PERANCANGAN DAN PEMBUATAN TIMBANGAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN TIMBANGAN OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51

Meky Nurcahyono,Arief Budijanto

Jurusan Teknik Elektro

 Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

1. Pendahuluan

            Alat timbang dalam proses produksi adalah salah satu dari instrumen penunjang yang jamak digunakan.Meskipun bukan alat yang memegang peranan vital tetapi mutlak diperlukan dikarenakan tiap form laporan hasil produksi pasti mencantumkan berat barang hasil produksi.

Timbangan otomatis dengan konveyor ini cocok digunakan untuk industri  yang memproduksi kertas setengah jadi yang menggunakan alat timbang manual untuk mengetahui berat kertas dalam bentuk glondongan yang diproduksi , dimana sebelum masuk ke tempat timbangan tersebut terdapat banyak conveyor dan lengan pneumatic yang digunakan untuk meletakkan glondongan kertas ke tempat timbangan ,lagipula harus ada operator  didepan timbangan  yang bertugas memonitor hasil timbangan dan mencatatnya ke form produksi barang.Hal tersebut sungguh sangat tidak efisien baik dari segi jarak,waktu dan tenaga kerja.

Berdasar permasalahan tersebut diatas, maka diangkat untuk dijadikan sebagai usulan judul tugas akhir .Sistem  ini menjadi salah satu solusi untuk lebih meminimalkan peran manusia dan mengoptimalkan peran teknologi otomasi dan mekanik sehingga membantu kerja dari manusia yang pada ujungnya meningkatkan kinerja dan proses produksi

2 Landasan Teori

2.1 Timbangan Berat

            Parameter yang sering digunakan dalam proses produksi salah satunya adalah berat.Dan berat termasuk dalam parameter kritis.Parameter kritis adalah parameter yang selalu bergerak dinamis.Oleh karena itu parameter seperti ini perlu diamati terus menerus agar kinerjanya sesuai dengan kondisi operasi yang telah ditetapkan.

Pengamatan berat  dapat dilakukan melalui alat timbang manual.alat timbang manual yaitu alat timbang yang penunjukannya masih memakai jarum ,sehingga diperlukan kecermatan dalam memasukkan data  hasil timbangan.karena tingkat ketelitian tiap orang berbeda-beda maka hasil timbangan menjadi kurang akurat.

Ada pula pengamatan berat menggunakan sebuah perekam yang menggunakan pena sebagai penggambar grafik parameter pada kertas.Namun cara demikian tidak efisien karena nantinya akan dihasilkan banyak tumpukan kertas untuk jangka waktu penyimpanan yang lama sehingga sukar dalam pembacaan di masa mendatang

Sedangkan untuk hasil yang lebih akurat digunakan timbangan elektrik yang mana sudah menggunakan sensor berat (Load Cell) sebagai penginput data,sehingga tampilan data lebih akurat     

2.2 Konveyor

Konveyor memegang peranan peranan penting ,baik dalam proses pra maupun pasca produksi.Ada beberapa jenis konveyor yang umum digunakan dalam proses produksi.Diantaranya Chain Konveyor,Feeder,dan Belt Konveyor.

2.2.1Chain Conveyor

Adalah jenis konveyor yang bidang  bebannya terbuat dari rangkaian plat baja yang disusun sedemikian rupa mengikuti alur rantai gigiyang digerakkan oleh gearbox . Jenis konveyor ini banyak digunakan untuk aplikasi paska produksi ,seperti misal pada proses pemindahan barang hasil produksi menuju ke gudang

penyimpanan.Salah satu jenis dari Chain Conveyor dapat kita lihat dalam aplikasielevator yang terdapat di pusat perbelanjaan.

2.2.2 Feeder

Feeder adalah jenis konveyor yang berfungsi sebagai pemberi umpan pada proses produksi.Jadi feeder berfungsi sebagai pengatur material dasar dari proses produksi.Feeder terutama banyak digunakan dalam produksi semen,kertas ,finish mill.

2.2.3 Belt Conveyor

Adalah jenis konveyor yang bidang bebannya terbuat dari karet.Biasa terkenal dengan nama Rubber Belt .Konveyor jenis ini biasa digunakan untuk membawa material seperti kertas ,batubara ,tepung dll..Dari segi harga relatif lebih murah dari pada kedua jenis konveyor diatas .dan lagipula relatif lebih mudah dalam pembuatan konstruksinya.Oleh sebab itu Jenis konveyor ini digunakan sebagai aplikasi dalam tugas akhir ini,meskipun untuk aplikasi nyata ,penggunaan Chain Conveyor disarankan untuk hasil lebih baik

2.3 Mikrontroller 89S51

Mikrokontroler keluaran ATMEL dapat dikatan sebagai mikrokontroler terlaris dan termurah. Chip controler ini dapat diprogram menggunakan port paralel atau serial. Selian itu, dapat beroperasi hanya dengan satu chip dan beberapa komponen dasar seperti kristal, resistor, dan kapasitor. AT89s51 merupakan produk dari ATMEL dengan beberapa fitur yang dimiliki antara lain:

1. Kompatibel dengan MCS-51
2. 4Kbyte memory program yang dapat ditulis hingga 1000 kali.
3. kecepatan clok 0-33MHZ
4. Memory data 128 Byte RAM  internal.
5. 32 jalur input-output (4 buah port parallel I/O)
6. 2 timer/ Counter 16 bit
7. 2 data pointer
8. 6 Interrupt (2 timer, 2 counter, 1 serial, 1 reset)
9. ISP (In System Programmable) Flash Memory

3. Perancangan Sistem

3.1 Konsep Perancangan Sistem

 Pada prinsipnya timbangan dengan konveyor otomatis dapat dianggap sebagai suatu timbangan elektris mekanis berbentuk konveyor yang secara otomatis menentukan berat material yang lewat diatasnya.Sistem ini juga dapat disebut perkawinan dari konveyor dan timbangan dikarenakan kedua alat berada dalam satu konstruksi.

