AT89S51

maksimal 33 MHz. Dalam perancangan digunakan kristal (X1) 11,0592 MHz

dengan alasan mudah didapat dan menghasilkan error minimal untuk komunikasi

dengan baud rate 1200 [8]. Kapasitor yang digunakan (C1 dan C2) berkapasitansi

30 pF ± 10 pF.

Gambar 3.4. Rangkaian Osilator [8].

III.1.2 Perancangan LCD

LCD ini menggunakan sistem pengiriman data 8 bit dan memerlukan 11

buah jalur untuk berhubungan dengan mikrokontroler AT89S51. Adapun jalur–

jalur tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.5.

AT89S51

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

X111.0592 MHz

C2 30 pF

C1 10 pF

38

Gambar 3.5. Rangkaian LCD dengan mikrokontroler.

Kesebelas jalur tersebut terdiri atas 8 jalur untuk data yang akan

dikirimkan (DB0 hingga DB7) pada LCD. Jalur tersebut dihubungkan dengan

P0.0 s/d P0.1 pada mikrokontroler. Sedangkan 3 jalur masing masing yaitu untuk

membedakan jenis data yang dikirim adalah port RS (Register Select) pada LCD,

dihubungkan dengan port P1.0 pada mikrokontroler. Port R/W (Read/Write) pada

LCD menandakan akan diadakan pengiriman data. Port tersebut dihubungkan

dengan port P1.2 pada mikrokontroler. Sedangkan port E (Enable) pada LCD

merupakan sinyal detak dan dihubungkan dengan port P1.1 pada mikrokontroler.

III.1.3 Perancangan Keypad

Perancangan ini menggunakan keypad matriks 4x3. Keypad matriks ini

dihubungkan dengan port 2 dari mikrokontroler AT89S51 dengan 4 baris (B1–

B4) dihubungkan dengan jalur P2.0...P2.3 dan tiga kolom (K1–K3) dihubungkan

D6

D5

D4

TUGAS AKHIR

VCC

D2

W E L C O M E

D3

D0

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP


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/AD1 V

CC

GN

D

D1

13

2

EN

B

R/

W

VCC

VCC

RS

VC

C K

GN

D A

VE

E

D7

39

dengan jalur P2.4...P2.6. Rangkaian keypad matriks dengan mikrokontroler

AT89S51 dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian keypad matriks 4x3.

Baris 1 sampai dengan baris 4 (P2.0...P2.3) berfungsi sebagai masukan

mikrokontroler, sedangkan kolom 1 sampai dengan kolom 3 (P2.4...P2.6) berfungsi

sebagai keluaran pada mikrokontroler. Keypad matriks ini bekerja dengan sistem

scanning tombol satu per satu.

Keluaran dari mikrokontroler AT89S51 akan memberikan kondisi ‘0’

pada setiap port keluaran secara bergantian. Sehingga apabila ada tombol yang

ditekan maka baris pada tombol tersebut akan memiliki kondisi ‘0’ dan

memberikan masukan pada mikrokontroler. Adapun keluaran penekanan tombol

keypad selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.1. Keypad matriks ini digunakan

untuk memanggil penghuni rumah dengan menekan kamar mana yang dipanggil

dan juga untuk mengetik pesan.

6

7

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP


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/AD1 V

CC

GN

D

*

8

0

9

#

2 31

4

J9GN

D &

VC

C

12

5

40

Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom pada keypad matriks 4x3.

KARAKTER P0.0 Baris1

P0.1 Baris 2

P0.2 Baris 3

P0.3 Baris 4

P0.4 Kolom 1

P0.5 Kolom 2

P0.6 Kolom 3

‘.,?”1’ 0 1 1 1 0 1 1

‘abc2ABC’ 0 1 1 1 1 0 1

‘def3DEF’ 0 1 1 1 1 1 0

‘ghi4GHI’ 1 0 1 1 0 1 1

‘jkl5JKL’ 1 0 1 1 1 0 1

‘mno6MNO’ 1 0 1 1 1 1 0

‘pqrs7PQRS’ 1 1 0 1 0 1 1

‘tuv8TUV’ 1 1 0 1 1 0 1

‘wxyz9WXYZ’ 1 1 0 1 1 1 0

‘*+’ 1 1 1 0 0 1 1

‘ 0’ 1 1 1 0 1 0 1

‘#’ 1 1 1 0 1 1 0

III.1.4 Perancangan Komunikasi Serial RS-485

Sistem komunikasi yang digunakan pada perancangan ini adalah sistem

komunikasi serial RS-485. Sistem ini dipilih karena standar komunikasi ini

memiliki beberapa kelebihan, antara lain lebih tahan terhadap noise untuk

penggunaan pada jarak yang cukup jauh (1,2 km) [4]. Rangkaian komunikasi

serial RS-485 ditunjukkan pada Gambar 3.7.

