Top Banner
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PINTU GARASI OTOMATIS DENGAN MENGGUNAKAN REMOTE BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi Oleh : MUTIARA W. SITOPU NIM : 0905063308 ERIKSON TARIGAN NIM : 0905063304 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2011
79

89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Oct 24, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PINTU GARASI OTOMATIS

DENGAN MENGGUNAKAN REMOTE BERBASIS

MIKROKONTROLLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan

Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi

Oleh :

MUTIARA W. SITOPU

NIM : 0905063308

ERIKSON TARIGAN

NIM : 0905063304

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2011

Page 2: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

LEMBAR PENGESAHAN – 1

Yang bertanda tangan dibawah, Pembimbing Penulis, Kepala Program Studi

Teknik Telekomunikasi dan Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri

Medan, menyatakan bahwa Laporan Tugas Akhir dari :

NAMA : MUTIARA W. SITOPU

NIM : 0905063308

NAMA : ERIKSON TARIGAN

NIM : 0905063304

Dengan judul :

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PINTU GARASI OTOMATIS

DENGAN MENGGUNAKAN REMOTE BERBASIS MIKROKONTROLLER

AT89S51”. Telah diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam

sidang ujian.

Medan, Agustus 2011

Dosen Pembimbing Kepala Program Studi

Teknik Telekomunikasi

Ir. Indrayadi Ir. Suhaili, M.Eng

NIP. 19610714 199003 1 001 NIP. 19600502 199802 1 001

Page 3: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

ABSTRAK

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini semakin banyak

memberikan kemudahan kepada kita untuk melakukan berbagai aktivitas mulai

dari hal-hal yang mudah sampai yang rumit sekalipun. Dimana banyak diterapkan

ilmu pengetahuan dan teknologi baik mesin ataupun elektronika, sehingga

pekerjaan manusia dapat dikerjakan dengan mudah tanpa harus membuang tenaga

dan mempersingkat waktu. Melihat kemungkinan dan kenyataan yang ada maka

diciptakanlah suatu alat yang dapat digunakan untuk menggantikan kegiatan

manusia untuk membuka dan menutup pintu garasi dari jarak jauh.

Tugas akhir ini menjabarkan tentang pembuatan pintu otomatis dengan

menggunakan remote control sebagai pengendalinya. Tujuan utama dari

penciptaan pintu garasi otomatis ini adalah untuk menciptakan suatu perangkat

yang dapat berfungsi untuk mempermudah aktifitas manusia dalam membuka dan

menutup pintu garasi dari jarak jauh.

Seluruh gerakan dari perangkat ini dapat dikendalikan oleh sebuah

pengendali jarak jauh yang menggunakan gelombang radio dengan frekuensi

sebesar 38 KHz sebagai frekuensi pembawa data yang akan diterima oleh receiver

dibagian pintu. Sebagai perangkat pengendali pintu digunakan transceiver (Tx)

untuk mengirimkan data ke receiver (Rx) yang telah terhubung dengan

Mikrokontroller AT89S51 dan Motor DC sebagai pengatur gerakan dari pintu.

Dapat disimpulkan bahwa pembuatan pintu garasi otomatis menggunakan

Remote Control telah berhasil dikembangkan.

Page 4: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN – 1………………………………………………i

LEMBAR PENGESAHAN – 2….…………………………….…………….ii

KATA PENGHANTAR…………………………………………………….

ABSTRAK………………………………………………………………….

DAFTAR ISI……………………………………………………………….

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………….

DAFTAR TABEL………………………………………………………….

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah…………………………………….

1.2 Tujuan Penulisan……………………………………………

1.3 Batasan Masalah……………………………………………

1.4 Metode Pembahasan……………………………………….

1.5 Sistematika Penulisan……………………………………..

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 Resistor…………………………………………………….

2.2 Kapasitor…………………………………………………..

2.2.1 Rangkaian Kapasitor……………………………….

2.2.2. Fungsi Kapasitor……………………………………

2.3 Transistor…………………………………………………..

2.4 Led………………………………………………………….

2.5 Pemancar dan Penerima FM……………………….……..

2.6 Catu Daya……………………………………………….

2.7 Modulasi dan Demodulasi FM……………..…………….

2.8 Motor DC…………………………………………

2.9 Remote Control

2.10 Mikrokontroller AT89S51………………………………..

2.10.1 Arsitektur Mikrokontroller AT89S51……………

Page 5: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI

3.1 Perancangan Hardware………………………………………….

3.1.1 Diagram Blok Sistem……………………………………

3.1.2 Rangkaian Remote Control……………………………..

3.1.3 Rangkaian Driver Motor…………………………………

3.1.4 Rangkaian Led Infra Merah……………………………..

3.1.5 Rangkaian ADC dan DAC……………………………..

3.1.6 Rangkaian IC L293D Penerima………………………….

3.1.7. Rangkaian Motor DC……………………………………..

3.1.8 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AT89S51 …..

BAB 4 PENGUKURAN DAN ANALISA

4.1 Analisa Hardware………………………………………………..

4.1.1 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51………………….

4.1.2 Rangkaian Remote Control……………………………..

4.1.3 Rangkaian Led Infra Merah…………………………….

4.1.4 Rangkaian IC Penerima….……………………………..

4.1.4 Rangkaian Driver Motor………………………………..

4.1.5 Rangkaian Motor DC…………………………………...

4.2 Analisa Software………………………………………………..

BAB 5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan…………………………………………………….

5.2 Saran…………………………………………………………..

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 6: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini banyak memberikan kemudahan kepada

kita untuk melakukan berbagai aktivitas mulai dari hal-hal yang mudah sampai

yang rumit sekalipun. Hal ini jelas menunjukkan bahwa saat ini terdapat

kecenderungan untuk melakukan berbagai aktivitas pengontrolan jarak jauh dan

hal ini akan semakin populer pada berbagai aplikasi konsumen.

Pengontrolan jarak jauh saat ini yang populer digunakan adalah remote

control dengan menggunakan infra merah, seperti remote control pada televisi.

Infra Merah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat pada lokasi

yang sama dan tidak terlalu jauh (kurang lebih 10 meter dan tidak ada

penghalang).

Dalam penelitian ini, penulis mencoba merancang dan

mengimplementasikan peralatan untuk memberikan kemudahan kepada manusia

dalam mengendalikan pintu. Pengendalian yang peneliti maksud adalah untuk

membuka dan menutup pintu garasi dengan memanfaatkan teknologi remote

infra merah. Beranjak dari latar belakang permasalahan di atas maka penulis

mempunyai gagasan atau ide untuk merancang suatu rangkaian interface yang

berjudul “Perancangan dan Pembuatan Pintu Garasi Otomatis Dengan Remote

Control Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Penulis berharap rangkaian tersebut

dapat memberi manfaat bagi pemakainya serta mampu dikembangkan menjadi

teknologi yang lebih canggih.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk melengkapi syarat kelulusan Program Diploma III Program Studi

Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.

2. Menerapkan ilmu yang diperoleh diperkuliahan untuk merancang alat

elektronika yang berguna dan bernilai tambah.

Page 7: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3. Untuk menambah pengetahuan penulis tentang mikrokontroller AT89S51

dengan bahasa assembly.

4. Untuk mengetahui secara mudah fungsi dari mikrokontroler AT89S51

sebagai pusat kendali peralatan.

5. Sebagai tambahan pengetahuan bagi para pembaca untuk melakukan

penelitian sejenis secara lebih mendalam.

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembahasan dan penulisan Laporan Tugas Akhir ini penulis

membatasi permasalahan pada lingkup :

1. Bagaimana prinsip kerja blok diagram rangkaian yang digunakan.

2. Bagaimana prinsip kerja dan fungsi dari rangkaian pendukung, antara lain

rangkaian led infra merah, rangkaian remote control, rangkaian IC

Penerima, Rangkaian Mikrokontroller AT89S51, Rangkaian Driver Motor

DC, Rangkaian Driver Motor.

3. Bagaimana perancangan dan pembuatan software dengan bahasa assembly

yang digunakan pada sistem.

1.4 Metode Pembahasan

Adapun dalam perancangan dan pembuatan sistem pintu otomatis berbasis

mikrokontroller AT89S51, penulis melakukan berbagai metode pembahasan

antara lain :

1. Study literature

Mengumpulkan info dan mempelajari hal-hal yang berhubungan dengan

topik TA dari berbagai masalah melalui buku-buku yang berhubungan

dengan judul laporan tugas akhir.

2. Konsultasi

Dalam perancangan proyek ini terlebih dahulu penulis mengadakan

konsultasi dengan dosen pembimbing maupun dosen yang lain serta rekan-

rekan seangkatan yang telah memperoleh pengalaman sehingga

mendukung proyek ini.

Page 8: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3. Diskusi

Saling bertukar ide dan pendapat dengan satu tim terus-menerus dalam

upaya penyelesaian proyek. Melakukan perancangan alat dan melakukan

pengetesan pengukuran.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika pembahasan yang digunakan dalam penulisan laporan

tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan mengenai latar belakang pemilihan judul,

tujuan penulisan laporan, batasan masalah, metode

pengumpulan data, dan sistematika penulisan laporan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini berisi teori-teori pendukung dalam perancangan alat dan

komponen-komponen yang digunakan dalam membangun

seluruh peralatan yang direncanakan.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang bagaimana langkah-langkah

merancang dan menguraikan prinsip kerja dari alat ini.

BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

Bab ini membahas mengenai test hasil pengujian dan

pengukuran dari alat yang dirancang serta analisa hasil program

yang digunakan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil penulisan tugas

akhir ini.

Page 9: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang selalu digunakan dalam setiap

rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai pembatas aliran arus listrik,

misalnya resistor ditempatkan secara seri dengan dioda pemancar cahaya (LED)

untuk membatasi arus yang melalui LED. Didalam rangkaian elektronika resistor

dilambangkan dengan huruf " R ". Ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran

antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metal Film. Ada juga Resistor

yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain : Potensiometer dan

Trimpot. Selain itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena

cahaya namanya LDR ( Light Dependent Resistor ) dan Resistor yang nilai

resistansinya berubah tergantung dari suhu disekitarnya namanya NTC ( Negative

Thermal Resistance ). Jenis-jenis dan lambang resistor ditunjukkan pada gambar

2.1 dan 2.2.

Gambar 2.1 Jenis Resistor

Page 10: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Potensiometer L D R N T C Trimpot

Gambar 2.2 Lambang Resistor

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-

kode warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi ( tahanan ) dari resistor.

Kode-kode warna itu melambangkan angka ke-1, angka ke-2, angka perkalian

dengan 10 ( multiflier ), nilai toleransi kesalahan, dan nilai kualitas dari resistor.

