BAB II LANDASAN TEORI

4
BAB II
LANDASAN TEORI
Untuk mengendalikan komponen yang terdapat dalam alat, maka akan
dipakai Mikrokontroler AT89S51 sebagai inti pengendali dengan prinsip
pengendali logika dan akan dilengkapi dengan beberapa komponen penunjang.
Komponen penunjang tersebut diantaranya adalah Analog-Digital-Converter
(ADC), TGS2620 sebagai alat pendeteksi alkohol, LCD Matriks dan catu daya.
Adapun penjelasan dari masing – masing komponen penunjang tersebut akan
dipaparkan secara singkat sebagai berikut.
2.1.
Alkohol
Alkohol adalah zat penekan susunan saraf pusat meskipun dalam jumlah
kecil mungkin mempunyai efek stimulasi ringan. Bahan psikoaktif yang terdapat
dalam alkohol adalah etil alkohol yang di peroleh dari proses fermentasi madu,
gula, sari buah atau umbi – umbian.
Nama yang populer untuk alkohol adalah minuman keras (miras), kamput,
tomi (topi miring), cap tikus, balo, dll. Minuman beralkohol memiliki kadar yang
berbeda-beda, misalnya bir dan soda alkohol (1-7% alkohol), anggur (10-15%
alkohol), dan minuman keras atau biasa disebut dengan spirit (35-55% alkohol).
Konsentrasi alkohol dalam darah dicapai dalam 30-90 menit setelah diminum.
Di Indonesia penjualan minuman beralkohol dibatasi dan yang boleh
membeli adalah mereka yang telah berumur 21 tahun. Beberapa etnik di Indoneisa
menggunakan minuman beralkohol pada acara tertentu dalam jumlah sedikit.
Mereka juga memproduksi minuman beralkohol dengan nama yang bermacam
ragam misalnya cap tikus, ciu, dll.
Saat ini alkohol dikonsumsi sangat luas di hampir semua kalangan, kecuali
di negara-negara Muslim tentunya. Di Indonesia sendiri, alkohol sudah banyak
dikonsumsi walaupun sudah diatur mengenai larangan minuman beralkohol dan
larangan penjualan minuman beralkohol.
5
2.2.
Keselamatan Berkendara
Dalam hal fitur keselamatan kendaraan, istilah "aktif" dan "pasif" memiliki
arti yang bertentangan dari yang sebenarnya. Istilah "aktif" biasa merujuk pada
bagaimana cara mencegah timbulnya kecelakaan, dan istilah "pasif" merujuk pada
kemampuan struktur kendaraan dalam melindungi penumpang di dalamnya ketika
terjadi kecelakaan. Namun, kedua istilah tersebut juga menggambarkan
keterlibatan fungsi perangkat atau sistem keselamatan pada kendaraan
berpenumpang. Dengan pengertian tersebut, perangkat dan sistem keselamatan
aktif adalah fitur-fitur yang harus diaktifkan terlebih dahulu oleh penumpang agar
dapat berfungsi dan bekerja, seperti memasang sabuk pengaman. Sedangkan
perangkat dan sistem keselamatan pasif, seperti air bag yang merupakan fitur
keselamatan yang bekerja tanpa memerlukan adanya masukan atau tindakan dari
penumpang.
Keselamatan berkendara juga terkandung dari faktor manusia itu sendiri.
Faktor yang mempengaruhi adalah bila pengemudi tersebut mengemudikan
kendaraan dalam keadaan mabuk. Lebih dari 20% pengemudi, pengendara dan
pejalan kaki yang tewas mengandung 0,5% alkohol atau lebih dalam darah
mereka. Alkohol mengurangi kemampuan anda mengemudi dengan cara
menurunnya kemampuan anda dalam mengamati apa yang sedang terjadi, lambat
dalam bereaksi pada situasi yang tak diduga, dan berkurangnya kemapuan dalam
melakukan hal yang mudah sekalipun. Alkohol juga mempengaruhi penilaian
anda dalam mengambil keputusan dan kemampuan anda untuk melakukan
beberapa tugas dalam waktu yang bersamaan. Alkohol juga menimbulkan
kepercayaan diri yang semu, itulah sebabnya anda akan kurang menyadari bahwa
penilaian anda akan suatu hal menjadi lemah dan membuat anda mengambil
keputusan dan tindakan yang tidak tepat dan membahayakan anda. Alkohol juga
dapat membuat anda tenang, jadi jika anda mengemudi anda akan seperti
mengantuk, hal yang cukup umum sebagai penyebab kecelakaan.