Sistem timbangan ini mengubah bessaran analog (berat material) menjadi digital.dan mentransmisikan data digital ke computer untuk dilakukan penampilan data sekaligus menyimpannya.Keuntungan yang diperoleh adalah:

• Pencatatan secara terkomputerisasi
• Biaya lebih murah

Perangkat keras ini berbasis mikrokontroller AT89S51 agar didapat system yang benar-benar minimal dan murah .Mikrokontroller ini diprogram sedemikian rupa sehingga dapat melakukan tugas konversi dengan bantuan ADC 0804 dari data analog ke data digital dengan menggunakan sensor Flexiforce sebagai penginput data berat ke mikrokontroller dan mengirimkan data digital ini melalui port komunikasi serial RS 232 .Disamping itu dibuat perangkat lunak di computer untuk dapat menerima data digital ini melalui port serial dan menampilkan data serta menyimpan data sekaligus.dibawah ini ditunjukkan blok diagram dari Timbangan otomatis dengan konveyor;

Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian

3.2  Perangkat Keras

            Sistem alat yang dibuat terbagi dalam beberapa modul rangkaian yang mempunyai tugas dan fungsi tersendiri, rangkaian-rangkaian tersebut diantaranya adalah sebagai berikut:

3.2.1 Rangkaian Sumber Tegangan     Utama

            Untuk memenuhi kebutuhan sumber tegangan Mikrokontroler, motor DC,sensor digunakam sumber tegangan dengan inputan 220 Vac untuk sumber tegangan primer dan sekunder mengeluarkan tegangan 12 Vac dengan disearahkan oleh dua dioda karena menggunakan out put trafo sekundar CT 12V atau system gelombang penuh/full wave setelah disearahkan dicoupling dengan elektrolit capasitor dengan nilai 2200 Uf/50 V, untuk mendapatkan tegangan yang stabil digunakan IC 7805 untuk mendapatkan tegangan yang konstan karena membutuhkan arus yang cukup besar yaitu 5 A, out put dari keluaran transistor di coupling dengan elektrolit capasitor keramik 100 nF/50 V untuk menghilangkan arus bolak-balik yang masih tersisa tegangan yang akan  dihasilkan 5 Vdc dengan arus 5 A dc

.

Gambar 3.2 .1Rangkaian Sumber Tegangan Utama

3.2.2. Kontroller

            Mikrokontroler merupakan otak yang mengatur dan mengolah semua proses kegiatan yang dilakukan agar system yang dirancang dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Dalam system ini digunakan mikrokontroler AT89S51, mikrokontroler ini dipilih karena mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler yang tepat guna yaitu memiliki fasilitas yang cukup banyak, harga ekonomis, teknik pemrograman yang mudah, perangkat pendukung yang mudah diperoleh serta AT89S51 memiliki kemampuan dan fasilitas yang lengkap untuk aplikasi sederhana dan umum. Namun tidak menutup kemungkinan AT89S51 digunakan untuk aplikasi yang lebih rumit asalkan system yang digunakan memiliki komponen pendukung yang lengkap.

3.2.2.1 Rangkaian Clock

            Peran clock bagi mikrokontroller ibarat jantung bagi manusia. Manusia tanpa detak jantung tidak akan hidup. Mikrokontroler tanpa detak clock juga tidak akan berfungsi. Pulsa clock mengambil peranan penting dalam menentukan  kecepatan dan sinkronisasi kerja central prossesing unit (CPU) mikrokontroler. Seluruh keluarga MCS-51 mempunyai oscillator dalam chipnya, disebut on chip oscillator, yang dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Untuk menggunakan rangkaian oscillator yang ada dalam chip tersebut maka CPU perlu dihubungkan dengan sebuah kristal oscilator eksternal melalui pin XTALI dan XTAL2 dari 89s51 serta dua buah kapasitor ke ground, dengan memanfaatkan on-chip oscilator rangkaian pembangkit pulsa hanya membutuhkan dua buah kapasitor dan sebuah quartz crystal, nilai kapasitor yang yang sering digunakan adalah 30pF. Jika frekuensi  kristal yang di gunakan adalah 12 Mhz, maka kristal tersebut akan mengeluarkan 12.000.000  pulsa perdetik. Dalam hal ini berarti dalam 1 detik akan ada 1.000.000 (12.000.000/12) machine cycle. rangkaian Oscillator Clock di tunjukkan pada gambar 3.3

Gambar 3.2.2.1

Rangkaian Oscillator Clock

3.2.2.2. Rangkaian Reset.

Rangkaian reset digunakan untuk mereset mikrokontroler 89s51 agar alamat kerja (program) dari mikrokontroler di mulai dari alamat 0000H . Keadaan reset diperoleh bila pin RST dari 89s51 diberi logika ‘1‘ dalam 2 cycle setelah catu daya diberikan, reset bisa dilakukan secara otomatis setelah power dihidupkan (auto power on reset ), Maupun secara manual dengan bantuan saklar . Konfigurasi dari rangkaian reset ditunjukkan pada gambar 3.4, untuk siklus mesin sama dengan 12 periode osilator, maka nilai kapasitor reset adalah :

    = 2 X Siklus mesin                  (3-1)

= 2 X ( 12 X T )

= 2 X ( 12 X  )

           = 2 X ( 12 X )

= 2 s

Q         = V X t                                  (3-2)

            = 5 X 2.10

            = 10 µs

 

