LAPORAN PERTANGGUNGJAWABAN PERTANGGUNGJAWABAN PEMBUATAN ALAT “
PROTOTYPE GELANGGANG OLAH RAGA(GOR) PINTAR BERBASIS MIKROPROSESOR Z80 ” MATA KULIAH SISTEM S ISTEM MIKROPROSESOR
DOSEN PENGAMPU: Drs. JUSUF BINTARO, MT
DISUSUN OLEH : NADIAH NUR AZIZAH (5215151292)
PENDIDIKAN VOKASIONAL TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2018
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada era modern ini, teknologi sangat dibutuhkan untuk mengembangkan apapun, ada beberapa orang yang sangat sibuk sehingga terkadang dia malas hanya untuk melakukan sesuatu yang menjadi jalan bagi dirinya untuk dapat mencapai keinginannya, contoh sederhanannya adalah membuka pinta, meyalakan kipas, menyalakan lampu, dan banyka hal lagi yang lainnya. Berdasarkan alasan itulah beberapa gedung atau ruangan dilengkapi dengan alatalat otomatis, seperti contohnya adalah pintu yang dapat terbuka dan tertutup secara otomatis, lampu yang menyala dan mati secara otomatis, kipas yang menyala Berlandaskan hal itulah saya bermaksud untuk membuat sebuah ruangan yang bekerja secara otomatis, dari mulai buka atau tutup pintu, nyala lampu, nyala kipas, nyala LCD semuanya akan dikerjakan secara otomatis, seingga manusia tidak perlu mengeluarkan tenaga untuk melakukan pekerjaan tersebut.
1.2 Rumusan Masalah Bedasarkan latar belakang diatas, maka penulis menentukan perumusan masalah yaitu Bagaimanakah cara membuat Gelanggang Olahraga (GOR) Pintar dengan menggunakan basis Mikroprosesor Zilog Z-80 ?
1.3 Tujuan Pembuatan Alat Tujuan dari pembuatan alat ini adalah sebagai pemenuhan tugas akhir dan juga untuk memenuhi syarat kelulusan dari mata kuliah sistem mikroprosesor. Tugas akhir ini juga mempunyai maksud untuk mengimplementasikan hasil belajar teori serrta praktikum yang telah dipelajari, sehingga dapat menghasilkan alat yang dapat bermanfaat untuk mempermudah mengatasi masalah yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II LANDASAN TEORI 2.1
Sistem Mikroprosesor
Secara teori, mikroprosesor adalah suatu otak yang berfungsi untuk mengendalikan segala hal yang terhubung kepadanya. Tidak hanya mengendalikan, namun otak ini dapat memproses segala sesuatu (input ) yang diberikan kepadanya. Secara fisik, otak ini berbentuk sebuah kepingan (chip) yang merupakan perpaduan dari beberapa rangkaian elektronika yang rumit yang memang dirancang/ dibuat untuk mengolah / memproses pekerjaan-pekerjaan yang cukup kompleks. Mikroprosesor dapat mengerjakan data 8/16/32/64 bit. Kemampuan ini akan tergantung pada lebar jalur data (data bus), sedangkan untuk mengalamati tergantung pada lebar jalur alamat yang dimilikinya. Mikroprosesor Z 80 buatan Zilog yang mempunyai 16 saluran alamat, artinya mampu meraih 65536 lokasi memori (64 K byte). Tiap lokasi mampu menyimpann data 8 bit.
Gambar 1. Diagram Blok Mikroprosesor
Pada mikroprosesor Z80, ada Arithmetic Logic Unit (ALU) dan juga register CPU yang digunakan untuk menyimpan data sementara. Register – register ini menyimpan hasil hitungan atau cacatan untuk melakukan suatu operasi tertentu secara berulangkali. Mikroprosesor Z80 mempunyai register -register (A,B,C,D,E,H,L,F,I) yang berkapasitas 8 bit, dan dilengkapi dengan register 16 bit, yaitu IX, IY, SP, dan PC. Register-register ini digunakan untuk mengolah dan menyimpan data sementara. Adapun kelengkapan Z80 PIO adalah: 1. Dua periperal port antar muka paralel 8 bit independent dengan kendali jabat tangan 2. Penggerak I/O terinterupsi 3. Empat mode operasi a. Mode 0: Byte Output dengan jabat tangan b. Mode 1: Byte Input dengan jabat tangan c. Mode 2: Byte Bidirectional dengan jabat tangan (hanya untuk Port A) d. Mode 3: Sebagai Bit Control 4. Logika interupsi dengan prioritas daisy chain
5. Semua Input dan Output Kompatibel dengan TTL 6. Susunan pin pada IC Z-80 PIO adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Konfigurasi Pin pada Zilog Z-80
Z-80 PIO terdiri dari dua port yaitu Port A dan Port B. Masing-masing port dilengkapi dengan pena-pena jabat tangan dengan 40 pin dalam dua lajur fungsi.