1

2

3

4

8

7

6

5

1

2

3

4

5

6

KonektorRJ-11

+5V

+ 5VIC RS -485

3 K

2 K

120

12 0

120

680

680

47

47

2,2 F

2,2 F

D1

D2

D3

D4

D1-4 = Zener 6V

P3.0

P3.1

P1.7

Gambar 3.7. Rangkaian komunikasi serial RS-485 [4].

41

III.1.4.1 IC komunikasi serial RS-485

Komponen utama yang digunakan pada komunikasi serial standar RS-

485 yaitu IC RS-485. Ada berbagai seri IC RS-485 yang dikeluarkan pabrik

komponen elektronika, antara lain SN75176 buatan Texas Instrument, DS36C278

buatan National Semiconductor, dan MAX48x serta MAX1487 buatan MAXIM.

IC RS-485 ini memiliki 8 pin yang pengoperasiannya dikonfigurasikan seperti

Gambar 3.8.

1

23

4

8

7

6

5

+5V+5V

Data inputdari

mikrokontroler

IC RS-485

3 K

2 K Do / R i

Do / Ri

Ro

Re

De

Di

V cc

Ground

Gambar 3.8. IC RS-485 [4].

Resistor pembagi tegangan yang dipasangkan pada kaki De berfungsi

untuk memberikan prasikap tegangan. Prasikap tegangan untuk De sebesar 3 volt

[10]. Dengan Vcc = 5 Volt, maka penurunan tegangan VDE dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.3, yaitu:

RbRaRb+

= VccVDe

RbRaRb+

= 53

42

Jika Rb ditetapkan sebesar 3 kΩ, maka Ra = 2 kΩ. Sistem yang akan

dibuat menggunakan konfigurasi jaringan multidrop 2 kabel karena digunakan

untuk komunikasi half duplex yang diatur sebagai pengirim.

III.1.4.2 Pemberian Bias pada Jaringan

Pemberian prasikap tegangan pada jaringan baik prasikap positif maupun

prasikap negatif dimaksudkan untuk menghindari keadaan sinyal yang tidak stabil

saat tidak ada data (keadaan menunggu/idle). Pemberian prasikap ini dengan

memasangkan resistor prasikap antara line A dengan ground dan resistor antara

line B dengan Vcc (+5V).

Konfigurasi sistem komunikasi yang akan diimplementasikan adalah :

a. Memiliki 2 resistor penyesuai impedansi 120 Ω, yang akan dipasangkan pada

bagian pengirim dan bagian penerima yang letaknya paling jauh dari

pengirim.

b. Impedansi tiap rangkaian komunikasi RS-485 (bernilai sama untuk pengirim

dan penerima) sebesar 12 kΩ.

c. Direncanakan ada 4 rangkaian komunikasi RS-485.

d. Tegangan catu 5 Volt dengan amplitudo sinyal minimal 200 mV.

Besar nilai resistansi prasikap dihitung sebagai berikut :

1. Jumlah beban keseluruhan 4 rangkaian, masing–masing 12 kΩ dirangkai

paralel sehingga jumlah beban = 3 kΩ, menggunakan persamaan 2.2:

Rp1 =

R1 +

R1 +

R1 +

R1

43

ΩK12

1 = R41

4R = 12 KΩ

R = 3 KΩ

2. Dirangkai paralel dengan 2 resistor penyesuai impedansi 120 Ω,

menggunakan persamaan 2.2:

Rp1 =

11R

+ 2

1R

+ 3

1R

Rp = 3000

1 + 120

1 +120

1

= 3000

51

Rp = 58,8 Ω

3. Dengan nilai amplitudo sinyal minimal 200 mV, maka arus yang dihasilkan

adalah:

RVI =

I = Ω8,58

200mv

I = 3,4 mA

Untuk menciptakan prasikap arus sebesar itu dengan tegangan catu 5 Volt,

maka resistor yang dibutuhkan adalah:

R = IV

= mAV

4,35

R = 1470 Ω

44

4. Prasikap resistor dipasangkan pada 2 sisi yaitu antara Vcc dengan line dan

line dengan ground maka nilai prasikap resistansi 2

1470 Ω = 735 Ω ≈ 727 Ω

(680 Ω + 47 Ω).

Hasilnya seperti pada Gambar 3.9. Nilai resistansi dibulatkan ke bawah

dengan pertimbangan kelebihan prasikap hanya berakibat kecil pada sistem

dibandingkan prasikap yang terlalu rendah.

