alat pendeteksi warna dan penampil panjang gelombang

ALAT PENDETEKSI WARNA DAN PENAMPIL PANJANG
GELOMBANG MENGGUNAKAN LIGHT DEPENT RESISTOR
(LDR) BERBASIS MICROCONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
WIDYA ANANDA PUTRI
072408017
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
Universitas Sumatera Utara
ALAT PENDETEKSI WARNA DAN PENAMPIL PANJANG
GELOMBANG MENGGUNAKAN LIGHT DEPENT RESISTOR
(LDR) BERBASIS MICROCONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh
Ahli Madya
WIDYA ANANDA PUTRI
072408017
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ALAT PENDETEKSI WARNA DAN PENAMPIL PANJANG GELOMBANG
MENGGUNAKAN LIGHT DEPENT RESISTOR (LDR) BERBASIS
MICROCONTROLLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juli 2010
WIDYA ANANDA PUTRI
072408017
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat-Nya yang telah memberikan kekuatan,kebijaksanaan,ilmu pengetahuan
terlebih-lebih kesehatan yang melimpah dalam menyelesaikan laporan tugas akhir
dengan judul : “ALAT
GELOMBANG
PENDETEKSI WARNA DAN PENAMPIL PANJANG
MENGGUNAKAN
LIGHT
DEPENT
RESISTOR
(LDR)
BERBASIS MICROCONTROLLER AT89S51”
Laporan ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir semester
VI Program pendidikan Diploma III program Studi Fisika Instrumentasi. Laporan ini
disusun berdasarkan pengalaman dan kegiatan yang Penulis lakukan selama masa
perkuliahan.
Dalam penulisan laporan ini Penulis banyak mendapatkan bantuan baik
moral maupun material dari berbagai pihak, dan pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya :
1. Bapak Dr.Eddy Marlianto,M.Sc, selaku dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam.
2. Bapak Drs.Syahrul Humaidi,M.Sc, selaku Ketua Jurusan Program Studi
Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Drs.Manis Sembiring,MS,selaku Dosen Pembimbing Proyek.
4. Seluruh Staff pengajar Universitas Sumatera Utara khususnya Program
Studi Fisika Instrumentasi.
5. Seluruh Teman-Teman seperjuangan khususnya Anak-anak FIN 07 yang
telah banyak memberikan semangat kepada Penulis.
Universitas Sumatera Utara
6. G.T.Pramaji yang telah banyak membantu serta memberikan semangat
yang luar biasa.
Teristimewa Penulis sangat berterimah kasih dengan penuh rasa hormat dan
penghargaan yang setulusnya kepada Keluarga tercinta Khususnya Ibunda Hj.
MAHYAR DIANA yang memberikan dukungan materi dan doa kepada penulis yang
tidak dapat dibalas dengan apapun juga.
Penulis menyadari bahwa ada kekurangan dalam pembuatan Tugas Akhir
untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima segala kritik dan saran
yang bersifat membangun demi peningkatan mutu dan kualitas serta kesempurnaan
dari Tugas Akhir ini.
Akhirnya penulis kembali mengucapkan terima kasih banyak buat semua
pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir
ini.Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya.
Medan, Juli 2010
WIDYA ANANDA PUTRI
NIM: 072408017
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Dirancang sebagai sebuah alat yang dapat membaca frekwensi dari berbagai macam
benda berwarna. Alat tersebut memanfaatkan LDR sebagai sensor pembaca warna dan
microcontroller AT89S51 sebagai pusat dari keseluruhan kerja sistemnya. Alat yang
dirancang sudah mampu membedakan dan membaca 5 jenis warna dan alat masih
memiliki kekurangan pada system sensor yaitu LDR sangat peka terhadap cahaya
matahari, sehingga proses pembacaan warna dapat terganggu bila pembacaan
warnanya dilakukan pada daerah yang terkena cahaya matahari langsung.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN .................................................................................... i
PERNYATAAN ..................................................................................... ii
PENGHARGAAN .................................................................................. iii
ABSTRAK .............................................................................................. v
DAFTAR ISI .......................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................. x
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 3
1.3 Tujuan Penulis................................................................................ 3
1.4 Batasan Masalah............................................................................ 4
1.5 Sistematika Penulisan .................................................................... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Teori Warna ................................................................................. 6
2.1.1 Warna Dalam Cahaya ............................................................ 6
2.1.2 Warna Dalam Bentuk Gelombang ........................................... 10
2.2 Teknik Konversi Frekuensi Output Sensor Menjadi Data
Digital …………………………………………………………... 14
2.3 Perangkat Keras Sistem …………………………………….. .... 16
2.3.1 Mikrokontroller ...................................................................... 16
Universitas Sumatera Utara
2.3.2 Arsitektur Mikrokontroller ..................................................... 16
2.3.2.1 Spesifikasi penting AT89S51 ..................................... 17
2.3.2.2 Struktur Pengoperasian Port ...................................... 20