Gambar 3.2.2.2 Rangkaian Reset

Gambar 3.4 merupakan gambar rangkain reset yang bekerja secara manual maupun otmatis saat sumber daya diaktifkan. Pada saat sumber daya diaktifkan, maka kapasitor  C2 sesuai dengan sifat kapasitor akan terhubung singkat pada saat itu sehingga arus mengalir dari VCC langsung kekaki reset sehingga kaki tersebut berlogika 1. Kemudian kapasitor terisi hingga tegangan pada kapsitor (Vc) yaitu tegangan antara VCC dan titik antara kapasitor C2 dan resistor R6 mencapai VCC, tomatis tegangan pada R6 atau tegangan RST akan turun menjadi 0 sehingga proses reset selesai. Jika saklar ditekan reset bekerja secara manual, aliran arus akan mengalir dari VCC melalui R7 sebagai pembatas arus menuju kekaki RST. Tegangan pada VR2 akan berubah menjadi:

                      (3-3)

Dengan nilai Vcc sebesar 5 volt maka didapat tegangan pada R2 sebesar 4,94 volt. Tegangan 4,94 volt pada kaki RST menyebabkan kaki ini berlogika 1 pada saat saklar tersebut ditentukan. Pada saat saklar dilepas aliran arus dari Vcc melalui R7 akan berhenti dan tegangan pada kaki RST akan turun menuju ke nol sehingga logika pada kaki ini berubah menjadi 0 dan proses reset selesai.

            Dengan asumsi ferekuensi kristal yang digunakan adalah sebesar 12Mhz, maka pin RST harus bernilai high selama 2 mikrodetik.

3.2.2.3 Rangkaian Driver Motor

            Rangkaian ini terdiri dari dua transistor tipe NPN dan PNP, dioda dan dua resistor seperti terlihat pada gambar dibawah. Disini transistor sebagai switch dimana resistor dibias menjadi saturasi atau cut off. Dioda pada rangkaian ini digunakan untuk melindungi transistor dari arus balik. Untuk menyambung dan memutuskan rangkaian eksternal seperti ON/OFF, sebagai pembantu dari relay diperlukan suatu transistor yang berfungsi sebagai switch. Transistor berfungsi juga sebagai penguat arus yang diperlukan bagi relay agar dapat dikontrol secara otomatis melalui AT89S51. Untuk menghidupkan relay dibutuhkan arus yang cukup besar. Dengan batas arus colektor sekitar 500mA, arus ini digunakan untuk mendriver relay. Transistor yang digunakan adalah C9012 dan C9013 yaitu tipe NPN dan PNP. Karena Mikrokontroler mengeluarkan logika low maka arus Ib1 akan mengalir sehingga menarik arus Ie yang akan menuju Ib2 karena R2 lebih besar dari pada R1 maka arus  yang besar akan mentrigger basis pada TR2 mengakibatkan arus yang besar dari tegangan 12V akan mengalir menuju ground, hal inilah yang menyebabkan relay akan bekerja.

Gambar 3.2.2.3 Rangkaian Driver Motor

3.2.4Rangkaian Sensor Perintah Timbang

Sensor yang digunakan adalah sensor Photo Dioda. Photodioda adalah salah satu alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaan terhadap cahaya. Pada dioda ini, sebuah jendela memungkinkan cahaya untuk masuk melalui pembungkus dan mengenai persambungan. Cahaya yang datang menghasilkan elektron bebas dan lubang.makin kuat cahayanya, makin banyak jumlah pembawa minoritas dan semakin besar arus baliknya.

 

Gambar 3.13 Rangkaian Sensor   Infra merah

Ketika sensor diaktifkan, infra red akan memancarkan cahaya selaku emitter dan cahaya ini akan diterima oleh photo dioda. Sebagai akibat dari penerimaan cahaya pada photo dioda, maka hambatannya akan berkurang sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima. Dengan berkurangnya hambatan pada photo dioda, mengakibatkan turunnya tegangan pada photo dioda, sehingga tegangan input rendah dari pada input tegangan referensi pada input negatif.Namun ketika cahaya dari emitter atau infra red dihalangi oleh benda atau target, maka hambatan photo dioda menjadi bertambah, dan hal ini mengakibatkan kenaikan tegangan pada photo dioda, sehingga tegangan input positif melebihi tegangan referensi. Dengan keadaan ini, maka keluaran Op-Amp menjadi negatif, sehingga dapat memberikan bias yang kemudian menonaktifkan indicator berarti memberikan inputan pada mikrokontroler pada Port 2.3. Dengan mengatur VR 100k kepekaan cahaya dapat diatur.

3.2.5 Rangkaian Sensor Timbangan

 Sensor yang digunakan untuk pengukuran timbangan adalah sensor Flexiforce.Dimana nilai konduktansi sensor Flexiforce (1/R)dari Sensor Flexiforce linier terhadap gaya tekan atau beban yang diberikan .

Oleh karena itu, dalam aplikasi ini akan dibaca nilai konduktansi tersebut dengan menggunakan rangkaian Non Inverting Amplifier Sehingga didapatkan hasil pembacaan nilai beban yang linier.Rangkaian Non Inverting Amplifier tersebutterdapat dalam blok Rangkaian Pengkondisi Sinyal.Keluaran dari rangkaian pengkondisi sinyal sudah berupa tegangan DC 0-5V dan diumpankan ke masukan ADC.Kemudian data digital dari keluaran ADC ini dibaca oleh mikrokontroller untuk ditampilkan pada layar komputer

Skema rangkaian pengkondisi sinyal untuk sensor Flexiforce asalah sebagai berikut:

           

Gambar 3.7. Rangkaian Pengkondisi Sinyal dan Sensor Flexiforce

3.2 Perancangan ADC 0804 (Analog to Digital Converter)

Dalam pembuatan alat ini juga dibutuhkan pengubah sinyal analog menjadi sinyal digital / disebut juga “Analog To Digital Converter” ( ADC ), hal ini disebabkan karena inputan yang didapat dari rangkaian pengkondisi sinyal  untuk sensor Flexiforce masih berupa sinyal analog sedangkan rangkaian kontroller menggunakan sistem digital sehingga membutuhkan masukan berupa sinyal digital.Untuk rangkaian pengkonversi data analog ke digital (ADC) digunakan IC 0804 . Dengan sebuah masukan yaitu Vin+ (pin6) dan delapan buah keluaran yaitu DB0-DB7 (pin 11-pin 19) pada port1. Bekerja dengan tegangan referensi sebesar 2,5 Volt pada Vref/2 atau pin 9 yaitu didapat dari resistor pembagi tegangan (sesuai dengan data sheet). Fungsi dari rangkaian referensi ini adalah untuk mendapatkan resolusi satu bit yang di inginkan.