Gambar 3.9. Rangkaian prasikap untuk jaringan.

III.2 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak pada bagian pemanggil mempunyai fungsi

utama untuk memanggil penghuni kamar yang dituju. Proses selanjutnya adalah

melakukan komunikasi dengan penghuni kamar. Diagram alir keseluruhan

program atau disebut sebagai program utama ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Diagram alir program utama diawali dengan inisialisasi program.

Inisialisasi ini meliputi inisialisasi timer, inisialisasi komunikasi serial dan

inisialisasi LCD. Selanjutnya program akan menampilkan kalimat di LCD untuk

1

2

3

4

8

7

6

5

1

2

3

4

5

6

KonektorRJ-11

+5V

+5VIC RS-485680

680

47

47

A

B

45

memberi petunjuk bagi tamu untuk menekan tombol ’#’ di keypad. Setelah tombol

ditekan, maka akan muncul tampilan di LCD berupa petunjuk perintah selanjutnya

agar tamu menekan nomor kamar yang akan dikunjungi.

Gambar 3.10. Diagram Alir Program Utama

Mulai

Inisialisasi

Tampilan Awal

Tombol # ditekan?

Tidak

Ya

Tampilan Pilih Kamar

Kode = kode 1

Ya

Kamar 1

Kode = kode 3

Ya

Kamar 2

Kode = kode 7

Ya

Kamar 3

Kode = kode 9

Ya

Kamar 4

Tidak Tidak Tidak Tidak

Tampilan Keterangan

Tampilan Identitas

Proses Komunikasi

Tunggu Balasan

Selesai

46

Setelah tamu memilih kamar yang akan dituju, program akan melakukan

scanning keypad. Scanning keypad pada bagian ini hanya memeriksa 4 tombol

yang ditekan sesuai dengan jumlah kamar. Bila salah satu kamar sudah dipilih,

maka akan memberikan nilai pada suatu variabel sebagai kode kamar yang

dipanggil. Selanjutnya muncul tampilan keterangan dan muncul tampilan

identitas.

Proses selanjutnya adalah proses tunggu balasan. Sub program ini terdiri

dari pengiriman panggilan ke kamar dan menunggu balasan dari penghuni kamar,

seperti pada Gambar 3.11.

Setelah mengirimkan data panggilan ke kamar, maka program

menunggu data dari kamar. Program memeriksa kode data yang dikirim dari

kamar. Kode terakhir merupakan pemberitahuan bahwa penghuni kosong. Setelah

kode terakhir dikirim, maka program akan menampilkan karakter yang

ditampilkan LCD.

Proses penulisan karakter di LCD ditunjukkan pada Gambar 3.12.

Penulisan karakter di LCD untuk menuliskan pesan menggunakan metode

penulisan seperti handphone. Saat keypad ditekan, maka dilakukan pengecekan

banyaknya penekanan keypad. Karakter yang dihasilkan berdasarkan total

penekanan. Dimana saat mengetik satu tombol pada keypad, tidak hanya ada satu

alpabet tetapi terdiri dari beberapa alpabet ataupun nomor. Pergantian kolom

ditentukan oleh waktu dan juga pergantian dari perubahan keypad yang ditekan.

Kemudian karakter-karakter tersebut akan ditampilkan di LCD.

47

Gambar 3.11. Diagram alir sub rutin tunggu balasan.

Tidak

Ya Ya

Kirim panggilan ke kamar sesuai kode kamar

Tidak Kode = kode 2

Menampilkan bahwa penghuni sibuk

Kode = kode 5

Menampilkan bahwa penghuni segera menemui

Kode = kode 8

Menampilkan penghuni kirim pesan tanggapan

Ya

Tidak

Mulai

Time Over ?

Menampilkan penghuni kosong

Selesai

Ya

Tombol # ditekan?

Tidak

Ya

Main Program

Balasan Masuk

48

Gambar 3.12. Diagram alir penulisan karakter di LCD

49

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan

Perangkat keras hasil perancangan ditunjukkan pada Gambar 4.1. Fungsi

dari setiap bagian pada perangkat keras dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Gambar 4.1. Perangkat Keras Bagian Pemanggil.

