MAKALAH OTOMATISASI KERAN DISPENSER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
DISUSUN OLEH : Riana Dwi Suryani
(21!1118"9# (21!1118"9#
La$%i& %i&ari arini A'riia ia%ari %ari
(21 21!1118"1 1#
Nur I)*wan
(21!1118""# (21!1118""#
PSD III TEKNIK ELEKTRO +AKULTAS TEKNIK
UNI,ERSITAS DIPONE-ORO SEMARAN- 21" 1
Mi$r.$.n&r./r AT89S52
MikrokontrolerAT89S52
merupakan pengembangan dari mikrokontroler MCS-51 yang biasa disebut juga dengan mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 8 byte yang dapat diprogram sampai 1!!! kali pemograman" Selain itu AT89S52 juga mempunyai kapasitas #AM sebesar 25$ bytes% &2 saluran '(O% )at*+dog timer% dua pointer data% tiga bua+ timer(*ounter 1$-bit% ,rogrammable A#T .Serial ,ort/" Memori 0las+ digunakan untuk menyimpan perinta+ .instruksi/ berstandar MCS-51% se+ingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja sendiri tanpa diperlukan tamba+an *+ip lainnya .single *+ip operation/% mode operasi keping tunggal yang tidak memerlukan eternal memory dan memori las+nya mampu diprogram +ingga seribu kali" 3al lain yang menguntungkan adala+ sistem pemogramanan menjadi lebi+ seder+ana dan tidak memerlukan rangkaian yang rumit" Sebua+ mikrokontroler dapat berungsi(bekerja% apabila tela+ terisi ole+ program" ,rogram terlebi+ da+ulu dimasukan kedalam memori sesuai dengan kebutu+an penggunaaan pengontrolan yang diperlukan dan yang +endak dijalankan" ,rogram yang dimasukkan kedalam mikrokontroler Atmel 89S52 adala+ berupa ile +eksa .3e 0ile/% dan program tersebut berisikan instruksi atau perinta+ untuk menjalankan sistem kontrol" Se*ara isik% mikrokontroler AT89S52 mempunyai 4! pin% &2 pin diantaranya adala+ pin untuk keperluan port masukan(keluaran" Satu port paralel terdiri dari 8 pin% dengan demikian &2 pin tersebut membentuk 4 bua+ portparalel% yang masing-masing dikenal dengan ,ort !% ,ort1% ,ort2 dan ,ort&" engan keistime6aan di atas peran*angan dengan menggunakan mikrokontroler AT89S52 menjadi lebi+ seder+ana dan tidak memerlukan komponen pendukung yang lebi+ banyak lagi" A0 K.niura%i Pin AT89S52
Setiap pin .kaki/ dari mikrokontroler AT89S52 mempunyai ungsi masing-masing ungsi" Arsitektur +ard6are mikrokontroller AT89S52 dari perspekti luar atau biasa disebut pin out digambarkan pada gambar 2"1 di ba6a+ ini
2
7ambar 2" onigurasi ,in Mikrokontroler AT89S52 erikut adala+ penjelasan mengenai ungsi dari tiap-tiap pin .kaki/ yang ada pada mikrokontroller AT89S52" a0 P.r&
Merupakan dual-purpose port .port yang memiliki dua kegunaan/" ,ada disain yang minimum .seder+ana/% port ! digunakan sebagai port 'nput(Output .'(O/"" ,ort ! terdapat pada pin &2-&9" 30 P.r& 1
Merupakan port yang +anya berungsi sebagai port '(O .'nput(Output/" ,ort 1 terdapat pada pin 1-8" )0 P.r& 2
Merupakan dual-purpose port" ,ada desain minimum digunakan sebagai port '(O .'nput(Output/" Sedangkan pada desain lebi+ lanjut digunakan sebagai +ig+ byte dari address .alamat/" ,ort 2 terdapat pada pin 21-28" 40 P.r& "
Merupakan dual-purpose port" Selain sebagai port '(O .'nput(Output/% port & juga mempunyai ungsi k+usus" 0ungsi k+usus tersebut diperli+atkan
Tabel 2"1 ata ,ort & pin 1! -1 a0 PSEN (Pr.ra S&.r/ Ena3/#
,S:; adala+ sinyal kontrol yang mengi .?O)/ pada ta+ap et*+ .penjemputan/ instruksi" ,S:; akan selalu bernilai =1> .3'73/ pada pemba*aan program memori internal" ,S:; terdapat pada pin 29" 30 ALE (A44r/%% La&)* Ena3/#
A?: digunakan untuk men-demultiple address .alamat/ dan data bus" ketika menggunakan program memori eksternal% port ! akan berungsi sebagai address .alamat/ dan data bus" ,ada setenga+ paru+ pertama memori *y*le A?: akan bernilai =1> .3'73/ se+ingga mengi
bernilai =1> .3'73/ se+ingga port ! dapat digunakan sebagai data bus" A?: terdapat pada pin &!" )0 EA (E6&/rna A))/%%#
@ika :A diberi input =1> .3'73/% maka mikrokontroller menjalankan program memori internal saja" @ika :A diberi input =!> .?O)/% maka AT89S52 menjalankan program memori eksternal .,S:; akan bernilai =!>/" :A terdapat pada pin &1" 40 RST (R/%/&#