2.2
Komponen Pendukung
2.2.1 Light-Emitting Diode (LED)
Diode pancaran cahaya (light-emitting diode; LED) 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.
2.2.2 Photodioda
Photodioda adalah suatu jenis dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, dimana jika terkena cahaya maka bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir, serta dapat dikatakan pula seperti saklar yang diaktifkan dengan cahaya. Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor. Biasanya yang dipakai adalah silicon (Si) atau gallium arsenide (GaAs), dan lain-lain termasuk indium antimonide (InSb), indium arsenide (InAs), lead selenide (PbSe), dan timah sulfide (PBS). Bahan-bahan ini menyerap cahaya melalui karakteristik jangkauan panjang gelombang, misalnya: 250 nm ke 1100 untuk nm silicon, dan 800 nm ke 2,0 μm untuk GaAs. 2.2.3 Komparator
Komparator merupakan komponen yang berfungsi sebagai pembanding antara tegangan yang masuk dengan tegangan referensi. Didalam alat ini digunakan LM 358, dikarenakan komponen ini adalah komponen yang paling umum dan sesuai dengan kebutuhan pada alat ini.
LM 358 merupakan IC regulator tegangan atau biasanya disebut single supply dual operational amplifier . Terdiri atas 4 masukan, memiliki 4actor penguatan yang besar dan frekuensi intern yang berubah-ubah. Karakteristiknya yang ideal memudahkan dalam merancang rangkaian karena bekerja pada tingkat yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya.
2.2.4 Schmitt Trigger
Berfungsi sebagai penstabil gelombang tegangan keluaran dari komponen sebelumnya yang akan dialiri atau diteruskan kedalam sebuah IC ( Integrated Circuit ) agar tidak terjadi pembacaan terulang atau bouncing . Didalam rangkaian ini jenis yang dipakai adalah IC 7414. IC 7414 adalah Hex respons trigger Inverter yang digunakan
dalam
input
alat.
Schmitt Trigger Inverter adalah jenis invert khusus yang dapat menghasilkan sinyal keluaran yang tajam, tidak tergantung pada output nya. Kecuraman sinyal sangat dibutuhkan dalam rangkaian sensor yang dituntut responsiv dan responsive.
2.2.5 Resistor Variabel
Trimpot Adalah jenis resistor variable yang diputar dengan obeng. Area putar dari trimpot berupa lekukan berbentuk tanda plus atau minus seperti pada kepala skrup. Penggunaan trimpot dikhususkan untuk pengaturan yang bersifat tetap dan tidak sering diubah selama pemakaaian terutama oleh pengguna.
2.2.6 Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan tegangan arus searah yang digunakan pada medan kumparan menjadi gerak mekanik. Ada 2 bagian dalam kumparan motor DC, yang pertama adalah stator atau bagian yang tidak berputar dan rotor adalah bagian yang berputar. Ada 3 bagian utama dari motor DC, yaitu; 1.
Kutub medan, yaitu kutub utara dan selatan pada medan magnet. Garis magnetic energy membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub- kutub dari utara ke selatan.
2.
Dinamo (Current Electromagnetic), yaitu 5ynamo yang berbentuk silinder dan dihubungkan ke penggerak. Berputarnya dynamo karena adanya efek dari medan elektromagnetik yang dihasilkan dari kutub- kutub magnetic.
3. Commutator , yaitu berfungsi sebagai transmisi arus antara dynamo dan
sumber.
2.2.7 Transistor
Transistor adalah alat semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, pemutus atau penyambung, atau sebagai modulasi sinyal. BJT ( Bipolar Junction Transistor ) merupakan
transistor yang bekerja berdasarkan besaran arusnya dan FET ( Field-Effect Transistor ) merupakan transistor yang bekerja berdasarkan tegangan inputnya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu basis (B), emitor ( E), dan kolektor (C). biasanya, transistor digunakan pada amplifier pada keluaran suara ataupun sinyal komunikasi. Terdapat 2 jenis transistor, yaitu PNP yang bekerja apabila tidak ada tegangan yang masuk melalui basis (B) dan NPN yang bekerja apabila terdapat tenganan yang masuk pada basis (B).