Kode warna itu antara lain Hitam, Coklat, Merah, Orange, Kuning, Hijau, Biru,

Ungu, Abu-abu, Putih, Emas dan Perak. ( lihat tabel 2.1). Warna hitam untuk

angka 0, coklat untuk angka 1, merah untuk angka 2, orange untuk angka 3,

kuning untuk angka 4, hijau untuk angka 5, biru untuk angka 6, ungu untuk angka

7, abu-abu untuk angka 8, dan putih untuk angka 9. Sedangkan warna emas dan

perak biasanya untuk menunjukan nilai toleransi yaitu emas nilai toleransinya 10

%, sedangkan perak nilai toleransinya 5 %. Jika disatukan akan menjadi sebuah

kata yang mungkin mudah untuk menghafalnya ( Hi Co Me O Ku Hi B U A P).

Kode warna resistor ditunjukkan pada Tabel 2.1.

Page 11: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Tabel 2.1 Kode Warna Resistor

KODE WARNA APPLET

WARNA NILAI TOLERANSI

Hitam 0 -----

Coklat 1 -----

Merah 2 -----

Orange 3 -----

Kuning 4 -----

Hijau 5 -----

Biru 6 -----

Ungu 7 -----

Abu-abu 8 -----

Putih 9 -----

Emas 0.1 10 %

Perak 0.05 5 %

2.2 Kapasitor

Kapasitor (Kondensator) dalam rangkaian elektronika dilambangkan

dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan

listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan

internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday

(1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2

yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Struktur sebuah kapasitor

Page 12: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik.

Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik,

gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka

muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda)

metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada

ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung

kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung

kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.

Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

kakinya. Bentuk kapasitor ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Kapasitor

2.2.1 Rangkaian Kapasitor

Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

semakin kecil. Kapasitor yang dirangkai secara seri ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Rangkaian Seri Kapasitor

Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri diperoleh persamaan

2.1 :

Page 13: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

…………….. Persamaan (2.1)

Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

pengganti semakin besar. Kapasitor yang dirangkai secara paralel ditunjukkan

pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Rangkaian Pararel

Pada rangkaian kapasitor paralel diperoleh persamaan 2.2 :

………………….Persamaan (2.2)

2.2.2. Fungsi Kapasitor

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian adalah :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain

(pada PS = Power Supply).

2. Sebagai filter dalam rangkaian PS.

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antena.

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.

Page 14: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.3 Transistor

Transistor adalah semikonduktor perangkat yang digunakan untuk

memperkuat dan beralih elektronik sinyal. Transistor bipolar memiliki terminal

basis, kolektor, dan emitor. Sebuah arus yang kecil pada terminal basis (yaitu,

mengalir dari basis ke emitor) dapat mengontrol atau switch arus yang jauh lebih

besar antara terminal kolektor dan emitor. Transistor bipolar dinamakan demikian

karena dengan menggunakan kedua pembawa mayoritas dan minoritas.

Persimpangan transistor bipolar (BJT), jenis pertama dari transistor untuk

diproduksi secara massal, adalah kombinasi dari dua dioda junction, dan terbentuk

baik lapisan tipis semikonduktor Tipe-P terjepit di antara dua semikonduktor

Tipe-N (NPN Transistor), atau lapisan tipis semikonduktor Tipe-N terjepit di

antara dua semikonduktor Tipe-P (Transistor PNP). Tipe Transistor ini

ditunjukkan pada Gambar 2.6.

a. Simbol b. NPN BJT

Gambar 2.6 Simbol dan Struktur NPN BJT

NPN adalah satu dari dua tipe BJT, dimana huruf N dan P menunjukkan pembawa

muatan mayoritas pada daerah yang berbeda dalam transistor. Hampir semua BJT

yang digunakan saat ini adalah NPN karena pergerakan elektron dalam

semikonduktor jauh lebih tinggi daripada pergerakan lubang, memungkinkan

operasi arus besar dan kecepatan tinggi. Transistor NPN terdiri dari selapis

Page 15: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

semikonduktor Tipe-P di antara dua lapisan Tipe-N. Arus kecil yang memasuki

basis pada tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata lain,

Transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor. Tanda

panah dalam simbol diletakkan pada kaki emitor dan menunjuk keluar (arah aliran

arus konvensional ketika peranti dipanjar maju). Tipe kapasitor ini ditunjukkan

pada Gambar 2.7.

a. Simbol b. PNP BJT

Gambar 2.7 Simbol dan Struktur PNP BJT

Jenis lain dari BJT adalah PNP. Transistor PNP terdiri dari selapis semikonduktor

Tipe-N di antara dua lapis semikonduktor Tipe-P. Arus kecil yang meninggalkan

basis pada moda tunggal emitor dikuatkan pada keluaran kolektor. Dengan kata

lain, Transistor PNP hidup ketika basis lebih rendah daripada emitor. Tanda panah

pada simbol diletakkan pada emitor dan menunjuk kedalam.

2.4 LED (Ligh Emitting Diode)

Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (Light Emitting

Diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik

yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk

elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor

yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat. Ligh Emitting

Diode ini ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Page 16: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.8 LED

2.5 Antena Pemancar dan Penerima FM

Antenna yang digunakan pada proyek pembuatan pintu garasi otomatis ini

penulis menggunakan Antena Pemancar dan Penerima FM (Frekuensi Modulasi).

Berikut ini adalah penjelasan dari Antena Pemancar dan Penerima FM.

2.5.1 Antena Pemancar FM

Dalam sistem radio antena terdiri dari dua macam, yaitu Pemancar

(Transceiver) dan Penerima (Receiver). Pemancar digunakan untuk menampung

dan mengolah segala informasi yang dibutuhkan (berupa musik, komunikasi dan

lain-lain) kemudian diubah menjadi gelombang elektromagnetik dan dipancarkan

ke udara melalui sistem pemancar (antena). Tujuan dari Pemancar FM adalah

untuk merubah satu atau lebih sinyal input yang berupa Frekuensi Audio (AF)

menjadi gelombang termodulasi dalam sinyal RF (Radio Frekuensi) yang

dimaksudkan sebagai output daya kemudian diumpankan ke sistem antena untuk

dipancarkan. Dalam bentuk sederhana dapat dipisahkan atas modulator FM dan

sebuah power amplifier RF dalam satu unit. Blok Diagram Pemancar FM

ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Blok Diagram Pemancar FM

Page 17: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Pada gambar 2.9 pemancar FM memiliki komponen – komponen yang

mempunyai masing-masing fungsi yaitu :

2.5.1.1 Osilator

Inti dari sebuah pemancar adalah osilator. Untuk dapat membangun sistem

komunikasi yang baik harus dimulai dengan osilator yang dapat bekerja dengan

sempurna. Pada sistem komunikasi, osilator menghasilkan gelombang sinus yang

dipakai sebagai sinyal pembawa. Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada

sinyal pembawa dengan proses modulasi. Pada perancangan dan pembuatan alat

ini penulis menggunakan Osilator Kristal.

2.5.1.1.1 Osilator Kristal

Kristal lazimnya digunakan untuk rangkaian osilator yang menuntut

stabilitas frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang panjang. Alasan

utamanya adalah karena perubahan nilai frekuensi kristal seiring dengan waktu,

atau disebut juga dengan istilah faktor penuaan frekuensi (frequency aging), jauh

lebih kecil dari pada osilator-osilator lain. Faktor penuaan frekuensi untuk kristal

berkisar pada angka ±5ppm/tahun, jauh lebih baik dari pada faktor penuaan

frekuensi osilator RC ataupun osilator LC yang biasanya berada diatas ±1%/tahun.

Material yang mempunyai bentuk struktur kristalin, seperti quartz, mempunyai

satu sifat unik yaitu mampu menghasilkan tegangan listrik ketika diberi tekanan

mekanikal dan juga sebaliknya, berubah bentuk mekanikalnya ketika diberi

tegangan listrik. Sifat ini dikenal dengan nama efek piezo-electric.Sifat inilah

yang dimanfaatkan untuk menghasilkan resonansi listrik-mekanik, sehingga

kristal akan bergetar pada frekuensi alami tertentu jika diberi tegangan listrik

bolak-balik. Frekuensi alami ini ditentukan oleh potongan dan dimensi keping

kristal, yang ditetapkan pada saat pembuatan.

Potongan keping kristal mengacu kepada orientasi sudut pemotongan

keping kristal terhadap garis struktur kristalin, dan juga bentuk keping kristal

tersebut. Ada banyak standar potongan keping kristal, yang masing-masing

Page 18: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

mempunyai karakteristik yang berbeda-beda. Sebagai contoh, potongan AT yang

populer mempunyai frekuensi fundamental maksimum yang tidak terlalu tinggi

dan koefisien suhu yang cukup baik (berbentuk kurva fungsi kubik). Contoh lain

adalah potongan BT, yang mempunyai frekuensi fundamental maksimum yang

lebih tinggi tetapi koefisien suhunya lebih buruk (berbentuk kurva parabolik).

Kristal dapat dioperasikan pada frekuensi fundamental atau salah satu dari

frekuensi-frekuensi harmonik ganjil (odd harmonics) yang biasa disebut dengan

istilah overtones. Frekuensi fundamental maksimum sebuah kristal ditentukan

oleh potongan dan dimensi keping kristal. Semakin tinggi frekuensi fundamental

sebuah kristal, semakin tipis keping kristal tersebut, sehingga keping kristal

menjadi rapuh dan mudah patah. Jadi untuk mencapai spesifikasi frekuensi getar

yang lebih tinggi, kristal harus beroperasi menggunakan salah satu overtone yang

ada.

Walaupun quartz adalah material yang paling sering digunakan untuk

membuat kristal, material lain seperti lithium-niobate, lithium-tantalate, bismuth-

germanium oxide dan alumimium-phosphate juga dapat dipakai untuk membuat

kristal. Material lain yang juga dapat digunakan adalah sejenis keramik yang

terbuat dari padatan timbal, zirconium dan titanium dan material polimer seperti

polyvinyl chloride dan difluorpolyethylene. Rangakaian Ekuivalen Osilator Kristal

ditunjukkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Rangkaian Ekuivalen Osilator Kristal

Page 19: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Rangkaian Ekuivalen Kristal Dari sudut pandang bidang elektronika, tata

kerja kristal dapat diilustrasikan melalui rangkaian ekuivalen yang terdiri dari dua

buah kapasitor, satu buah induktor dan satu buah resistor. Induktor L1 (motional

inductance) adalah padanan dari massa keping kristal yang bergetar, kapasitor C1

(motional capacitance) adalah padanan dari kekakuan keping kristal melawan

getaran dan resistor R1 adalah padanan dari energi yang hilang diserap oleh kristal

karena bentuknya mengalami perubahan ketika bergetar. Kapasitor C0 (shunt

capacitor) adalah kapasitansi yang terbentuk diantara dua elektroda yang

mengapit potongan kristal.

2.5.1.2 Penyangga (Buffer)

Semua jenis osilator membutuhkan penyangga. Penyangga berfungsi

untuk menstabilkan frekuensi dan/ atau amplitudo osilator akibat dari pembebanan

tingkat selanjutnya. Biasanya penyangga terdiri dari 1 atau 2 tingkat penguat

transistor yang dibias sebagai kelas A.

