1 Laporan Skripsi Pendahuluan kabeh
advertisement
PENDETEKSI SADAPAN PADA PESAWAT TELEPON SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Disusun oleh : HENDRIEYANTO NIM 0210632049-63 DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2005 i PENDETEKSI SADAPAN PADA PESAWAT TELEPON SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Disusun oleh : HENDRIEYANTO NIM 0210632049-63 Telah diperiksa dan setujui oleh Dosen pembimbing Moch. Rif’an, ST. MT NIP. 132 283 659 Panca Mudjirahardjo, ST. MT NIP. 132 288 163 ii PENDETEKSI SADAPAN PADA PESAWAT TELEPON Disusun oleh : HENDRIEYANTO NIM 0210632049-63 Skripsi ini telah diuji dan dinyatakan lulus pada tanggal 17 Februari 2005 DOSEN PENGUJI Ir. M. Julius St, MS NIP. 131 124 655 Ir. Ponco Siwindarto, MS NIP. 131 837 966 Nurussa’adah, Ir NIP. 131 994 339 Bambang Siswojo, Ir NIP. 131 759 588 Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro Ir. Purwanto, MT NIP. 131 574 847 iii ABSTRAK HENDRIEYANTO, NIM : 0210632049-63, Konsentrasi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Desember 2004, Skripsi, Pendeteksi Sadapan Pada Pesawat Telepon, Dosen Pembimbing : Moch. Rif’an, ST, MT dan Panca M, ST. MT Dalam skripsi ini penulis memberikan alternatif sistem yang lebih aplikatif dan dapat mengurangi pencurian pulsa telepon dan juga dapat menjaga informasi ataupun pembicaraan yang bersifat rahasia Sistem ini diharapkan dapat memberikan rasa aman terhadap pengguna jasa telepon baik itu dirumah ataupun diperkantoran, sehingga dpat menghindari hal- hal yang tidak diinginkan yang berakibat membengkaknya tagihan telepon. Dari pengujian sistem secara per bagian dan keseluruhan, masukan sistem pertama sistem dipasang antara pesawat telepon dengan line telepon. Pada saat telepon diangkat rangakaian detector hook akan mendeteksi bahwa telepon dalam keadaan off hook. Setelah itu mikro akan menyambungkan line dengan rangkaian logika menggunakan relay, rangakaian logika akan mengambil tegangan awal pada saat saat telepon pertama kali diangkat setelah masuk ke ADC dan disimpan pada register mikro sebagai tegangan awal,setelah itu rangkaian logika dan ADC akan mendeteksi tegangan pada line selanjutnya jika terjadi perubahan tegangan pada line sebesar minimal 1 Volt akan dideteksi oleh mikro bahwa kondisi sedang terjadi penyadapan lalu LCD menampilkan informasi bahwa sedang terjadinya penyadapan dan buzzer aktif iv PENGANTAR Dengan penuh rasa syukur Alhamdulillah ke hadirat Allah SWT, karena dengan limpahan nikmat, karunia dan rahmat-Nya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pendeteksi Sadapan Pada Pesawat Telepon. Segala kesulitan, hambatan dan gangguan telah berhasil penulis lalui. Pengajuan skripsi ini merupakan persyaratan yang wajib ditempuh untuk meraih gelar Sarjana Teknik. Kelancaran penulisan skripsi ini mulai dari awal hingga selesai tidak terlepas dari dukungan dan bantuan dari semua pihak baik moril maupun materil. Dalam kesempatan ini penulis dengan penuh rasa hormat menyampaikan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak H. Gumisanto, SE dan Ibu Hj. Hindun. BBA, tercinta selaku Orang Tua penulis yang telah memberikan do’a, nasehat, serta memberikan dorongan materil hingga terselesainya skripsi dan kuliah jenjang S1 ini. 2. Adik- Adikku yang teristimewa, Heni, wisnu dan juga Uah. Semoga kalian semua dapat mengikuti jejak langkahku dan sukses dalam studinya 3. Bapak Ir. Purwanto, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya Malang. 4. Bapak Moch. Rif’an, ST, MT dan Bapak Panca M, ST. MT selaku dosen pembimbing yang telah rela memberikan dan meluangkan waktunya serta perhatian atas terselesainya skripsi ini. 5. Bapak Ir. Ponco Siswindarto, MS selaku KKDK Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya Malang. 6. Staf Recording Jurusan Teknik Elektro (mba’ mien, mba’ ika, bu kamil n mas wandi) yang telah membantu kelancaran Administrasi Akademik. 7. Sahabat- sohip Kentalku. Romadlon, Nanang, Ipunk. Jasa kalian tak mungkin kulupa semoga persahabatan kita tak lekang oleh waktu. 8. Semua rekan-rekan Jurusan Elektro khususnya angkatan 2002 alih jenjang atas segala dorongannya. 9. PT CENDANA TEKNIKA 2000 yang telah memberikan kesempatan penulis untuk kerja freelance. v 10. Semua pihak yang telah membantu secara moril maupun materil selama perancangan dan realisasi skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat, dan penulis sendiri. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinanti oleh penulis demi perbaikan penulisan dan alat selanjutnya dapat bekerja lebih ideal lagi. Malang, 05 Februari 2005 Penulis vi DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL .................................................................................................. i LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................................... ii ABSTRAK .................................................................................................................iv PENGANTAR ........................................................................................................... v DAFTAR ISI.............................................................................................................. vii DAFTAR TABEL...................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 2 1.3 Tujuan ................................................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ................................................................................... 2 1.5 Sistematika Penulisan ........................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Telepon....................................................................................... 4 2.1.1 Dasar Pesawat Telepon ............................................................... 5 2.1.2 Proses Terjadinya Hubungan Telepon ........................................ 6 2.1.3 Tone Dialing ............................................................................... 8 2.1.4 Sinyal Telepon ............................................................................ 9 2.2 Pesawat Telepon Dalam Keadaan Sesungguhnya .................................. 10 2.2.1 Akibat Kedua .............................................................................. 11 2.2.2 Akibat Ketiga .............................................................................. 11 2.3 Mikrokontroller AT89C51 ...................................................................... 12 2.3.1 Penjelasan Pungsi Pin AT89C51……………………………….. 14 2.3.2 Masukkan Dan Keluaran……………………………………….. 15 2.4 LCD (Liquid Crystal Display) ................................................................. 16 vii 2.5 Pengubah Analog Ke Digital .................................................................. 19 2.6 DTMF (Dual Tone Multi Frequency) ..................................................... 22 2.6.1 DTMF Transmitter (IC TP5088) ................................................ 22 BAB III METODOLOGI 3.1 Studi Literatur ......................................................................................... 25 3.2 Perancangan Peralatan ............................................................................ 25 3.3 Pembuatan alat ........................................................................................ 25 3.4 Pengujian Alat ......................................................................................... 26 BAB IV PERANCANGAN DAN REALISASI 4.1 Spesifikasi Sistem ................................................................................... 27 4.2 Blok Diagram .......................................................................................... 27 4.3 Prinsip Kerja ............................................................................................ 28 4.4 Perencanaan Perangkat Keras .................................................................. 28 4.4.1 Rangkaian Kontrol AT89C51 ...................................................... 29 4.4.2 LCD.............................................................................................. 29 4.4.3 Rangkaian Detektor Hook............................................................ 30 4.4.4 Rangkaian encoder DTMF........................................................... 32 4.5 Rangkaian Penguat................................................................................... 33 4.6 Rangkaian Driver Buzzer ......................................................................... 35 4.7 Perancangan perangkat lunak .................................................................. 36 BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA 5.1 Pengujian Detektor On- Off Hook............................................................ 38 5.2 Pengujian rangkaian Enkoder DTMF…………………………………... 39 5.3 Pengujian Hubungan antara Mikrokontroller dengan buzzer .................. 40 5.4 Pengujian Rangkaian ADC (Analog To Digital Converter) .................. 41 5.5 Pengujian Rangkaian LCD…………………………………………….. 43 5.6 Pengujian Rangkaian dengan Pesawat Telepon………………………... 45 5.7 Pengujian Keseluruhan Sistem………………………………………… 46 viii BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan .............................................................................................. 48 6.2 Saran ........................................................................................................ 48 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 49 ix DAFTAR TABEL No Judul Halaman Tabel 2.1 Tabel Alokasi Frekuensi DTMF .............................................................. 7 Tabel 2.2 Tabel Fungsi Pengganti Port 3 ................................................................. 16 Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD ....................................................................................... 17 Tabel 2.4 Tabel Instruksi- Instruksi Pada LCD ....................................................... 18 Tabel 2.5 Tabel Kebenaran TP 5088 ...................................................................... 30 Tabel 2.6 Tabel Standar Telepon Untuk Pelanggan……………………………….. 30 Tabel 5.1 Hasil Pengukuran Detektor Hook……………………………………….39 Tabel 5.2 Hasil Pengujian Rangkaian Buzzer.......................................................... 40 Tabel 5.3 Hasil pengujian dan analisis data ADC ................................................... 