bab 2 landasan teori - Universitas Sumatera Utara

BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
2.1.1. Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S52
Perkembangan teknologi telah maju dengan pesat dalam perkembangan dunia
elektronika, khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silikon menyebabkan
bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga bagi perkembangan
teknologi modern. Atmel sebagai salah satu vendor yang mengembangkan dan
memasarkan produk mikroelektronika telah menjadi suatu teknologi standar bagi para
desainer sistem elektronika masa kini.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya),
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan
lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna
disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutin-rutin antarmuka perangkat
keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler,
Universitas Sumatera Utara
perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan
dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih
besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk
register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S52
2.1.2. Konstruksi AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 buah kapasitor, 1
resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 8k2
Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini
AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan
frekuensi maksimum 11,0592 MHz dan kapasitor 30 piko-Farad dipakai untuk
melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja
mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler.
Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda yaitu ROM (Read
Only Memory) dan RAM (Random Access Memory.
ROM yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan
keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan
sebagai memori program. Sedangkan RAM (Random Access Memory) isinya akan
sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat
program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai
memori data.
Universitas Sumatera Utara
Ada berbagai jenis ROM, untuk mikrokontroler dengan program yang sudah
baku dan diproduksi secara massal, program diisikan ke dalam ROM pada saat IC
mikrokontroler dicetak di pabrik IC.
Untuk keperluan tertentu mikrokontroler
mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programable-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra
Violet Eraseable Programable ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan
setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S52 adalah Flash
PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer.
Memori data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 256 byte,
meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan, memori berkapasitas 256 byte
sudah cukup. Sarana Input/Output (I/O) yang disediakan cukup banyak dan bervariasi.
AT89S52 mempunyai 32 jalur Input/Output. Jalur Input/Output paralel dikenal
sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).
AT89S52 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver / Transmitter)
yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara serial. Jalur untuk komunikasi data
serial (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P3.0 dan P3.1 di kaki nomor
10 dan 11, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu,
Universitas Sumatera Utara
clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock
yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan
P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau
T0 dan T1 terpakai.
AT89S52 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya
adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini
berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur
input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.
Port 1 dan Port 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register
yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function
Register (SFR).
Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89S52 :
1. Kompatibel dengan produk MCS-51.
2. 8 Kbyte In-System Reprogammable Flash Memory.
3. Daya tahan 1000 kali baca/tulis.
4. Fully Static Operation : 0 Hz sampai 24 MHz.
5. Tiga level kunci memori program.
6. 256 x 8 bit RAM internal.
7. 32 jalur I/O.
Universitas Sumatera Utara
8. Tiga 16 bit Timer/Counter.
9. Enam sumber interupt.
10. Jalur serial dengan UART.
2.1.2 Gambar IC Mikrokontroler AT89S52
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52
Universitas Sumatera Utara
Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S52 :
1. VCC (Pin 40)
Suplai tegangan 5 Volt.
2. GND (Pin 20)
Ground.
3. Port 0 (Pin 39 – Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data
ataupun penerima kode byte pada saat flash programming Pada fungsinya
sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL
input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port
tersebut. Pada fungsinya sebagai low order multiplex address/data, port ini
akan mempunyai internal pull up. Pada saat flash programming diperlukan
eksternal pull up, terutama pada saat verifikasi program.
4. Port 1 (Pin 1 – Pin 8)
Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa, pada kaki ke 6, ke 7 dan ke 8 terdapat Mosi, Miso
dan Sck sebagai masukan dari ISP Programmer yang terhubung ke komputer. Tanpa
adanya port ini maka mikrokontroler tidak dapat diprogram oleh ISP Programmer.
5. Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses
memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan
Universitas Sumatera Utara
isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi
sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat
memberikan output sink keempat buah input TTL.
6. Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pull up. Port 3 juga
mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut
Tabel 2.1. Konfigurasi Port 3 Mikrokontroler AT89S52
Nama Pin
Fungsi
P3.0 (Pin 10)
RXD (Port Input Serial)
P3.1 (Pin 11)
TXD (Port Output Serial)
P3.2 (Pin 12)
INTO (Interrupt 0 Eksternal)
P3.3 (Pin 13)
INT1 (Interrupt 1 Eksternal)
P3.4 (Pin 14)
T0 (Input Eksternal Timer 0)
P3.5 (Pin 15)
T1 (Input Eksternal Timer 1)
P3.6 (Pin 16)
WR (untuk menulis eksternal data memori)
P3.7 (Pin 17)
RD (untuk membaca eksternal data memori)
Universitas Sumatera Utara
RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
7. ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari
alamat selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input program
(PROG) selama memprogram Flash.
8. PSEN (pin 29)
Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal.
9. EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan
menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem di-reset. Jika
kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada
memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat tegangan 12
Volt.
10. XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal.
11. XTAL2 (pin 18)
Universitas Sumatera Utara
Output dari osilator.
2.1.2. Interfacing ke DC motor
DC motor yang umum yang menggunakan sikat (brush), yang menggunakan
lilitan pada rotor dan menggunakan magnet tetap pada sisi stator, pada dasarnya dapat
dianggap sebagai suatu beban yang dapat dihubungkan langsung kerangkaian
swiching arus DC. Oleh karena itu, pemilihan rangkaian yang tepat diperoleh dengan
memperhatikan
besar
kebutuhan
arus
untuk
memutar
DC
Motor
secara
nominal.Lilitan pada DC Motor dapat dihentikan dengan lilitan pada kumparan relay
sehingga rangkaian drivernya relatif sama.
Berikut ini ditunjukkan sebuah rangakaian driver DC motor yang dapat
memutar motor satu arah.
Vcc +(12-24)V
D1
1N4001
DC MOTOR
Max. 3A
I/O
1K2
IN
BD677
74HC04
74HC04
2SC2922
Gambar 2.3 rangkaian DC motor yang memutar satu arah
Universitas Sumatera Utara
Pada beberapa kasus, seringkali diperluan arah putaran DC Motor yang berubahubah.Prinsip dasar untuk mengubah arah putarannya ini adalah dengan membalik
polaritas pada catu tegangannya. Hal ini dapat diperoleh dengan memanfaatkan
rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :
Vcc +(12-24)V
+12V
Relay2 12V
+
D1
1N4001
1K2
G1
IN
BD677
74HC04
74HC04
+12V
DC MOTOR
Relay112V
D1
1N4001
G2
1K2
IN
BD677
74HC04
74HC04
Gambar 2.4 rangkaian DC motor yang dua arah
2.1.3. Operasional Amplifier
Op-amp(LM 741) biasanya dilukiskan dengan simbol seperti gambar dibawah ini.
Tampak adanya dua masukkan yaitu masukan inverting (-) dan masukan non-inverting
(+).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Op-Amp.
Dalam alat ini kita hanya menggunakan Op-Amp biasa yaitu dimana
tegangan keluaran sebanding dengan beda tegangan antara kedua isyarat masukan,
yaitu masukan inverting (INV atau -) dan masukan noninverting (NON INV atau +).
Bila isyarat masukan dihubungkan dengan masukan inverting, maka pada daerah
frekuensi tengah isyarat keluaran akan berlawanan fasa dengan isyarat masukan.
Sebaliknya bila masukan dihubungkan dengan masukan non-inverting, maka isyarat
keluaran sefasa dengan isyarat masukan. Ada beberapa jenis op-amp yang biasa
digunakan sebagai penguat, yaitu Op-Amp biasa, Op-Amp Norton dan Op-Amp
transkonduktansi (OTA). Dalam alat ini anda akan menggunakan op-amp biasa yaitu
dimana tegangan keluaran sebanding dengan beda tegangan antara kedua isyarat
masukannya.
Untuk memahami kerja op-amp perlu diketahui sifat-sifat op-amp. Beberapa
sifat ideal Op-Amp adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Penguat lingkar terbuka (Av,01) tak berhingga.
