Skripsi Rizki Arif Maulana

Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi
kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h.
dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada
memory harus ditambahkan dengan 80h.
Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “B” pada
baris kedua pada posisi kolom kesepuluh.maka sesuai dengan peta memory,
posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah,
sehingga sebelum kita menampilkan huruf “B” pada LCD, kita harus
mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah
80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah =0Cah. Sehingga dengan mengirim
perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan
kolom ke 11.
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN CARA KERJA
RANGKAIAN
29
3.1
Perancangan Blok Diagram
Dalam perencanaan alat sistem keamanan anti kebocoran gas
LPG, diperlukan adanya suatu blok diagram untuk mengetahui prinsip kerja
alat. Adapaun, blok diagram tersebut adalah :
LCD
SENSOR
GAS
HS133
BLOWER
ADC
( ANALOG TO
DIGITAL
CONVERTER )
MICROCONTROLLER
AT89S51
SOLENOID
BUZZER
Gambar 3.1 Perancangan Blok Diagram
Blok Kipas
Menetralisir kadar gas pada ruangan dengan
menghembuskan udara ke dalam ruangan
Blok Buzzer
Indikator atau peringatan untuk menandakan
adanya kebocoran gas pada ruangan
Blok Mikrokontroller
Membaca data dari ADC, mengolah
data, memproses, dan mengaktifkan buzzer, kipas, LCD
30
Blok ADC
Mengubah data analog menjadi data digital
sehingga data dari sensor dapat dibaca oleh mikrokontroller
Sensor Gas HS-133
Mendeteksi kebocoran gas dalam
ruangan sehingga data akan dikirimkan ke ADC dan diproses oleh
mikrokontroller.
Display
Keran Solenoid
Menampilkan pesan ada tidaknya gas
untuk menutup saluran gas yang berasal
dari tabung gas LPG.
3.2
Rangkaian Pengendali Kipas
Rangkaian pengendali kipas pada alat ini berfungsi untuk
memutuskan atau menghubungkan sumber tegangan 12 volt dengan kipas.
Penggerak Relay digunakan untuk mengkoordinasi keadaan on
atau Off. Bagian rangkaian ini terdiri dari komponen-komponen seperti
resistor bernilai 4,7 kΩ, transistor NPN yaitu C945, dioda IN4148 dan relay
NC (Normally Close). Rangkaian relay merupakan rangkaian pemutus dan
penghubung. Ini dikendalikan oleh pin P 1.0 pada mikrokontroler, relay yang
dipakai adalah relay NC yaitu kontak relay yang sudah terhubung meskipun
kumparannya tidak dialiri arus.
Fungsi dioda IN4148 adalah untuk membuang arus AC dari
lilitan relay, apabila tidak ada dioda maka arus dari relay akan mengalir ke
transistor. Apabila hal ini dibiarkan terus akan menyebabkan transistor rusak,
maka dipasanglah dioda IN4148 untuk mencegahnya.
31
Gambar 3.2 Rangkaian Pengendali Kipas
Untuk menentukan nilai tahanan basis (R11 = RB = 4,3 kΩ)
pada rangkaian switching transistor ini adalah dapat dilakukan
perhitungan sebagai berikut ini :
Berdasarkan lembar data dari transistor H945 yang
digunakan, IC(max) = 100 mA dan penguatan arus β = 100 serta VBE = 0,7
volt Sehingga di dalam persamaan 2-6 didapatkan arus basis sebesar :
β = IC/IB → IB =
IC
β
=
100mA
= 1 mA
100
Berdasarkan persamaan 2-5, maka :
IB =
VBB − VBE
V − VBE
→ RB = BB
RB
IB
Dalam hal ini VBB = VPC0 = 5 volt
RB =
5 − 0,7
4,3
=
= 4,3KΩ
−3
1 × 10
1 × 10 −3
Sedangkan untuk mengetahui nilai tegangan kolektor
emitor (VCE) adalah dengan mengetahui terlebih dahulu tahanan pada
kolektor transistor tersebut. Dimana nilai tahanan ini adalah berada pada
relay yang digunakan. Menurut lembar data relay, arus maksimum yang
diperbolehkan untuk masuk ke relay tersebut adalah sebesar 100 mA
32
(Irelay). Dalam perancangan alat ini tegangan yang digunakan untuk
menghidupkan relay tersebut adalah sebesar 5 volt DC. Sehingga
tahanan relay (Rcoil) yang juga merupakan tahanan kolektor (RC) dapat
dicari dengan :
Rcoil = RC =
VCC
5
=
= 50Ω
I relay 100 × 10 −3
Dengan nilai tahanan RC = 50 Ω dan tegangan VCC = 5 volt,
maka tegangan VCE adalah :
VCE = VCC − (I C × RC )
VCE = 5volt − (100mA × 50Ω )
VCE = 0 volt
3.3
Rangkaian LCD
Rangkaian
ini menggunakan LCD Display Wintex WD-C
1602M dengan kemampuan 16 x 2 karakter. Pemilihan LCD 16 x 2 karakter
karena kemampuan total keseluruhan karakter yang mampu ditampilkan
adalah 32 karakter secara saling bergantian.