#ST terdapat pada pin 9" @ika pada pin ini diberi input =1> .3'73/ selama minimal 2 ma*+ine *y*le% maka sistem akan di-reset dan register internal AT89S52 akan berisi nilai deault tertentu" ,roses reset merupakan proses untuk mengembalikan sistem kekondisi semula" #eset tidak mempengaru+i internal program memory" #eset terjadi jika pin #ST bernilai +ig+ selama minimal dua siklus lalu kembali bernilai lo6" ,o6er on reset merupakan proses reset yang berlangsung se*ara otomatis pada saat sistem pertama kali diberi suplai" ,roses ini mempengaru+i semua register dan internal data memory" ntuk mendapatkan proses ini% maka pin #ST +arus diberi tamba+an rangkaian seperti pada gambar berikut"
7ambar 2"2" #angkaian reset AT89S52 a0 On7*i' O%)ia&.r
AT89S52 tela+ memiliki on-*+ip os*illator yang dapat bekerja jika drie menggunakan kristal" Tamba+an kapasitor diperlukan untuk menstabilkan sistem" ;ilai kristal yang biasa digunakan pada AT89S52 ini adala+ 12 M3<" On-*+ip os*illator tidak +anya dapat di-drie dengan menggunakan kristal% tetapi juga dapat dengan menggunakan TT? Os*illator" 30 TAL1
BTA?1 berungsi sebagai masukan dari rangkaian osilasi mikrokontroler" BTA?1 terdapat pada ipin 19 )0 TAL2
BTA?2 berungsi sebagai keluaran dari rangkaian osilasi mikrokontroler" BTA?2 terdapat pada pin 18 40 ,
CC merupakan masukan sumber tegangan positi bagi mikrokontroler yang terdapat pada pin 4!"
4
B0 Ar%i&/$&ur 4an B.$ Diara Mi$r.$.n&r./r AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 dibangun berdasarkan arsitektur seperti ditunjukkan gambar diba6a+ ini" Seluru+ bagian yang digambar pada gambar tersebut saling ber+ubungan melalui internal bus 8 bit menelusuri bagian serpi+" us tersebut kemudian di+ubungkan ke luar melalui input output port apabila memori atau epansi diperlukan" nit pengola+ pusat .C,/ terdiri atas dua bagian% yaitu unit pengendali *ontrol unit .C/% serta unit aritmatika dan logika .A?/" 0ungsi utama unit pengendali ini adala+ mengambil% mengkode% dan melaksanakan urutan intruksi sebua+ program yang tersimpan dalam memori% unit pengendali juga berungsi untuk mengatur urutan operasi seluru+ sistem" nit pengendali atau C, juga meng+asilkan dan mengatur sinyal pengendali yang diperlukan untuk menyerempakkan operasi% juga aliran intruksi program" Aliran inormasi pada bus-bus data dan bus alamat juga diatur ole+ unit ini"
7ambar 4" blok digram mikrokontroler AT89S52 0 M/.ri Pr.ra
Memori program merupakan suatu ruang memori yang digunakan untuk menyimpan kode program dan konstanta yang siatnya tetap" Memori program +anya bisa diba*a saja .#ead Only Memori/% dalam artian ketika sedang melakukan eksekusi program memori +anya bersiat di 5
ba*a saja namun tidak dapat diuba+ isinya% sebagian memori program terdapat didalam *+ip mikrokontroler .On-*+ip/ dan sebagian lagi berada diluar .o-*+ip/" Mikrokontroler ATM:? AT89S52 mempunyai kapasitas memori program on-*+ip sebesar 8 k"
D0 M/.ri Da&a
#AM merupakan memori data internal .on-*+ip/" ntuk AT89S52 mempunyai memori sebesar 25$ byte" ,ada segment data ini dibagi menjadi tiga bagian% dimulai dari alamat !D!! sampai dengan !0+ dikenal sebagai register #! sampai dengan # yang diorganisasikan menjadi 4 bank" ,emili+an bank yang dilakukan dengan memberikan kombinasi logika pada register ,rogram Status )ord.,S)/" agian berikutnya adala+ mulai alamat !D2! sampai dengan !2 sebanyak 128 bit merupakan lokasi memori yang dapat dimanipulasi perbit .bit addressable/ juga dikenal dengan segment bit .ATA/" agian berikutnya adala+ general purpose #AM mulai alamat !D&! sampai dengan !+"
$
S/n%.r P*.&.4i.4a
,+otodioda adala+ dioda yang bekerja berdasarkan intensitas *a+aya% jika p+otodioda terkena *a+aya maka p+otodioda bekerja seperti dioda pada umumnya% tetapi jika tidak mendapat *a+aya maka p+otodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai ta+anan yang besar se+ingga arus listrik tidak dapat mengalir"