42 Tabel 5.4 Kondisi Awal sebelum Terjadi Penyadapan ............................................ 54 Tabel 5.5 Kondisi setelah Terjadinya Penyadapan .................................................. 55 x DAFTAR GAMBAR No Judul Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Pesawat Telepon ........................................................... 5 Gambar 2.2 Rangkaian Telepon Standar ................................................................. 7 Gambar 2.3 Blok Diagram AT89C51 ...................................................................... 13 Gambar 2.4 Susunan Pin AT89C51 ......................................................................... 13 Gambar 2.5 Diagram Blok LCD .............................................................................. 16 Gambar 2.6 ADC Metode Pendekatan Berturut- Turut ........................................... 19 Gambar 2.7 Blok Diagram TP 5088 ........................................................................ 21 Gambar 2.8 Konfigurasi Penyemat IC TP 5088 ..................................................... 21 Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem ...................................................... 27 Gambar 4.2 Perancangan Minimum Sistem AT89C51 ........................................... 29 Gambar 4.3 Perancangan Rangkaian LCD .............................................................. 30 Gambar 4.4 Rangkaian Detektor Hook .................................................................... 30 Gambar 4.5 Rangkaian DTMF Transmitter ............................................................. 32 Gambar 4.6 Rangkaian Penguat ............................................................................... 33 Gambar 4.7 Rangkaian ADC ................................................................................... 34 Gambar 4.8 Rangkaian Buzzer ................................................................................ 35 Gambar 4.9 Perangkat lunak keseluruhan sistem .................................................... 37 Gambar 5.1 Blok Diagram Pengujian Detektor On-Off Hook………………………… 38 Gambar 5.2. Blok Diagram Pengujian Encoder DTMF ……………………………. 39 Gambar 5.3 Gambar Tampilan Encoder DTMF ........................................................ 40 Gambar 5.4 Pengujian Driver Buzzer ........................................................................ 40 Gambar 5.5 Blok Diagram Pengujian ADC .............................................................. 41 Gambar 5.6 Pengujian LCD....................................................................................... 43 Gambar 5.8 Pengujian Keseluruhan Rangkaian…………………………………….. 46 xi DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Gambar Rangkaian ................................................................................. L-1 Lampiran 2 Listing Program Assembly ..................................................................... L-2 Lampiran 3 Foto Alat ................................................................................................. L-3 Lampiran 4 Data Sheet AT 89C51 ............................................................................ L-4 Lampiran 5 Data Sheet ADC 0804 ............................................................................ L-5 Lampiran 6 Data Sheet LM 386 ................................................................................ L-6 Lampiran 7 Data Sheet IC Decoder 74HC574 .......................................................... L-7 Lampiran 8 Data Sheet DTMF TRANSMITTER 5088............................................... L-8 Lampiran 9 Data Sheet OPTOCOUPLER 4N25 ....................................................... L-9 Lampiran 10 Data Sheet ATMEL 89C51 ................................................................... L-10 Lampiran 11 Petunjuk Pengoperasian Alat................................................................ L-12 xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Dunia telekomunikasi saat ini berkembang dengan pesat hal ini tidak dapat dielakkan karena era globalisasi, manusia ingin segalanya berjalan dengan sangat cepat dan efisien serta efektif. Untuk mewujudkannya maka teknologi dibidang telekomunikasi pun terus dikembangkan dan jangkauan jaringan terus diperluas. Telepon merupakan salah satu alat yang digunakan oleh manusia untuk berkomuinikasi dengan manusia lainnya.walaupun dengan jarak yang sangat berjauhan. Pesawat telepon merupakan suatu hasil dari kemajuan teknologi, khususnya dibidang elektronika dan telekomunikasi. Pada dasarnya telepon merupakan media komunikasi jarak jauh secara full duplex, yaitu alat yang bisa digunakan sebagai komunikasi dua arah baik itu mengirim maupun menerima. Sebagai salah satu hasil teknologi, pesawat telepon baik untuk rumah tangga, kantor, maupun lainnya masih memiliki kekeurangan, adapun salah satu kekurangan-kekurangannya adalah sering terjadi penyadapan serta pencurian pulsa yang mengakibatkan membengkaknya biaya rekening bulanan sehingga kenyamanan pelanggan berkurang. Dengan demikian semakin banyak pengguna telepon maka semakin banyak pula kerusakan yang mungkin timbul, sehingga untuk mengantisipasi kerusakan atau keluhan masyarakat pada pesawat telepon, maka diperlukan suatu penanganan yang lebih cepat dan tepat. Untuk meningkatkan pelayanan tersebut juga diperlukan suatu peningkatan system atau alat untuk perbaikan telepon dan untuk jaringan telepon. Berdasarkan fakta yang ada, keluhan pengguna telepon terhadap PT.TELKOM sebagai perusahaan Telekomunikasi Indonesia adalah sering terjadinya kerusakan atau gangguan pada pesawat telepon. Adapun gangguan yang sering terjadi adalah sering adanya penyadapan yang menyebabkan terjadinya pencurian pulsa telepon sehingga dapat merugikan konsumen pengguna telepon, dan juga ketidak nyamanan sehingga timbul kekhawatiran akan adanya yang mengetahui pembicaraan yang bersifat rahasia. Dengan adanya beberapa gangguan diatas maka alat system anti sadap ini dapat mengurangi permasalahan yang ada dan dapat mendeteksi sedini mungkin. 1 2 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Bagaimana mengaplikasikan Mikrokontroller AT89C51 sebagai pengendali utama sekaligus unit kontrol yang dihubungkan dengan rangkaian logika pada system anti sadap pada pesawat telepon dengan menggunakan tampilan LCD. 2. Bagaimana merancang suatu system anti sadap pada pesawat telepon. 3. Bagaimana merancang dan mengaplikasikan DTMF sebagai DTMF Encoder 4. Bagaimana merancang dan mengaplikasikan LCD sebagai penampil 1.3 Tujuan Tujuan dari perancangan dan pembuatan alat ini adalah membuat alat Pendeteksi Sadapan pada pesawat telepon. 1.4 Batasan masalah Dalam ruang lingkup pembahasan pada perancangan dan pembuatan alat system Pendeteksi sadap pada pesawat telepon. Permasalahan yang akan dibahas meliputi: 1. Perancangan dan pembuatan alat Pendeteksi sadap pada pesawat telepon. 2. Penggunaan alat hanya digunakan pada pesawat telepon rumah atau pribadi,kantor atau instansi.dari line mulai dari rumah kabel sampai ke pelanggan. 3. Pembuatan dan perancangan program dengan menggunakan mikrokontroller AT89C51 sebagai pengolah pada rangaian logika. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Bab I, PENDAHULUAN, menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, ruang lingkup, dan sistematika penulisan. 2. Bab II, TINJAUAN PUSTAKA, Menjelaskan tentang teori dasar mikrokontroller AT89C51 serta komponen yang mendukung perancangan dan pembuatan alat 3. Bab III, METODOLOGI PENELITIAN, menjelaskan tahap demi tahap penelitian skripsi. 4. Bab IV, PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT, menjelaskan tentang perangkat keras maupun perangkat lunak yang akan direncanakan dan direalisasikan. 3 5. Bab V, PENGUJIAN DAN ANALISA, berisi pengujian yang dilakukan dalam perencanaan alat, dan hasil pengujian dan analisis. 6. Bab VI, PENUTUP, Menjelaskan tentang kesimpulan akhir dari perancangan alat dan saran-saran yang memungkinkan pengembangan alat di masa mendatang. 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Telepon Telepon berasal dari bahasa yunani yaitu ‘Tele’ yang berarti ‘jauh’ dan ‘phone’ yang berarti ‘suara’. Dari sini, secara sederhana telepon berarti alat yang digunakan untuk percakapan jarak jauh. Sedangkan secara teknik adalah alat yang berfungsi untuk mengkonfersikan sinyal suara menjadi sinyal listrik untuk dikirimkan kejarak yang relative jauh dan kemudian dikonfersikan kembali sinyal listrik tersebut kesinyal suara pada penerima . System telepon harus mampu mengirimkan sinyal- sinyal kedua arah dimana kedua komunikasi sedang berlangsung, disamping itu juga harus menyediakan suatu cara untuk memberi sinyal atau tanda dari masing-masing terminal keterminal yang lain (Roody Coolen, 1990,587). Sentral yang akan memberitahu tentang adanya panggilan atau tentang bagaimana keadaan terminal yang lain yang sedang dipanggil. Pada system telepon otomatis sinyal yang dikirim akan langsung mengoperasikan alat-alat penghubung saluran (line Swiching) pada lokasi sentral, sehingga tidak diperlukan lagi operator perantara.sistem telepon otomatis bekerja atas dasar loop dan hanya menggunakan system batere sentral. Loop pelanggan telepon terdiri dari sepasang kabel diantara tempat pelanggan dan sentral penghubung telepon, sebuah pesawat telepon dan sebuah rangakian disentral penghubung untuk mencatu batere, arus pemberi sinyal dan alat penghubung kemesin-mesin switching. Untuk mengadakan pembicaraan antara kedua pelanggan harus mengirimkan suatu nomor kode kesentral melalui nada pilih atau tombol tekan yang ada pada pesawat telepon. Pelanggan yang mengirimkan informasi yang berupa nomor telepon kesentral untuk memanggil pelannggan lain disebut dialing. Bila telah terjadi hubungan percakapan dua arah, maka semua pembicaraan tadi bersifat rahasia sehingga apabila ada penyalahgunaan diantaranya akan menyebabkan ketidaknyamanan ataupun pengambilan berita dari percakapan tersebut yang bersifat penting dan rahasia maka untuk menghindarinya diperlukan suatu langkah pencegahan dengan pendeteksian sadapan secara dini. 5 2.1.1 Dasar Pesawat Telepon Telepon merupakan media komuinikasi jarak jauh secara full duplex, yaitu suatu alat yang bias digunakan sebagai alat komunikasi dua arah baik mengirim ataupun menerima. Diagram