Dengan penguat kelas A akan didapatkan penguatan dan linearitas yang

tinggi meskipun demikian penguat kelas A memiliki effisiensi yang paling rendah

dibandingkan kelas yang lain. Osilator yang dilengkapi dengan penyangga

biasanya disebut sebagai exciter. Dan exciter sebenarnya sudah bisa dipakai

sebagai pemancar FM dengan daya yang relatif kecil.

2.5.1.3 Penguat Daya

Sinyal yang didapat dari exciter masih relatif lemah. Untuk mendapatkan

daya yang lebih besar dibutuhkan penguat daya frekuensi radio. Parameter-

parameter yang perlu diperhatikan pada penguat daya frekuensi radio adalah :

2.5.1.3.1 Bandwidth dan Faktor Kualitas

Tiap kanal dari pemancar FM stereo membutuhkan bandwidth 75kHz.

Sedangkan bandwidth frekuensi kerja radio FM adalah 20MHz. Frekuensi kerja

Page 20: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

dari rangkaian (f) dibandingkan dengan bandwidthnya (Bw) dapat dinyatakan

dengan faktor kualitas (Q).

Q = f / Bw ……………………….…..persamaan (2.3)

Rangkaian penguat dengan faktor kualitas yang sangat tinggi sulit sekali

dibuat dan rangkaian cenderung berosilasi. Contoh dari penguat dengan faktor

kualitas tinggi dan memang didesain agar berosilasi adalah osilator.

Biasanya penentuan faktor kualitas penguat didapatkan dari frekuensi

tengah dari frekuensi kerja dibandingkan dengan bandwidth. Sebagai contoh

diinginkan penguat yang bekerja pada frekuensi 88MHz sampai 108MHz. Berarti

frekuensi tengahnya adalah 100MHz. Sedangkan bandwidthnya adalah 20MHz.

Dengan demikian dibutuhkan penguat dengan faktor kualitas

Q = 100MHz / 20MHz = 5

Dengan faktor kualitas penguat yang makin rendah memang akan

didapatkan daya keluaran yang lebih kecil tetapi akan didapatkan kemudahan

pada penalaan.

2.5.1.3.2 Penguatan Tiap Tingkat dan Daya Input Output Tiap Tingkat

Transistor dengan daya keluaran besar biasanya membutuhkan daya

masukan yang besar pula. Karena itu penguat dengan daya keluaran besar

biasanya dibuat beberapa tingkat agar didapatkan daya yang cukup untuk

menggerakkan transistor tingkat akhir. Tiap transistor mempunyai penguatan.

Untuk transistor dengan daya keluaran yang kecil biasanya mempunyai penguatan

yang besar. Sebaliknya untuk transistor dengan daya keluaran yang besar

penguatannya justru mengecil. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa

penguatan dan daya keluaran adalah hal yang saling bertolak belakang.

Page 21: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.5.1.3.3. Impedansi Input dan Output Tiap Tingkat

Pada penguat daya frekuensi radio impedansi sumber dan impedansi beban

tiap tingkat harus sama. Dengan demikian semua daya yang dihasilkan sumber

akan diserap seluruhnya oleh beban (terjadi transfer daya maksimal). Keadaan

dimana terjadi kesamaan impedansi dinamakan keadaan match. Jika impedansi

yang ada belum sama maka impedansi tersebut harus disamakan dengan matching

network.

2.5.1.3.4 Linearitas dan Effisiensi

Linearitas dan effisiensi adalah hal yang bertolak belakang. Dengan

linearitas penguat yang tinggi akan didapatkan effisiensi yang rendah. Dan dengan

linearitas penguat yan rendah akan didapatkan effisiensi yang tinggi.

Pada pemancar FM, linearitas dari sinyal tidak begitu berpengaruh karena

informasi dari sinyal FM ada frekuensinya. Lain dengan pemancar AM yang

memerlukan linearitas sinyal yang tinggi karena informasi dari sinyal AM terletak

pada amplitudonya.

Untuk pemancar FM penguat transistor yang dibias sebagai kelas C bisa

menjadi pilihan. Pada penguat kelas C, transistor tidak dibias sama sekali

sehingga transistor akan menghantar hanya pada saat ada separuh gelombang

positif pada basisnya (transistor NPN). Walaupun demikian keluaran penguat

kelas C masih dapat menghasilkan gelombang sinus yang utuh karena adanya

induktor pada kolektor akan menghasilkan setengah gelombang.

Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa

keunggulan, diantaranya :

a. Lebih tahan noise

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88 – 108

MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik

Page 22: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem

modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana

panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh

penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara LOS (Line

Of Sight).

b. Fidelitas Tinggi

Respon yang seragam terhadap frekuensi audio (paling tidak pada interval

50 Hz sampai 15 KHz), distorsi (harmonik dan intermodulasi) dengan amplitudo

sangat rendah, tingkat noise yang sangat rendah, dan respon transien yang bagus

sangat diperlukan untuk kinerja Hi-Fi yang baik. Pemakaian saluran FM

memberikan respon yang cukup untuk frekuensi audio dan menyediakan

hubungan radio dengan noise rendah. Karakteristik yang lain hanyalah ditentukan

oleh masalah rancangan perangkatnya saja.

c. Transmisi Stereo

Alokasi saluran yang lebar dan kemampuan FM untuk menyatukan dengan

harmonis beberapa saluran audio pada satu gelombang pembawa, memungkinkan

pengembangan sistem penyiaran stereo yang praktis. Ini merupakan sebuah cara

bagi industri penyiaran untuk memberikan kualitas reproduksi sebaik atau bahkan

lebih baik daripada yang tersedia pada rekaman atau pita stereo. Munculnya

compact disc dan perangkat audio digital lainnya akan terus mendorong kalangan

industri peralatan dan teknisi siaran lebih jauh untuk memperbaiki kinerja rantai

siaran FM secara keseluruhan.

d. FM Exciter

FM exciter berfungsi merubah sinyal audio menjadi frekuensi RF yang

sudah termodulasi Intermediate Power Amplifier (IPA) dibutuhkan pada beberapa

pemancar untuk meningkatkan tingkat daya RF agar mampu menghandle final

stage Power Amplifier di tingkat akhir menaikkan power dari sinyal sesuai yang

Page 23: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

dibutuhkan oleh sistem antena Catu daya (power supply) merubah input power

dari sumber AC menjadi tegangan dan arus DC atau AC yang dibutuhkan oleh

tiap subsistem Transmitter Control System memonitor, melindungi dan

memberikan perintah bagi tiap subsistem sehingga dapat bekerja sama dan

memberikan hasil yang diinginkan RF Low Pass Filter membatasi frekuensi yang

tidak diingikan dari output pemancar Directional Coupler yang mengindikasikan

bahwa daya sedang dikirimkan atau diterima dari sistem antena.

e. Bandgfrekuensi

Gelombang elektromagnetik (gelombang radio) yang dipancarkan ke udara

melalui antena pemancar akan memiliki kecepatan, frekuensi dan panjang

gelombang tertentu. Gelombang radio yang dipancarkan di udara ini secara

bersamaan akan bertemu dengan gelombang elektromagnetik lainnya, sehingga

tidak menghilangkan kemungkinan akan terjadi saling mengganggu. Untuk

mengatasi hal ini dilakukan alokasi frekuensi menurut masing-masing jalur yang

digunakan. Secara internasional, pembagian alokasi frekuensi radio itu meliputi

10KHz sampai 40GHz, atau terbagi dalam 7 daerah frekuensi.

f. Propagasijgelombangkradio

Propagasi gelombang radio hampir terjadi pada semua daerah frekuensi,

baik frekuensi rendah maupun frekuensi tinggi. Dan propagasi gelombang

elektromagnetik (gelombang radio) itu dapat berupa gelombang langsung,

gelombang pantulan bumi, gelombang troposfer, gelombang pembiasan troposfer,

gelombang pemancaran trofosfer, gelombang pantulan ionosfer maupun

gelombang pemancaran ionosfer.Ionosfer merupakan lapisan partikel-partikel gas

bermuatan listrik dan berada di sekeliling bumi meluas dari 60 mil sampai 250 mil

di atas permukaan bumi, sedangkan troposfer berada dibawahnya.

Gelombang Langsung adalah gelombang yang berasal dari pemancar yang

langsung diterima oleh antena penerima tanpa terhalang sedangkan Gelombang

Page 24: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Pantulan Tanah adalah gelombang yang diterima antena penerima yang berasal

dari tanah akibat pancaran.

g. Fading

Fading yaitu pengaruh naik turunnya isyarat radio ketika sampai pada

penerima, sehingga daya yang bisa dihasilkan oleh penerima menjadi tidak stabil,

kadang kuat dan kadang lemah.Peristiwa terjadinya fading sebenarnya akibat

isyarat langsung dan tidak langsung. Bila keduanya sampai pada penerima dalam

keadaan yang sefasa, keduanya akan saling memperkuat ,sehingga hdaya terima

pesawat akan menjadihbagus. Keadaan sebagaimana di atas sebenarnya karena

pengaruh perubahan lapisan E dan F. Kedua lapisan ini umumnya dalam kondisi

tidak tetap, selalu berubah-ubah setiap saat. Perubahan itu jelas mempengaruhi

jalannya gelombang radio. Akibatnya kedua gelombang itu senantiasa hsaling

berubah fasa terhadaphsatuhsamahlain.

2.5.2. Antena Penerima FM

Rx adalah singkatan dari “Receive” atau penerima. Semua radio

mempunyai titik minimal, dimana jika sinyal yang diterima lebih rendah dari titik

minimal tersebut maka data yang dikirim tidak dapat di terima. Titik minimal

sensitifitas Rx didefinisikan dalam dBm atau W.

Bagi sebagian besar radio, sensitifitas Rx di definisikan sebagai level dari

Bit Error Rate (BER). Biasanya kita mengunakan standard Bit Error Rate (BER)

sama dengan 10-5

(99.999%). Pada peralatan WiFi, sensitifitas penerima ini

biasanya dalam range -79 sampai -80-an dBm. Biasanya sinyal yang di terima

lebih tinggi dari sensitifitas penerima dan akan berubah-ubah tergantung pada

banyak faktor. Noise / derau harus jauh lebih rendah dari sensitifitas penerima.

Para peralatan WiFi, noise / derau biasanya sekitar -90 sampai -96 dBm. Noise di

definisikan sebagai sinyal yang tidak kita inginkan yang di terima oleh pesawat

penerima. Blok diagram Antena Penerima FM Mono dan Blok Diagram

Penerima FM Stereo ditunjukkan pada Gambar 2.11 dan 2.12.

Page 25: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.11 Blok Diagram Antena Penerima FM Mono

Gambar 2.12 Blok Diagram Penerima FM Stereo

Antena Penerima FM terdiri dari Antena Penerima FM Stereo dan Antena

Penerima FM mono dimana setiap blok memiliki fungsinya masing – masing

yaitu sebagai berikut :

Fungsi Masing-masing Blok yaitu :

1. Antena berfungsi menangkap sinyal-sinyal bermodulasi yang berasal dari

antena pemancar.