Tabel 4.1. Fungsi bagian-bagian perangkat keras

No Nama Bagian Fungsi 1 LCD Untuk menampilkan proses komunikasi 2 Pengatur kontras LCD Untuk mengatur kontras pada LCD 3 Keypad Sebagai masukan data

4 Kabel konektor Rx, Tx dan GND Sebagai penghubung komunikasi antara masing-masing rangkaian

5 Kabel konektor power supply Sebagai penghubung rangkaian ke power supply

LCD

Keypa

Kabel konektorKabel konektor Rx, Tx dan GND

Pengatur kontras LCD

50

4.2 Pengamatan Sistem dan Hasil Pengujian

Pengujian alat menggunakan transmisi kabel dengan konfigurasi

ditunjukkan pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Pengujian Alat dengan Transmisi Kabel

Pada alat penerima tamu ini setiap rangkaian dihubungkan pada catu daya

dengan tegangan keluaran sebesar 5 volt. Pengujian dilakukan menggunakan 1

buah catu daya untuk 1 rangkaian master dan 4 rangkaian slave. Namun tegangan

keluaran dari 1 buah catu daya tidak dapat men-suplai 5 rangkaian. Dimana, setiap

rangkaian dapat bekerja pada level tegangan 4,5 volt sampai 5,5 volt. Pengukuran

terhadap tegangan keluaran dari masing-masing rangkaian dapat dilihat pada

Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 1 catu daya

Catu daya 5V Hasil Pengukuran

Rangkaian master 4,74 volt

Rangkaian slave 1 3,82 volt





LCD Keypad

20 m Slave 1

3 m Slave 2

3 m Slave 3

3 m Slave 4

51

Oleh karena itu, pada alat penerima tamu ini setiap rangkaian dihubungkan

pada catu daya, baik pada rangkaian master maupun masing-masing rangkaian

slave. Setiap catu daya mempunyai tegangan keluaran sebesar 5 volt karena pada

setiap rangkaian catu daya menggunakan regulator LM 7805. Pengukuran

terhadap tegangan keluaran dari regulator LM 7805 pada setiap catu daya yang

telah dihubungkan pada masing-masing rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan menggunakan 5 catu daya

Catu daya 5V (regulator LM 7805) Hasil Pengukuran

Rangkaian master 4,74 volt





Dengan 5 buah catu daya yang dihubungkan pada masing-masing

rangkaian, maka pengujian dan pengamatan sistem kerja dapat dilakukan.

Pengamatan kerja alat penerima tamu ini dilakukan dengan membandingkan data

yang dikirim dari bagian pemanggil dengan data yang dikirim bagian terpanggil.

Begitu juga sebaliknya, membandingkan data tanggapan dari bagian terpanggil ke

bagian pemanggil. Data yang dimaksud dilihat dari tampilan pada LCD. Gambar

4.3 menunjukkan tampilan awal dari alat penerima tamu.

52

Gambar 4.3. Tampilan Awal Bagian Pemanggil

Pada tampilan awal, tamu disuruh menekan tombol # untuk lanjut ke

proses selanjutnya. Tampilan selanjutnya adalah tampilan untuk pilih kamar,

dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Tampilan Pilih Kamar

Jika tombol yang ditekan tidak sesuai dengan tombol yang ada pada

pilihan kamar, maka tidak akan ada tampilan selanjutnya. Gambar 4.5

menunjukkan tampilan selanjutnya apabila salah satu tombol yang sesuai pada

tampilan pilih kamar ditekan. Gambar 4.6 menunjukkan tampilan setelah

keterangan diisi oleh tamu. Tampilan ini bertujuan untuk mengetahui apa maksud

kedatangan tamu tersebut.

Gambar 4.5. Tampilan Keterangan

53

Gambar 4.6. Tampilan Keterangan Setelah Diisi

Tamu dapat mengisi tampilan keterangan sebanyak 32 karakter. Gambar

4.7 menunjukkan tampilan keterangan yang diisi sebanyak 32 karakter. Setelah

selesai mengisi apa yang dibutuhkan tamu atau apa maksud kedatangan tamu,

maka tamu menekan tombol #. Penekanan tombol # bertujuan untuk lanjut ke

proses berikutnya, yaitu tampilan identitas tamu. Hal ini dimaksudkan agar

penghuni mengetahui siapa yang ingin berkunjung. Gambar 4.8 menunjukkan

tampilan agar tamu mengisi nama. Gambar 4.9 menunjukkan tampilan setelah

tamu mengisi nama. Tamu dapat mengisi tampilan identitas sebanyak 16 karakter.

Gambar 4.10 menunjukkan tampilan identitas setelah diisi sebanyak 16 karakter.