7ambarE ,+otodioda ,+otodioda merupakan sensor *a+aya semikonduktor yang dapat menguba+ besaran *a+aya menjadi besaran listrik" ,+otodioda merupakan sebua+ dioda dengan sambungan p-n yang dipengaru+i *a+aya dalam kerjanya" Ca+aya yang dapat dideteksi ole+ p+otodioda ini mulai dari *a+aya inra mera+% *a+aya tampak% ultra ungu sampai dengan sinar-B" Tanggapan rekuensi sensor p+otodioda tidak luas" ari rentang tanggapan itu% sensor p+otodioda memiliki tanggapan paling baik ter+adap *a+aya inra mera+% tepatnya pada *a+aya dengan panjang gelombang sekitar !%9 Fm" ura tanggapan sensor p+otodioda ditunjukkan pada gambar berikut"
,rinsip kerja% karena p+otodioda terbuat dari semikonduktor p-n jun*tion maka *a+aya yang diserap ole+ p+otodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran oton yang akan meng+asilkan pasangan ele*tron-+ole dikedua sisi dari sambungan" etika elektron-elektron yang di+asilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke ara+ positi sumber tegangan sedangkan +ole yang di+asilkan mengalir ke ara+ negati sumber tegangan se+ingga arus akan mengalir di dalam rangkaian" esarnya pasangan elektron ataupun +ole yang di+asilkan tergantung dari besarnya intensitas *a+aya yang diserap ole+ p+otodioda" ,+otodiodes dibuat dari semikonduktor dengan ba+an yang populer adala+ sili*on . Si/ atau galium arsenida . 7aAs/% dan yang lain meliputi 'nSb% 'nAs% ,bSe" Material ini menyerap *a+aya dengan karakteristik panjang gelombang men*akupE 25!! G - 11!!! G untuk sili*on% 8!!! G H 2!%!!! G untuk 7aAs" etika sebua+ p+oton .satu satuan energi dalam *a+aya/ dari sumber *a+aya diserap% +al tersebut membangkitkan suatu elektron dan meng+asilkan sepasang pemba6a muatan tunggal% sebua+ elektron dan sebua+ +ole% di mana suatu +ole adala+ bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang ke+ilangan elektron" Ara+ Arus yang melalui sebua+ semikonduktor adala+ kebalikan dengan gerak muatan pemba6a" *ara tersebut didalam sebua+ p+otodiode digunakan untuk mengumpulkan p+oton - menyebabkan pemba6a muatan .seperti arus atau tegangan/ mengalir(terbentuk di bagian-bagian elektroda" ,+otodioda digunakan sebagai penangkap gelombang *a+aya yang dipan*arkan ole+ 'nrared" esarnya tegangan atau arus listrik yang di+asilkan ole+ p+otodioda tergantung besar ke*ilnya radiasi yang dipan*arkan ole+ inrared"
7ambar E panjang gelombang yang di+asilkan ole+ ba+an p+otodioda yang berbeda ter+adap pengliatan mata
8
3ubungan antara keluaran sensor otodioda dengan intensitas *a+aya yang diterimanya ketika dipanjar mundur adala+ membentuk suatu ungsi yang linier" 3ubungan antara keluaran sensor p+otodioda dengan intensitas *a+aya ditunjukkan pada gambar berikut"
,ada #angkaian disamping% besarnya tegangan yang di+asilkan dapat di+itung dengan rumus E I #r(.#r J #2/ ** #r I esar ta+anan pada p+otodioda
@ika ta+anan p+otodiode ke*il maka tegangan - akan ke*il" Misal ta+anan p+otodiode menge*il menjadi 1!kO+m" Maka dengan teorema pembagi teganganE - I #r(.#r J #2/ ** - I 1! ( .1!J1!/ ** - I .1(2/ 5 olt - I 2"5 olt Sedangkan jika ta+anan p+otodiode menjadi 15!kO+m" Maka dengan teorema pembagi teganganE - I #r(.#r J #2/ ** - I 15! ( .15!J1!/ ** 9
- I .15!(1$!/ 5 olt - I 4" olt ,+oto dioda digunakan sebagai komponen pendeteksi ada tidaknya *a+aya maupun dapat digunakan untuk membentuk sebua+ alat ukur akurat yang dapat mendeteksi intensitas *a+aya diba6a+ 1p)(*m2 sampai intensitas diatas 1!m)(*m2" ,+oto dioda mempunyai resistansi yang renda+ pada kondisi or6ard bias% kita dapat memanaatkan p+oto dioda ini pada kondisi reerse bias dimana resistansi dari p+oto dioda akan turun seiring dengan intensitas *a+aya yang masuk"
ioda peka *a+aya adala+ jenis dioda yang berungsi mendektesi *a+aya" erbeda dengan dioda biasa% komponen elektronika ini akan menguba+ menjadi arus listrik" Aplikasi dioda peka *a+aya mulai dari peng+itung kendaraan di jalanumum se*ara otomatis% pengukur *a+aya pada kamera serta beberapa peralatan dibidang medis" Siat dari ,+otodioda adala+ E 1" @ika terkena *a+aya maka resistansi nya berkurang 2" @ika tidak terkena *a+aya maka resistansi nya meningkat"
1!