Kerisauan tentang mabuk karena alkohol sewaktu mengendarai mobil ini
sangat menonjol di negara barat. Amerika Serikat misalnya, sampai mengeluarkan
undang-undang yang berkaitan dengan alkohol dan mengendarai kendaraan yang
6
dikenal dengan Drinking and Driving Laws. Dalam Undang-Undang No. 14, 1992
tentang Lalu Lintas dan Angkutan Jalan, secara tersurat tidak ada peraturan yang
berkaitan dengan alkohol, namun dengan pasal 60 akan bisa menjerat pengemudi
yang mabuk, karena pasal tersebut menyatakan: “Barang siapa mengemudikan
kendaraan bermotor di jalan dalam keadaan tidak mampu mengemudikan
kendaraan dengan wajar sebagai mana dimaksud dalam psaal 23 ayat 1 huruf a,
dipidana dengan pidana kurungan paling lama 3(tiga) bulan atau denda setinggitingginya Rp 3.000.000,- (tiga juta rupiah)”.
2.3.
Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 adalah salah satu jenis mikrokontroler CMOS 8
bit keluaran ATMEL yang memiliki kemampuan yang tinggi dengan disipasi daya
yang rendah. Dengan 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read
Only Memory), yang merupakan memori berteknologi non volatile memory
dengan daya tahan 1000 kali write/erase.
Memori ini digunakan untuk menyimpan instruksi (perintah) berstandar
MCS-51 code, sehingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja dalam modemode keping tunggal (Single Chip Operations) yang tidak memerlukan external
memory untuk menyimpan source code tersebut.
2.3.1
Deskripsi Hardware
AT89S51 memiliki spesifikasi umum sebagai berikut:
¾
Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit, dengan register A
(akumulator) dan register B.
¾
¾
RAM internal 128 byte (on chip)
•
Empat register bank, masing-masing terdiri dari delapan register.
•
Pengalamatan satu bit (Bit Addressable) sebanyak 16 byte.
•
General purpose data register sebanyak 80 byte.
Empat buah programmable port I/O atau terminal input-output,
masing-masing terminal 8 bit : P0-P3.
7
¾
Sebuah port serial dengan full duplex UART: TxD dan RxD.
¾
Dua buah timer/counter 16 bit: T0 dan T1.
¾
Program Counter (PC) dan Data Pointer (DPTR) 16 bit.
¾
Program Status Word (PSW) 8 bit.
¾
Osilator internal dan rangkaian pewaktu.
¾
Lima buah jalur interupsi (2 buah interupsi eksternal dan 3 buah
interupsi internal) dan dua tingkat prioritas.
¾
Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 µs
pada frekwensi clock 24 MHz.
¾
Internal Flash PEROM yang besarnya 4 Kbyte untuk memori
program.
¾
Kemampuan melaksanakan operasi Aritmatika.
Adapun diagram blok rangkaian integral mikrokontroler AT89S51
diperlihatkan pada Gambar 2.1 berikut ini.