blok pesawat telepon : Speech Network Bridge saklar buka tutup pemilihan nomor tom bol nada Gambar 2.1 blok diagram pesawat telepon ------Sumber: Schweber, 1996:473 Pengaturan system komunikasi telepon dilakukan oleh sentral. Diagram bloknya dapat dilihat pada gambar 2.l yang mana terdiri dari beberapa bagian, yaitu: • Transmitter (Pengirim) • Receiver (penerima) • Switch hook (saklar buka tutup) • Dialer (pemilihan nomor) • Ringer • Speech network (rangakaian bicara) Rangkaian transmitter dan receiver berada pada handset. Hendset ini terdiri dari mikropon sebagai peralatan transmitter dan speker sebagai peralatan receivernya. Selain itu handset juga berfungsi sebagai penahan saklar hook telepon agar tetap dalam keadaan on hook. Saklar hook adalah sakalar yang menentukan keadaan telpon pada loop tertutup ataupun pada loop terbuka. Saat handset ditutup maka sakalar akan membuka sehingga arus DC dari sentral tidak dapat masuk ketelepon. Kondisi inilah yang dinamakan telepon dalam kondisi on hook. Sebaliknya, jika handset diangkat maka saklar akan menutup, sehingga arus Dc dapat masuk ketelepon, kondisi ini disebut telepon dalam keadaan off hook. Pada kondisi on hook, tegangan saluran lebih kurang 48Volt sedangkan pada kondisi off hook, tegangan saluran hanya lebih kurang 10Volt. 6 Dialer merupakan peralatan yang berfungsi untuk mengirimkan nomor telepon yang dituju kepada sentral. Pada mulanya hubungan telepon dilakukan dengan cara manual operator yang membuat suatu hubungan berlangsung sesuai dengan keinginan pelanggan. Kemudian berkembang tugas operator dimana digantikan dengan swiching. Saat ini dikenal dua system pengkodean nomor dial telepon yaitu: • Pengkodean dengan menggunakan pulsa- pulsa listrik yang biasanya terdapat pada pesawat telepon nomor putar. Dengan memutar piringan pemilih nomor maka akan menghasilkan pulsa pada saluran telepon. Pulsa ini akan membuka pada saat proses dialing disambungkan dan menutup rangaian saat proses dialing diputus. Sejumlah pulsa ditentukan oleh seberapa banyak dial dilakukan. Pulsa- pulsa yang dihasilkan memiliki kecepatan 10 pulsa per detik. • Pengkodean dengan menggunakan sinyal DTMF yang biasanya terdapat dalam pesawat telepon tombol tekan. Saat ini pesawat telepon banyak menggunakan dial tekan karena memiliki kecepatan yang lebih tinggi dati pda dial putar.prosentasi salah sambung dari dial tekan juga lebih kecil dari dial putar. Bahkan pada saat hubungan dapat dilakukan oleh rangakian digital.dimana pelanggan hanya tinggal menekan nomor yang dituju dan sentral telepon akan secara otomatis melakukan route membangun hubungan melalui kode- kode penomoran tiap pelanggan. Jadi penomoran ini dapat diartikan pemberian indentitas yang unik untuk setiap terminasi pada jaringan terminasi yang terkait. 2.1.2 Proses Terjadinya Hubungan Telepon Rangkaian dasar sistem telepon standar dapat dilihat pada gambar 2.1. Saat handset terpasang pada kedudukannya, menyebabkan swich hook dalam keadaan terbuka (on hook), hal ini menyebabkan rangkaian telepon terpisah dengan sentral, tetapi rangkaian bell masih terhubung dengan rangkaian sentral. Tegangan saluran telepon pada saat ini sebesar 48 Volt DC dan tidak ada arus yang mengalir pada pesawat6 telepon, karena loop pelanggan terbuka. Bila handset diangkat, mengakibatkan switch hook dalam keadaan tertutup ( off hook) sehingga rangkaian pesawat telepon terhubung ke sentral, arus sebesar 20 mA-80 mA mengalir dari baterai sentral. Aliran arus ini sekaligus memberitahukan pada sentral bahwa pelanggan berusaha membuat suatu hubungan. Sentral akan mengirimkan dial tone kepada pelanggan bahwa nomor telepon tersebut dapat didial. Pendialan dengan pulse 7 dialling akan menutup dan membuka dial switch untuk membangkitkan pulsa. Sentral akan menghubungkan pelanggan dengan nomor telepon yang dipanggil melalui rangkaian switching. Sinyal bel akan dikirimkan ke pelanggan yang dipanggil bila telepon pelanggan tersebut dalam keadaan on hook. Hubungan terjadi setelah pelanggan tersebut mengangkat telponnya, sedangkan hubungan akan terputus bila salah satu pihak memutuskan pembicaraan. Nada akhir sebesar 425 ± 25 Hz akan dikirimkan sentral bila yang memutuskan adalah pihak penghubung (FTP TELKOM, 1992:141). On-off hook switch Earphone speaker Dial switch A B Local loop A Bell coil Microphone B Dialing tones Hybrid inside phone Gambar 2.2 Rangkaian telepon standar ------Sumber: Schweber, 1996:473 Rangkaian bel dalam pesawat telepon dihubungkan dengan switch hook sedemikian rupa sehingga hanya terhubung kesentral saat switch hook dalam keadaan on-hook. Tegangan bel menuju kelilitan bel melewati sebuah kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan rangkaian bel. Kapasitor ini menghalangi arus DC dan hanya melewatkan arus AC sinyal bel (ringing signal). Sinyal bel dikirimkan dengan frekwensi 20 Hz, tegangan sebesar 90 Vrms dengan periode 2 s berbunyi dan 4s mati. Transformator internal yang digunakan didalam pesawat telepon membatasi suara pelanggan yang masuk ke pengiriman agar dapat sampai ke penerima ( yang ada pada pesawat telepon pengirim) dalam tingkat yang mungkin diterima. Dengan adanya transformator ini maka pada saat pelanggan berbicara dia juga dapat mendengar suaranya sendiri dengan tidak terlalu keras. 8 2.1.3 Tone Dialing ( pemanggilan dengan nada) Sistim dialing dengan nada merupakan kombinasi dua frekuensi yang menghasilkan suatu nada untuk memilih nomer, dimana sistem ini biasa disebut dengan DTMF (Dual Tone Multi Frequency). Karena lebar pita dalam saluran telepon antara 3003400 Hz, maka frekuensi yang dipakai untuk DTMF terletak pada kawasan tersebut. Sistem ini terdiri dari dua kelompok, kelompok frekwensi rendah yang terdiri dari empat frekuensi dan kelompok frekuensi tinggi yang terdiri dari empat frekuensi. Untuk mengirimkan informasi nomor, dipilih satu frekuensi dari kelompok frekuensi rendah dan satu frekuensi dari kelompok frekuensi tinggi. Kombinasi kedua kelompok frekuensi untuk mewakili masing-masing nomor dap[at dilihat dalam Tabel 2.1 Tabel 2.1 Alokasi Frekuensi DTMF Kelompok frekuensi Kelompok frekuensi tinggi (Hz) rendah (Hz) 1209 1336 1447 1633 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 # D --------Sumber : Hioki, 1998: 250 Adapun beberapa keuntungan-keuntungan penggunaan sistem DTMF adalah : Waktu untuk pengiriman nomor sangat cepat. Tiga digit nomor dapat dikirim dalam waktu 1,25 s dengan menggunakan waktu untuk jarak antar tiap digit. Sedangkan untuk 7 digit hanya membutuhkan waktu 3,25 detik. Waktu yang digunakan untuk mengirimkan nomor sama tanpa memperhatikan nmor digit. Tidak seperti halnya pada dial pulsa, pengiriman nomor 9 lebih lama daripada nomor 1. Rangkaian untuk membangkitkan nada ( dial tone ) lebih mudah digabungkan dengan IC modern. Nada dapat digunakan untuk tujuan pensinyalan sistem telepon yang didesain untuk mengabaikan semua frekuensi selain band frekuensi yang telah ditentukan [ Schweber, 1988:345 ]. 9 2.1.4 Sinyal Telepon Pada sistem telepon juga dikenal signaling atau sinyal-sinyal lewat telepon yang mengidentifikasikan suatu keadaan tertentu agar pelanggan mengetahui keadaan peralatan di sentral atau kondisi pelanggan yang dipanggil. Signaling ini disebut audible tone dan current signaling yang terdiri dari : Ringing current Setelah saluran pelanggan yang dipanggil berhubungan, maka akan dikirim arus pengebelan ke pelanggan yang kita hubungi. Arus pengebelan ini berupa sinyal 25 Hz ± 8% dengan periode 2 detik ON dan 4 detik OFF. Dial tone ( nada pilih ) Saat pelanggan mengangkat hook untuk melakukan panggilan, dial tone akan segera dikirimkan oleh sentral ke pelanggan segera setelah receiver di sentral siap menerima nomor. Nada pilih berbunyi “tuut” panjang tanpa terputus-putus. Frekuensi dial tone adalah 425 ±2,5% akan dikirin secara kontinyu. Apabila terlalu lama menunggu sebelum pemanggil memutar atau menekan tombol nomor yang dihubungi maka nada pilih akan putus. Ringing tone ( nada panggil ) Apabila hubungan terjadi, ringing tone akan dikirim oleh sentral kepelanggan pemanggil, bersamaan dengan pengiriman ringing current ke pelanggan yang dipanggil. Ringing tone akan putus apabila pelanggan yang dipanggil menjawab, pelanggan pemanggil membatalkan hubungan atau meletakkan hook ( putus hubungan ). Frekuensi ringing tone yang dikirim adalah 425 ±2,5%, lama pengiriman dengan periode 2 detik ON dan 4 detik OFF. Bussy tone ( nada sibuk ) Sinyal dikirim apabila : Pelanggan yang dipanggil sedang sibuk. Pelanggan tidak melakukan panggilan setelah batas waktu 15 – 20 detik setelah dial tone diterima. Melampaui batas waktu 15 – 20 detik setelah memutar nomor yang salah. 30 – 60 detik setelah pelanggan yang dipanggil memutuskan hubungan. Bila seluruh rangkaian switch di sentral sibuk ( intercongestion ). Sinyal bussy tone adalah 425 ±2,5%, dengan periode 0,5 detik ON dan 0,5 OFF. 10 2.2 Pesawat telepon dalam keadaan sesungguhnya Sistem signaling dari pesawat telepon sentral telepon adalah menggunakan sistem arus/ tegangan listrik. Pada saat On- hook (gagang diletakkan tegangan kawat a-b (2 kawat penghuibung telepon dari sentralnya) adalah sama dengan tegangan satu sentral pada sistem sentral baru tegangan ini adalah = 48 Volt dc Pada saat Off- hook(gagang diangkat, maka switch yang ditekan gagang) akan menyambungkan rangkaian telepon yang memiliki tahanan tertentu dengan sentral (semula switch tersebut off). Dengan demikian tegangan pada kawat a-b akan menurun menjadi 10 Volt. Dengan demikian ada beberapa hal berkaitan dengan tindakan mempararel pesawat telepon. Bila salah satu pesawat telepon off hook (yang lainnya tetap on hook) tegangan kawat a-b turun menjadi sekitar 10 Volt. Jadi kita boleh yakin adanya orang yang diamdiam memparalel dengan telepon kita (tanpa kita ketahui), bila dalam keadaan on- hook, tegangan kawat a-b pada telepon kita sering kali turun menjadi 10 Volt. Tetapi ini bisa juga terjadi bila kabel penghubung kita short dengan kabel telepon lain. Adanya pembicaraan orang lain yang sering kali terdengar saat kita menggunakan telepon (samara- samara maupun keras ) mungkin saja karena adanya cakap silang (crosstalk), tetapi cakap silang tak akan mungkin menyebabkan situasi seperti halnya parallel pada pesawat telepon (penurunan tegangan kawat a-b menjadi 10 Volt).saat telepon kita on hook. Off- Hook a b A