2.2.8 Relay
Relay adalah komponen yang berfungsi sebagai saklar on/off otomatis yang dikendalikan oleh arus yang melalui kumparan (coil ). Kumparan pada relay berguna sebagai pengontrol salkar dengan mengubah arus yang mengalir menjadi medan elektromagnetik sehingga dapat menarik plat konduktor dari sisi Nc ( Normaly Close) menjadi ke sisi No ( Normaly Open).
BAB III DESKRIPSI ALAT 3.1
Flowchart
Mulai
Inisialisasi program Z80 PIO
Input dari Sensor 1
A
Sensor 3
Pintu 2 terbuka, Papan skor, dan AC mati
CALL DELAY Pintu 1 terbuka, Lampu menyala Pintu Menutup CALL DELAY Sensor 4 Pintu Menutup Lampu mati Sensor 2
Papan skor dan AC menyala
A
3.2
Denah Alat
Berhenti
Sensor 4
Sensor 3 Sensor 1
PAPAN SKOR LAMPU AC
3.3
Deskripsi Input Output Input dari sensor photo diode
Input dari alat : Input 1 : sensor 1 Input 2 : sensor 2 Input 3 :sensor 3
PORT A
Input 4 : sensor 4
Output nyala kipas, nyala lampu serta nyala LCD. Output 1 : sensor 1 mendeteksi orang, pintu1 terbuka, lampu
Menyala, Call delay, pintu 1 menutup. Output 2 : sensor 2 mendeteksi orang, papan skor dan AC menyala Output 3 : sensor 3mendeteksi orang, pintu 2 terbuka, papan skor
PORT B
dan AC mati, Call delay, pintu 2 menutup. Output 4 : sensor 4 mendeteksi orang,delay, kipas menyala. 3.4
Deskripsi Alat Alat berbentuk ruangan, terdiri dari 2 pintu yang digerakkan oleh motor dvd (penggerak),
lampu pada atap ruangan, kipas pada alat ini menggunakan indikator berupa led dan papan skor pada dinding ruangan, selain lcd pada bagian-bagian dinding terdapat beberapa sensor sebagai inputan alat. Selain itu, alat ini menggunakan system mikroprosesor MPF-1 yang merupakan system dimana piranti-pirantinya dirangkai dalam suatu unit terpadu dalam papan rangkaian tercetak (PCB) dengan komponen utama sebuah
mikroprosesor Zilog80 untuk menginput
program-program. Di serangkaian alat ini terdapat 8sensor sebagai inputan, 3 buah motor,lampu dan LCD sebagai outputnya. Prinsip kerja alat :
1. Ruang Rapat Pintar Berbasis Mikroprosessor Zilog Z80 melalui rangkaian driver yang dikendalikan MPF-1 Z-80 PIO dengan menekan RESET + PC + Go 2. Setelah menekan Reset + PC + Go maka program akan dimulai. 3. Ketika sensor 1 mendeteksi keberadaan orang maka pintu 1 akan terbuka dan lampu menyala. 4. Program akan mengCall delay dan pintu 1 menutup. 5. Ketika sensor 2 mendeteksi keberadaan orang maka papan skor dan kipas menyala 6. Ketika sensor 3 mendeteksi keberadaan orang maka pintu 2 akan terbuka, papan skor, kipas mati 7. Program mengCall delay dan pintu 2 menutup 8. Ketika sensor 4 mendeteksi keberadaan orang maka lampu akan mati dan program selesai
3.5
3.6
3.7
Pemetaan input (Sensor) 3
2
1
0
3
2
1
0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 1 0
Hex
01H 02H 04H 08H
K eter angan
Sensor Sensor Sensor Sensor
1 2 3 4
Pemetaan Output (Driver) 3
2
1
0
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
03H
Pintu 1 terbuka, Lampu Menyala
0
0
0
0
0
1
1
0
06H
Pintu 1 Menutup
0
0
0
1
1
0
1
0
19H
Kipas, Papan Skor, Lampu Menyala
0
0
1
0
0
0
1
0
22H
0
1
0
0
0
0
1
0
42H
Pintu 2 Terbuka, AC dan Pa an Skor Mati Pintu 2 Menutup
0
0
0
0
0
0
0
0
00H
Lampu Mati
K eter angan
Hex
List Program Address
Op – Code
Mnemonic
1
1800
3E 4F
LD A, 4FH
2
1802
D3 82
OUT(82H),A
Input pada port B
3
1804
3E 0F
LD A, 0FH
Insialisasi output (isi A dengan 0F)
No
Label
Fungsi
Insialisasi input (isi A dengan 4F)
No
Label
4 5
AWAL
6
Address
Op – Code
Mnemonic
1806
D3 83
OUT(83H),A
1808
DB 80
IN A, (80H)
180A
FE 01
CP 01H
Fungsi
Output pada port A Data B sebagai jalur input Bandingkan port B apakah nilainya 01 H?