(a) (b)

Gambar 4.7. Tampilan Keterangan dengan 32 karakter

Gambar 4.8. Tampilan Identitas Tamu

54

Gambar 4.9. Tampilan Identitas Setelah Tamu Mengisi Nama

Gambar 4.10. Tampilan Identitas dengan 16 karakter

Setelah tamu selesai mengisi nama dan kursor berpindah, tamu menekan

tombol # yang menandakan akhir dari pengetikan. Kemudian tamu menekan

tombol # lagi, yang bertujuan untuk mengirim data ke kamar yang dimaksudkan.

Gambar 4.11 menunjukkan tampilan pada LCD yang menandakan proses kirim

pesan. Gambar 4.12 menunjukkan tampilan bahwa pesan yang dikirim telah

sampai di kamar yang dituju.

Gambar 4.11. Tampilan Proses Kirim Pesan

Gambar 4.12. Tampilan Pesan Telah Terkirim

55

Setelah itu, tamu menunggu tanggapan dari penghuni kamar yang ingin

dikunjungi. Apabila penghuni memberi tanggapan sibuk, maka pada bagian

pemanggil akan muncul tampilan. Gambar 4.13 menunjukkan tampilan bahwa

penghuni sibuk.

Gambar 4.13. Tampilan Penghuni Sibuk

Gambar 4.14 menunjukkan tampilan apabila penghuni memberi tanggapan

tidak sibuk. Gambar 4.15 menunjukkan tampilan apabila penghuni ingin

menanyakan lebih jelas apa keperluan tamu, yaitu dengan mengetik pesan.

Gambar 4.16 menunjukkan tampilan penghuni tidak memberi tanggapan atau

penghuni sedang tidak berada di rumah. Tampilan ini muncul setelah 25 detik

(time over) yang telah diatur pada program.

Gambar 4.14. Tampilan Penghuni Tidak Sibuk

Gambar 4.15. Tampilan Penghuni Mengetik Pesan

56

Gambar 4.16. Tampilan Penghuni Tidak Memberi Tanggapan

Setelah tamu menerima tanggapan dari penghuni, maka tamu diharuskan

menekan tombol ‘#’ agar tampilan di LCD kembali ke tampilan awal. Sesuai

perancangan, alat penerima tamu ini menggunakan 4 rangkaian slave yang

dihubungkan pada 1 rangkaian master. Gambar 4.17 menunjukkan pengujian alat

dengan kabel sepanjang 3 meter menggunakan 1 rangkaian master dan 3

rangkaian slave. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali untuk setiap kamar. Hasil

pengamatan untuk semua kamar dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Gambar 4.17. Pengujian Alat dengan Kabel 3 meter

Selanjutnya dilakukan pengiriman 10 kali untuk setiap kamar dengan

panjang kabel dari master ke slave 1 adalah 20 meter. Panjang kabel yang

digunakan antara slave 1 dengan slave lainnya adalah 3 meter. Pada percobaan ini,

kabel sepanjang 20 meter dibuat berbelok. Hasil pengamatan untuk semua kamar

dapat dilihat pada Tabel 4.5. Pada Tabel 4.6 dapat dilihat hasil pengamatan untuk


LCD Keypad

Slave 1

3 m Slave 2

3 m Slave 3

3 m

57

semua kamar seperti pada Tabel 4.4 tetapi dengan yang kabel sepanjang 20 meter

dibuat lurus.

Tabel 4.4. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 3 meter

Pengiriman ke- Berhasil Tidak Berhasil 1 √ - 2 √ - 3 √ - 4 √ - 5 √ - 6 √ - 7 √ - 8 √ - 9 √ - 10 √ -

Tabel 4.5. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Berbelok


Tabel 4.6. Data Hasil Pengamatan dengan Kabel 20 meter dan Lurus


58

Berdasarkan hasil pengamatan pada keseluruhan tabel, dapat dilihat bahwa

persentase kesalahan yang terjadi bernilai 0%. Selanjutnya dilakukan pengiriman

ke masing-masing kamar dan pengamatan dilakukan dengan hyper terminal.

Gambar 4.18 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 1 dan balasan dari

kamar 1. Gambar 4.19 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 2 dan balasan

dari kamar 2. Gambar 4.20 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 3 dan

balasan dari kamar 3. Gambar 4.21 menunjukkan tampilan pengiriman ke kamar 4

dan balasan dari kamar 4.

Gambar 4.18. Tampilan Pengiriman dan Balasan Kamar 1

Balasan dari kamar (segera menemui)

Nama tamu

Keperluan tamu

Kamar yang dituju

repository.usd.ac.idrepository.usd.ac.id/29232/2/055114001_Full.pdf · vii INTISARI Dalam suatu...

Documents

Transcript of repository.usd.ac.idrepository.usd.ac.id/29232/2/055114001_Full.pdf · vii INTISARI Dalam suatu...