RAM ADRR
REGISTER
P0.0 - P0.7
P0.2 - P0.7
PORT 0 DRIVERS
PORT 2 DRIVERS
RAM
B
REGISTER
PORT O
LATCH
PORT 2
LATCH
FLASH
STACK
POINTER
ACC
PROGRAM
ADDRESS
REGISTER
BUFFER
TMP 2
TM 1
PC
INCREMEN
TER
ALU
INTERRUPT SERIAL PORT
AND TIMER BLOCKS
PROGRAM
COUNTER
RST
DPTR
REGISTER
EA/VPP
TIMING
AND
CONTROL
INSTRUCTION
PSW
P SEN
ALE/PROGRAM
PORT 1
LATCH
OSC
PORT 1 DRIVERS
P1.0 - P1.7
PORT 3
LATCH
PORT 3 DRIVERS
P3.0 - P3.7
Gambar 2.1 Diagram Blok Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
8
2.3.2
Konfigurasi Pin
P1.0
1
40
VCC
P1.1
2
39
PO.0 (AD.0)
P1.2
3
38
PO.1 (AD.1)
P1.3
4
37
PO.2 (AD.2)
P1.4
5
36
PO.3 (AD.3)
P1.5
6
35
PO.4 (AD.4)
P1.6
7
34
PO.5 (AD.5)
P1.7
8
33
PO.6 (AD.6)
RST
9
32
PO.7 (AD.7)
(RxD) P3.0
10
31
EA/VPP
(TxD) P3.1
11
30
ALE/PROG
(INT0) P3.2
12
29
PSEN
(INT1) P3.3
13
28
P2.7 (A15)
(T0) P3.4
14
27
P2.6 (A14)
(T1) P3.5
15
26
P2.5 (A13)
(WR) P3.6
16
25
P2.4 (A12)
(RD) P3.7
17
24
P2.3 (A11)
XTAL2
18
23
P2.2 (A10)
XTAL1
19
22
P2.1 (A9)
GND
20
21
P2.0 (A8)
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin
Fungsi masing-masing pin adalah sebagai berikut :
¾ Pin 1 – 8
Pin ini adalah Port 1 yang merupakan I/O 8 bit dua arah yang
mempunyai rangkaian resistor pull-up internal. Port ini juga
digunakan sebagai saluran alamat pada saat pemrograman dan
verifikasi.
¾ Pin 9
Merupakan reset (aktif high), pulsa transisi dari rendah ke tinggi untuk
mereset mikrokontroler ini.
¾ Pin 10 – 17
Pin ini adalah Port 3 yang merupakan I/O 8 bit dua arah dengan
resistor pull-up internal yang memiliki fungsi pengganti seperti yang
diperlihatkan pada Tabel 2.1.
9
Tabel 2.1 Fungsi Pengganti Port 3
Bit
Nama Alamat
Fungsi Pengganti
P3.0
RxD
B0H
Untuk menerima data port serial
P3.1
TxD
B1H
untuk mengirim data port serial
P3.2
INT0
B2H
interupsi eksternal 0
P3.3
INT1
B3H
interupsi eksternal 1
P3.4
T0
B4H
timer eksternal 0
P3.5
T1
B5H
timer eksternal 1
P3.6
WR
B6H
sinyal write memori data eksternal
P3.7
RD
B7H
sinyal read memori data eksternal
¾ Pin 18
Pin XTAL2, merupakan keluaran inverting penguat osilator. Sebuah
osilator kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan.
¾ Pin 19
Pin XTAL1, merupakan masukan inverting penguat osilator. Pin ini
dipakai bila menggunakan osilator kristal.
¾ Pin 20
Merupakan ground, sumber tegangan yang diberi simbol GND.
¾ Pin 21 – 28
Pin ini adalah Port 2 yang merupakan I/O 8 bit dua arah yang
mempunyai rangkaian resistor pull-up internal. Pada saat eksekusi
program/data eksternal, port 2 membentuk alamat tinggi (high order
address).
¾ Pin 29
Program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pembacaan program
memori eksternal dan bersifat low. Pada saat pembacaan program
memori eksternal, PSEN diaktifkan dua kali setiap satu kali siklus
mesin. Bila dilakukan pembacaan program memori internal, PSEN
dapat di-ground-kan.
¾ Pin 30
10
Address Latch Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat
memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori
eksternal. Pin ini juga sebagai pulsa/sinyal input pemrograman
(PROG) selama proses pemograman.