ADC ini memiliki range antara 0 sampai 255 dengan menggunakan pencatu daya +5 Volt. ADC 0804 telah dilengkapi dengan internal clock yang di pasang secara running dan dapat diaktifkan dengan menghubungkan komponen resistor eksternal ( R ) dan komponen kapasitor eksternal ( C ) pada clock R dan clock IN untuk menghasilkan sinyal clock. Nilai R di tentukan sebesar 1 KW dan nilai C sebesar 220 nF, sehingga memberikan frekuensi clock sebesar :

          

=   

                        Fclk = 4,13 KHz

Dari perhitungan di atas dapat dilihat bahwa harga frekuensi yang di dapatkan sudah memenuhi harga yang di minta ACD 0804 berdasarkan data sheetnya.

ACD di rancang untuk dapat menerima tegangan masukan (Vin+) 0Volt sampai 5Volt sehingga satu bit berbobot :

 =  = 19,6 mV.

Sedangkan tegangan Frekuensi (Vref) sama dengan:

Sesuai dengan data sheet, maka untuk perhitungan setiap satu 1 bit berbobot:

Resulusi  1 bit =  banyak data perbit 2⁸ = 255

=  = 9,8 mV atau = 10 mV

     

Gambar 3.8. Rangkaian ADC 0804

3.3 Perancangan Komunikasi Serial 

           

 Melakukan komunikasi serial menggunakan mikrokontroler AT89S51 dapat dilakukan dengan memanfaatkan fasilitas port serial yang sudah ada didalamnya. Port serial memungkinkan kita untuk bisa mengirimkan data dalam format serial. Apabila hendak menghubungkan mikrokontroler AT89S51 dengan PC (komputer pribadi)

Melalui port serial, level TTL harus dirubah menjadi level RS-232. Untuk keperluan ini  dapat digunakan IC MAX232. Hubungannya dapat dilihat seperti pada gambar 3-12.

 

Gambar 3.10 Rangkaian Serial dengan IC Max232

Pada standart komunikasi serial sesuai dengan spesifikasi standart RS 232-C, level tegangan yang digunakan adalah level tegangan yang berkisar antara –3 volt hingga –15 volt untuk kondisi logika ‘1’ atau yang disebut dengan keadaan mark dan antara +3 volt hingga +15 volt untuk kondisi logika ‘0’ atau disebut dengan keadaan space atau dengan kata lain standart RS 232-C menggunakan logika negatif terbalik

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

            Program yang dirancang untuk mengendalikan proses kerja sistim ini terdiri dari atas beberapa sub program yang akan menyusun susunan program yang terintegrasi. Eksekusi terhadap program utama dilakukan setelah alat diaktifkan atau direset secara hardware. Pengaktifan tombol reset menyebabkan program counter (PC) menuju alamat 0000H lokasi awal dari program.

            Perangkat lunak yang digunakan untuk AT89S51 ini adalah menggunkan bahasa Assembler keluaraga MCS51.Program yang ditulis dengan bahasa Assembler terdiri dari Label; Kode Mnemonic dan lain sebagainya, pada umumnya dinamakan sebagai Program sumber (Source Code) yang belum bisa diterima oleh prosesor untuk dijalankan sebagai program, tapi harus diterjemahkan dulu menjadi bahasa mesin dalam bentuk kode biner.

Program sumber dibuat dengan Program editor biasa misalnya Note Pad pada Windows, Selanjutnya Program sumber diterjemakan (Compile) ke bahasa mesin dengan menggunakan Compiler MCS 51. Hasil kerja dari Extension “Hex”,”Obj”,”Lst” dan “Bin”.

File yang berektensi “Bin” berisikan kode – kode bahasa mesin, kode– kode bahasa mesin inilah yang diumpankan ke memori Program (ROM). Dalam dunia Mikrokontroller biasanya file biner ini diisikan ke UV EPROM, dan khusus untuk Mikrokontroller buatan ATMEL, Program ini diisikan kedalam Flash PEROM yang ada didalam Chip AT 89S51.

Assembler Listing merupakan naskah yang berasal dari program sumber dalam naskah tersebut pada bagian sebelah kanan/ kiri setiap baris dari program Sumber diberi tambahan hasil terjemahan program Assembler. Tambahan tersebut berupa nomor memori program berikut dengan kode yang akan diisikan pada memori program bersangkutan. File ini sangat berguna untuk dokumentasi dan Sarana untuk menelusuri program yang ditulis apabila terjadi kesalahan.

Perlu diperhatikan adalah setiap prosesor mempunyai konsentrasi yang berbeda, Instruksi untuk mengendalikan masing – masing prosesor juga berlainan dengan demikian bahasa Assembler untuk masing – masing prosesor juga berbeda, yang sama hanyalah pola dasar cara penulisan program saja

Untuk proses transfer data dari Mikrokontroller ke PC ,ProsesPengolahan dan penyajian data hasil timbangan serta penyimpanan data menggunakan bahasa program Borland Delphi 7.Penggunaan Delphi dimaksudkan karena selain lebih mudah peggunaannya dan merupakan bahasa tingkat tinggi dan terkompilasi yang mendukung bahasa terstruktur serta Perancangan Berorientasi Object (OOD).