On- Hook B Gambar 2.21 pesawat telepon pararel, salah satu off hook ------Sumber : Schweber, 1996:473 2.2.1 Akibat kedua Telepon A dan B keduanya diangkat, tegangan kawat a-b turun menjadi sekitar 5 Volt. Sentral telepon menilai sebagai keadaan Off- hook normal, arus catu bicara menjadi setengah dari normal untuk masing- masing telepon. Jadi, telepon C yang sedang bicara 11 degna A (yang pararel dengan B) maupun telepon A sendiri akan merasakan penurunan sinyal bicara bila semula telepon B yang on hook, tiba tiba off hook. Jika bila sedang bicara dengan orang lain, tiba- tiba sinyal bicara mengecil, maka ada kemungkinan bahwa salah satu dari telepon yang bicara diparalel dengannya dan saat tersebut telepon parallel semula on hook menjadi Off hook (gagangnya diangkat). Off- Hook a b A Off- Hook B Gambar 2.22 Pesawat telepon diparalel, keduanya Off hook. ------Sumber : Schweber, 1996:473 2.2.2 Akibat Ketiga Telepon A dan B, kedua On- hook, maka dalam keadaan normal, tahanan dc dari bell adalah tidak terhingga dengan demikian tegangan kawat a-b akan sama dengan tegangan dari catu sentralnya (pada sentral baru = 48 Volt) pada situasi seperti ini bila pesawat telepon paralel (yang mempunyai nomor panggil sama0, bila dipanggil oleh pesawat telepon lain ada kemungkinan salah satu atau kedua bell tidak bisa bunyi karenanya bell yang diberikan sentral, diterima setengah dari semestinya pada masingmasing bell tersebut. Bila bell mesin sensitif daro semestinya pada penerima struss bell yang kecil sekali, maka bell masih bisa bunyi. On- hook a b A On- Hook B Gambar 2.23 pesawat telepon dipararel keduanya On hook ------Sumber : Schweber, 1996:473 12 2.3 Mikrokontroler AT89C51 Mikrokontroler AT89C51 merupakan mikrokontroler 8 bit kompatibel dengan standar industri MCS-51TM baik atas segi pemrograman maupun kaki tiap pin.Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 4 kbyte PROM (Flash Programmable and Erasable Read Only Memory). Pada dasarnya mikrokontroler adalah terdiri atas mikroprosesor, timer, dan counter, perangkat I/O dan internal memori. Mikrokontroler termasuk perangkat yang sudah didisain dalam bentuk chip tunggal. Pada dasarnya mikrokontroler mempunyai fungsi yang sama dengan mikroprosesor yaitu untuk mengontrol suatu kerja sistem. Selain itu mikrokontroler juga dikemas dalam satu chip (single chip). Didalam mikrokontroler juga terdapat CPU, ALU, PC, SP, dan register seperti dalam mikroprosesor, tetapi juga ditambah dengan perangkat-perangkat lain seperti ROM, RAM, PIO, SIO, counter dan sebuah rangkaian clock. Mikrokontroler didisain dengan instruksi-instruksi lebih luas dan 8 bit instruksi yang digunakan membaca data instruksi dari internal memori ke ALU. Sebagai suatu sistem kontrol mikrokontroler AT89C51 bila dibandingkan dengan mikroprosesor memiliki kemampuan dan segi ekonomis yang bisa diandalkan karena dalam mikrokontroler sudah terdapat RAM dan ROM sedangkan mikroprosesor didalamnya tidak terdapat keduanya. Secara umum konfigurasi yang dimiliki mikrokontroler AT89C51 adalah sebagai berikut : (Atmel, 1997: 4-29) • Sebuah CPU 8 bit dengan menggunakan teknologi dari Atmel • Memiliki memori baca-tulis (RAM) sebesar 128 byte • Jalur dua arah (bidirectional) yang digunakan sebagai saluran masukan atau keluaran • Sebuah port serial dengan kontrol full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) • Dua buah timer/counter 16 bit. • Osilator internal dan rangkaian pewaktu • EEPROM yang besarnya 4 kbyte untuk memori program • Kemampuan melaksanakan operasi perkalian, pembagian, dan operasi Boolean(bit) • Mampu beroperasi sampai 24 MHz. 13 Sedangkan untuk blok diagram AT89C51 diperlihatkan dalam Gambar 2.3 Gambar 2.3 Blok Diagram AT89C51 ------Sumber : Atmel, 1997 : 4-30 2.3.1 Penjelasan Fungsi Pin AT89C51 Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 40 pin seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.4 Fungsi-fungsi pin dijelaskan sebagai berikut: Gambar 2.4 Susunan Pin AT89C51 ------Sumber : Atmel, 1997: 4-29 14 Pin 1 sampai 8 Port 1 yang terdiri atas pin 1 sampai 8 merupakan saluran masukan/keluaran dua arah. Pin 9 RST merupakan saluran dua masukan untuk mereset mikrokontroler dengan cara memberi masukan logika tinggi. Pin 10 sampai 17 Port 3 yang terdiri atas pin 10 sampai pin 17 merupakan saluran masukan/keluaran dua arah dan mempunyai fungsi khusus seperti yang terlihat dalam Tabel 2.1 Pin 18 dan 19 XTAL1 dan XTAL2 merupakan saluran untuk mengatur pewaktuan sistem. Untuk pewaktuan dapat dapat menggunakan pewaktuan internal maupun eksternal. Pin 20 VSS merupakan hubungan ke ground dari rangkaian. Pin 21 sampai 28 Port 2 yang terdiri atas pin 21 sampai 28 merupakan saluran masukan/keluaran dua arah. Port ini mengeluarkan 8 bit bagian alamat tinggi (A8-A15) selama pengambilan instruksi dari memori program eksternal dan pengambilan data memori eksternal yang menggunakan mode pengalamatan 16 bit. Pin 29 PSEN (Program Store Enable) merupakan sinyal baca untuk mengaktifkan memori program eksternal. Pin 30 ALE/PROG (Address Latch Enable) merupakan pulsa yang berfungsi untuk menahan alamat rendah (A0-A7) dalam port 0, selama proses baca/tulis memori eksternal. Frekuensi ALE adalah 1/6 kali frekuensi osilator, dan dapat digunakan sebagai pewaktu. Pin ini juga berfungsi sebagai saluran program selama dilakukan pemrograman jika menggunakan memori program internal. Pin 31 EA/VPP (External Access Enable) untuk mengatur penggunaan memori program eksternal dan internal. Pin ini harus dihubungkan dengan ground bila menggunakan memori program eksternal dan dihubungkan dengan VPP sebesar 12 volt jika menggunakan memori program eksternal. Pin 32 sampai 39 Port 0 yang terdiri atas pin 32 sampai 39 merupakan saluran masukan/keluaran. 15 Port 0 merupakan saluran alamat rendah (A0-A7) yang dimultipleks dengan saluran bus data (D0-D7) Pin 40 VCC merupakan saluran masukan untuk catu daya positif sebesar 5 volt DC dengan toleransi kurang lebih 10%. 2.3.2 Masukan dan Keluaran Untuk saluran dan keluaran terdapat 4 buah port yang masing-masing 8 bit.Saluran ini bersifat dua arah (bidirectional) yang berarti dapat difungsikan sebagai masukan atau keluaran, serta dapat dialamati per bit. Port 3 selain digunakan sebagai port masukan dan keluaran juga dapat digunakan sebagai fungsi pengganti sebagaimana yang terdapat dalam Tabel 2.2. Tabel 2.2 Fungsi Pengganti Port 3 -----Sumber : Atmel, 1997: 4-31 2.4 LCD ( Liquid Cristal Display ) LCD adalah media penampil dalam bentuk mayrik. LCD yang akan digunakan adalah LCD modul M1632 produksi Seiko Instrument Inc. Adapun blok diagram modul M1632 ditunjukkan dalam gambar 2.6. LCD modul M1632 adalah sebuah modul Dot-matrik Liquid Cristal Display yang membutuhkan daya kecil. LCD modul M1632 dilengkapi dengan panel LCD dengan tingkat kontras yang cukup tinggi serta pengendali LCD CMOS yang telah terpasang dalam modul tersebut. Adapun LCD modul M1632 mempunyai spesifikasi perangkat keras sebagai berikut : 16 karakter dan 2 baris tampilan yang terdiri dari 5 X 7 dot matrik ditambah dengan kursor. 16 Pembangkit karakter ROM untuk 192 jenis karakter. Pembangkit karakter RAM untuk 8 jenis karakter. 80 X 8 display data RAM ( maksimumn 80 karakter ). Oscilator dalam modul. Catu daya 5 Volt. Otomatis reset saat catu daya dinyalakan. DB0 – DB7 Common signal Liquid Cristal Display Segment signal RS Controller Serial data SEGMENT RIVER R/W Timing signal E Gambar 2.5 Diagram Blok LCD ------Sumber : Seiko Instrument Inc., 1987: 3. LCD modul M1632 mempunyai 16 pin atau penyemat yang fungsi-fungsinya sebagaimana ditunjukkan dalam tabel 2.4. Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD Nama Pin Fungsi DB0 – Merupakan saluran data , berisi perintah dan data yang akan DB7 E ditampilkan Sinyal operasi awal. Sinyal ini mengaktifkan data tulis atau data baca R/W Sinyal seleksi tulis atau baca 0 : tulis, 1 : baca 17 Rs Sinyal pemilih register 0 : instruksi register (tulis) 1 : data register (tulis atau baca) Vlc Untuk mengendalikan kecerahan LCD dengan mengubah Vlc Vcc Tegangan catu +5 volt. Vss Terminal ground. -----Sumber: Seiko Instrument Inc., 1987: 7 Tabel 2.4 Instruksi-Instruksi pada LCD NO INSTRUKSI RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 Display clear 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 Cursor home 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 3 Entry mode set 0 0 0 0 0 0 0 1 I/O S 4 Display on/off control 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 Cursor/ display shift 0 0 0 0 0 1 S/C R/L 0 0 6 Function set 0 0 0 0 1 DL N F 0 0 7 CG RAM addres set 0 0 0 1 Alamt karakter 8 DD RAM addres set 0 0 1 Tampilan data alamat 9 BF/ address set 0 0 BF Alamat arus 10 Data write to CG RAM or 1 0 Byte karakter 1 Byte karakter DD RAM 11 Data read from CG RAM or 1 DD RAM -------Sumber : Seiko Instrument Inc., 1987: 16 Fungsi masing-masing instruksi adalah sebagai berikut : 1. Display clear : membersihkan tampilan yang ada pada LCD serta menyimpan, sedangkan kursor ke posisi semula. 2. Cursor home : hanya membersihkan semua tampilan dan kursor kembali ke semula. 3. Entry mode set : layer beraksi sebagai tampilan tulis. S = 1/0 : menggeser layer I/O = 1 : kursor bergerak ke kanan dan layer bergerak ke kiri. I/O = 0 : kursor bergerak ke kiri dan layer bergerak ke kanan. 4. Display On/Off control 18 D = 1 : Layar On. D = 0 : Layar Off. C = 1 : kursor On. C = 0 : kursor Off. B = 1 : kursor berkedip-kedip. B = 0 : kursor tidak berkedip-kedip. 5. Cursor display shift S/C = 1 : LCD diidentifikasikan sebagai layer. S/C = 0 : LCD diidentifikasikan sebagai kursor. R/L = 1 : menggeser satu spasi ke kanan. R/L = 0 : menggeser satu spasi ke kiri. 6. Function set DL = 1 : panjang data LCD pada 8 bit ( DB7 – DB0 ) DL = 0 : panjang data LCD pada 4 bit ( DB7 – DB0 ) bit upper ditransfer terlebih dahulu kamudian diikuti dengan 4 bit lower. N = 1/0 : LCD menggunakan 2 atau 1 baris karakter. P = 1/0 : LCD menggunakan 5 X 10 atau 5 X 7 dot matrik. 7. CG RAM address set : menulis alamat RAM ke karakter. 8. DD RAM addres set : menulis alamat RAM ke tampilan. 9. BF/ address set : BF = 1/0, LCD dalam keadaan sibuk atau tidak sibuk. 10.Data write to CG RAM ao DD RAM : menulis byte ke alamat terakhir RAM yang dipilih. 11. Data read from CG RAM or DD RAM : membaca byte dari alamat terakhir yang dipilih. 