2. Penguat RF berfungsi unutk menguatkan sinyal yang ditangkap oleh antena

sebelum diteruskan ke Blok Mixer (pencampur).

3. Osilator Lokal berfungsi untuk membangkitkan getaran frekuensi yang lebih

tinggi dari frekuensi sinyal keluaran RF. Dimana hasilnya akan diteruskan ke

Blok Mixer.

Page 26: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

4. Mixer atau pencampur berfungsi untuk mencampurkan ke dua frekuensi yang

berasal dari RF Amplifier dan Osilator Lokal. Hasil dari olahan mixer adalah

Intermediate Frequency (IF) dengan besar 10.7 MHz.

5. Penguat IF digunakan untuk menguatkan Frekuensi Intermediet (IF) sebelum

diteruskan ke blok limiter.

6. Limiter atau pembatas berfungsi untuk meredam amplitudo gelombang yang

sudah termodulasi (sinyal yang dikirim pemancar) agar terbentuk sinyal FM

murni (beramplitudo rata).

7. Detektor FM digunakan untuk mendeteksi perubahan frekuensi bermodulasi,

menjadi sinyal informasi (Audio).

8. De-emphasis berfungsi untuk menekan frekuensi audio yang besarnya

berlebihan (tinggi) yang dikirim oleh pemancar.

9. AFC (Automatic Frequency Control / Pengendali Frekuensi Otomatis) :

berfungsi unutk mengatur frekuensi osilator lokal secara otomatis agar tetap

stabil.

10. Dekoder Stereo digunakan unutk memproses sinyal Stereo, sehingga hasilnya

diteruskan pada 2 buah penguat AF (FM Stereo).

11. Penguat Audio digunakan untuk menyearahkan getaran/ sinyal AF serta

meningkatkan level sinyal audio dan kemudian diteruskan penguat AF ke

suatu pengeras suara.

12. Speaker (pengeras suara) digunakan untuk mengubah sinyal atau getaran

listrik berfrekuensi AF menjadi getaran suara yang dapat didengar oleh telinga

manusia.

2.6. Catu Daya

Secara umum istilah catu daya biasanya berarti suatu sistem penyearah

filter (rectifier –filter ) yang berfungsi mengubah AC menjadi DC murni. Banyak

rangkaian catu daya yang berlainan yang digunakan untuk pekerjaan tersebut.

Komponen dasar yang digunakan untuk rangkaian yang lebih sederhana adalah

transformator, penyearah, resistor, kapasitor dan inductor.catu yang diatur secara

lebih kompleks dapat menambahkan transistor atau triode sebagai pengindera-

Page 27: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

tegangan dan pengontrolan tegangan, ditambah dengan diode zener atau tabung

VR untuk menyediakan tegangan acuan (refrence).

Catu daya memiliki jenis rangkaian penyearah gelombang yaitu :

2.6.1 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Rangkaian penyearah yang paling sederhana adalah rangkaian setengah

gelombang. Masukkan AC menghasilkan GGL (Gaya Gerak Listrik) bolak- balik

dibagian sekunder transformator, yang berusaha mendorong arus melalui

rangkaian sekunder, saat pertama ke salah satu arah dan kemudian kea rah yang

berlawanan secara bergantian. Tanpa penyearah AC akan mengalir melalui

resistor beban. Dengan penyearah, arus dapat mengalir pada satu arah saja.

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang ditunjukkan pada Gambar 2.13.

Gambar 2. 13 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang dengan filter C

Gambar 2.13 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan

filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk

gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar2.14 menunjukkan

bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan

tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan

kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai

dengan sifat pengosongan kapasitor.

Page 28: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.14 Bentuk Gelombang dengan filter kapasitor

2.6.2 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan

menambahkan kapasitor. Bisa juga dengan menggunakan transformator yang

tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4 dioda dan Rangkaian penyearah Gelombang

Penuh ditunjukkan pada Gambar 2.15.

Gambar 2.15 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

2.7 Modulasi dan Demodulasi FM

Pada frekuensi Modulasi terdapat proses Modulasi dan Demodulasi.

Dibawah ini adalah penjelasan dari Proses Modulasi dan Demodulasi FM

tersebut.

Page 29: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.7.1 Modulasi Frekuensi

Modulasi frekuensi yaitu proses modulasi yang terjadi dengan mengubah-

ubah frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan frekuensi sinyal

informasi. Di pemancar radio dengan teknik modulasi FM, frekuensi gelombang

carrier akan berubah seiring perubahan sinyal suara atau informasi lainnya.

Amplitudo gelombang carrier relatif tetap. Setelah dilakukan penguatan daya

sinyal (agar bisa dikirim jauh), gelombang yang telah dimodulasi dipancarkan

melalui antena. Seperti halnya gelombang termodulasi AM, gelombang ini pun

akan mengalami redaman oleh udara dan mendapat interferensi dari frekuensi-

frekuensi lain, noise, atau bentuk-bentuk gangguan lainnya. Tetapi, karena

gangguan itu umumnya berbentuk variasi amplitudo, kecil kemungkinan dapat

mempengaruhi informasi yang menumpang dalam frekuensi gelombang carrier.

Sehingga, mutu informasi yang diterima tetap baik. Dan, kualitas audio yang

diterima juga lebih tinggi daripada kualitas audio yang dimodulasi dengan AM.

Proses modulasi yang terjadi pada FM dapat dijelaskan sebagai berikut :

a. Pembawa RF merupakan proses ini menghasilkan gelombang yang sudah

dimodulasi dengan frekuensi yang berubah-ubah sesuai dengan perubahan

frekuensi gelombang informasi yang dimodulasikan.

b. Disaat kurva gelombang informasi sedang mengarahkan ke puncak,

frekuensi gelombang FM menjadi lebih rendah dari frekuensi gelombang

AM.

Oleh sebab itu di katakan bahwa band frekuensi yang dipakai pada radio

FM lebih lebar di bandingkan dengan frekuensi yang dibutuhkan oleh sistem radio

AM,yaitu band frekuensi diatas HF. Akibat penggunaan band frekuensi yang lebar

ini, sistem FM memiliki beberapa kelebihan dibandingkan sistem AM.

Page 30: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Kelebihan-kelebihan tersebut antara lain:

a. Pengurangan Interferensi : Bila dibandingkan dengan AM, FM

menawarkan peningkatan yang nyata dalam gangguan. Mengingat fakta

bahwa sebagian besar diterima kebisingan - kebisingan amplitudo,

penerima FM dapat menghapus sensitivitas amplitudo dengan

mengendarai jika diperlukan.

b. Penghapusan banyak efek variasi kekuatan sinyal : FM banyak digunakan

untuk aplikasi mobile karena variasi amplitudo tidak menyebabkan perubahan

dalam tingkat audio. Seperti audio dibawa oleh variasi frekuensi daripada

yang amplitudo, di bawah kondisi kekuatan sinyal yang baik, ini tidak

memanifestasikan dirinya sebagai perubahan dalam tingkat audio.

c. Transmitter efisiensi penguat : Sebagai modulasi dilakukan dengan variasi

frekuensi, ini berarti bahwa pemancar daya amplifier dapat dibuat non-linear.

Penguat ini dapat dibuat menjadi jauh lebih efisien daripada yang linier, sehingga

menghemat daya baterai berharga - komoditas yang berharga untuk peralatan

mobile atau portable

Page 31: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.16 Bentuk Gelombang Modulasi FM

2.7.2 Demodulasi FM

Demodulasi digital adalah proses untuk mendapatkan sinyal informasi

kembali dari sinyal termodulasi pada gelombang pembawa (carrier) yang berupa

sinyal digital.

Gambar 2.17 Diagram Blok Demodulasi FM

2.8 Motor DC

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga

listrik arus searah ( Listrik DC ) menjadi tenaga gerak atau mekanik, dimana

tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada motor. Motor arus searah,

sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-

unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan

penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan

yang luas. Motor DC ditunjukkan pada Gambar 2.18.

Page 32: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.18 Motor DC

Motor DC memiliki tiga komponen yaitu :

2.8.1 Kutub medan.

Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan

menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang

stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub

medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub

selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukan diantara kutub-kutub

dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat

satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya

dari luar sebagai penyedia struktur medan.

2.8.2 Dinamo.

Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi

elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke As penggerak

untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar

dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan

selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk

merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

Page 33: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.8.3 Commutator.

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah

untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu

dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang

tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan

mengatur:

a. Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan

kecepatan

b. Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Dengan bertambah majunya teknologi magnet permanen, motor DC tersebut

banyak sekali mempergunakan magnet permanen bagi pembangkitan medan

magnetnya. Juga terdapat motor DC daya kecil, yang mempunyai konstruksi rotor

khususnya yaitu tanpa memakai besi, yang sering disebut moving coil motor, atau

mur dengan lilitan berputar.

2.8.4 Stator

Stator adalah bagian yang tak berputar (diam) yang mempunyai bagian

terdiri dari rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari generator

yang terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari semua bagian-bagian

generator..Didalam stator generator terdapat belitan belitan penghantar yang

disusun sedemikian rupa sesuai kaidah baik jumlah lilitan, jarak antara lilitan

(pitch factor) dan beda sudut antara phase, sehingga dapat menghasilkan n

tegangan 3 phase yang mempunyai sudut 120 derajat terhadap phase lainnya.

Bagian-bagiannya secara sistematis sebagai berikut :

Page 34: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

a. Kerangka Stator

Sebagai rumah dari kesemua komponen generator atau bisa disebut bagian

terluar dari generataor. Terbuat dari besi cor yang kuat dan kokoh. Bentuknya

relatif silinder dengan dudukan di salah satu bagianya dan kedua tutup pada

ujungnya.

b. Name Plate

Sebuah plat yang menempel pada kerangka yang memuat keterangan dari

generator mulai dari tegangan, putaran arus, merk, model jumlah alur dll.

c. Terminal

Bagian yang digunakan untuk menyambung keluaran / output dari generator

d. Bearing/laker

Sebagai tempat lubang masukan untuk stator, dibuat untuk memperkecil

rugi gesek antara stator dengan rotor. Dipasang pada tutup atas dan bawah

kerangka stator.

e. Inti stator

Terbuat dari lembaran-lembaran atau lberlapisbesi elektris yang

tereliminasi satu dengan yang lain. Lembaran-lembaran ini kemudian diikat

menjadi satu membentuk stator, laminasi digunakan agar rugi-rugi arus kecil.