2. Hambatan keluaran lingkar terbuka (Ro,ol) adalah nol.
3. Hambatan masukan lingkar terbuka (Ri,ol) tak berhingga.
4. Lebar pita (bandwidth) tak berhingga, atau respon frekuensi flat.
5. common mode rejection (CMMR) tak berhingga.
2.1.4. Penguat inverting dan non-inverting
Rangkaian yang akan dijelaskan dan dianalisa dalam tulisan ini akan
menggunakan penguat operasional yang bekerja sebagai komparator dan sekaligus
bekerja sebagai penguat. Berikut ini adalah konfigurasi Op-Amp yang bekerja sebagai
penguat:
Gambar 2.6. penguat non inverting
Gambar di atas adalah gambar sebuah penguat non-inverting.
Penguat tersebut
dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah
Universitas Sumatera Utara
masukan non-inverting dari Op-Amp. Sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan
sinyal keluarannya. Selain penguat non-inverting, terdapat pula konfigurasi penguat
inverting. Dari penamaannya, maka dapat diketahui bahwa sinyal masukan dari
penguat jenis ini diterapkan pada masukan inverting dari Op-Amp, yaitu masukan
dengan tanda (−). Sinyal masukan dari pengaut inverting berbeda fasa sebesar 1800
dengan sinyal keluarannya. Jadi jika ada masukan positif, maka keluarannya adalah
negatif.
2.1.5. Diferensiator dan integrator
Pada penggunaan tapis pasif (RC) kita hanya memperoleh daerah
frekuensi operasi yang kecil. Untuk memperoleh daerah frekuensi operasi yang besar
kita
menggunakan tapis aktif. Pada rangkaian diferensiator bentuk isyarat keluaran
merupakan diferensial dari isyarat masukan jika tetapan waktu RC<<T/2 dengan T =
Perioda isyarat Sebaliknya pada rangkaian integrator,bentuk isyarat keluaran
merupakan integral dari bentuk isyarat masukan jika tetapan waktu RC>>T/2. Pada
penggunaan op-amp sebagai diferensiator perlu diperhatikan adanya daerah osilasi
pada frekuensi tertentu.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7. diferensial Op-Amp
Op-Amp dapat digunakan sebagai komparator. Untuk keperluan ini opamp dipasang dalam keadaan loop terbuka. Pada keadaan ini keluaran op-amp tidak
berbanding lurus dengan masukannya, tetapi hanya memiliki dua macam harga. High /
low atau +Vcc / –Vcc atau nol / satu. Op-amp dapat digunakan sebagai komparator.
Untuk keperluan ini op-amp dipasang dalam keadaan loop terbuka. Pada keadaan ini
keluaran op-amp tidak berbanding lurus dengan masukannya, tetapi hanya memiliki
dua macam harga. High / low atau +Vcc / –Vcc atau nol / satu. Op-amp dapat
digunakan sebagai komparator. Untuk keperluan ini op-amp dipasang dalam keadaan
loop terbuka. Pada keadaan ini keluaran op-amp tidak berbanding lurus dengan
masukannya, tetapi hanya memiliki dua macam harga. High / low atau +Vcc / –Vcc
atau nol / satu.
Komparator dengan hysteresis
Bila Vid = Vb-Va > 1 mV,maka Vo = +Vcc
Bila Vid = Vb-Va.< 1 mV,maka Vo = - Vcc
Universitas Sumatera Utara
Untuk |Vid| < 1 mV, komparator berada pada daerah linier yang berarti tegangan
keluaran berbanding lurus dengan tegangan masukan. Vid adalah tegangan masukan
diferensial.
2.2. Komponen-Komponen Pendukung
2.2.1. Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang
mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan
Variable Resistor, umumnya terbuat dari karbon film atau metal film, tetapi tidak
menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan
tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil.
Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan
konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas,
karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut
sebagai insulator. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor
Universitas Sumatera Utara
bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum
berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada
badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan
pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter.
Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA
(Electronic Industries Association).