2.5 Pengubah Analog Ke Digital Pengubah analog ke digital (Analog to digital converter/ADC) mengubah sinyal analog (kontinyu) ke bentuk sinyal digital dengan pendekatan sesuai jumlah digit yang digunakan. Pada prinsipnya ADC adalah mengukur sinyal analog dan mengubahnya menjadi bilangan biner. Metode pengubah sinyal analog ke sinyal digital yang banyak digunakan adalah dengan menggunakan metode pendekatan berturut-turut (Successive Approximation). ADC yang bekerja berdasarkan metode pendekatan berturut-turut ditunjukkan pada Gambar 2.6. Pada gambar ini, Vin adalah tegangan masukan 19 analog dan D0 sampai D3 adalah keluaran digital. Register SAR (Successive Approximation Register) adalah register pendekatan berturut-turut. Register buffer adalah register tempat menyimpan data digital hasil konversi. Pembanding Vin Masukan Analog + - Mulai Konversi CLK Selesai Konversi Kendali Ref + MSB Register SAR Konverter D/A Ref - LSB Register BUFER D3 D2 D1 D0 Keluaran Digital Gambar 2.6 ADC metode pendekatan berturut-turut. Sumber: Nurwarsito, 1997: 64 Konversi ADC metode pendekatan berturut-turut mengikuti langkahlangkah sebagai berikut: Proses konversi dimulai dengan menberikan pulsa start, akibat pulsa start ini, logika kendali akan me-reset semua bit dalam register kontrol sehingga keluaran register semuanya sama dengan 0 dan Vout bernilai nol, karena itu Vout < Vin, sehingga keluaran penbanding akan tinggi. D7 D6 0 D5 0 D4 0 D3 0 D2 D1 0 0 D0 0 0 Karena sinyal logika 1 ini, logika kendali akan men-set MSB dalam register kontrol menjadi logika 1. D7 D6 1 D5 0 D4 0 0 D3 0 D2 D1 0 D0 0 0 Setelah keluaran digital ini muncul, mulai Vout dari keluaran D/A akan dibandingkan. Bila nilai Vout > Vin, keluaran pembanding akan diubah menjadi logika 0, karena sinyal logika 0 ini, logika kendali akan men -reset MSB tadi kembali menjadi logika 0. Kemudian logika kendali akan menset bit berikutnya (MSB kedua) menjadi logika 1. 20 D7 D6 0 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 0 0 Sebaliknya kalau ternyata tadi Vout ≤ Vin, keluaran pembanding akan tetap tinggi. Karena sinyal tinggi ini, logika kendali akan membiarkan MSB tetap tinggi. Logika kendali kemudian men-set bit berikutnya (MSB kedua) menjadi tinggi. D7 D6 1 D5 1 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 0 0 Pada pulsa-pulsa detak berikutnya secara berturut-turut, bit MSB yang lebih rendah pada register SAR akan di-set dan diuji. Bila suatu bit menyebabkan nilai Vout melebihi Vin, maka bit yang bersangkutan akan di-reset, tetapi bila nilai Vout kurang dari Vin, maka bit yang bersangkutan akan di-set menjadi logika 1. Langkah ini dilakukan sampai bit MSB terakhir (LSB). Apabila konversi telah selesai dilakukan, rangkaian kendali membangkitkan sinyal selesai konversi register buffer dengan nilai digital akhir hasil konversi. Beberapa parameter yang perlu diperhatikan didalam konverter analog ke digital, antara lain: Resolusi Resolusi merupakan spesifikasi terpenting untuk konverter, yang merupakan perbandingan antara penambahan LSB dengan keluaran maksimum dan juga ukuran dari tingkat-tingkat penambahan LSB. Dapat juga dinyatakan dalam jumlah bit yang ada dalam setiap satu data digital. Misalnya sebuah konveter 8 bit mempunyai resolusi 8 bit. Resolusi konverter menjadi baik bila jumlah bit semakin besar. Akurasi Akurasi adalah jumlah dari semua kesalahan, misalnya kesalahan non linieritas skala penuh, skala nol dan lain-lain. Dapat juga dinyatakan perbedaan antara tegangan input analog secara teoritis yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu kode biner tertentu terhadap tegangan input nyata yang menghasilkan tegangan kode biner tertentu. 21 Waktu Konversi Waktu konversi merupakan parameter yang cukup penting dalam konverter analog ke digital, karena waktu konversi merupakan waktu yang dibutuhkan untuk mengkonversi setiap sample sinyal analog menjadi digital, sehingga waktu konversi ini akan mempengaruhi kecepatan konverter didalam mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital. 2.6 DTMF Transmitter ( IC TP5088) IC TP 5088 merupakan jenis IC DTMF transmitter yang dapat menghasilkan tone- dialling yang dalam aplikasinya dapat digunakan dalam hubungan telepon . Data masukan yang merupakan 4 data biner akan dikodekan secara langsung tanpa memerlukan konversi untuk mensimulasikan masukan yang dibutuhkan oleh pembangkit DTMF standar. Saatmasukan Tone Enable rendah, osilator dihalangi dan devais pada mode low power. Pada saat transisi Tone Enable dari rendah ke tinggi, data di-latch ke devais, dan pasangan sinyal dari frekuensi DTMF standar dibangkitkan. Gambar 2.7 menunjukkan blok diagram dari TP5088, sedangkan Gambar 2.8 menunjukkan konfigurasi penyemat ICTP5088. Gambar 2.7 Blok Diagram TP5088 -----Sumber : National Semiconductor Co., 1991: 1 22 Gambar 2.8 Konfigurasi Penyemat IC TP5088 ------Sumber: National Semiconductor Co., 1991: 3 IC TP5088 terdiri dari 14 penyemat dengan konfigurasi penyemat dapat dilihat dalam gambar berikut : VDD dan VSS Merupakan penyemat catu daya dimana VDD dihubungkan dengna catu daya positif dan VSS dihubungkan dengan catu daya negative. OSC IN dan OSC OUT Kaki ini dihubungkan dengan kristal atau sumber oscillator dari luar. Nilai kristal yang digunakan biasanya sebesar 3.579545 MHz. Tone Enable Masukan ini mempunyai resistor pull-up internal. Saat masukan tone enable rendah oscilaator dihalangi, sehingga pembangkit sinya dan transistor output mati. Transisi dari rendah ke tinggi pada tone enable me-latch data (D0-D3. Oscilator start dan pembangkitan sinyal berlanjut. Mute Kaki keluaran ini akan berogika rendah jika tone enable rendah. D0 – D3 Merupakan masukan data biner. Tone Out Merupakan keluaran dari devais dimana sinyal keluaran ini merupakan penjumlahan dari group sinyal rendah dan sinyal tinggi. Single Tone Enable Bersifat aktif rendah. Ketika diberi logika rendah devais pada mode sinyal tunggal dan hanya satu sinyal yang akan dibangkitkan. Kaki masukan ini mempunyai resistor pullup internal. Group Select Digunakan untuk memilih group tinggi atau group rendah yang akan dibangkitkan sinyalnya pada mode sinyal tunggal. Kaki ini memiliki resistor pull-up internal. Memberi logika tinggi atau membiarkannya terbuka yang akan menghasilkan group tinggi.. 23 Tabel kebenaran dari IC TP5088 dapat ditunjukkan pada tabel 2.5. Tabel 2.5 Tabel Kebenaran TP5088 Keyboard Equivalent Data Inputs D3 D2 D1 D0 X X X X X 1 0 0 0 2 0 0 3 0 4 Tone Enable 0 Tone Output Fl (Hz) Fh (Hz) 0 0 1 697 1209 1 0 697 1336 0 1 1 697 1477 0 1 0 0 770 1209 5 0 1 0 1 770 1336 6 0 1 1 0 770 1477 7 0 1 1 1 852 1209 8 1 0 0 0 852 1336 9 1 0 0 1 852 1477 0 1 0 1 0 941 1336 * 1 0 1 1 941 1209 # 1 1 0 0 941 1477 A 1 1 0 1 697 1633 B 1 1 1 0 770 1633 C 1 1 1 1 852 1633 D 0 0 0 0 941 1633 ------Sumber: National Semiconductor Co., 1991: 4 Tabel 2.6. Standar Telepon untuk Pelanggan Bagian On-hook (idle status) Off-hook (busy status) Battery Voltage Operating current Subscriber loop resistance Loop loss Ringing voltage Pulse dialing Pulsing rate Duty cycle Time between digits Pusle code Touch tone dialing Keterangan Line open circuit minimum DC resistance 30 kΩ Line close circuit, maximum DC resistance 200Ω 48V 20-80mA, 40mA typical 0-1300Ω, 3600Ω (max) 8dB (typical), 17 dB (max) 90Vrms, 20Hz (typical) (usually pulsed on 2 sec, off 4 sec) Momentary open circuit loop 10 pulses/sec ±10% 58-64% break (open) 600 msec minimum 1 pulse = 1, 2 pulses = 2,…,10 pulses = 0 Uses two tones, a low frequency tone and a high frequency tone to specify each digit 24 Level each tone -6 to -4 dBm Maximum difference in 4 dB levels Maximum level (pair) +2 dBm Frequency tolerance ±1.5% Pulse width 50 msec Time between digits 40 msec minimum Dial tone 350-440 Hz Busy signal 480-620 Hz, with 60 interruptions per minute Ringing signal tone 440-480 Hz, 2 sec on, 4 sec off Sumber: Leon W. Couch, 1995:401 25 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Dalam metodologi ini akan diuraikan cara-cara yang dilakukan dalam perencanaan dan pembuatan alat Pendeteksi Sadapan Pada Pesawat Telepon. Adapun metodologi penelitian skripsi yang digunakan adalah sebagai berikut: 3.1 Studi Literatur Dalam tahap ini, dilakukan pengumpulan data sekunder serta teori-teori yang menunjang dalam perencanaan dan pembuatan alat. Beberapa teori yang akan dipelajari adalah 1. Mikrokontroller AT89C51 sebagai control untuk LCD dan Buzzer 2. Mengetahui karakteristik dari DTMF baik receiver maupun transmitter. 3. Memahami karakteristik dari tone detector dan detector dering. 4. Pemrograman dan pembuatan alat dengan menggunakan mikrokontroller AT89C51. 5. bagaimana merancang suatu Alat Pendeteksi sadapan pada pesawat telepon 3.2 Perancangan Peralatan Berdasarkan studi literatur, tahap selanjutnya adalah perencanaan alat. Adapun halhal yang dilakukan dalam perencanaan yaitu penentuan spesifikasi sistem yang dirancang, penyusunan blok diagram sistem untuk mempermudah pemahaman mengenai alur kerja alat yang akan dibuat serta pembuatan skema rangkaian. Pemilihan komponen perangkat keras berdasarkan dalam komponen yang umum dan mudah didapatkan dipasaran lokal, sedangkan untuk perancangan perangkat lunak dimulai dengan membuat diagram alir. Perencanaan perangkat lunak meliputi pembuatan program atau software. 3.3 Pembuatan Alat Dalam pembuatan alat dilakukan sesuai dengan perencanaan. Adapun tahap pembuatan alat dimulai dengan pembuatan unit rangkaian per blok pada PCB. Selanjutnya tiap blok rangkaian dilakukan pengujian awal. Kemudian dilakukan penggabungan tiap blok menjadi suatu blok rangkaian sesuai dengan perencanaan. Untuk proses pembuatan PCB dibantu dengan menggunakan perangkat lunak Protel PCB. Selanjutnya menyablon layout rangkaian pada PCB dan dilanjutkan dengan proses pengetsaan dengan tujuan untuk 26 melarutkan tembaga yang tidak digunakan pada permukaan PCB. Setelah proses pengetsaan selesai maka jalur pada PCB yang sudah jadi dilapisi dengan larutan perak untuk memudahkan dalam penyolderan sekaligus sebagai pengaman pada jalur PCB. Dan diakhiri dengan melakukan pengeboran lubang tempat kaki-kaki komponen. Sebagai tahap terakhir dari pembuatan alat adalah perakitan komponen elektronika pada PCB yang telah jadi. Untuk pemasangan komponen diawali dengan memasang komponen pasif seperti jumper, resistor, kapasitor, dan soket IC. Kemudian dilanjutkan dengan pemasangan komponen aktif seperti IC. Setelah pemasangan komponen tiap blok selesai, dilakukan penggabungan antara blok rangkaian PCB. Sedangkan pembuatan perangkat lunak dengan mengimplementasikan alur program yang telah direncanakan yaitu dengan menggunakan bahasa assembler yang dihubungkan pada MC writter. 