3.5 Pembuatan Flowchart

Flowchart merupakan suatu bagan yang mengambarkan atau mempresentasikan suatu algoritma atau prosedur untuk menyelesaikan masalah. Didalam penyusunan program, untuk memudahkan didalam pembuatannya, maka perlu untuk membuat flowchart sebagai acuan penyusunan program yang ada. Berikut flowchart untuk perangkat lunak dari system konveyor timbang.

 Untuk gambar flowchart tidak dapat saya uploadkan..!!

 

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agfianto Eko Putra,2004. “Belejar Mikrokontroller AT89c51/52/55(Teori dan Aplikasi)” Gava Media Yogyakarta.

[2]  http://Info-sehat.com

[3]  http://www.thalassamia-yti.or.id.com

[4] Institut Elektronika Indonesia, 2000. “Komparator dan aplikasinya”.

[5] Kristanto,2003. “Bahasa Assembly”, Gava Media, Yogyakarta.

[6] Malik Ibnu, 2003. “Belajar Mikrokontroller AT89s52”, Penerbit Gava Media, Jogjakarta.

[7] Malvino, 1985. “Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor”. Penerbit Erlangga, Jakarta.

[8] Malvino Barmawi, 1991. “Prisip-Prinsip Elektronika”. Penerbit Erlangga, Jakarta

[9] Moh. Ibnu Malik,2003. “Belajar Mikrokontroler ATMEL AT89S8252”, Penerbit Gava Media Yogyakarta.

[10] Paulus Andi Nalwan, 2003. “Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroller AT89c51” PT.Elek Media Komputindo,Jakarta.

[11] Paulus Andi Nalwan,2004.”Panduan Praktis Penggunaan dan Antarmuka Modul LCD M1632” PT.Elek Media Komputindo, Jakarta.

[12] P C Sen, 1990. “Power Electronics”, Tata McGraw-Hill, New Delhi.

[13] Sudjadi, 2005. “ Teori dan Aplikasi Mikrokontroller:Aplikasi pada mikrokontroller AT89c51” Graha Ilmu, Yogyakarta.

[14] Widodo Budiharto, 2004. “Interfacing Komputer dan Mikrokontroller” PT.Elek Media Komputindo,Jakarta.

[15] Wong Mei Chan, 2007. “MIMS, Annual Full Prescribing Information”, Jakarta

Lampiran

 

                                                              Gambar 4.0 Rangkaian Keseluruhan

belajar bikin blog|tutorial blogger|tips ngeblog: download

belajar bikin blog|tutorial blogger|tips ngeblog: download

belajar bikin blog|tutorial blogger|tips ngeblog: Cara Membuat Tampilan Blog Lebih Menarik di Blogger

belajar bikin blog|tutorial blogger|tips ngeblog: Cara Membuat Tampilan Blog Lebih Menarik di Blogger

Satu hari, malam-malam sekitar jam 9, dalam kunjungan ke Surabaya lalu gw diajak teman makan sego saduk-an. Namanya sego saduk-an Cak Mis yang di jalan Bintoro (area Jl Raya Darmo). Istilah sego saduk-an ini gw dapat semasa kuliah di Surabaya dulu, nggak tahu arti persisnya. Mungkin penjualnya sering digusur-gusur sambil ditendangi. BYKS. ( saduk = tendang, Surabaya ).

Ini sebuah warung kecil di pinggir jalan yang menyediakan nasi bungkus, dengan sekerat ayam opor atau daging sapi bumbu bali, ote-ote, kerupuk dan lain-lain.

Nah Cak Mis ini adalah warung sego sadukan yang lebih lengkap, lebih ramai, konsumennya banyak yang bermobil juga. Dan ngetop. Rasa makanannya juga sedap walau penampilannya seadanya. Yang lucu adalah istilah-istilah dalam menamakan penganan yang ada. Jadi contoh dialognya begini :

Pembeli (P): Cak, 'sembako' siji. ( Mas, sembako satu )
Cak Mis (CM) : Bali opo biasa? (Nasi Bali apa biasa )
P : Bali, ke'ono 'krisdayanti' yo,ambek 'anake doro'. ( Bali, kasih Krisdayanti ya dengan anake doro 'Mbok Nom adem' siji yo. (mbok Nom dingin satu ya )
CM: Nggak kepingin 'melarat' tha..? ( nggak mau melarat ya )
P : Nggak gelem , njaluk 'pakane doro' ae lah.. ( gak mau, minta pakane doro ajalah )
CM : Oke bos..'kolam renang' tha 'pedang'?
P: Kolam renang.

Udah deh trus kita makan. Nah kalo bingung mengartikannya coba perhatikan artinya. Sembako=Nasi bungkus, Bali maksudnya Nasi bumbu bali, Kris Dayanti =sate usus, Anake Doro=Sate telor puyuh, Mbok Nom=Minuman Sinom dingin, Melarat =ote-ote (bakwan sayur), pakane doro=bakwan jagung, kolam renang?he..he..ini artinya kobokan, kalo pedang=sendok.

Wuih!apa hubungannya coba? Saya aja yang dengerin teman mesan makanan kayak gitu ketawa ngakak. Bayangin aja sekian banyak orang pesan makanan gak ada yang nyambung blas!haa..haa..ha.

Nah, kalo udah itung2an sehabis makan juga biasanya keluar lagi istilah asing,gak nyambung,terutama mengenai angka2.

P: Cak, wis, sembako loro, mbok Nom adem siji, tambah bantal guling ( lumpia ), Krisdayanti loro, pakane doro siji, piro..?
CM ( sambil melayani pemesan lain, mulut beliau ini nyerocos ) : OK, tikus loro, tambah Pancasila,Mbok Nom adem papat dadi Maling..??***!!@@?????