Inti stator mempunyai alur-alur slots dimana kumparan stator diletakkan

f. Slot/alur

Bagian dari inti stator yang bentuknya sebuah cekungan, yang di dalamnya

nanti diisi dengan lilitan

Page 35: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

g. Pelindung lilitan

Pelindung ini biasanya menggunakan kertas prespan maupun plastic

isolator. Ditempatkan pada alaur/slot yang fungsinya untuk membungkus

belitan agar tidak tergores saat proses pemasangan ke alur

h. Lilitan/ belitan

Lilitan ini merupakan kumpulan dari kawat email yang ditata sedemikian

rupa menempati slot/alur.. Pada kumparan stator terdapat sisi kumparan yang

terletak dalam alur-alur, dan kepala-kepala kumparan yang menghubungkan

sisi-sisi kumparan diluar alur-alur satu sama lain. Tiap-tiap kumparan terdiri

atas satu lilitan atau lebih disesuaikan menurut besar tegangan. Jumlah kawat

tiap sisi kumparan sama banyaknya dengan jumlah lilitan pada tiap-tiap

kumparanBisa berupa lilitan utama dan lilitan Bantu.

i. Benang

Benang disisni digunakan untuk mengikat kepala belitan agar tidak

bergerak dari posisi awal. Sehingga kemungkinan bergesekan dengan rotor

kecil

j. Serlak

Bentuk awalnya berupa cairan, setelah kering akan mengeras. Setelah

lilitan dipasang ndan diikat dengan benang, untuk membuatnya semakin kuat

diberi lapisan serlak untuk menjaga lilitan semakin kuat dan bertahan pada

posisis semula. Serlak ini berfungsi menjaga agar tidak terjadi hubungan

pendek dan meningkatkan tahannan isolasi.

Page 36: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.8.5 Rotor

Rotor pada motor arus searah mempunyai kumparan tidak hanya satu .

rotornya terdiri dari kumparan dan komutator yang banyak untuk mendapatkan

momen gaya yang terus menerus (continue). Moment Gaya pada mesin berkutup

empat ditunjukkan pada Gambar 2.19.

Gambar 2.19 Moment Gaya Total Pada Mesin Berkutup Empat

Besarnya momen gaya pada rotor adalah :

…………………………..persamaan (2.4)

Dimana :

P : jumlah kutub.

A : jumlah cabang paralel lilitan pada motor.

Z : jumlah kawat penghantar pada kumparan lilitan rotor (sisi kumparan).

Ia : arus yang mengalir pada rotor .

Page 37: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Dari persamaan diatas ternyata bahwa momen gaya motor dc sebanding

dengan arus yang mengalir pada rotor dan fluks magnet yang melewati rotor.

2.8.6 Jenis-Jenis Generator DC

Generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya

terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:

1. Generator penguat terpisah

2. Generator shunt

3. Generator kompon

2.8.6.1 Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak

terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat

terpisah, yaitu:

1. Penguat elektromagnetik (Gambar 2.20.a)

2. Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 2.20.b)

Page 38: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.20. Generator Penguat Terpisah

Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur

melalui pengaturan tegangan eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara

elektronik atau magnetik. Generator ini bekerja dengan catu daya DC dari luar

yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.

Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang

konstan dari terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan

tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga

nominalnya.

Gambar 2.21. Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Dari gambar 2.21 menunjukkan karakteristik sebagai berikut :

a. karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh (Ie 100%) dan saat

eksitasi setengah penuh (Ie 50%). Ie adalah arus eksitasi, I adalah arus

beban.Tegangan output generator akan sedikit turun jika arus beban semakin

besar.

b. Kerugian tegangan akibat reaksi jangkar.

Page 39: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

c. Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar, selanjutnya

mengakibatkan turunnya pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga

tegangan induksi menjadi kecil.

2.8.6.2 Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan

rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat

pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah,

dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai

tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2

diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan

penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai

mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat

pada Gambar 2.22.

Gambar 2.22 Diagram Rangkaian Generator Shunt

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa

megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah

putaran terbalik, atau rotor terhubung-singkat, maka tidak akan ada tegangan atau

energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

Page 40: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.23. Karakteristik Generator Shunt.

Generator Shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.23 Tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban

yang sama, dibandingkan dengan tegangan output pada generator penguat

terpisah. Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah

dan generator shunt tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator

mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada

generator kompon.

2.8.6.3 Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang

sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan

penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar

2.24. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.

Page 41: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 2.24. Diagram Rangkaian Generator Kompon

Gambar 2.25 menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan

output generator terlihat konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus

eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini disebabkan oleh adanya penguatan

lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jika arus beban bertambah besar.

Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya

akan turun jika arus bebannya naik.

Gambar 2.25 Karakteristik Generator Kompon

Page 42: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.9 Remote Control

Remote control adalah komponen dari elektronik perangkat, yang

digunakan untuk mengoperasikan perangkat nirkabel dengan jarak jauh. Remote

control dapat dikontrak untuk jarak jauh atau controller. Hal ini dikenal dengan

banyak nama lainnya juga, seperti konverter clicker, "Kotak" didge, sirip, tuner,

changer, atau tombol. Umumnya, remote control IR Konsumen perangkat yang

digunakan untuk mengeluarkan perintah dari jarak jauh untuk televisi atau lainnya

elektronik konsumen seperti stereo sistem, DVD player dan Dimmer . Remote

control untuk perangkat ini biasanya kecil benda genggam nirkabel dengan

berbagai tombol untuk menyesuaikan berbagai pengaturan seperti saluran televisi,

nomor track, dan volume suara. Bahkan, untuk sebagian besar perangkat modern

dengan kontrol seperti ini, remote berisi semua fungsi kontrol sementara

perangkat yang dikendalikan itu sendiri hanya memiliki sedikit kontrol utama

yang penting. Sebagian besar perangkat remote berkomunikasi dengan masing-

masing melalui inframerah (IR) dan beberapa sinyal melalui sinyal radio.

2.10 Mikrokontroller AT 89C51

Mikrokontroler AT89S51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4KB

Flash Programmable dan Erasable Read Only Memory (PEROM).

Mikrokontroler berteknologi memori non volatile kerapatan tingi dari Atmel ini

kompatibel dengan mikrokontroler standar industri MCS-51 (seperti

mikrokontroler 8031 yang terkenal dan banyak digunakan beberapa waktu lalu)

baik pin kaki IC maupun set instruksinya serta harganya yang cukup murah.

AT89S51 mempunyai memori yang terdiri dari RAM internal sebesar 128

byte dengan alamat 00H-7FH dapat diakses menggunakan RAM address register.

RAM Internal ini terdiri dari Register Banks dengan 8 buah register (R0-

R7).Memori lain yaitu 21 buah Special Function Register dimulai dari alamat

80H-FFH. RAM ini beda lokasi dengan Flash PEROM dengan alamat 000H -

7FFH.

Page 43: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Dalam penerapanya, mikrokontroler bekerja sebagai pengendali kerja

penampil LED matriks secara keseluruhan mulai dari penulisan dan pembacaan

data untuk perubahan karakter tampilan, pengontrolan scanning system hingga

antarmuka keyboard sebagai data masukan sebuah karakter ke dalam penampil

LED matriks 7×32.Penggunaan mikrokontroler bekerja dalam ragam single chip

operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan memori luar

atau sering disebut juga dengan sistem minimum mikrokontroler.

2.10.1 Arsitektur Mikrokontroller AT89S51

Mikrokontroller AT89S51 mempunyai 40 pin, dapat digambarkan sebagai

berikut :

Gambar 2.18 Arsitektur Pin AT89S51

Page 44: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Deskripsi pin

a. Pin 1 sampai 8 (Port 1)

Merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah. Dengan internal pull-up yang dapat

digunakan untuk berbagai keperluan. Pada port ini juga digunakan sebagai saluran

alamat pada saat pemograman dan verifikasi.

b. Pin 9 (Reset)

Merupakan masukan reset (aktif tinggi), pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan

me-reset Mikrokontroller ini.

c. Pin 10 sampai 17 (Port 3)

Merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups yang memiliki

fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai, maka – ini dapat

digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu sebagian dari port 3

dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol pada saat proses pemograman dan

verifikasi. Adapun fungsi penggantinya seperti pada tabel 2.3. berikut ini.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus dari Port 3

d. Pin 18 dan 19

Ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Pada

Mikrokontroller ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada

serpih yang sama (on chip) kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan

frekuensi osilator. Karenanya 18 dan 19 sangat diperlukan untuk dihubungkan

dengan kristal. Selain itu XTAL 1 dapat juga sebagai input untuk inverting

Page 45: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

oscilator amplifier dan input ke rangkaian internal clock sedangkan XTAL 2

merupakan output dari inverting oscilator amplifier

e. Pin 20

Merupakan ground sumber tegangan yang diberi simbol GND

f. Pin 21 sampai 28 (Port 2)

ini adalah port 2 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal

pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama

mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit (MOVX @

DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran/bus alamat tinggi (A8 – A15).

Sedangkan pada saat mengakses ke data memori eksternal yang menggunakan

alamat 8 bit (MOVX @ R1), port 2 mengeluarkan isi dari P2 pada Spesial

Function Register.

g. Pin 29 (PSEN)

Program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses

program memori eksternal masuk ke dalam bus selama proses

pemberian/pengambilan instruksi (fetching).

h. Pin 30 (ALE/PROG)

Address Latch Enable (ALE/PROG) merupakan penahan alamat memori eksternal

(pada port 1) selama mengakses ke memori eksternal. Pena ini juga sebagai

pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman.

i. Pin 31

External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori

program. Apabila diset rendah (L) maka Mikrokontroller akan melaksanakan

seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan apabila diset tinggi

(H) maka Mikrokontroller akan melaksanakan instruksi dari memori program

internal ketika isi program counter kurang dari 4096. ini juga berfungsi sebagai

tegangan pemograman (VPP = +12V) selama proses pemograman.

j. Pin 32 sampai 39

Ini adalah port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open colector, dapat juga

digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya

akses ke memori program eksternal. Pada saat proses pemograman dan verifikasi

Page 46: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. External pull-ups diperlukan selama

proses verifikasi.

k. Pin 40

Merupakan sumber tegangan positif yang diberi simbol VCC (power supply).

Gambar 2.19 Struktur Memori I/O AT89S51

.

2.10.2 Organisasi Memori Mikrokontroller AT89S51

AT89S51 yang merupakan versi EEPROM dari 8051 yang program

memorinya dapat diprogram dan dihapus secara elektrik. AT89S51 mempunyai

lokasi alamat yang terpisah untuk program memori dan data memori.

Page 47: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.10.3 Memori Program

Memori program hanya bisa dibaca saja karena bersifat sebagai ROM.

Memori ini disimpan dalam Flash PEROM.Memori program yang bisa diakses

langsung hingga64 Kbyte. Pada gambar memori program terdapat strobe (tanda)

untuk akses memori program eksternal melalui sinyal (Program Strobe Enable).

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 4 K byte memori program internal.

Bila memakai memori program eksternal, maka pin diberi Logika Low. Apabila

ingin memakai memori program internal pin diberi Logika High.

2.10.4 Memori Data

Memori data menempati ruang alamat terpisah. Memori eksternalnya dapat

diakses secara langsung hingga 64 Kbyte. CPU akan memberikan sinyal

baca dan tulis selama mengakses memori data eksternal.