¾ Pin 31
External Access Enable (EA)/Vpp. Pin ini dihubungkan dengan VSS
untuk mengakses kode program memori eksternal yang dilokasikan
pada alamat 0000h-FFFFh. Pin ini juga berfungsi sebagai tegangan
pemrograman (Vpp = +12V) selama proses pemograman. Bila akan
mengakses program memori internal, EA/Vpp harus dihubungkan
dengan Vcc.
¾ Pin 32 – 39
Adalah Port 0 yang merupakan I/O 8 bit dua arah. Port ini juga
digunakan untuk membangkitkan alamat rendah/data yang dimultiplex pada saat melaksanakan eksekusi program/data memory
eksternal. Pada keadaan ini, port 0 tidak mempunyai rangkaian pull-up
internal. Port 0 juga digunakan untuk masukan data pada saat proses
pengisian Flash PEROM, dan sebagai keluaran kode data pada saat
proses pencocokan. Diperlukan resistor pull-up eksternal yang nilainya
10 K untuk verifikasi.
¾ Pin 40
Merupakan positif sumber tegangan yang diberi simbol Vcc.
2.3.3
Register
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai beberapa register untuk kegunaan
umum dan kegunaan khusus.
a.
Accumulator
Acc adalah register dengan kemampuan 8 bit yang berfungsi untuk
menampung operan sumber (source operand) dan menerima hasil
dari instruksi aritmatika. Accumulator bisa menjadi sumber dan
11
tujuan dari operasi logika, juga untuk sejumlah khusus pemindahan
data. Alamat accumulator pada internal RAM adalah 0E0h.
b.
Base Register (B)
Register B (Base register) digunakan dalam operasi perkalian dan
pembagian.
Untuk
instruksi-instruksi
lainnya
dapat
juga
diperlakukan sebagai register biasa. Alamat register B pada internal
RAM adalah 0F0h.
c.
Program Status Word (PSW)
Register PSW berisi informasi mengenai status program dan memuat
beberapa status flag mengenai keadaan CPU sesudah instruksi
dijalankan. Alamat register PSW pada internal RAM adalah 0D0h.
Format dari register PSW adalah sebagai berikut:
Bit
7
CY
6
AC
5
FO
4
RS1
3
RS0
2
OV
1
-
0
P
Format Register PSW
Keterangan:
Simbol
CY
Fungsi
(Carry Flag) di set atau di reset oleh perangkat keras atau perangkat
lunak dan digunakan dalam operasi aritmatik atau logika tertentu, seperti
operasi jump, rotate, dan instruksi boolean.
AC
(Auxiliary Carry Flag) di set atau di reset oleh perangkat keras bila
dilakukan instruksi addition atau subtraction untuk menandai carry atau
peminjaman lebih dari tiga bit.
(Flag 0) di set, di reset, atau oleh perangkat lunak sebagai status flag yang
F0
diatur oleh pemakai.
Untuk memilih satu dari empat register bank.
12
RS1/RS
(Over Flow Flag) di set atau di reset oleh perangkat keras selama
instruksi aritmatika untuk menandai kondisi overflow.
OV
(Parity Flag) berfungsi sebagai penunjuk ganjil atau genap dari register
A.
P
d.
Stack Pointer
Merupakan sebuah register dengan lebar 8 bit dan berfungsi untuk
menyimpan alamat byte berikutnya dari program yang sedang di
eksekusi bila terjadi suatu instruksi atau subrutin. Bila instruksi atau
subrutin telah selesai dilaksanakan, maka program yang tertunda
dapat dilakukan kembali sesuai dengan alamat yang tersimpan pada
register stack pointer. Operasi stack dilakukan dengan instruksi
PUSH dan POP, dan mekanisme penyimpan pada operasi stack
menggunakan metode Last In First Out (LIFO). Sebelum operasi
stack dilaksanakan, nilai dari SP bertambah satu. Pada saat reset atau
power on SP di set pada 07h, sehingga byte pertama yang akan di
simpan ke dalam stack setelah reset atau power on akan berada pada
alamat 08h. Alamat SP pada internal RAM adalah 81h. Gambar 2.3
memperlihatkan secara umum mengenai operasi stack.