Apaan tuh? Itu kode SDSB jaman dulu. Kalau nggak salah : tikus itu 13, Pancasila 5 dan maling 35. Gitu.! Artinya 13 ribu kali 2 tambah 5 ribu tambah Mbok Nom 4 ribu jadi total 35 ribu.he..he.. CIA bisa kalah nih dengan kode-kode begini..

Yang lainnya, permadani India itu istilah untuk martabak, nah.ini satu lagi yang seru Didih ( marus, non halal ) tahu apa i stilahnya?....larangane Gus Dur!!!
( artinya yang dilarang Gus Dur ) .


Ha..ha.ha...ha..

Desain Dan Realisasi Sistem Pengendali Konveyor Menggunakan Sensor ...

DESAIN DAN REALISASI SISTEM PENGENDALI KONVEYOR
MENGGUNAKAN SENSOR OPTIK BERBASIS MIKROKONTROLER
AT89C51


Warsito, Sri Wahyu Suciyati dan Junaidi
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung
Jl. Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145
Email : warsito@unila.ac.id

ABSTRACK
This research explain about system of controller of conveyor used in PT. Coal-
Mine of Sour Hill ( Persero) of Port of Tarahan Float to use mikrokontroller
AT89C51 stringed up with infra-red censor.

Infra-Red censor function as consignor of sinyal of input which can determine to
work or do not it is mikrokontroller. Mikrokontroler will work when infra-red ray
blocked by train of during 15 second. Infra-Red Transmitter formed with network
of multivibrator astabil use IC NE555. While it’s infra-red receiver use fotodioda
of type of A-394HB which the number by saklar is electronics ( transistor of
BD139 and BC108).

Alarm will be set by a life first time in a time gap 30 second after blocked infra-
red censor. Later;Then first conveyor, second conveyor, third conveyor and so on
with time delay 15 second. After the system will die ( mikrokontroler in position
reset) after infra-red censor shall no longger be blocked ( hitting infra-red
receiver) during 60 second.

1. PENDAHULUAN
Konveyor merupakan suatu alat yang
baik secara manual maupun otomatis.
digunakan untuk tujuan peng- angkutan.
Saat ini sistem kontrol yang
Penggunaan konveyor juga dilakukan
digunakan masih dipandang mahal
untuk efisiensi waktu. Konveyor di dan selalu memakai produk luar
industri digunakan untuk mengangkut
negeri. Hal inilah yang
bahan produksi yang akan diproses melatarbelakangi dilakukannya
lebih lanjut atau mengangkut barang penelitian tentang konveyor.
hasil produksi. Konveyor yang ada
biasanya selalu dalam keadaan hidup
Simulasi dilakukan menggunakan arus
dan terus berjalan meskipun belum ada
searah dan arus bolak-balik. Arus
benda hasil produksi, maka yang terjadi
searah digunakan untuk mengaktifkan
adalah pemborosan energi.
relay dan alarm, sedangkan arus
Dalam aplikasinya konveyor diputar bolak-balik digunakan untuk sumber
dengan menggunakan motor listrik motor listrik yang akan memutar
yang dikendalikan oleh sistem kontrol
konveyor.

---

otomatisasinya dilakukan langsung
Pada sensor inframerahnya kami oleh manusia setiap kali sistem
menggunakan LED Inframerah
tersebut bekerja. Sedangkan sistem
(transmiter) dan photodioda (receiver).
kontrol otomatis dapat terealisasi
Untuk mengontrol konveyor tersebut dengan suatu sistem cerdas, artinya
kami menggunakan mikrokontroler keluaran akan mencatu masukan
AT89C51 dan menggunakan
secara otomatis sampai tujuan
pemrograman Turbo Assembler.
keluaran tercapai (reference output).


Realisasi suatu sistem kontrol
1.1 Sistem Kontrol
otomatis memerlukan suatu nilai
masukan referensi, baik dalam
Suatu sistem dapat diklasifikasikan ke
perumusan maupun pemberian nilai
dalam dua jenis, yaitu sistem berumpan
konstanta sebagai acuan sistem untuk
maju dan sistem berumpan balik. menuju kestabilan (Warsito dan
Sistem berumpan maju dicirikan Yuliansyah, 2004).
dengan tidak adanya komponen balikan


(feedback) di dalam sistem tersebut.
1.2 Mikrokontroler AT89C51
Keluaran dari sistem tersebut selalu
menjadi besaran penting bagi sistem
Mikrokontroler AT89C51merupakan
tersebut. Sistem berumpan maju dapat
mikrokontroler CMOS 8 bit dengan 4
pula dikatakan sebagai sistem KByte Flash Programmable and
pengukuran, (Gambar 1) (Warsito, Erasable Read Only Memory
2003).

(PEROM). Mikrokontroler ber-


teknologi memori non-volatile
Input
Proses
Output
berkecepatan tinggi dari atmel ini


kompatibel dengan mikrokontroler

Gambar 1. Sistem berumpan maju
MCS-51.


Sistem berumpan balik memiliki Mikrokontroler AT89C51 memiliki
komponen balikan, yaitu keluaran dari
memori yang terdiri dari RAM
sistem akan menjadi bagian masukan
internal dan Special Function Register
pada proses berikutnya, (Gambar 2). (SFR). RAM internal berukuran 128
Sistem ini juga disebut sistem byte dan beralamatkan 00H – 7FH
pengontrolan. Pengontrolan akan serta dapat diakses menggunakan
berakhir apabila sistem tersebut telah
RAM address register. RAM internal
stabil.
terdiri dari 8 buah register (R0 – R7)

yang disebut bank register. Special

Function Register berjumlah 21 buah
input

output
Proses
berada pada alamat 80H – FFH

(Budiharto, 2004).