1. Akumulator

ACC atau akumulator menempati lokasi E0H dan digunakan sebagai

register untuk penyimpanan data sementara dalam program.

2. Register B

Register B terletak pada lokasi F0H. Register ini digunakan selama operasi

perkalian dan pembagian. Saat intstruksi MUL AB terjadi perkalian antara

akumulator dengan data yang tersimpan dalam register B dan hasilnya16 bit

disimpan dalam register B dan akumulator (A) . Instruksi DIVA B melakukan

pembagian antara akumulator dengan data yang tersimpan dalam register B.

3. Stack Pointer (SP)

Register SP terletak pada lokasi 81H. SP merupakan register dengan

panjang 8 bit dan digunakan dalam proses simpan dan ambil dari/ke stack.

4. Data Pointer

Register Data Pointer atau DPTR mengandung byte tinggi DPH) dan byte

rendah (DPL) masing-masing berada di lokasi 83H dan 82H. DPTR dapat

dimanipulasi sebagai dua register 8 bit yang terpisah. Register Kontrol (Control

Register) pada register kontrol terdapat TMOD sebagai pewaktu. Timer Register

merupakanregister pencacah 16 bit.Timer 0 high dan timer 0 low terdapat pada

Page 48: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

masing-masing 8CH dan8AH. Timer1 high dan timer 1 low terdapat dilokasi

8DH dan 8BH.

2.10.5 Memori Eksternal

Selain PEROM dan internal RAM yang terdapat pada mikrokontroler

AT89S51, DT51 juga mempunyai memori eksternal berjenis EEPROM

(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Sesuai dengan

namanya maka EEPROM dapat ditulis dan dihapus secara elektrik, mirip seperti

RAM namun bersifat non volatile sehingga data yang tersimpan dalam EEPROM

tidak hilang meskipun catu daya dimatikan.

2.10.6 Set Instruksi

Ada beberapa instruksi yang dikenal oleh mikrokontroler AT89S51 yaitu:

2.10.6.1 Instruksi Aritmatika (Instruksi Perhitungan )

Operasi dasar aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan

pembagian dimiliki oleh AT89S51 dengan mnemonic, INC, ADD, ADDC,

SUBB, DEC, MUL, dan DIV. Deskripsi mnemonic tersebut dapat dijelaskan

sebagai berikut :

a. INC = Menambahkan satu isi sumber operand dan hasilnya disimpan

operand.

b. ADD = Penjumlahan antara akumulator dengan sumber operand dan

hasilnya disimpan di akumulator.

c. ADDC = Hasil dari instruksi ADD ditambah satu bila CY diset.

d. SUBB = Pengurangan akumulator dengan sumber operand, lalu kurangi

satu bila CY diset, hasilnya disimpan dalam operand tersebut.

e. DEC = Mengurangi sumber operand dengan satu, dan hasilnya disimpan

dalam operand tersebut.

f. MUL = Perkalian antara akumulator dengan register B.

g. DIV = Pembagian antara akumulator dengan register B dan hasilnya

disimpan dalam akumulator, sisanya di register B.

Page 49: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

2.10.6.2 Intruksi Logika

Mikrokontroller AT89S51 dapat melakukan operasi logika bit maupun

operasi logika byte. Operasi logika tersebut dibagi atas dua bagian yaitu :

1. Operasi logika operand tunggal, yaitu terdiri dari : CRL, SETB, CPL,

RCL, RR, RRL, dan SWAB.

2. Operasi logika dua operand, yaitu terdiri dari : ANL, ORL, dan XRL.

Operasi yang dilakukan oleh AT89S51 dengan pembacaan instruksi logika dapat

dijelaskan sebagai berikut :

b. CLR -- Menghapus bit atau byte menjadi satu.

c. SETB -- Menset bit atau byte menjadi satu.

d. CPL -- Mengkomplementasikan akumulator.

e. RL -- Rotasi akumulator 1 bit digeser melalui carry flag.

f. RR -- Rotasi akumulator 1 bit ke kanan.

g. RRL -- Rotasi akumulator 1 bit ke kiri.

h. SWAB -- Pertukaran nibble order rendah dengan nibble orded tinggi.

i. ANL -- Operasi logika AND dan hasilnya disimpan dalam operand

pertama.

j. ORL -- Operasi logika OR dan hasilnya disimpan dalam operand

pertama.

k. XRL -- Operasi logika X-OR dan hasilnya disimpan di operand

pertama.

2.10.6.3 Instruksi Transfer Data

Instruksi transfer data terbagi menjadi dua belas operasi sebagai berikut :

a. Transfer data umum (General Purpose Transfer), yaitu : MOV, PUSH,

dan POP.

b. Transfer spesifikasi akumulator (Accumulator Specific Transfer), yaitu :

XCH, XCHD, dan MOVC.

Instruksi transfer data adalah instruksi pemindahan atau pertukaran antara

operand sumber dengan operand tujuan. Operand-nya dapat berupa register,

memori atau suatu memori.

Deskripsi instruksi transfer data tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

Page 50: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

a. MOV -- Transfer bit atau byte dari operand sumber ke operand tujuan.

b. PUSH -- Transfer byte dari operand sumber ke suatu lokasi dalam stack

yang ditujukan oleh register penunjuk (stack pointer).

c. POP -- Transfer byte dalam stack ke operand tujuan.

d. XCH -- Pertukaran data antara operand akumulator dengan operand

sumber.

e. XCHD -- Pertukaran nibble rendah anatar RAM internal (lokasi ditujukkan

oleh R0 dan R1) dengan akumulator.

Page 51: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

BAB III

Perancangan Sistem Pintu Garasi Otomatis ini diawali dengan pembuatan

blok diagram dari sistem tersebut. Dimana tiap-tiap blok berhubungan antara yang

satu dengan yang lainnya. Perancangan sistem ini dibagi atas dua bagian yaitu

perancangan secara hardware dan software.

3.1 Perancangan Hardware

Perancangan hardware berupa rangkaian-rangkaian yang ada pada tiap

komponen-komponen yang dibutuhkan dalam perancangan dan pembuatan Pintu

Garasi Otomatis.

3.1.1 Diagram Blok Sistem

Perancangan Hardware dapat digambarkan melalui diagram blok. Diagram

blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara

kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir kesalahan dalam suatu

sistem. Diagram blok dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang

hardware yang akan dibuat secara umum. Diagram blok merupakan pernyataan

hubungan yang berurutan dari satu atau lebih komponen yang memiliki satu

kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok rangkaian mempengaruhi blok rangkaian

yang lain. Diagram blok sistem ini mempunyai beberapa blok penting. Adapun

diagram blok sistem ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Tombol

Buka

Tombol

Tutup

Mikro

kon

troller

Led Infra

Merah

IC

Penerima

IR

Mikro

kon

troller

Driver

Motor

Motor

Dc

Pintu

Page 52: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Adapun fungsi dari masing-masing blok tersebut adalah :

Rangkaian Led Infra Merah :

Rangkaian Ic Penerima IR :

Rangkaian Driver Motor :

Rangkaian Motor DC :

Rangkaian Mikrokontroller : rangkaian ini merupakan inti dari diagram blok

sistem pintu otomatis ini.

Page 53: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51
Page 54: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.1.2 Rangkaian Remote Control

Pada remote control terdapat dua bagian yang utama yaitu : bagian

transceiver dan bagian receiver. Bagian transmitter dalam hal ini menggunakan

remote yang sudah jadi, yaitu remote untuk TV. Sedangkan bagian penerimanya

dibangun dari dioda infra merah, filter, dan penguat sinyal/amplifier.

3.1.2.1 Rangkaian Receiver

Untuk dapat mengambil data yang dipancarkan oleh remote maka harus

dibuat rangkaian penerima yang terdiri dari op-amp, IC 74LS04 (inverter), multi

tune variable resistor, IR dioda (receiver) dan beberapa komponen penunjang.

Rangkaian receivernya dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Rangkaian Receiver Remote

Penggunaan dari op-amp ini untuk mengatur penguatan dari sinyal yang

diterima oleh IR dioda. Sinyal yang diterima oleh IR dioda ini akan dimasukkan

rangkaian High Pass Filter (C dan R). Kombinasi nilai dari C dan R ini diperoleh

dengan menggunkanan rumus :

Page 55: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

…………….persamaan(3.1)

Sinyal yang keluar dari rangkaian High Pass Filter dikuatkan dua kali.

Rangkaian penguat 1 adalah non-inverting amplifier dengan menggunakan op-

amp LM358. Kemudian output dari rangkaian penguat 1 dikuatkan sekali lagi

dengan penguatan non inverting amplifier juga dengan op-amp LM358. Sinyal

yang keluar dari rangkaian penguat 2 ini masih mengandung sinyal carrier. Untuk

itu sinyal carriernya perlu dihilangkan dengan cara menambahkan rangkaian Low

Pass Filter (R dan C).

Penggunaan rangkaian High Pass Filter dan Low Pass Filter ini untuk

membatasi frekuensi yang diterima, sinyal yang berada di bawah 159.23 Hz dan

di atas 7.24 kHz tidak dilewatkan. Dengan rangkaian Low Pass Filter tersebut

maka sinyal carrier dari remote TV Sony tidak akan dilewatkan Kemudian sinyal

itu disempurnakan dengan menambahkan rangkaian comparator dengan

mengunakan op-amp tipe LM339. Komparator ini berfungsi jika tegangan yang

masuk kurang dari tegangan referensinya maka outputnya akan low sebaliknya

jika tegangan yang masuk melebihi tegangan referensi maka outputnya akan high.

Output dari LM339 ini akan dimasukkan IC 74LS04 sebagai inverter.

Page 56: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Remote Control dibagi menjadi 3 menurut jenis pengkodeannya :

1. Pulses coded

Jenis ini mengatur panjang pulsanya, sehingga pulsanya divariasi untuk

menunjukkan data itu berlogic high atau low. Yang dijadikan variasi adalah pulsa

highnya. Metode ini dipakai oleh remote Sony.

Gambar 3.3 Pulses Coded

2. Space coded

Metode ini juga mengatur panjang pulsanya untuk menunjukkan data

tersebut berlogic low atau high. Tetapi yang diatur adalah lebar pulsa lownya.

Jenis ini diterapkan oleh remote Panasonic

Gambar 3.4 Space Coded

3. Shift coded

Metode ini yang paling berbeda diantara kedua metode di atas. Metode ini

menggunakan prinsip perbedaan fase untuk menunjukkan data yang dikirim

berlogic low atau high. Metode pengiriman data ini diterapkan oleh remote

Philips.

Page 57: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 3.5 Shift Coded

Penggunaan infra red sangat bagus dalam komunikasi dan kontrol suatu

sistem. Infra red adalah frekuensi radiasi yang bekerja di bawah tingkat

sensitivitas mata manusia. Jadi manusia tidak dapat melihat sinar tersebut.