Gambar 2.8. Resistor karbon
Tabel 2.2. Gelang Resistor
WARNA
GELANG I
GELANG II
GELANG III
GELANG IV
Hitam
0
0
1
-
Coklat
1
1
10
-
Merah
2
2
100
-
Universitas Sumatera Utara
Jingga
3
3
1000
-
Kuning
4
4
10000
-
Hijau
5
5
100000
-
Biru
6
6
1000000
-
Violet
7
7
10000000
-
Abu-abu
8
8
100000000
-
Putih
9
9
1000000000
-
Emas
-
-
0,1
5%
Perak
-
-
0,01
10%
Tanpa Warna
-
-
-
20%
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi
berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada
bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol,
sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian
pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda
telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai
resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak
termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi
Universitas Sumatera Utara
kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan
seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah
faktor penggalinya.
2. Variable Resistor
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan
variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering
digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah
semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu
saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang
digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai
variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara terbatas sampai 300
derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali
untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometres” atau
“Trimmer Potentiometres”.
Gambar 2.9. Potensiometer
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.9. di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume
kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada
PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 potentiometres. Ada 3 tipe didalam
perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar
berikut ini :
Gambar 2.10. Grafik Perubahan nilai pada potensiometer
Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi
lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya
menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia.
Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah,
tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya
tipe A ini juga disebut sebagai Audio Taper potensiometer. Untuk tipe B perubahan
resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control,
Universitas Sumatera Utara
resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan
resistansinya kebalikan dati tipe A.
2.2.2. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor 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
elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduktif
pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas fenomena kapasitor terjadi pada saat
terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.
dielektrik
Elektroda
Elektroda
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.11. Skema kapasitor.
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam
merancang suatu sistem yang berfungsi untuk memblok arus DC, Filter, dan
penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan
dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai
insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi
listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus
mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang
membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis
kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
1. Electrolytic Capacitor (ELCO)
Gambar 2.12. Electrolytic Capacitor (ELCO)
Universitas Sumatera Utara
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan
membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah
perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati
– hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila
polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan meledak. Biasanya jenis
kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa
digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor
dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor
akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus
memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.
2.
Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena
tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian
frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi
menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena
dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia
dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13. Ceramic Capacitor
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat
angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit
memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya.
Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan.
Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka
dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama
angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel
dibawah.
Tabel 2.3. Nilai Kapasitor
Universitas Sumatera Utara
Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai
kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%.
Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico
Farad).
2.2.3. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal.
Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari
penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan
dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara
penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan
transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah
silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silikon NPN
3. Transistor silikon PNP
4. Transistor germanium NPN
Universitas Sumatera Utara
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol anak panah
yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
C
C
B
B
E
E
NPN
PNP
Gambar 2.14. Simbol tipe transistor
Keterangan :
C = kolektor
E = emiter
B = basis
Didalam
pemakaiannya
transistor
dipakai
sebagai
komponen
saklar
(switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah
penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Pada daerah penjenuhan
nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau
kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan
kolektor emiter (V CE ) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya V CE
Universitas Sumatera Utara
bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar,
transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar dibawah ini :
Vcc
Vcc
IC
R
RB
Saklar On
VCE
VB
IB
VBE
Gambar 2.15. Transistor sebagai Saklar ON
Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal
sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open). Keadaan
ini menyebabkan tegangan (V CB ) sama dengan tegangan sumber (Vcc), tetapi pada
kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari
kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor
tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Vcc
Vcc
IC
R
RB
Saklar Off
VCE
VB
IB
VBE
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.16. Transistor Sebagai Saklar OFF
2.3. Berkebun Stroberi secara komersil dan Mempunyai Nilai Ekonomis Tinggi
Tanaman stroberi merupakan salah satu tanaman buah yang bernilai ekonomis tinggi.