S/n%.r U&ra%.ni) PIN-
Sensor ,';7 merupakan sensor ultrasonik yang dapat mendeteksi jarak obyek dengan *ara meman*arkan gelombang ultrasonik dengan rekuensi 4! 3< dan kemudian mendeteksi pantulannya" Tampilan sensor jarak ,';7 ditunjukkan pada 7ambar berikutE
Sensor ini dapat mengukur jarak antara & *m sampai &!! *m" keluaran dari sensor ini berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak" ?ebar pulsanya berariasi dari 115 uS sampai 18%5 mS" ,ada dasanya% ,ing/// terdiri dari sebua+ *+ip pembangkit sinyal 4!3<% sebua+ speaker ultrasonik dan sebua+ mikropon ultrasonik" Speaker ultrasonik menguba+ sinyal 4! 3< menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya" ,in signal dapat langsung di+ubungkan dengan mikrokontroler tanpa tamba+an komponen apapun" ,ing +anya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler .,ulsa +ig+ selama 5uS/" Suara ultrasonik dengan rekuensi sebesar 4!3< akan dipan*arkan selama 2!!uS" Suara ini akan merambat di udara dengan ke*epatan &44"424m(detik .atau 1*m setiap 29"!&4uS/% mengenai objek untuk kemudian terpantul kembali ke ,ing" Selama menunggu pantulan% ,ing akan meng+asilkan sebua+ pulsa" ,ulsa ini akan ber+enti .lo6/ ketika suara pantulan terdeteksi ole+ ,ing" Ole+ karena itula+ lebar pulsa tersebut dapat merepresentasikan jarak antara ,ing dengan objek" ,ada sensor ,';7 +anya memakai & pin% pin trigger sama e*+o digunakan dalam 1 pin% se+ingga dengan menggunakan sensor ,';7 kita dapat meng+emat penggunaan '(O mikrokontroler" onigurasi pin sensor ,';7 sbagai berikutE
11
Prin%i' $/ra PIN-###
1" Sinyal dipan*arkan ole+ peman*ar ultrasonik" Sinyal tersebut berrekuensi diatas 2!k3<% biasanya yang digunakan untuk mengukur jarak benda adala+ 4!k3<" Sinyal tersebut di bangkitkan ole+ rangkaian peman*ar ultrasonik" 2" Sinyal yang dipan*arkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal ( gelombang bunyi dengan ke*epatan bunyi yang berkisar &44 m(s" Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali ole+ bagian penerima ltrasonik" &" Setela+ sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik% kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk meng+itung jaraknya" @arak di+itung berdasarkan rumus E S I .t'; / K 2 imana E S I @arak antara sensor ultrasonik dengan objek yang dideteksi I Cepat rambat gelombang ultrasonik di udara .&44 m(s/ t'; I Selisi+ 6aktu peman*aran dan penerimaan pantulan gelombang"
12
-a3ar Ran$aian
1&
-a3ar B.$ Diara
14
A0TA# ,STAA 1" +ttpE((onelka"6ordpress"*om(mikrokontroler-at89s52( 2" +ttpE((kulia+"andiajar"*om(sensor-ultrasoni*( &" +ttpE((diary-mybustanoel"blogspot"*om(2!12(!4(p+otodioda"+tml
15