DISPLAY LCD
1
VR
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
+5V
R
RES
LCDEN
AD
4
AD
5
AD
6
AD
7
1
33
+5V
Gambar 3.3 Rangkaian Display LCD
Pada gambar 3.3 VR1 melakukan proses pengubahan tegangan
pada pin 3 berupa tombol kontras sehingga pengubahan nilai VR1 dapat
mengubah terang dan gelapnya karakter dilayar LCD. Kemudian pemasangan
R1 sebagai pembatas arus pada pin 15 untuk memberikan pembatasan arus
sehingga dapat dihasilkan tegangan sebesar 4,2 Volt untuk dilakukan proses
penyalaan terhadap Back Light pada Display LCD. Proses pengiriman data
yang akan ditampilkan pada LCD dapat dilakukan secara bergantian dengan
pengiriman 4 bit data biner dari mikrokontroler dilakukan melalui port A (A4
sampai A7), sementara kontrol bagi Register Internal pada Display LCD serta
proses enable sinyal dapat dilakukan melalui port A2 dan A3 pada rangkaian
mikrokontroler
3.4
Rangkaian Buzzer atau Alarm
Rangkaian ini berfungsi untuk menghasilkan bunyi yang
menandakan bahwa ada suatu panggilan masuk. Rangkaian buzzer ini
terhubung dengan mikrokontroller yang dalam hal ini P 1.2. Bagian rangkaian
ini terdiri dari komponen-komponen seperti resistor, transistor yang jenisnya
NPN dan buzzer.
34
Gambar 3.4. Rangkaian Buzzer
3.5
Rangkaian ADC ( Analog to Digital Converter )
Rangkaian ADC ini berfungsi untuk merubah data analog yang
dihasilkan oleh sensor gas LPG HS-133 bilangan digital. Output dari ADC
dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga mikrokontroler dapat mengetahui
dan mendeteksi keberadaan gas LPG yang terdapat di dalam ruangan. Dengan
demikian proses pendeteksian gas LPG dapat dilakukan. Gambar rangkaian
ADC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Gambar 3.5 Rangkaian ADC
35
Tegangan pada output sensor akan dideteksi oleh ADC. Agar
output yang dihasilkan oleh ADC sebesar 5 Volt, maka tegangan refrensi
ADC harus benar -benar stabil, karena perubahan tegangan refrensi pada ADC
akan merubah output ADC tersebut.
Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler,
sehingga setiap perubahan output ADC yang disebabkan oleh perubahan
inputnya akan diketahui oleh mikrokontoler.
3.6
Mikrokontroler AT89S51 Sebagai Inti Pengendali
Mikrokontroler
berfungsi
untuk
mengatur
dan
mengendalikan semua output dengan cara membandingkan input yang
diterima dengan data referensi yang diberikan. Osilator yang dibentuk oleh
Kristal sebesar 11,0592 MHz dihubungkan ke port X1 dan X2 berfungsi untuk
menjalankan instruksi - instruksi program pada Mikrokontroler. Sedangkan
rangkaian reset dihubungkan pada port reset terdiri dari Kapasitor dan
Resistor, rangkaian akan me-reset Mikrokontroler pada saat pertama kali
Mikrokontroler mendapat suplay. Adapun fungsi dari tiap – tiap port dari
Mikrokontroler adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6 :
36
Gambar 3.6 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Pada gambar rangkaian Mikrokontroler AT89S51 di bawah
terlihat bahwa fungsi dari port dari Mikrokonrtroler ini adalah sebagai berikut
:
A. Port 0.0 sampai dengan Port 0.7 :
Dihubungkan dengan output mikrokontroller yaitu LCD untuk
menampilkan kadar gas yg terdapat di didalam suatu ruangan jika terjadi
kebocoran.
B. Port 2.0 sampai dengan Port Port 2.7 :
Dihubungkan dengan output mikrokontroller yaitu ADC
( Analog to Digital Converter ) 0804 yang berfungsi untuk merubah data
analog yang dihasilkan oleh sensor gas LPG HS-133 menjadi bilangan
digital.
C. Port 1.1 :
Dihubungkan dengan driver pengendali kipas dan kipas 12 Vdc
yang berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan sumber tegangan
12 volt dengan kipas.
D. Port 1.2 :
Dihubungkan
dengan
Buzzer
yang
berfungsi
untuk
menghidupkan alarm jika terjadinya kebocoran Gas LPG.
E. Port X2 dan X1 :
37
Osilator yang dibentuk oleh Kristal sebesar 11,0592 MHz
dihubungkan ke port X1 dan X2 berfungsi untuk menjalankan instruksi instruksi program pada Mikrokontroler
F. Port Reset :
.
Sedangkan rangkaian reset dihubungkan pada port reset terdiri
dari Kapasitor dan Resistor, rangkaian akan me-reset Mikrokontroler pada
saat pertama kali Mikrokontroler mendapat suplay.
G. Pin 40 :
Pin 40 merupakan sumber tegangan
positif dihubungkan
dengan + 5 volt dari power supplay.
H. Pin 20 :
.
Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada
power supplay.
I. Pin 31 :
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini
dilakukan karena mikrokontroller AT89S51 tidak menggunakan memori
eskternal.
38