Gambaran sinyal yang dikirimkan oleh transmitter dan diterima oleh IR

demodulator dapat ditunjukkan pada Gambar 3.6 sebagai contoh yang dikirimkan

adalah header:

Gambar 3.6 Hubungan Antara Sinyal Tx dan Rx

Jika transmitter mengirimkan sinyal on dan off maka pada receiver juga

menerima sinyal on dan off. Tetapi receiver hanya mendeteksi ada carrier atau

tidak. Jika ada data carrier maka pulsa yang dikirimkan adalah high sebaliknya

jika tidak ada carrier maka pulsa yang dikirimkan adalah low. Sinyal carrier

sebesar 40 kHz yang diterima oleh receiver akan hilang, karena pada receiver

sudah dibatasi dengan menggunakan rangkaian High Pass Filter dan Low Pass

Filter, frekuensi yang kurang dari 159.23 Hz dan lebih dari 7.24 kHz tidak

dilewatkan. Sedangkan sinyal informasi sebesar 4T=2200µs (454.54 Hz) akan

diterima begitu juga pulsa lownya sebesar 1T=550µs (1.82 kHz) akan diterima

Page 58: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

untuk diolah sebagai data header. Salah satu contoh aplikasi dari penggunaan

infra red adalah pada TV/VCR remote control. Infra red ini bekerja pada range

frekuensi antara 30-60 kHz.

3.1.3 Rangkaian Driver Motor

Rangkaian driver motor stepper merupakan rangkaian driver yang sangat

sederhana dan mudah dibuat hanya dengan beberapa komponen. Rangkaian driver

ini menggunakan satu buah transistor pada setiap input cacahan motor stepper

sebagai driver. Transistor juga berfungsi sebagai pelewat arus kumparan motor,

sehingga pada terminal output gerbang tidak akan terbebani. Pada kolektor

masing-masing transistor dipasang dioda dengan reverse bias atau bias mundur,

posisi masing-masing dioda ini adalah paralel dengan kumparan motor, hal ini

dimaksudkan supaya dioda dapat meredam arus balik yang dibangkitkan oleh

masing-masing kumparan motor tersebut. Peredaman berlangsung pada saat dioda

bias maju, yakni dimana rangkaian yang paralel dengan dioda bias maju otomatis

akan memperoleh tegangan sebesar 0,7 volt (silikon), 0.3 volt (germanium), atau

bahkan 0 volt untuk dioda ideal. Kemudian sebagai pengatur kondisi logika

rangkaian digunakan tiga buah gerbang logika, yaitu dua buah gerbang NOT dan

satu buah gerbang XOR. Gerbang NOT berguna untuk membalik logika yang

menuju basis Q1 dan Q2. Rangkaian Driver Motor ditunjukkan pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Motor

Page 59: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Tabel 3.1 Tabel Kebenaran Rangkaian Motor Stepper

INPUT KUMPARAN MOTOR YANG AKTIF

D0 D1

0 0 KUMPARAN A, KUMPARAN B

0 1 KUMPARAN B, KUMPARAN C

1 0 KUMPARAN C, KUMPARAN D

1 1 KUMPARAN D, KUMPARAN A

Dari tabel kebenaran diatas dapat kita peroleh Analisa dan Prinsip Kerja dari

Rangkaian Driver Motor Stepper adalah sbb :

1. Putaran 360 derajat (satu kali putaran penuh) diperoleh dengan empat kali

cacahan yakni 0 s/d 3.

2. Setiap satu kali cacahan motor akan berputar sebanyak 90 derajat atau

dengan kata lain 360 derajat dibagi dengan jumlah cacahan.

3. Dengan cacahan maju (counter up) kumparan yang akan aktif adalah

teratur membentuk putaran, sedangkan jika cacahan tidak teratur maka

putaran motor juga tidak akan teratur sesuai dengan kondisi logika

inputnya.

4. Dengan motor stepper ini bisa menentukan jangkah putaran juga arah

putaran secara bebas, lain halnya dengan motor dc biasa yang jangkah

putarannya tidak bisa kita tentukan.

5. Driver motor stepper ini sebenarnya hampir sama dengan driver motor dc

biasa, hanya saja pada motor dc, transistor digunakan sebagai driver satu

kumparan saja, sedangkan pada motor stepper digunakan transistor lebih

banyak sesuai dengan jumlah kumparan motor yang ada.

6. Intinya digunakan driver motor adalah supaya rangkaian tidak akan

terbebani oleh besarnya arus yang akan melewati kumparan, oleh karena

itu dimanfaatkan transistor.

7. Rangkaian driver motor stepper ini biasanya dimanfaatkan pada rangkaian

elektronika berbasis robot atau programmable control.

Page 60: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.1.4 Rangkaian Led Infra Merah

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen

yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain

setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan

bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa

energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien mengeluarkan

cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang

dipakai adalah galium, arsenic danphos phor us. Jenis doping yang berbeda

menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 3.8 Rangkaian Indikator LED (Light Emiting Dioda)

3.1.4.1 Prinsip Kerja LED

Jika diberi tegangan maju, LED akan mengeluarkan cahaya. Warna cahaya

yang akan dihasilkan tergantung dengan jenis material dari pertemuan intensitas

cahayanya yang berbanding dengan arus maju yang mengalir. Arus maju yang

diserap berkisar antara 10 sampai 20 mA untuk kecerahan nyala maksimum.

LED juga dapat bekerja ketika kutub anoda dihubungkan pada tegangan

listrik searah DC positif (+), dan kutub katode dihubungkan pada tegangan DC

negative (-) . Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah

1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan

tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt,

LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt.

Page 61: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.1.5.1 Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter)

Rangkaian ADC adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk

mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital, dalam arti sinyal yang awalnya

tidak bisa ditentukan nilai numeriknya menjadi sinyal yang mempunyai sifat

numerik. Sebenarnya saat ini sudah banyak sekali IC yang dibuat khusus untuk

kegunaan fungsi ADC, bahkan ada yang sudah terintegrated dengan IC

Mikrokontroller yang pastinya lebih mendukung aplikasi rangkaian yang lebih

kompleks. Tetapi dengan contoh rangkaian ADC dibawah ini setidaknya kita

dapat memahami prinsip kerja dari rangkaian ADC yang sesungguhnya.

Rangkaian ADC ditunjukkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Rangkaian ADC (Analog Digital Converter)

Dari gambar 3.9 dapat dilihat analisa dan prinsip kerja rangkaian tersebut

sebagai berikut :

1. Rangkaian ADC diatas memanfaatkan rangkaian pembanding op-amp

sebagai rangkaian dasar. Dimana perbedaan yang sedikit pada kedua

terminal input op-amp akan menghasilkan tegangan sebesar Vdd atau Vcc

op-amp. Jika tegangan pada terminal positif input lebih besar dari pada

terminal negatif input maka keluaran adalah 9 volt (sesuai dengan Vdd),

Page 62: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

sedangkan jika tegangan pada terminal negatif input lebih besar maka

tegangan keluarannya adalah 0 volt (sesuai dengan Vcc).

2. Menggunakan 3 (tiga) buah op-amp dengan tujuan setiap satu op-amp

mewakili satu jangkah pembagian tegangan input.

3. Pada masing-masing terminal negatif input op-amp mendapatkan tegangan

referensi (penentuan) yang ditentukan oleh pembagian tegangan antara R1,

R2, R3 dan R4.

4. R2, R3 dan R4 sengaja dibuat dengan nilai yang sama dengan maksud

supaya tegangan pada terminal negatif (referensi) masing-masing op-amp

membentuk jangkah atau range yang teratur.

5. Masing-masing terminal positif input op-amp digabung dan digunakan

sebagai jalur input sinyal analog. Hal ini sengaja diatur supaya posisi

sinyal input analog tersebut bisa dibaca oleh masing-masing op-amp yang

mana pada masing-masing terminal negatif input op-amp tersebut sudah

dipasang tegangan penentu.

6. Tegangan pada terminal negatif input IC2 adalah

= ((R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt

= (20K / 31,2K) x 9 volt = 5.77 volt

7. Tegangan pada terminal negatif input IC1 adalah

= ((R2+R3+R4) / (R1+R2+R3+R4)) x 9 volt

= (30K / 31,2K) x 9 volt = 8,65 volt

8. Jadi dari perhitungan tegangan referensi pada terminal negatif input ke-

tiga op-amp tersebut adalah mempunyai delta atau jangkah tegangan 2.88

volt.

9. Tegangan 2,88 volt ini yang disebut sebagai jangkah tegangan referensi

atau penentu. Jadi bisa disimpulkan bahwa rangkaian diatas akan

membaca sinyal input analog :

- 0 sd 2,88 volt sebagai angka 0

Page 63: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

- > 2,88 volt sd 5,77 volt sebagai angka 1

- > 5,77 volt sd 8,65 volt sebagai angka 2

- > 8,65 volt sebagai angka 3

3.1.5.2 Rangkaian DAC (Digital to Analog Converter)

Pada dasarnya rangkaian DAC dibuat untuk memenuhi kebutuhan akan

besarnya pengaruh rangkaian elektronika digital dalam perkembangan dunia

elektronika. Sejak ditemukannya bahan semikonduktor silikon dan germanium

maka dengan cepat terjadi revolusi dalam hal penyederhanaan dan keakurasian

suatu rangkaian elektronika. Disamping itu dengan diterapkannya rangkaian

digital akan menunjang sekali dalam hal penyimpanan dan mobilitas data. Banyak

sekali data-data yang sekarang bisa dioperasikan dengan komputer adalah

merupakan data-data yang dikonversi dari sinyal-sinyal analog. Sebagai contoh

sinyal suara ataupun video yang berbentuk analog bisa diputar dan disimpan

dengan menggunakan komputer setelah sinyal-sinyal analog tersebut diubah

menjadi data-data digital.

Page 64: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 3.10 Rangkaian DAC (Digital to Analog Converter)

Pada rangkaian DAC diatas menggunakan dua buah IC Op-Amp LM741

yang sering digunakan sebagai amplifier. IC1 berfungsi sebagai penghasil sinyal

analog yang terbalik dan IC2 berfungsi membalikkan kembali sinyal dari IC1.

Rangkaian dasar dari DAC adalah rangkaian penguat biasa, hanya saja digunakan

variasi dari beberapa resistor guna memperoleh sinyal penguatan yang teratur.

Aturan yang harus dipahami dari rangkaian DAC ini adalah nilai dari resistor-

resistor pada bagian input op-amp. Nilai untuk resistor pada bit tinggi (R4) harus

2x dari resistor penguat (R5), kemudian untuk bit selanjutnya harus 2x dari nilai

resistor pada bit yang lebih tinggi. Jadi jika rangkaian DAC menggunakan 4 bit

maka pada bit satuan (bit paling rendah) nilainya harus 8x dari bit ke-4. Dari

gambar diatas bit satuan diwakili oleh resistor 80 Kohm.