3.4 Pengujian Alat Adapun tujuan pengujian alat adalah untuk memastikan bahwa sistem yang dibuat telah berjalan, yaitu dengan menguji rangkaian per blok dan keseluruhan rangkaian. Metode pengujian alat adalah sebagai berikut: Pengujian hubungan antara mikrokontroler dengan rangkaian DTMF, tone detector dan detector dering. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian DTMF, rangkaian tone detector, dan rangkaian detector dering bisa bekerja sesuai dengan perencanaan Pengujian hubungan antara mikrokontroler AT89C51 dengan LCD. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah data yang ditampilkan sudah benar Pengujian perangkat lunak mikrokontroller. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah program dapat berjalan sesuai dengan perencanaan Pengujian keseluruhan sistem Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui apakah sistem dapat bekerja sesuai dengan perencanaan, yaitu dapat merespon perintah komputer berupa data yang dikirim ke mikrokontroler untuk ditampilkan dalam tampilan dot matriks, dan sebaliknya dapat merespon masukan dari mikrokontroler ke komputer. 27 BAB IV PERENCANAAN ALAT Dalam perencanaan alat dilakukan bertahap blok demi blok untuk memudahkan penganalisaan sistem setiap bagian maupun sistem secara keseluruhan. Perencanaan dan pembuatan sistem ini terdiri atas empat bagian yaitu : spesifikasi alat, blok diagram, perencanaan perangkat keras dan perencanaan perangkat lunak. 4.1 Spesifikasi Sistem : Setelah literature kita pelajari kemudian dari permasalahan yang ada kita membuat spesifikasi dari alat yang kita buat. Adapun spesifikasi alat tersebut antara lain: DTMF yang digunakan bertype IC TP5088 yang merupakan IC DTMF transmitter Menggunakan MCU AT89C51 sebagai pengolah data. LCD 16 Karakter 2 Baris dan Buzzer 2 nada 4.2 Blok diagram Detector Hook Line Telepon Pembanding Tegangan (ADC) LCD MCU BUZZER Encoder Gambar 4.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Keterangan Blok Diagram : Line Telepon : Saluran telephon dari sentral (rumah kabel) menuju ke pesawat telepon konsumen (Rumah) Rangkaian Logika : Terdiri dari rangkaian penguat dan ADC. Rangkaian penguat sebagai masukkan ADC agar nilai tegangan masukkan ADC tidak melebihi tegangan maksimum ADC. Detektor Hook : Mendeteksi kondisi line telepon dalam keadaan On Hook/ Off Hook yang kemudian memberikan sinyal kepada mikrokontroller tentang kondisi tersebut 28 DTMF Encoder : DTMF ini merupakan perangkat yang menghasilkan tone dialing melalui suatu masukan data biner yang akan dikodekan secara langsung tanpa memerlukan konversi untuk mensimulasikan masukan yang dibutuhkan. MCU (Mikrokontroller unit) : mikrokontroller ini merupakan otak dan pusat pengolah data sistem. Dengan menggunakan fasilitas-fasilitas yang ada pada mikrokontroller AT89C51 dapat digunakan untuk mengolah dan mengontrol data pada DTMF, display LCD, dan rangkaian logika Display : Sebagai penampil informasi dari hasil kerja sistem. Buzzer : Sebagai informasi suara ketika terjadi perubahan-perubahan informasi pada sistem yang ditampilkan pada LCD. 4.3 Prinsip Kerja Sistem : Sistem dipasang antara pesawat telepon pengguna dan line telepon dari sentral. Pertama tegangan (V) pada line telepon dari sentral dideteksi dengan rangkaian logika yaitu pada kondisi normal tegangan (V) sebesar 48 Volt, kemudian LCD menampilkan tulisan (Line Aman Dari Sadapan) dan buzzer aktif, sedangkan pada kondisi telepon pelanggan diangkat maka tegangan akan turun sebesar 10Volt kemudian LCD menampilkan tulisan (Telepon Siap Digunakan) dan buzzer aktif. Perubahan tegangan akan dibuat sebagai referensi acuan. Dan ketika ada terminal telepon ingin menyadap melalui jalur kita akan diketahui tegangan kurang dari 10 volt misalkan 9 volt. Ketika tegangan turun, control memberikan indicator tentang adanya penyadapan. kemudian LCD menampilkan tulisan (Line Anda Sedang Disadap) dan buzzer aktif. Untuk memberikan anti sadap, terminal kita ubah menjadi kondisi on hook sehingga control akan mengirimkan sinyal TONE DTMF sehingga menyebabkan penyadap tidak bisa mendengarkan atau menggunakan jalur telepon untuk berkomunikasi ataupun mendengarkan pembicaraan. 29 4.4 Perencanaan Perangkat Keras 4.4.1 Rangkaian Kontrol AT89C51 Pada rangkaian ini komponen utamanya adalah unit mikrokontroler tipe AT89C51 yang kompatibel dengan keluarga MCS-51. Sebagai otak dari pengolahan data dan pengontrolan alat, pin-pin AT89C51 dihubungkan pada rangkaian pendukung membentuk suatu sistem minimum seperti pada Gambar 4.2. DB0-DB7 ADC WR ADC TOE ADC D0-D3 TP5088 1 P1.0 VCC 40 2 P1.1 P0.0 39 3 P1.2 P0.1 38 4 P1.3 P0.2 37 5 P1.4 P0.3 36 6 P1.5 P0.4 35 7 P1.6 P0.5 34 8 P1.7 P0.6 33 9 RESET P0.7 32 10 P3.0 / RXD EA 31 11 P3.1 / TXD ALE 30 12 P3.2 PSEN 29 13 P3.3 P2.7 28 14 P3.4 P2.6 27 15 P3.5 P2.5 26 16 P3.6 P2.4 25 17 P3.7 P2.3 24 18 XTAL 1 P2.2 23 19 XTAL2 P2.1 22 20 GND P2.0 21 D0-D7 LCD E LCD RS LCD HOOK BUZZER SWITCH U? C1 30 pF CRYSTAL C2 30 pF Gambar 4.2 minimum system AT89C51 Untuk mempermudah perancangan port-port yang digunakan pada mikrokontroler khususnya untuk mempermudah pembuatan program maka penggunaan pin-pin mikrokontroler terbagi atas penggunaan port sebagai masukan dan sebagai keluaran. Untuk penggunaan port sebagai fungsi masukan adalah port 1, yaitu masukan ADC 0804 (port 1.0-1.7). Untuk port yang digunakan sebagai fungsi keluaran adalah port 0, yaitu, tone enable DTMF transmitter (port 3.2-3.7),. Sedangkan penggunaan port untuk LCD yaitu untuk saluran data menggunakan port 0.0-0.7, dan untuk RS dan E menggunakan port 2.6 dan port 2.7. Sedangkan untuk pin 18 dan 19 digunakan sebagai masukan dari rangkaian osilator kristal. Rangkaian osilator kristal terdiri atas kristal osilator 12 MHz, 30 kapasitor C1 dan C2 masing-masing 30pF akan membangkitkan pulsa clock yang akan menjadi penggerak bagi seluruh operasi internal MCU. 4.4.2 LCD LCD yang digunakan adalah LCD karakter dengan ukuran 16 X 2 tipe M1632 produksi Seiko Instruments Inc. LCD digunakan sebagai alat komunikasi antara alat dengan pemakai, dimana pada alat ini LCD berfungsi sebagai penampil informasi data nomor telepon dalam bentuk angka. Adapun keuntungannya adalah tingkat kesederhanaan dalam rangkaian dan perangkat lunak, serta kemudahana dalam pengoperasian dan tersedianya register-register dalam modul. Rangkaian unit LCD dapat dilihat pada gambar, dimana LCD ini mempunyai 16 pin masukan uuntuk mengendalikan modul dalam bentuk bus data dan sinyal control. Gambar 4.3 menunjukkannrangkaian LCD yang dihubungkan dengan port mikrokontroller. Adapun konfigurasi pin LCD dengan komponen lain dapat dijelaskan sebagai berikut : Pin 1 (Vss), pin 5 (R/W), dan pin 3(Vee) dihubungkan dengan rersistor variable 1 k Ω , resistor variable ini diperlukan untuk mengatur kecerahan LCD. Pin 2 dihubungkan dengan Vcc. Pin 4 (RS) dihubungkan dengan P2.6 sebagai sinyal pemilioh register. Pin 6 (E) dihubungkan dengan P2.7 sebagai sinyal untuk seleksi baca atau tulis. Pin 7-14 (D)-D7) dihubungkan dengan port 0 mikrokontroller sebagai saluaran data. 15 16 VCC 1 2 4 VCC GND CTRS D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 14 13 12 11 10 9 8 7 4 5 6 RS R/W E 10 K VCC GND Port 0 Port 2.7 Gambar 4.3 Rangkaian LCD 4.4.3 Port 2.6 Rangkaian Detektor Hook Rangkaian detektor hook yang gambar lengkapnya dapat dilihat dalam gambar 4.4 berfungsi untuk mendeteksi posisi handset telepon apakah dalam kondisi tertutup atau dalam kondisi terbuka ( terangkat ). Pendeteksi mengacu pada besarnya tegangan pada saluran telepon. 31 Saat handset terangkat maka tegangan pada saluran telepon adalah 8-10 V tegangan searah (DC) dan arus mengalir sebesar 16 -20 mA. Saat posisi handset tertutup maka tegangan pada saluran telepon sebesar 48V tegangan searah. +5V R2 380 IN4001 LINE TELEPO N R1 IN + B IN - C PORT 2. 5 E 4N25 Gambar 4.4 Rangkaian Detektor hook Rangkaian ini terdiri dari rangkaian penyearah dan optokopler. Rangkaian penyearah terdiri atas jembatan dioda yang digunakan untuk menyearahkan gelombang penuh dari line sentral. Keluaran dari penyearah digunakan untuk menggerakkan optokopler. Optokopler berfungsi untuk mendeteksi ada tidaknya arus pada loop tertutup serta mengkopling antara saluran telepon dengan sistem agar tidak merusak rangkaian. Optokopler terdiri atas LED dan Phototransistor yang digandeng secara optik. Gambar 4.5 Grafik VCE terhadap Ic Pada Gambar 4.5 di atas, diketahui VCC = 5 V dan Rc = 380 Ω, nilai Ic(sat ) = Vcc Rc = 13 mA dan VCE(cut off) = VCC = 5 V. Diketahui nilai tegangan pada saat kondisi handset terangkat sebesar 9 V, serta nilai tegangan dioda sebesar 0,7 volt. Sedangkan untuk memperoleh nilai R1 diperoleh melalui Persamaan dibawah ini: R1 = VOFFHOOK − 2VD − VF IF Dari garis beban pada Gambar 4.5, maka ditentukan nilai IF sebesar 10 mA. Dengan menentukan nilai IF diperoleh nilai VCE sebesar 1,2 volt dan nilai IC sebesar 10 mA. 32 Gambar 4.6 Grafik VCE terhadap IC Gambar 4.6 menunjukkan suatu grafik nilai VCE terhadap nilai Ic. Dari Gambar 4.6, berdasarkan nilai IF yang diperoleh sebesar 10 mA, maka didapatkan nilai VF sebesar 1,15 volt. Dengan mengetahui nilai-nilai tersebut, maka diperoleh suatu nilai R1 berdasarkan Persamaan diatas yaitu: R1 = VOFFHOOK − 2VD − VF IF R1 = 9 − (2 x0,7) − 1,15 1.10 −3 = 6450 Ω Dari perhitungan diatas diperoleh nilai R1 sebesar 6450 Ω , sedangkan untuk menyesuaikan nilai tersebut dengan nilai yang ada maka diperoleh nilai resistor sebesar 6800 Ω . 4. 4. 4 Rangkaian Enkoder DTMF Rangkaian ini berfungsi untuk mengkodekan nilai biner 4 bit yng merupakan keluaran dari mikrokontroller dalam bentuk tone-tone DTMF yang dapat langsung diumpankan ke saluran telepon, sehingga proses pengiriman data atau nomor telepon sesuai dengan yang diharapkan. Pada perencanaan DTMF transmitter ini digunakan IC TP5088 yang akan menghasilkan tone dialing sehingga dapat digunkan pada hubungan telepon. Data masukan berupa 4 data biner (D0 – D3) yang akan langsung dikodekan secara langsung menjadi tone yang sesuai dengan kode masukan. Dalam perancangan ini digunakan osilator sebesar 3,579545 MHz sesuai dengan data sheet (National semiconductor, 1991: 1). Adapun komponen pendukung dari rangkaian DTMF transmitter antara lain capasitor, transistor, dan transformator. Kapasitor dengan nilai 10 uF pada masukan IC berfungsi sebagai kopling dan penahan sinyal DC agar tidak masuk kedalam rangkaian . 