SP=0A
SP=09
SP=08
Store Data
Store Data
Store Data
SP=07
storing Data on the Stack
(Increment then store)
Address 0A
Address 09
Address 08
Address 07
Internal RAM
(get then decrement)
Get Data
Get Data
Get Data
SP=0A
SP=09
SP=08
SP=07
Getting Data
From the stack
Gambar 2.3 Mekanisme Operand Stack
13
e.
Data Pointer (DPTR)
Merupakan register dengan kegunaan khusus yang terdiri dari
sepanjang register 8 bit yaitu byte bawah (DPL) dengan alamat 82h
pada internal RAM, serta byte atas (DPH) dengan alamat 83h pada
internal RAM. DPTR berfungsi untuk memegang alamat 16 bit kode
program internal dan eksternal serta menyimpan alamat 16 bit
eksternal data program.
f.
Program Counter (PC)
Adalah sebuah register dengan kemampuan 16 bit, dan berfungsi
untuk memegang alamat berikut dari instruksi program yang akan di
eksekusi. PC akan bertambah satu secara otomatis setiap kali satu
instruksi selesai dilaksanakan. PC merupakan register yang tidak
mempunyai alamat pada internal RAM. Bila terjadi interupsi
program disimpan ke stack, kemudian isi PC di ganti dengan alamat
interupsi atau subrutin. Setelah interupsi atau subrutin selesai
dilaksanakan, PC di isi kembali dengan nilai sebenarnya yang
tersimpan dalam stack, sehingga instruksi program akan berlanjut
persis pada bagian yang tertunda sebelumnya.
g.
Register Umum
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai empat buah bank register
umum, masing-masing bank terdiri dari delapan register (R0-R7)
dengan
panjang
8
bit.
Pemilihan
bank
dilakukan
dengan
memanipulasi bit RS1 dan RS0 pada register PSW. Register umum
terletak pada alamat 00h sampai 1Fh pada internal RAM.
h.
Power Control Register (PCON)
Register PCON berfungsi sebagai pengontrol mode kerja dari CPU.
Register PCON ini tidak dapat dialamati per bit.
14
i.
Register Timer Mode (TMOD)
Register yang berfungsi sebagai pengontrol pemilih mode operasi
untuk
timer/counter.
Sedangkan
untuk
mengontrol
kerja
timer/counter adalah register timer control (TCON)
j.
Serial Control Register (SCON)
Register yang berfungsi untuk mengontrol kerja port serial. Port
serial pada mikrokontroler AT89S51 bersifat full duplex, yang berarti
dapat mengirim dan menerima data secara bersamaan. Register
penerima dan pengirim pada port serial diakses pada SBUF (serial
buffer).
2.3.4
Unit Aritmatik Logika
ALU (Arithmetic Logic Unit) berfungsi melaksankan operasi-operasi
aritmatik maupun logika, seperti penjumlahan, pengurangan, operasi OR, operasi
NAND dan sebagianya. Hasil operasi tersebut selanjutnya disimpan kembali ke
dalam accumulator. Operasi yang terjadi pada ALU berhubungan erat dengan
accumulator dan bit status pada register F/PSW.
2.3.5
Sumber Pencacah Pewaktuan Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 dilengkapi dengan sumber detak / osilator
internal (on chip oscilator) yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi
AT89S51. Untuk menggunakan osilator internal diperlukan tambahan kristal atau
resonator keramik antara pena XTAL1 dan XTAL2 dan sebuah kapasitor ke
ground. Untuk kristalnya dapat digunakan frekuensi dari 3 sampai 24 MHz.
Sedangkan untuk kapasitornya dapat bernilai 30 pF+10 pF. Bila menggunakan
sumber clock eksternal maka XTAL 2 NC (No Connection) dan sumber
dihubungkan dengan XTAL1.