Buah stroberi berhasiat bagus untuk kesehatan tubuh. Stroberi dapat menghambat
perkembangan kanker payudara dan leher rahim. Dengan kandungan ellagic acid pada
buah stroberi, perkembangan kanker dapat dihambat. Stroberi menyukai suhu udara
relatif dingin dengan sinar matahari tidak terlalu kuat. Tanaman dari daerah iklim
subtropis ini akan tumbuh baik di daerah yang memiliki suhu sekitar 22-28 derajat
celcius.Dengan kelembaban udara yang baik sekitar 80-90%. Hingga saat ini banyak
metode yang diterapkan petani agar tanaman stroberi dapat berproduksi optimal.
Beberapa cara yang telah dilakukan adalah dengan menerapan teknik budaya yang
tepat, penentuan musim tanam, program pemupukan yang tepat dan penyiraman yang
terkontrol. Alat penyiraman ini dibuat untuk para petani khususnya para petani
stroberi.Alat ini bekerja pada saat tanah kering dan penyiraman berhenti pada saat
tanah sudah basah.Sensor kebasahan tanah menggunakan dua buah probe tembaga
yang ditanam ditancapan ketanah dan diteruskan kerangkaian penguat. Apabila tanah
basah maka akan terjaadi aliran arus antara probe tersebut dan kemudian sinyal listrik
tersebut diperkuat oleh Op-Amp dan setelah itu dikirim kemikrokontroler. Kerena
menggunakan Op-Amp maka kadar kebasahan air bisa kita tentukan dengan
memvariasikan pengutan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17. Penyiraman Stroberi menggunakan Mikrokontroler.
2.2 Perangkat Lunak
Universitas Sumatera Utara
2.2.1. Bahasa Assembly MCS-52
Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89C4052 adalah
bahasa assembly untuk MCS-52. Angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa
ini hanya ada 51 instruksi, antara lain yaitu :
1. Instruksi MOV
Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register
tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.
Contoh pengisian nilai secara langsung :
MOV R0,#20h
Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai.
Contoh pengisian nilai secara tidak langsung
MOV 20h,#80h
...........
............
MOV R0,20h
Perintah di atas
berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20
Heksadesimal ke register 0 (R0).
Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah
alamat.
Universitas Sumatera Utara
2. Instruksi DJNZ
Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk
mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil
pengurangannya belum nol. Contoh ,
MOV R0,#80h
Loop: ...........
............
DJNZ R0,Loop
............
R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan
meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.
3. Instruksi ACALL
Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :
.............
ACALL TUNDA
.............
TUNDA:
.................
4. Instruksi RET
Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin
pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,
Universitas Sumatera Utara
ACALL TUNDA
.............
TUNDA:
.................
RET
5. Instruksi JMP
(Jump)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,
Loop:
.................
..............
JMP Loop
6. Instruksi JB
(Jump if bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika high (1). Contoh,
Loop:
JB P1.0,Loop
.................
7. Instruksi JNB
(Jump if Not bit)
Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang
dimaksud berlogika Low (0). Contoh,
Loop:
Universitas Sumatera Utara
JNB P1.0,Loop
.................
8. Instruksi CJNZ
(Compare Jump If Not Equal)
Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register
dengan suatu nilai tertentu. Contoh,
Loop:
................
CJNE R0,#20h,Loop
................
Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin
Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h, maka program akan melanjutkan
instruksi selanjutnya..
9. Instruksi DEC (Decreament)
Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang
dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h
R0 = 20h
................
DEC R0
R0 = R0 – 1
.............
10. Instruksi INC (Increament)
Universitas Sumatera Utara
Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang
dimaksud dengan 1. Contoh,
MOV R0,#20h
R0 = 20h
................
INC R0
R0 = R0 + 1
.............
11. Dan lain sebagainya
2.2.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator
Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah
editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator. Tampilannya seperti di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.18. 8051 Editor, Assembler, Simulator
Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan kemudian di-Assemble (dicompile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika
masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan
dalam penulisan
perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu
sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.
Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke
dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an.
Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroler.
2.2.3. Software Downloader
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan
software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di-download dari internet.
Tampilannya seperti gambar di bawah ini
Universitas Sumatera Utara