33 VCC IT191 1 VDD LINE TELEPON 14 TO 13 NC TE 2 3 STE D3 12 4 GS D2 11 5 VSS D1 10 PORT 3.2 9013 PORT 3.3-3.6 D0 9 6 OSC IN C1 Re 7 OSC OUT 10 uF 3,579545MHz MUTE 8 IC TP5088 Gambar 4.7 Rangkaian DTMF Transmitter Sedangkan pada keluaran IC ( Tone Out ) merupakan open emitor sehingga digunakan transistor tipe PNP. Adapun jenis transistor yang digunakan tipe 9013 dengan memberikan nilai RE menggunakan variabel resistor sebesar 1 k Ω . Transformator digunakan untuk menghubungkan DTMF transmitter dengan saluran telepon, diman transformator ini memiliki perbandingan 1 :1. 4.4.5 Rangkaian Penguat Rangkaian penguat tegangan selain berfungsi sebagai buffer rangkaian ini juga berfungsi untuk menyesuaikan tegangan pada ADC keluaran sehingga sinyal tersebut sesuai dengan tegangan masukan minimum rangkaian pengirim . Rf Rf R1 5K 5K R2 LINE TELEPON 5 10 K 10 K ADC 7 6 Gambar 4.8 Rangkaian Penguat Dalam perancangan ini, komponen penguat yang digunakan adalah IC LM 741 dengan RF = 5 k Ω , sedangkan untuk R1 dan R2 ditentukan sebesar 10 k Ω . Dari perencanaan ini diperoleh penguatan sebesar : A1 = − RF R1 =− 5k 1 = − kali 10k 2 34 A2 = − =− RF R2 5k 1 = − kali 10k 2 Dari kedua penguatan tersebut (A1 dan A2), maka diperoleh nilai penguatan sebesar : A = A1 x A2 = − 1 1 1 x− = kali 2 2 4 dari perhitungan diatas, maka diperoleh penguatan total sebesar 4.4.6 1 kali. 4 Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) Rangkaian ADC ini berfungsi untuk mengkonversi besaran analog menjadi besaran digital agar nantinya dapat diproses oleh Mikrokontroler sebagai data masukan, selain itu sebagai pembanding tegangan apabila terjadi perbedaan tegangan keluaran dari keluaran line yang ada selanjutnya sinyal yang masih berupa sinyal analog dapat diubah terlebih dahulu oleh ADC menjadi sinyal digital agar dapat diantarmukakan dengan mikrokontroler dan dibaca oleh program komputer. Untuk rangkaian pengkonversi data analog ke digital tersebut digunakan IC ADC 0804 yang mempunyai satu jalur masukan sinyal analog yaitu Vin(+) pada pin 6 dan delapan buah keluaran yaitu DB0-DB7 pada pin 11 – pin 19 dihubungkan pada port 1. Tegangan catu dari ADC adalah sebesar 5V dan rangkaian ADC ini bekerja pada tegangan referensi sebesar 2,5 Volt pada Vref/2 atau pin 9 yang didapat dari resistor pembagi tegangan (berdasarkan data sheet). Fungsi dari rangkaian referensi tersebut adalah untuk mendapatkan nilai resolusi satu bit yang diinginkan. Kerja ADC 0804 akan optimum bila frekuensi clock yang digunakan sebesar 640 KHz (data sheet). Berdasarkan persamaan (3-1) dengan menentukan R sebesar 10 KΩ maka akan diperoleh nilai C sebesar: F clock = C = 1 1,1xRC 1 1,1 x 640.103 Hz x 10. 103Ω = 142. 10-12 F ≡150 pF 35 Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa harga kapasitor sebesar 150 pF, berdasarkan persamaan diatas, maka frekuensi clocknya 606 kH, frekuensi clock yang didapatkan masih dalam batas frekuensi yang diijinkan ADC 0804. ADC ini dirancang dapat menerima masukan 0 sampai 5 volt sehingga satu bit bernilai 5 Vref = 19,6 mV, dengan tegangan referensi diseting 2,5 Volt sesuai data 255 2 sheet, maka untuk menghitung resolusi setiap bit berbobot: Resolusi 1bit = = Vref (Banyak data perbit 28 -1 = 255) 255 5 = 9,8 mV ≈ 19,6 mV. 255 Perancangan rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) ADC 0804 dapat 7 6 8 9 Vin(-) Vin(+) Vc cREF dilihat dalam Gambar 4.7 berikut: A-GND lsbDB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 m sbDB7 Vre f/2 INTR 19 10K 4 CLK-R CS RD WR CLK-IN 18 17 16 15 14 13 12 11 Port P1.0-1.7 5 1 2 3 Port P3.0 150 pF ADC0804 Gambar 4.9 Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) 4.4.7 Rangkaian Buzzer Rangkaian buzzer berfungsi untuk membangkitkan nada panggil yang memberikan tanda kepada pasien agar segera masuk ke ruang klinik. Dalam perencanaan, suara tersebut dihasilkan dari sebuah buzzer yang memerlukan tegangan DC 5V. Untuk rangkaian buzzer ditunjukkan dalam Gambar 4.10. Port 2 . 3 VCC Rb 9 01 2 PNP 8 20 0 5 Vlt BUZZER Gambar 4. 10 Rangkaian Buzzer 36 Pengontrol aktif/non aktif ini adalah keluaran mikrokontroler P2.0 dengan aktif rendah. Untuk membunyikan buzzer diperlukan driver buzzer dikarenakan keluaran Mikrokontroler kecil. Rangkaian buzzer terdiri atas sebuah transistor dan RBasis (RB).Transistor yang dipakai adalah transistor tipe 9012 jenis PNP. Dalam perencanaan transistor menggunakan nilai β dc = 64. Buzzer yang dipakai memiliki resistansi RC =166,67 ( Hasil Pengukuran) _ _ __ _ _ _ _ __ ___ __ Karena transistor digunakan sebagai saklar maka transistor dioperasikan dalam daerah saturasi (jenuh), maka VCE(Sat) ≅ 0,18V. Sehingga IC(sat) dapat diketahui dengan persamaan sebagai berikut: I c ( Sat ) = VEE − VCE ( Sat ) I c ( Sat ) = I B ( Sat ) = RB ( Sat ) = Maka 4.4.8 Rc (5 − 0,18)V = 28,91 mA 166,7Ω Ic( Sat ) β = 28,91mA = 0,45 mA 64 VEE − (VBE + VOl ) I B ( Sat ) RB ( Sat ) = 5 − (0,7 + 0,45)V = 8555.555556Ω = 8700Ω 0,48mA Rangkaian Pengangkat Telepon. Rangkaian pengangkat telepon ini pada dasarnya digunakan untuk mengangkat (off hook) dan menutup (on hook) saluran telepon. Rangkaian ini juga digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan sentral dengan rangkaian detektor dial tone, rangkaian DTMF. Pada rangkaian ini digunakan relay dan transistor sebagai komponen pendukung. Gambar 4.11 menunjukkan rangkaian pengangkat telepon yang dihubungkan dengan mikrokontroller. R LINE TELEPON S RANG K. PENG UAT Re lay R1 PORT 2.0 11000 RELAY-DPDT +5V PNP Gambar 4.11 Rangkaian Pengangkat dan Penutup Telepon 37 Relay yang digunakan dengan tipe 46D005-P, yang memiliki karakteristik tegangan 5 V dan resistansi dalam sebesar 180 Ω ( hasil pengukuran ), sedangkan transistor yang digunakan jenis PNP tipe 9012 yang memiliki nilai βdc minimal = 64, VCE(sat) = 0.18 V, dan VBE(on) = 0,7 V (Fairchild Semiconductor, 2000:1). Dari data-data tersebut, maka dapat dicari nilai Ib sebesar : I relay = Vcc − VCE ( sat ) Rrelay = 26,7 mA…………………………………….(4-6) I relay = Ic sat Ib = Ic sat β = 0,42 mA Dalam perencanaan rangkaian pengangkat dan penutup telepon diperlukan rangkaian driver yang dihubungkan ke port 3.5, sedangkan arus yang keluar dari port mikrokontroller kecil yaitu 1,6 mA saat logika rendah dan VOL sebesar 0,45 V. Maka dapat dicari nilai Rb sebesar : VEE - VBE – VOL – IB.RB = 0………………….………………………(4-7) RB = V EE − VBE − VOL = 10234 Ω IB Dalam perhitungan diatas diperoleh nilai RB sebesar 10234 Ω , karena nilai tersebut tidak ada dipasaran maka digunkan nilai RB sebesar 11000 Ω . Nilai RB yang digunakan dalam perancangan adalah 11000 Ω , maka dengan persamaan (4-7) nilai arus basis dapat dihitung kembali. IB = Vcc − VBE − VOL = 0,35 mA RB Harga IB = 0,35 mA ini tidak melebihi dari arus maksimum yang dapat diterima oleh port 1 mikrokontroller saat aktif rendah yaitu sebesar 1,6 mA. 4.5 Perencanaan Perangkat Lunak Untuk pemakaian mikrokontroler di dalam suatu sistem perlu direncanakan perangkat lunak mikrokontroler yang dapat mengatur sistem tersebut. Perangkat lunak di sini adalah susunan perintah – perintah (progam) di dalam memori yang harus dilaksanakan mikrokontroler. Perangkat lunak yang akan digunakan menggunakan bahasa Assembler MCS-51, karena sistem yang digunakan adalah sistem mikrokontroler 38 AT89C51 yang juga merupakan salah satu keluarga dari MCS-51. Penggunaan kompiler ASM51 yang dikeluarkan oleh Intel, akan mengubah listing program yang kita buat menjadi kode-kode mesin yang siap untuk ditulis di EEPROM-nya mikrokontroler. Diagram alir program dari pendeteksi sadapan pada pesawat telepon ditunjukkan pada Gambar 4.9 START INISIALISASI Y DETEKSI DETEKTOR HOOK TEGANGAN AWAL DIKETAHUI T AMBIL DATA DARI ADC MENGHIDUPKAN LCD AMBIL LAGI DATA DARI ADC MEMBANDINGKAN DATA ADC AWAL DENGAN SELANJUTNYA Y SEDANG TERJADI PENYADAPAN HARAP MATIKAN TELEPON MENGAKTIF KAN TONE DIALLING DAN BUZZER T T MENDETEKSI DETEKTOR HOOK MENDETEKSI DETEKTOR HOOK Y T Gambar 4.9 Diagram alir program Y 39 BAB V PENGUJIAN ALAT Untuk mengetahui sistem dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perencanaan, maka diperlukan serangkaian pengujian. Pengujian ini dilakukan untuk masing-masing rangkaian blok diagram perancangan alat dan juga pengujian keseluruhan blok diagram dengan menggunakan alat-alat ukur yang tersedia. Pada bab ini juga akan dilakukan juga pembahasan setiap pengujian dan pengamatan yang dilakukan. 5.1 Pengujian Detektor On-Off Hook Rangkaian ini merupakan detektor atas diangkatnya handset atau tidak. Pengujian dilakukan dengan urutan sebagai berikut: 1. Buat rangkaian seperti gambar seperti pada gambar blok dibawah ini: DETEKTOR HOOK Line Telpon Gambar 5.1 Blok Diagram Pengujian Detektor On-Off Hook 2. Angkat Handset untuk mengetahui adanya dial tone, yang menandakan bahwa arus telah mengalir. 3. Tes keluaran dengan menggunakan Logic Probe apakah aktif tinggi atau rendah pada saat Handset diangkat (off hook). Ukur level tegangan keluaran. Hasil dan Pembahasan Dari hasil pengetesan pada saat handset diangkat adalah: 40 Tabel 5.1. Hasil Pengukuran Detektor Hook Arus input Keluaran Level Opto Coupler Logic Probe Tegangan On Hook 0 Volt Low 0 Volt Off Hook 10mA High 4,8 Volt Sehingga optocoupler menghasilkan keluaran 4,8 volt pada saat ‘off hook’ dan 0 volt saat ‘on hook’. Dengan level tagangan tersebut sudah memenuhi untuk dikatakan kondisi High dan Low. 5.2 Pengujian Rangkaian Encoder DTMF Untuk menguji rangkaian EnCoder DTMF dengan membuat rangkaian sebagai berikut: Input BINER (4 Bit) DTMF ENCODER Oscilloscope TONE ENABLE Gambar 5.2. Blok Diagram Pengujian Encoder DTMF Dari rangkaian seperti diatas diketahui bahwa pada saat pin TOE “low” Encoder tidak menghasilkan gelombang / sinyal DTMF dam pada saat pin TOE “high” Encoder menghasilkan Gelombang / sinyal DTMF. Berikut ini gambar tampilan (Gambar 5.3) : dari sinyal DTMF keluaran TP 5088 41 Gambar 5.3 Gambar tampilan Enkoder DTMF 5.3 Pengujian Hubungan Antara Mikrokontroler dengan Rangkaian Buzzer Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kerja rangkaian transistor sebagai saklar. Dalam pengujian ini akan diukur arus yang mengalir pada basis (IB) dan (IC) saat masukan diberi logika 1 dan logika 0. Pengujian rangkaian buzzer seperti ditunjukkan dalam Gambar 5.4.Hasil pengujian ditunjukkan dalam Tabel 5.2. Gambar 5.4 Pengujian Rangkaian Buzzer Tabel 5.2 Hasil Pengujian Rangkaian Buzzer Saat masukan berlogika rendah, maka ada arus yang mengalir melalui kolektor sehingga buzzer berbunyi. Saat masukan tinggi, tidak ada arus yang melalui kolektor sehingga buzzer tidak berbunyi. Prosentase kesalahan arus basis dari perencanaan dan perhitungan adalah 2,083 % dan prosentase kesalahan arus kolektor adalah 1,418 %. Hal ini disebabkan karena pengaruh penggunaan komponen Rbyang mempunyai toleransi 5%, sehingga adanya sedikit perbedaan antara perhitungan dan pengukuran. 