2.3.6
Interupsi
Program yang sedang dijalankan oleh mikrokontroller AT89S51 dapat
dihentikan untuk sementara dengan meminta interupsi. Apabila AT89S51
15
mendapat permintaan interupsi maka program counter (PC) akan diisi alamat dari
vector interupsi, kemudian AT89S51 melaksanakan rutin pelayanan interupsi
mulai dari alamat tersebut setelah selesai maka AT89S51 akan kembali ke
pelaksanaan program utama yang ditinggalkan. Mikrokontroller AT89S51
menyediakan 6 sumber interupsi yaitu 2 buah interupsi eksternal (INT 0 dan INT
1), 3 buah interupsi timer (Timer 0, Timer 1, dan Timer 2), dan sebuah interupsi
port serial.
Selain itu ada juga sebuah non maskable interrupt yaitu reset yang tidak
dapat dihalangi oleh perangkat lunak. Setiap sumber interupsi dapat diprogram
secara individual (sendiri-sendiri) baik pengaktifannya maupun prioritasnya.
Untuk mengaktifkan atau menonaktifkan interupsi dikontrol oleh register IE
(interrupt enable), sedangkan untuk tingkat prioritasnya diatur oleh register IP
(interrupt priority).
2.3.7
Kode Instruksi Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 mempunyai 256 kode instruksi. Seluruh
instruksi dapat dikelompokkan dalam 4 bagian yang meliputi instruksi 1 byte
sampai 4 byte. Semua instruksi tersebut dapat dibagi menjadi lima kelompok
menurut fungsinya, yaitu:
•
Instruksi Pemindahan Data
•
Instruksi Aritmatika
•
Instruksi Logika dan Manipulasi Bit
•
Instruksi Percabangan
•
Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol
2.3.7.1 Instruksi Pemindahan Data
Bagian instruksi ini hanya menyalin data suatu lokasi memori (sumber) ke
lokasi tertentu (tujuan), tanpa terjadi perubahan isi data dari sumber. Selain lokasi
memori, data juga dapat didahkan dari suatu register ke register lain, pemindahan
(penyalinan) antar muka-register dan antar muka-memori.
16
2.3.7.2 Instruksi Aritmatika
Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjumlahan,
pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement),
perkalian dan pembagian.
2.3.7.3 Instruksi Logika dan Manipulasi Bit
Instruksi ini berhubungan dengan operasi-operasi logika pada accumulator
dan manipulasi bit. Macam dari instruksi ini adalah AND, OR, XOR,
perbandingan, pergeseran, dan komplemen data.
2.3.7.4 Instruksi Percabangan
Instruksi ini mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan
instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akan mencabang ke suatu alamat
terrtentu. Instruksi ini dibedakan atas percabangan bersyarat (misalnya CJNE) dan
percabangan tanpa syarat (misalnya ACALL).
2.3.7.5 Instruksi Stack, I/O dan Kontrol
Instruksi ini mengatur penggunaan stack, membaca/menulis port I/O, serta
pengontrolan-pengontrolan.
2.4
ADC (Analog-Digital-Converter) 0804
ADC atau Analog to Digital Converter adalah pengubah data analog dari
berbagai instrumen untuk diubah ke digital agar memudahkan pengolahan
elektronis selanjutnya, aplikasi berikutnya memperlihatkan beberapa hal menarik
dengan menggunakan A/D. artinya bahwa satu ADC yang utama dapat digunakan
tanpa batasan. Tiap-tiap aplikasi sirkut ini memiliki bagian-bagian yang
digunakan untuk sebuah pemerosesan yang diinginkan.
ADC 0804 adalah CMOS 8 bit yang berturut-turut mendekati perubahan
A/D yang menggunakan sebuah tangga hitung yang berbeda, perubahanperubahan ini dimasudkan untuk membantu pengoperasianya. Ketelitian bus
17
dengan TRI-STATE yang secara langsung menggerakan bus data. Tampilan A/D
ini seperti memori or I/O bagian untuk mikrokontroler.
Masuknya Analog listrik yang berbeda menambah cara pembuangan yang
biasa dan dapat memperbaiki keseimbangan dengan nilai Analog titik terendah
listrik. Sebagai tambahan masuknya perintah input tegangan dapat diatur untuk
beberapa analog tegangan yang lebih kecil sehingga membentuk ukuran 8 bit yang
terpisah.