Feedback

Mikrokontroler AT89C51 memiliki


40 pin, 32 pin diantaranya adalah pin
Gambar 2. Sistem berumpan balik
untuk keperluan port paralel. Sebuah

port paralel terdiri atas 8 pin (8 bit),
Sistem kontrol terbagi dalam dua jenis,
sehingga terdapat 4 kelompok port
yaitu sistem manual dan otomatis. paralel, yang masing-masing disebut
Sistem manual merupakan sistem yang
Port 0 (P0), Port 1 (P1), Port 2 (P2)

---

dan Port 3 (P3). Nomor dari masing-
positip dari sebuah baterai, sedangkan
masing port paralel dimulai dari 0 kutub negatip fotodioda dihubungkan
sampai 7. Gambar 3 merupakan dengan bagian negatif baterai, maka
diagram pin untuk mikrokontroler terjadi hubungan yang dinamakan
AT89C51 (Eko Putra, 2002).
"forward bias". Dalam keadaan

forward bias, di dalam rangkaian itu

timbul arus listrik yang disebabkan

oleh kedua macam pembawa muatan.

Jadi arus listrik yang mengalir di

dalam Sambungan p-n disebabkan

oleh gerakan hole dan gerakan

elektron. Arus listrik itu mengalir
searah dengan gerakan hole, tapi

berlawanan arah dengan gerakan

elektron.




Apabila bagian positif fotodioda
dihubungkan dengan kutup negatip

baterai dan bagian negatif fotodioda

dihubungkan dengan kutub positip
baterai, maka sekarang terbentuk
Gambar 3. Diagram pin pada
hubungan yang dinamakan "reverse
mikrokontroler AT89C51
bias". Dengan keadaan seperti ini,

maka hole (pembawa muatan positip)
1.3 Sensor Inframerah
dapat tersambung langsung ke kutub
positip, sedangkan elektron juga


langsung ke kutub positip. Jadi, jelas
Terdiri dari dua buah rangkaian, yaitu
di dalam Sambungan p-n tidak ada
rangkaian transimitter dan receiver
gerakan pembawa muatan mayoritas
inframerah. Rangkaian transmitter
baik hole maupun elektron.
inframerah dibentuk menggunakan Sedangkan pembawa muatan
rangkaian astabil multivibrator dengan
minoritas (elektron) di dalam bagian P
IC NE 555. Rangkaian ini mampu bergerak berusaha mencapai kutub
menghasilkan gelombang carrier positip baterai.
(pembawa) dengan batasan 32 – 45

KHz.


Demikian pula pembawa muatan

minoritas (hole) di dalam bagian N
Rangkaian
receiver inframerah
juga bergerak berusaha mencapai
terbentuk menggunakan fotodioda tipe
kutub negatip. Karena itu, dalam
A-394HB yang dioperasikan secara keadaan reverse bias, di dalam
reverse bias.
Sambungan p-n terdapat arus yang


timbul meskipun dalam jumlah yang
Fotodioda merupakan sensor optik. sangat kecil (mikro ampere). Arus ini
Terdapat dua operasi pada fotodioda,
sering disebut dengan reverse
yaitu fordward biased dan reverse
saturation current atau leakage
biased. Apabila bagian positif
current (arus bocor).
fotodioda dihubungkan dengan kutub

---

1.4 Sinar Inframerah
2.2 Rancangan Penelitian


Sinar inframerah dihasilkan dari a. Perancangan Sensor
getaran atom pada suatu bahan seperti

bahan untuk light emitting dioda (LED).
Sensor dirancang dengan meletakkan
Frekuensi sinar inframerah berkisar bagian transmitter inframerah yang
antara 3x1011 – 3,9x1014 Hz dengan saling berseberangan dengan receiver
panjang gelombang berkisar antara inframerah. Transmitter inframerah
7,7x10-7 – 10-3 meter.
terdiri dari rangkaian IC 555 yang

berfungsi sebagai pembawa frekuensi
Dalam aplikasi sensor agar diperoleh
dengan batasan 32 KHz – 42 KHz.
jangkauan yang relatif jauh, maka Detektor (receiver) terangkai dengan
digunakan gelombang pembawa menggunakan fotodioda tipe A-
(carrier) yang menghasilkan frekuensi
394HB yang berfungsi sebagai
tertentu. Sinar inframerah ini dihasilkan
pensuplai tegangan ke relay. Ketika
oleh unsur Si dan HgCdTe.
cahaya inframerah terhalang oleh

benda, maka transistor akan
menghubungkan arus ke port P3.1

mikrokontroler sebagai masukan

sensor. Pemilihan inframerah dalam
penelitian ini didasari pertimbangan,

jangkauan cahaya inframerah

memiliki radius intensitas relatif jauh

dan tidak mengganggu pandangan

mata manusia.



b. Perancangan Alarm dan

Konveyor



Alarm dirancang dengan tujuan
Gambar 4. Spektrum cahaya dan
pengamanan dan keselamatan pekerja.
respon mata manusia ( Diambil dari
Alarm akan hidup pertama kali dalam
http://alds.stts.edu)
selang waktu ± 30 detik ketika

mikrokontroler aktif. Dengan aktifnya

alarm ini diharapkan dapat
2. METODE PENELITIAN
memberikan informasi kepada para

pekerja bahwa sistem akan mulai
2.1 Alat dan Bahan
bekerja. Sehingga para pekerja yang

ada di lingkungan konveyor ( sedang
Alat dan bahan yang digunakan dalam
mengontrol atau memperbaiki
penelitian ini adalah : IC konveyor ) lebih berhati-hati.
mikrokontroler AT89C51, IC NE555,
Perancangan konveyor dibuat
IC LM7805, fotodioda tipe A-394HB,
menggunakan batang alumunium dan
LED inframerah, relay 6 volt, transistor,
seng. Sabuk konveyor kemudian
resistor, kapasitor, kristal 12 MHz, diputar oleh motor listrik
Motor AC, batang alumunium, berspesifikasi 220 VAC. Dalam
lembaran seng, bor listrik, multimeter
penelitian ini digunakan dua buah
dan komputer.
motor listrik yang hidup secara

---

kontinyu dengan tujuan penghematan

Mulai
energi listrik.