Contoh Kondisi :

1. 0001 (1) = SW1 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan output yang

dihasilkan adalah (5K/80K) x 9 volt = 0,5625 volt

2. 0010 (2) = SW2 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan outputnya adalah

(5K/40K) x 9 volt = 1,125 volt

3. 0011 (3) = SW1 dan SW2 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan

outputnya adalah (5K/R paralel 80K dan 40K) x 9 volt = (5K/26,667K) × 9

volt = 1,6875 volt

4. 1000 (8) = SW4 ditutup dan saklar lain dibuka, tegangan outputnya adalah

(5K/10K) x 9 volt = 4.5 volt.

Page 65: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Dari perhitungan diatas dapat ditarik kesimpulan bahawa dengan tegangan output

berbanding lurus dengan kondisi masukan, misal untuk 1 desimal adalah 0.5625

volt maka, desimal 2 = 2 x 0.5625 = 1.125 volt, desimal 3 = 3 x 0.5625 = 1.6875

volt dan begitu seterusnya. Kondisi ini dikarenakan adanya hubungan paralel

antara resistor-resistor input.

3.1.6 Rangkaian IC L293D Penerima

IC L293D ini adalah suatu bentuk rangkaian daya tinggi terintegrasi yang

mampu melayani 4 buah beban dengan arus nominal 600mA hingga maksimum

1.2 A. Keempat kanal inputnya didesain untuk dapat menerima masukan level

logika TTL. Biasa dipakai sebagai driver relay, motor DC, motor stepper maupun

pengganti transistor sebagai saklar dengan kecepatan switching mencapai 5kHz.

Driver tersebut berupa dua pasang rangkaian h-bridge yang masing-masing

dikendalikan oleh enable 1 dan enable 2.

IC driver L293D merupakan H-bridge driver dengan kemampuan yang

jauh lebih unggul dibandingkan H bridge biasa (terbuat dari transistor yang

dirangkai menjadi H-bridge).

Kelebihannya antara lain:

1. lebih mudah pembuatannya

2. mampu menangani 2 motor

3. arus dan tegangannya relatif lebih besar daripada transistor

Page 66: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 3.11 Konfigurasi Pin ICL293D

Cara kerjanya cukup sederhana dengan memberikan tegangan 5V sebagai

Vcc pada pin 16 dan 9 Volt pada pin 8 untuk tegangan motor, maka IC siap

digunakan. Saat terdapat tegangan pada input 1,2, dengan memberikan logika

tinggi pada enable 1 maka output 1,2 akan aktif. Sedangkan jika enable 1

berlogika rendah, meskipun terdapat tegangan pada input 1 dan 2 output tetap nol

(tidak aktif). Hal ini juga berlaku untuk input dan output 3,4 serta enable 2.

Pada pembuatan alat ini kami menggunakan IC L293D sebagai motor

driver. IC L293D mempunyai empat pin input dan empat pin output, dapat dilihat

pada Gambar 3.13 IC L293D merupakan rangkaian penyangga (buffer) pada

sistem digital yang dapat mempertahankan jumlah tegangan maupun arus

sehingga dapat menggerakkan motor DC dengan stabil tanpa mempengaruhi

rangkaian lainnya.

Page 67: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Gambar 3.12 Rangkaian Penyangga Ic L239D

3.1.7 Rangkaian Motor DC

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga

listrik arus searah ( Listrik DC ) menjadi tenaga gerak atau mekanik, dimana

tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada motor. Dalam kehidupan sehari –

hari motor DC dapat dilihat pada motor starter mobil, pada tape recorder, pada

mainan anak–anak dan pada pabrik–pabrik motor DC digunakan untuk traksi,

elevator, conveyor, dan sebagainya. dimana tidak ada perbedaan konstruksi

antara motor DC dan generator DC.

Gambar 3.13 Rangkaian Ekivalen Motor DC Penguat Terpisah

Pada gambar rangkaian 3.13 diatas dapat diperoleh keterangan sebagai berikut :

Va /Ea = tegangan jangkar (V).

Page 68: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Ia = arus Jangkar (A).

Ra = tahanan kumparan jangkar (Ω).

La = induksi kumparan jangkar (Henry).

n = kecepatan jangkar (rad/sec).

n = Putaran (RPM).

= Fluks / kutub.

k = Konstanta.

……………….……………………….persamaan (3.2)

Dalam aplikasinya seringkali sebuah motor digunakan untuk arah yang searah

dengan jarum jam maupun sebaliknya. Untuk mengubah putaran dari sebuah

motor dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir melalui motor

tersebut. Secara sederhana seperti yang ada pada gambar 3.14, hal ini dapat

dilakukan hanya dengan mengubah polaritas tegangan motor. Berikut ini adalah

gambar rangkaian driver motor DC putar kiri dan putar kanan dengan diode :

Gambar 3.14 Rangkaian Driver Motor DC Putar Kiri dan Kanan

Page 69: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Driver Motor DC menggunakan IC L293D

Pada dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor DC harus dapat

mengatur kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri. Untuk dapat

melakukan pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode PWM

(Pulse Width Modulation) sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat

menggunakan rangkaian H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi

dipasaran telah disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang dapat

mengatur arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk

mengatur kecepatan motor DC. Jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat

diatur kecepatannya tanpa dapat mengatur arah putarnya, maka kita dapat

menggunakan sebuah transistor sebagai driver. Untuk mengatur kecepatan putar

motor DC digunakan PWM yang dibangkitkan melalui fitur Timer pada

mikrokontroler. Sebagian besar power supply untuk motor DC adalah sebesar 12

V, sedangkan output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar 5 V. Oleh

karena itu digunakan transistor sebagai penguat tegangan.

Gambar 3.15 Rangkaian Motor DC menggunakan IC L293D

Page 70: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

Dari gambar diatas Pin EN1 merupakan sebuah pin yang difungsikan

untuk meng-enable-kan motor DC (ON/OFF motor DC), oleh karena itu pin EN1

dapat dihubungkan dengan output PWM dari mikrokontroler. Sedangkan pin IN1

dan IN2 digunakan sebagai input logika untuk mengatur putaran motor DC dan

dapat juga digunakan untuk memberhentikan motor DC secara cepat (fast motor

stop). Untuk lebih jelas tentang pin IN1 dan IN2 dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 3.2 Kondisi Motor DC pada PIN IN1 dan IN2

IN1 IN2 Kondisi Motor

0 0 fast motor stop

0 1 putar searah jarum jam

1 0 putar berlawanan arah jarum jam

1 1 fast motor stop

Jika diinginkan motor berputar searah jarum jam, maka pin mikrokontroler PD6

(IN1) diberi logika low dan PD7 (IN2) diberi logika high. Sedangkan EN1

dihubungkan dengan output PWM mikrokontroler (PD4).

3.1.8 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Rangkaian ini merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengendalikan

semua bagian yang bekerja pada sistem alat ini. AT89S51 memiliki rangkaian

dalam yang cukup lengkap, dengan demikian komponen luar yang digunakan

semakin sedikit, hanya merupakan pelengkap IC tersebut terdiri dari beberapa

input yaitu : clock osilator Kristal dan rangkaian reset secara eksternal. IC ini

dibuat dengan ukuran kecil, dengan penggunaan daya yang rendah dan dengan

kinerja yang cukup tinggi. Operasi seluruh input dan output dari pena-pena

tergantung pada pemrograman dengan menggunakan bahasa assembly. Adapun

komponen yang digunakan untuk menyusun rangkaian minimum mikrokontroller

tersebut antara lain : kapasitor 30µF, 10µf, Kristal 11.592 MHz, resistor 10 KΩ

Page 71: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

serta sebuah tombol power on reset. Dibawah ini ditunjukkan gambar rangkaian

dari mikrokontroller.

Gambar 3.16 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Page 72: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.2 Perancangan Software

3.2.1 Flowchart

Setelah perancangan hardware selesai, kemudian dimulailah dengan

perancangan software. Dalam perancangan software ini terbagi atas dua bagian

yaitu perancangan flowchart dan perancangan program.

Adapun tujuan dari perancangan flowchart adalah untuk memudahkan kita

di dalam perancangan program yang akan digunakan. Flowchart yang digunakan

dalam perancangan alat ini adalah sebagai berikut :

Ya

Tidak

Gambar 3.16 Flowchart Sistem

Inisialisasi

sinyal Tx

Cek

Received

“Buka”

Pintu Membuka

dan LED menyala

hijau

Cek

Received

“Tutup”

Pintu menutup dan

LED menyala

merah

End

Start

Page 73: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.2.2 Bahasa Pemrograman Remote Pintu

main:

jb p1.1,cek

acall utama1

acall utama1

acall utama1

acall utama1

sjmp main

cek:

jb p1.2,main

acall utama2

acall utama2

acall utama2

acall utama2

sjmp main

utama1:

mov 70h,#4

mov 60h,#11

acall Kirim_Sinyal

setb p1.0

acall delay

Page 74: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

mov 60h,70h

acall Kirim_Sinyal

setb p1.0

acall delay

sjmp main

utama2:

mov 70h,#8

mov 60h,#11

acall Kirim_Sinyal

setb p1.0

acall delay

mov 60h,70h

acall Kirim_Sinyal

setb p1.0

acall delay

sjmp main

Kirim_Sinyal:

mov r1,60h

frek38khz:

mov r0,#14

Page 75: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

loop:

clr p1.0

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

nop

setb p1.0

nop

nop

nop

nop

nop

nop

Page 76: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

nop

nop

nop

nop

djnz r0,loop

djnz r1,frek38khz

ret

tunda:

mov r7,#5

tnd:

mov r6,#255

td:

mov r5,#255

djnz r5,$

djnz r6,td

djnz r7,tnd

ret

delay:

mov r7,#6

dly:

mov r6,#255

Page 77: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

djnz r6,$

djnz r7,dly

ret

tunda1:

mov r7,#5

tnd1:

mov r6,#255

td1:

mov r5,#255

djnz r5,$

djnz r6,td1

djnz r7,tnd1

ret

Page 78: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

3.2.3 Bahasa Pemrograman Remote Penerima

clr p1.0

clr p1.1

utama:

mov 60h,#0

loop:

jb p1.7,$

hitung:

acall tunda

inc 60h

jnb p1.7,hitung

mov a,60h

mov b,#10

div ab

cjne a,#11,utama

mov 60h,#0

sjmp buka

loop1:

jb p1.7,$

hitung1:

acall tunda

inc 60h

jnb p1.7,hitung1

mov a,60h

mov b,#10

div ab

mov 71h,a

dec 71h

mov a,71h

Page 79: 89911548 Perancangan Dan Pembuatan Pintu Otomatis Dengan Menggunakan Remote Berbasis Mikrokontroller At89c51

cjne a,#3,cek

acall buka

ljmp utama

cek:

cjne a,#7,utama

acall tutup

ljmp utama

buka:

setb P1.0

sjmp buka

tutup:

setb P1.0

sjmp tutup

tadc:

mov r7,#80h

adc: mov r6,#20h

djnz r6,$

djnz r7,adc

ret

tunda:

mov r7,#14

djnz r7,$

ret