Vin
x 256 = Bit / Volt
Vref
Gambar 2.4 ADC 0804
2.5
Sensor Alkohol TGS2620
Gambar 2.5 Sensor Alkohol TGS2820
Sensor alkohol adalah salah satu jenis sensor yang digunakan dalam
rangkaian ini. Sensor alkohol yang digunakan adalah TGS 2620. Sensor alkohol
18
dengan tipe TGS 2620 berfungsi sebagai pendeteksi alkohol output yang
dikeluarkan dari sensor berupa tegangan analog. Rangkaian sensor hanya berupa
TGS 2620 pengubah besaran kadar alkohol ke besaran listrik
2.6
LCD (Liquid Crystal Displays) Matriks
LCD (Liquid Crystal Display) matriks adalah salah satu jenis tampilan
yang dapat digunakan untuk menampilkan karakter - karakter (angka, huruf dan
simbol). Pada alat yang ditampilkan hanya angka dan huruf. Keistimewaan dari
LCD matriks ini dibanding LCD lain dan seven segment adalah dapat digunakan
untuk menampilkan karakter - karakter simbol seperti α, β, Σ, ± , { , } dan lain
sebagainya. Hal ini karena pada LCD matriks digunakan dot matriks (titik - titik
yang membentuk matriks) untuk menampilkan suatu karakter sehingga LCD
matriks dapat ditampilkan lebih banyak bentuk karakter dibanding modul
tampilan
lainnya.
Untuk
menghubungkan
dengan
Mikrokontroler
telah
dipersiapkan kaki - kaki pada modul LCD matriks yang secara kompatibel dapat
langsung dihubungkan dengan port - port mikrokontroler. Konfigurasi kaki - kaki
pada LCD matriks ini diperlihatkan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Konfigurasi Kaki LCD Matriks
Input/Output
Fungsi
VSS
-
Ground dari modul kerangkaian
VDD
Input
Catu daya luar +5 volt ke modul tampilan
VO
Input
Tegangan kemudi LCD – Tegangan pengatur
kontras dan sudut penglihatan modul LCD
RS
Input
R/W
Input
E
Input
Sinyal pemilih mode :
0 = Operasi kirim instruksi ke LCD
1 = Operasi kirim data ke LCD
Kontrol arah data :
0 = Tulis kemodul LCD
1 = Baca dari modul LCD
Operasi enable = Mengaktifkan fungsi baca
atau tulis
19
DB0 – DB3
Input / Output
DB4 – DB7
Input / Output
4 Bit MSB dari bus data dua arah. Jalur-jalur
ini hanya digunakan pada mode transfer data
8 bit.
4 Bit MSB dari bus data dua arah. Jalur-jalur
ini digunakan baik pada mode 4 bit maupun
pada mode transfer data 8 bit.
Tabel 2.3 Character Generator ROM Map (OA)
Lower
4 bit
Upper
4 bit
LLLL LLLH LLHL LLHH LHLL LHLH LHHL LHHH HLLL HLLH HLHL HLHH HHLL HHLH HHHL HHHH
LLLL
CG
RAM
(1)
LLLH
(2)
LLHL
(3)
LLHH
(4)
LHLL
(5)
LHLH
(6)
LHHL
(7)
LHHH
(8)
HLLL
(1)
HLLH
(2)
HLHL
(3)
HLHH
(4)
HHLL
(5)
HHLH
(6)
HHHL
(7)
HHHH
(8)
20
Tabel 2.4 Character Generator ROM Map (OB)
Lower
4 bit
Upper
4 bit
LLLL LLHL LLHH LHLL LHLH LHHL LHHH HLLL HLLH HLHL HLHH HHLL HHLH HHHL HHHH
LLLL
CG
RAM
(1)
LLLH
(2)
LLHL
(3)
LLHH
(4)
LHLL
(5)
LHLH
(6)
LHHL
(7)
LHHH
(8)
HLLL
(1)
HLLH
(2)
HLHL
(3)
HLHH
(4)
HHLL
(5)
HHLH
(6)
HHHL
(7)
HHHH
(8)
2.7
Catu Daya
Catu daya atau lebih dikenal
sebagai
power supply,
adalah suatu
rangkaian yang berfungsi sebagai sumber daya listrik yang digunakan oleh
rangkaian-rangkaian selanjutnya. Rangkaian catu daya
mengubah tegangan
bolak-balik yang diterima dari jala-jala PLN, menjadi tegangan searah.