2.3.2.3 Reset ......................................................................... 23
2.3.3 ADC (Analog to Digital Converter) ....................................... 24
2.3.4 LDR (Light Depent Resistor) ................................................. 26
2.3.5 Power Supply (PSA) .............................................................. 27
2.3.6 Motor Stepper......................................................................... 28
2.3.7 Dioda LED ............................................................................. 30
2.4 Perangkat Lunak.............................................................................. 31
2.4.1 Bahasa Assembly.................................................................... 31
2.4.2 Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)................ 36
2.4.3 Software Downloader ............................................................ 37
BAB 3 PERANCANGAN ALAT
3.1. Perancangan Alat............................................................................ 38
3.1.1 Diagram Blok ......................................................................... 38
3.1.2 Prinsip Kerja Diagram Blok .................................................... 39
3.2. Perancangan Power Supplay (PSA) ................................................ 39
3.3 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 .......................... 40
3.4 Perancangan Display LCD Character 2x16 ...................................... 42
3.5 Perancangan Rangkaian ADC.......................................................... 45
3.6 Perancangan Rangkaian Dioda LED ................................................ 46
Universitas Sumatera Utara
3.7 Program Sistem pendeteksi dan pemisah warna ………………. 48
BAB 4 PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Rangkaian .......................................................................... 53
4.1.1 pengujian rangkaian mikrokontroller AT89S51....................... 53
4.1.2 interfacing LCD 2x16 ............................................................. 55
4.1.3 Pengujian rangkaian ADC
( Analog to Digital Converter ) ........................................................ 57
4.1.4 Pengujian Sensor Warna ........................................................ 59
4.2 Analisis Ketelitian Alat ...................................................................... 64
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 66
5.2 Saran ............................................................................................ 66
DAFTAR PUSTAKA….................................................................. 67
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spektrum Warna ………………….………………………. 13
Tabel 3.1 Fungsi Pinlcd Character 2x16……………………………. 43
Tabel 4.1 Output Data Biner ……………………………………….. 58
Tabel 4.2 Data pengujian sensor warna …………………………….. 60
Tabel 4.3 Eksekusi program satu siklus ......................................... 61
Tabel 4.4 Data Digital Hasil Pengukur an ........................................ 63
Tabel 4.5 Frekwensi Output ........................................................... 64
Tabel 4.6 Hasil Analisa Ketelitian Alat ........................................... 65
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Percobaan Maxwell …………..…………………….… 7
Gambar 2.2
Spektrum Cahaya pada Prisma ...…………………………..… 9
Gambar 2.3
Mata Melihat Apel Berwarna Merah …………………………. 10
Gambar 2.4
Gelombang frekuensi warna cahaya ...………………………. 11
Gambar 2.5
Panjang Gelombang ……………………………………………. 11
Gambar 2.6
Spektrum Warna ……...……………………………………….... 13
Gambar 2.7
Spektrum Gelombang Elektromagnetik ………………………… 14
Gambar 2.8
Frekuensi Output/ Sinyal Kotak …………................................... 14
Gambar 2.9 Susunan Pin pada Mikrokontroller AT89S51.................................. 18
Gambar 2.10 Power On Reset ………………….................................................. 24
Gambar 2.11 Diagram ADC secara umum …………………………….…......... 25
Gambar 2.12 LDR(Light Depent Resistor)……………………………………… 27
Gambar 2.13 Rangkaian Power Supplay (PSA)…………………………………. 27
Gambar 2.14 Konstruksi Motor Stepper Unipolar……………………………….. 29
Gambar 2.15 Konstruksi Motor Stepper Bipolar ………………………………… 30
Gambar 2.16 Dioda LED dan Simbolnya ………………………......................... 30
Gambar 2.17 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)……………………….... 36
Gambar 2.18 ISP- Flash Programmer 3.a ……………………………………… 37
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Rangkaian ……………………………………. 38
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA) .............................................. 40
Universitas Sumatera Utara
Gambar.3.3.rangkaian mikrokontroller AT89S51 ........................................... 41
Gambar 3.4 LCD character 2x16 ………………………………………………. 43
Gambar 3.5 Peta memory LCD character 2x16 ………………………………... 44
Gambar 3.6 rangkaian ADC ……………………………………………………. 45
Gambar 3.7 Rangkaian Dioda LED ……………………………………………. 46
Gambar 4.1 pengujian rangkaian mikrokontroller AT89S51 ………………….. 53
Gambar 4.2 Pengujian rangkaian ADC ( Analog to Digital Converter ) .......... 58
Gambar 4.3 Grafik linearitas ADC ………………………………………………... 59
Universitas Sumatera Utara