42 5.4 Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) 5.4.1 Tujuan Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan ADC dalam mengkonversikan tegangan analog menjadi data digital. 5.4.2 Langkah – langkah Pengujian Langkah – langkah pengujian rangkaian ADC adalah : 1. Rangkaian disusun seperti dalam Gambar 5.5. D7 Tegangan Analog ADC 0804 (sebagai masukan) D0 Gambar 5.5 Blok rangkaian pengujian ADC . 2. Tegangan masukan analog diset pada tegangan 0 Volt DC. 3. Mencatat hasil konversi yang ditunjukkan oleh indikator LED (Light Emiting Diode). 4. Mengulangi langkah 3 dan 4 untuk tegangan masukan yang berbeda – beda. 5.4.3 Hasil Pengujian dan Analisi Data Hasil pengujian dan analisa rangkaian ADC ditunjukkan dalam Tabel 5.3. Analisa data dilakukan dengan membandingkan hasil pengujian dan hasil perhitungan untuk dicari persentase kesalahannya. 43 Tabel 5.3 Hasil pengujian dan analisis data ADC No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Tegangan Masukan(Volt) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Keluaran Perhitungan (Biner) (Desimal) 0000 0000 0 0001 1001 25 0011 0011 51 0100 1100 76 0110 0110 102 1000 0000 128 1001 1001 153 1011 0011 179 1100 1100 204 1110 0110 230 1111 1111 255 Keluaran Pengujian (Desimal) (Desimal) 0000 0000 0 0001 1001 25 0011 0011 51 0100 1101 77 0110 0110 102 1000 0001 129 1001 1001 153 0100 0010 178 11001101 205 1110 0110 230 1111 1111 255 Kesalahan % Kesalahan 0 0 0 1,316 0 0,781 0 0,559 0,490 0 0 Rata - rata 0,286 Presentase kesalahan antara hasil pengujian dengan hasil perhitungan dapat dicari dengan persamaan: Presentase Kesalahan = Perhitungan - Pengujian x 100 % Perhitungan (5.1) Presentase kesalahan rata – rata = ∑ Kesalahan n (5.2) Dimana n : banyaknya percobaan yang dilakukan. Sebagai contoh percobaan nomor 4 : Prosentase Kesalahan = 76 - 77 76 = 1/76 x 100 % = 1,316 % x 100 % Prosentase kesalahan rata –rata = (1,316 + 0,781 + 0,559 + 0,490) 11 = = 3,146 11 0,286 % 44 Dari hasil pengujian seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 5.3 dan perhitungan prosentase kesalahan tersebut didapatkan prosentase kesalahan rata – rata dari rangkaian pengujian ADC sebesar 0,268% 5.5 Pengujian Rangkaian LCD Untuk pengujian LCD, sistim mikrokontroler yang sudah diuji dihubungkan dengan led melalui port yang sudah tersedia. Kemudian pada minimum sistem AT89C51 diberikan program dengan listing program dalam bentuk bahasa assembler agar dapat menampilkan beberapa karakter. Selain untuk mengetahui bahwa LCD mampu menampilkan tulisan, pengujian juga berfungsi untuk mengetahui bahwa mikrokontroler telah mampu mengirim data ke LCD melalui bus data. Gambar 5.3 menunjukkan blok diagram rangkaian pengujian pada LCD yang terdiri dari minimum sistem, mikrokontroler AT89C51, dan juga display LCD. LCD PROGRAM UJI MINIMUM SISTEM MIKROKONTROLLER Gambar 5.6 Rangkaian Pengujian LCD Dari hasil pengujian LCD diatas dapat diperoleh suatu kesimpulan bahwa dengan menggunakan mikrokontroler AT89C51 melalui bahasa assembler maka kita dapat memperoleh suatu hasil tampilan tulisan pada LCD. 5.6 Pengujian Rangkaian dengan Pesawat Telepon Pesawat telepon yang ada dipasaran dan dipakai dirumah ataupun perkantoran memiliki karakteristik yang berbeda- beda. Seperti pada Tabel 5.4 berikut ini.kondisi ini sebelum terjadi penyadapan pada line aman. 45 Tabel 5.4 kondisi awal sebelum terjadi penyadapan Lokasi Jenis Telepon Kondisi V Awal sebelum disadap Model: Sahitel tipe: S71W V On: 48 Volt V Off: 7 Volt Perum GriyaSanta F120 Model:Goldstart tipe: 80S6 V On: 48 Volt V Off: 6 Volt Perum GriyaSanta F120 Model:Siemens tipe: 805 S V On: 48 Volt V Off: 5 Volt Perum GriyaSanta F120 V On: 48 Volt V Off: 7.5 Volt Perum GriyaSanta F120 Model:Panaphone tipe: KX-T6906 V On: 48 Volt V Off: 9 Volt Perum GriyaSanta F120 Model:Goldstart tipe: 80S6 V On: 50 Volt V Off: 7.6 Volt Perum Permata Hijau B-29 V On: 50 Volt V Off: 8.5 Volt Jl Mangga No 11 V On: 52 Volt V Off: 13 Volt Perum Bukit cemara tidar B6 Model: Panasonic tipe: KXTS3MBX Model:Panaphone tipe: KXT-2229D Model:Panasonic tipe: KX-TS3MB Nomor Telp 496497 496497 496497 496497 496497 553750 570724 569907 berikut ini adalah tabel kebenaran Tabel 5.4 untuk melihat bahwa setiap telepon memiliki karakteristik yang berbeda.beda tegangan yang berpengaruh pada alat pendeteksi sadapan pada pesawat telepon ini.Untuk telepon type I sebagai telepon utama sedangkan telepon type II sebagai contoh telepon si penyadap, sehingga dapat diketahui : Tabel 5.5 kondisi setelah terjadi penyadapan Telepon Pelanggan Penyadap Model: Sahitel tipe: S71W - V keluaran pengkondisi sinyal DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 V On: 48 Volt V Off: 7 Volt 87 0 1 0 1 0 1 1 1 Model: Sahitel Model:Goldstart V On: 48 Volt 80S6 V Off: 4 Volt tipe: S71W tipe: Model: Sahitel Model:Siemens V On: 48 Volt 805 S V Off: 4.5 Volt tipe: S71W tipe: Model: Sahitel tipe: S71W Model: Sahitel tipe: S71W Model: Sahitel tipe: S71W Model: Sahitel tipe: S71W Model: Sahitel tipe: S71W Model: Panasonic tipe: KXTS3MBX Model:Panaphone tipe: KX-T6906 V On: 48 Volt V Off: 5 Volt V On: 48 Volt V Off: 6.2 Volt Model:Goldstart V On: 50 Volt tipe: 80S6 V Off: 5 Volt Model:Panaphone tipe: KXT-2229D Model:Panasonic tipe: KX-TS3MB Keluaran ADC 0804 V on hook V off hook V On: 50 Volt V Off: 6.6 Volt V On: 53 Volt V Off: 12 Volt 50 56 62 77 62 82 75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 Lokasi No Telp Perum GriyaSanta F120 496497 Perum GriyaSanta F120 496497 Perum GriyaSanta F120 496497 Perum GriyaSanta F120 496497 Perum GriyaSanta F120 496497 Perum Permata Hijau B-29 553750 Jl Mangga No 11 570724 Perum Bukit cemara tidar B6 569907 46 5.7 Pengujian Keseluruhan Sistim Pengujian sistem secara keseluruhan bertujuan untuk mengetahui kinerja sistem setelah seluruh rangkaian per blok diagram diintegrasikan bersama-sama. Pengujian ini dilakukan dengan cara menghubungkan line telepon sentral dengan line masukan alat sesuai dengan gambar rangkaian sistem keseluruhan yang ditunjukkan pada Gambar 5.7. Untuk dapat mengetahui kondisi line telepon apakah sedang disadap atau aman dari sadapan maka deteksi pertama yang dilakukan adalah membandingkan tegangan selanjutnya dapat dilihat perbedaan tegangannya. line Telepon Detektor Hook ADC 0804 rangkaian LCD Mikrokontroller AT89C51 rangkaian Buzzer sebagai tanda Rangkaian DTMF TP5088 Gambar 5.8 Pengujian Keseluruhan Rangkaian Untuk pengujian pertama, dilakukan dengan mengaktifkan alat yang sekaligus melakukan pengujian untuk tampilan awal pada LCD dengan menampilkan tulisan judul alat seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.7.1. PENDETEKSI SADAPAN TELEPON Gambar 5.7.1 Tampilan Awal pada LCD Dilakukan pengujian berikutnya dengan mengangkat gagang telepon atau dalam kondisi off hook, tujuannya untuk menentukan kondisi awal sebelum terjadi penyadapan. Dalam hal ini line telepon dalam keadaan bebas dan dapat digunakan untuk melakukan panggilan, lalu LCD akan menampilkan informasi bahwa line telepon anda aman dipakai. seperti ditunjukkan pada gambar 5. 7.2 47 TELEPON ANDA AMAN DIPAKAI Gambar 5.7.2 Tampilan LCD Untuk kondisi awal Jika line telepon pada saat tidak dipakai, tiba- tiba ada yang memakai line kita ataupun dicuri maka LCD akan mengirimkan informasi bahwa telepon anda dipakai orang dan akan mengaktifkan Buzzer juga mengirimkan sinyal nada tone.seperti ditunjukkan pada gambar 5.7.3 TELEPON ANDA AMAN DIPAKAI Gambar 5.7.3 Tampilan LCD pada saat telepon dicuri Jika terjadi penyadapan maka alat ini akan membandingkan tegangan selanjutnya alat ini akan memberikan informasi bahwa sedang terjadi penyadapan harap matikan telepon, lalu mikrokontroller mengaktifkan buzzer sebagai tanda bunyi, untuk mengacau agar suara yang ada tidak dapat didengar maka akan terdengar nada tone yang dikirmkan oleh TP 5088. Gambar 5.7.3 menunjukkan tampilan tulisan pada LCD yang menginformasikan kondisi telepon anda disadap orang. TELEOPON ANDA DISADAP ORANG Gambar 5.7.4 Tampilan LCD pada saat terjadi penyadapan Dari hasil di atas maka didapat bahwa rangkaian masing-masing blok telah bekerja sesuai dengan perencanaan. Kemudian setelah penggabungan keseluruhan blok, keseluruhan sistem dapat bekerja dengan baik dan sesuai dengan spesifikasi alat yang telah ditentukan. 48 BAB VI PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari perencanaan dan realisasi alat pendeteksi sadapan pada pesawat telepon dilengkapi dengan tampilan LCD. 6.1. Kesimpulan Dari hasil perancangan dan pengujian alat pendeteksi sadapan pada pesawat telepon dilengkapi dengan tampilan LCD, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : • Dari hasil pengujian yang meliputi pengujian perangkat keras dan perangkat lunak diketahui bahwa alat dapat beroperasi sesuai dengan perencanaan. • Dapat mengetahui kondisi awal pada saat telepon belum digunakan sampai terjadinya penyadapan. • Dari hasil pengujian alat pada line telepon kita dapat mengetahui bahwa line kita sedang disadap ataupun aman dari sadapan. • Dapat mengetahui beda tegangan minimal yang dapat dideteksi oleh alat ini adalah 1 Volt . 6.2. Saran • Untuk pengembangan alat, agar dapat mencegah terjadinya penyadapan selain itu dapat juga diberikan solusi agar line telepon tidak dapat disadap 49 FOTO ALAT FOTO ALAT FOTO ALAT GAMBAR PENGUJIAN ALAT TAMPILAN PADA SAAT ALAT DIHIDUPKAN KONDISI PADA SAAT TELEPON AKAN DIPAKAI PEMILIK GAMBAR PENGUJIAN ALAT TAMPILAN PADA SAAT LINE TELEPON KITA DIPAKAI ORANG LAIN (DICURI). TAMPILAN PADA SAAT LINE TELEPON DISADAP