21
Suatu rangkaian catu daya yang baik terdiri dari tranformator (trafo),
penyearah, filter, dan IC regulator. Secara diagram blok dapat dilihat pada
Gambar 2.6 di bawah ini :
Jalajala
PLN
220 V
Trafo
Penyearah
Filter
IC
Regulator
VDC
Gambar 2.6 Diagram Blok Catu Daya
Transformator atau trafo di sini adalah berguna sebagai penurun tegangan
bolak-balik
dari jala-jala. Rangkaian penyearah dari dioda bertujuan untuk
membuat tegangan bolak-balik menjadi tegangan positif dan negatif bergantian
seperti fungsi sinusoida yang hanya memiliki tegangan positif atau negatif saja.
Rangkaian penyearah dapat dibuat dengan cara setengah gelombang atau
gelombang penuh.
Penyearah setengah gelombang adalah penyearah dengan menggunakan
sebuah dioda, cara kerjanya adalah dioda tersebut hanya melewatkan arus listrik
pada salah satu fasanya saja, misalnya fasa positifnya saja, sedangkan pada fasa
negatif tidak dilewatkan. Penyearah gelombang penuh di sini menggunakan empat
buah dioda yang dikenal sebagai jembatan dioda.
Hasil keluaran dari rangkaian penyearah adalah gelombang sinusoida yang
sudah disearahkan, tetapi masih belum memenuhi syarat sebagai sumber tegangan
yang diperlukan. Agar menjadi rata maka hasil keluaran tadi perlu dilewatkan
pada filter yang terdiri dari rangkaian RC atau RL. Rangkaian ini biasa disebut
peredam riak.
IC Regulator adalah IC yang berfungsi sebagai pengatur tegangan yang
membuat suatu tegangan masukan padanya
menjadi tegangan keluaran yang
besarnya tertentu sesuai dengan tipe IC tersebut. Dengan menggunakan IC
regulator ini maka tegangan keluaran
menjadi lebih stabil dan untuk lebih
meratakannya lagi dari gelombang-gelombang riak yang tidak diinginkan akibat
22
tidak stabilnya penarikan arus dari rangkaian, biasanya ditambahkan kapasitor
yang diparalelkan dengan keluaran IC regulator ini.
V out
t
Gambar 2.7 Bentuk Gelombang pada Rangkaian Filter Kapasitor
78XX adalah IC regulator yang dirancang sebagai regulator tegangan.
Nilai tegangan outputnya ditentukan oleh angka pada XX-nya. Disini IC yang
digunakan untuk regulator adalah 7805 yaitu IC untuk tegangan + 5Volt, 7812 IC
untuk tegangan +12 Volt dan 7824 untuk tegangan +24 Volt.
2.8
Flowchart
Perangkat lunak (software) yang dirancang pada dasarnya harus
memperhatikan flowchart (diagram alir), karena hal ini merupakan dasar dalam
pembuatan listing program. Untuk membuat flow chart dipergunakan simbol simbol yang mempunyai arti tertentu. Di bawah ini dapat dilihat simbol-simbol
flow chart yang digunakan beserta fungsi penggunaannya :
23
Terminator
Menerangkan suatu awal atau akhir dari
diagram alir
Data
Menerangkan masukan atau keluaran
data.
Decision
Menerangkan adanya dua pilihan yang
berbeda
Process
Menerangkan sebuah operasi atau eksekusi yang
dilakukan..
Data Flow
Menerangkan arah alur dari tiap-tiap proses.
Connector
Menerangkan sambungan alur
proses.