180C
7
CA 50 18
JP Z, OUT1
Jika 01H maka lompat ke OUT1(label)
180F
8
FE 02
CP 02H
Bandingkan port B apakah nilainya 02H?
1811
9
CA 5E 18
JP Z, OUT2
Jika 02H maka lompat ke OUT2(label)
1814
10
FE 04
CP 04H
Bandingkan port B apakah nilainya 04H?
1816
11
CA 65 18
JP Z, OUT3
Jika 04H maka lompat ke OUT3(label)
1819
12
FE 08
CP 08H
Bandingkan port B apakah nilainya 08?
181B
13
CA 73 18
JP Z, OUT4
Jika 08H maka lompat ke OUT4(label) Jika tidak ada salah satu kondisi input
181E
14
C3 08 18
JP AWAL
yang terpenuhi maka lompat ke AWAL(label).
15
OUT1
16
1850
3E 03
LD A, 03H
1852
D3 81
OUT(81H),A
Mengisi register A dengan data 03H Isi pada register A dikeluarkan ke data PORT B
17
CALL DELAY Memanggil program delay(label)
1854
CD 00 19
1857
3E 06
LD A, 06H
19
1859
D3 81
OUT(81H),A
20
185B
C3 08 18
JP AWAL
Lompat ke AWAL(label)
185E
3E 19
LD A, 19H
Mengisi register A dengan data 19H
1860
D3 81
OUT(81H),A
18
21
OUT2
OUT3
22
Mengisi register A dengan data 06H Isi pada register A dikeluarkan ke data PORT B
Isi pada register A dikeluarkan ke data PORT A
23 24
OUT4
1862
C3 08 18
JP AWAL
Lompat ke AWAL(label)
1865
3E 22
LD A, 22H
Mengisi register A dengan data 22H
No
Label
25
Address
Op – Code
Mnemonic
1867
D3 81
OUT(81H),A
Fungsi
Isi pada register A dikeluarkan ke data PORT A
26 27
OUT5
28
CALL DELAY Memanggil program delay(label)
1869
CD 00 19
186C
3E 42
LD A, 42H
186E
D3 81
OUT(81H),A
Mengisi register A dengan data 42H Isi pada register A dikeluarkan ke data PORT A
29 30
OUT6
1870
C3 08 18
JP AWAL
Lompat ke AWAL(label)
1873
3E 00
LD A, 00H
Mengisi register A dengan data 00H Isi pada register A dikeluarkan ke
31
1875
D3 81
OUT(81H),A
32
1877
C3 73 18
JP AWAL
Lompat ke AWAL(label)
33
1900
06 10
LD B, 10H
B
10H
data PORT A
34
Loop1
1902
0E FF
LD C, FFH
C
FFH
35
Loop2
1904
16 FF
LD D, FFH
D
FFH
36
Loop3
1906
15
DEC D
D
D-1
37
1907
C2 06 19
JPNZ, Loop3
38
190A
0D
DEC C
39
190B
C2 04 19
JPNZ, Loop2
40
190E
05
DEC B
41
190F
C2 04 19
JPNZ, Loop1
42
1912
C9
RET
Jump Not Zero C
C-1
Jump Not Zero B
B-1
Jump Not Zero Return
BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1
Proses Perancangan Alat
Adapun langkah-langkah perancangan alat adalah sebagai berikut :
1.
Proses pembuatan diawali dengan pemilihan Judul Alat. Dan penulis mengambil judul “Prototype Gelanggang OlahRaga (GOR) Pintar Berbasis
Mikroprosesor Z80”.
Tahap berikutnya adalah mendesain rangkaian alat. Lalu melakukan desain maket sederhana.
2.
Langkah selanjutnya melakukan uji coba rangkaian pada protoboard, setelah mengalami beberapa kali kendala. Akhirnya didapat rangkaian yang akan digunakan.
3.
Selanjutnya, desain rangkaian dirancang menggunakan software Altium Designer 09 Setelah selesai mendesain rangkaian menjadi sebuah layout lalu diprint dan disablon pada PCB polos yang telah disiapkan.
4.
Setelah layout selesai, PCB direndam ke dalam air yang telah dicampurkan dengan cairan (FeCL), untuk menghilangkan jalur yang tidak digunakan dan pada akhirnya akan timbul sebuah jalur rangkaian.
5.
Setelah itu hapuslah sisa-sisa tinta bekas sablonan dengan membasuhnya menggunakan air dan amplas halus, setelah itu basuh dengan air bersih, lalu keringkan dengan menggunakan lap sampai kering, setelah itu pengecekan jalur-jalur layout dengan menggunakan multimeter.
6.
Proses selanjutnya, pengeboran pada PCB yang sudah diberi tanda untuk tata letak komponen, lalu pemasangan komponen pada PCB dan kemudian penyolderan komponen yang sudah di pasang.
7.
Setelah penyolderan dilakukan pengetesan menggunakan sumber VCC dari Regulator. Dan mengecek tegangan yang diterima pada kaki IC. Apabila tegangan sudah sesuai dengan teori yang diharapkan, maka dapat melanjutkan ke tahapan berikutnya
8.
Berikutnya, pembuatan listing program dengan bantuan software Z80 Simulator, sehingga program dapat disimulasikan terlebih dahulu untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan.
9.
Tahap berikutnya adalah pembuatan Maket.
10. Tahap berikutnya pemasangan alat pada Maket, kemudian tahap akhir menyatukan semua bagian menjadi satu dan menguji coba kembali alat tersebut. 11.
Hubungkan seluruh komponen alat (Input, Output) kepada Trainer MPF-1, dan input program yang telah dibuat
12. Setelah selesai (alat dapat bekerja sesuai harapan), maka tahapan terakhir adalah pembuatan laporan pertanggungjawaban pembuatan alat. 4.2
Skema Rangkaian 4.3 Skema driver
4.4 Skema sensor
4.5
Daftar Komponen yang digunakan NAMA KOMPONEN
1. 2. 3. 4.
P ADAPTOR IC REGULATOR I C
5. 6.
TRANSISTOR
7.
SOCKET IC
8.
TIPE / NILAI KOMPONEN
Single Layer
3
0.5 ampere LM7805 LM 358 74LS14
1 1 2 2
BD139 (NPN)
4 11
14 KAKI 8 KAKI
2 2
L
KABEL JUMPER
9. 10. 11. 12.
DIODA LDR RELAY 5V TRIMPOT
13.
RESISTOR
JUMLAH
FEMALE – FEMALE MALE – MALE
45 5
1N4007
4 4 4 4 7 4 2 2
5 KAKI 103 330 1K 220 10 K
BAB V METODOLOGI HASIL 5.1
Gambar Alat
5.2
Gambar Layout dan Pcb Alat 1. Sensor
2. Driver
\
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1
Kesimpulan
Dari penelitian yang sudah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. Alat yang dibuat dapat berjalan sesuai yang diinginkan pembuat 2. Alat hanya diperbolehkan mendapat VCC sebesar +5Volt saja, Karena kemampuan komponen yang digunakan dapat menerima tegangan dengan batas maksimal 5 Volt.
6.2
Saran
Berikut saran yang dapat saya ambil dari kesimpulan di atas : 1. Pastikan alat telah diuji dengan baik (cek apakah ada jalur yang berpotensi short, juga tegangan pada masing masing input, maupun output). Hal ini sangat penting mengingat jika alat kita tidak terkondisikan dengan baik, maka akan merusak IC Zilog Z80 pada MPF-1 2. Lebih teliti dan berhati-hati dalam pekerjaan, Karena dengan alat elektronik, kita tidak boleh main-main. Apabila terdapat 1 buah komponen yang short maka dalam hitungan detik akan langsung merusak komponen pendukungnya.