Tidak


c. Perancangan Program Pada
Apakah P3.1 =1 ?
Mikrokontroler AT89C51



Mikrokontroler AT89C51 berfungsi
Ya

sebagai pengontrol dan pengendali
Hidupkan Alarm (P0.0)
sinyal masukan alarm dan motor listrik.

Program tambahan dibuat untuk
kondisi khusus, yaitu saat kereta api

melintasi dan menghalang cahaya
Tunda 30 detik

inframerah, maka sistem bekerja.


Bahasa pemograman yang digunakan
Matikan Alarm (P0.0)
adalah Turbo assembler yang kemudian

diuji menggunakan program topview
simulator (frontline elektronics put ltd)

sebagai simulator perangkat keras dari

Tidak
Apakah P3.1 =1 ?
mikrokontroler AT89C51.



Ya
Gambar 5 berikut merupakan blok
diagram dari sistem pengendali
Hidupkan Konveyor 1
(P0.1)
konveyor :





Tunda 15 detik

Alarm &

Sensor
AT89C51
Relay
Konveyor





Tunda 60
Gambar 5. Blok diagram sistem
detik lalu
Tidak
Apakah P3.1 =1 ?
matikan
pengendali konveyor

sistem




Ya
Dari diagram blok di atas,
Hidupkan Konveyor 2
mikrokontroler akan bekerja setelah
(P0.2)
sensor inframerah terhalang oleh objek

(kereta api). Kemudian relay aktif dan

menghubungkan tegangan AC ke motor

Tidak
Apakah P3.1 =1 ?
listrik.




Ya

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada

Hidupkan Seluruh
diagram alur penelitian berikut :
Konveyor

Selesai





Gambar 6. Diagram alur penelitian

---

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Data karakteristik fotodioda tipe A-394HB terhadap perubahan jarak

3

2.5
l
t
)

o
v
2
(

n
a 1.5

ng
a
1
g

0.5
Te

0

0
20
40
60
80
100 120
140
160 180 200 220
240
260 280 300

Jarak (cm)


Gambar 7. Data karakteristik fotodioda tipe A-394HB terhadap perubahan jarak


Dari grafik di atas, diperoleh nilai

yang tidak linier. Hal ini disebabkan

oleh faktor intensitas cahaya luar

yang ikut tertangkap oleh detektor

inframerah. Ketidaklinieran antara

perubahan jarak terhadap nilai

Input
tegangan keluaran dari detektor juga

dapat disebabkan oleh faktor catu

daya yang diberikan. Catu daya yang

digunakan hanya menggunakan
Gambar 8. Rangkaian transistor
sebuah baterai 9 Volt yang kemudian
sebagai saklar
dirangkai dengan sebuah IC

regulator LM 7805. Diperkirakan

pada saat pengambilan data, nilai
Karena nilai arus yang terlalu kecil
arus dari baterai berkurang, sehingga
( 0,14 mA), maka keluaran dari
menyebabkan suplai arus ke detektor
fotodioda tidak dapat langsung
juga ikut berkurang. Pada posisi
dihubungkan dengan pin P3.1
terhalang (inframerah tidak sebagai pin masukan sensor, tetapi
mengenai fotodioda), besar tegangan
harus dikuatkan terlebih dahulu.
keluaran dari fotodioda tipe A-
Mikrokontroler akan aktif (bekerja)
394HB adalah 4,86 volt untuk setiap
apabila pada pin P3.1 mendapat
perubahan jarak.
sinyal masukan aktif tinggi.
Mikrokontroler tipe AT89C51 akan

aktif apabila mendapat tegangan

3.2 Transistor sebagai saklar
sebesar 1,9 volt sampai 5,5 Volt


untuk kondisi high (logika 1) dan -
Rangkaian transistor sebagai saklar
0,5 volt sampai 0,9 Volt untuk
tersususn atas dua buah transistor,
kondisi low (logika 0).
yaitu tipe BD139 dan tipe BC108

sebagai saklar. Seperti terlihat pada
Gambar 8 berikut :

---

3.3 Rangkaian Pengendali Alarm
saat program dijalankan dan
dan Konveyor
menghidupkan alarm dan konveyor

adalah 0 Volt dengan arus sebesar
Rangkaian pengendali alarm dan
82,7 mA.
konveyor dibuat sederhana yang

terdiri dari rangkaian pensaklaran
4. Kesimpulan
menggunakan sebuah transistor tipe

A 733 dan dua buah resistor yang
Alat pengendali konveyor yang telah
terhubung ke relay 5 Volt, (Gambar
dibuat terbukti mampu mengendali
9).
konveyor. Berdasarkan pembahasan

yang telah diberikan sebelumnya,
didapat beberapa kesimpulan sebagai

berikut :
Dari Port 0
1. Transmitter dan receiver

inframerah dapat bekerja dengan

baik pada jarak ± 3 meter.
2. Tegangan keluaran fotodioda

sebesar +4,86 Volt dengan arus
Gambar 9 Rangkaian Pensaklaran
sekitar 0,14 mA pada saat cahaya
Alarm dan Konveyor
inframerah terhalang dan +1,93

Volt dengan arus 0,14 mA pada
Semua pin keluaran dari
saat cahaya inframerah tidak
mikrokontroler AT89C51 dalam
terhalang.
keadaan aktif tinggi (sama dengan
3. Mikrokontroler akan bekerja
tegangan Vcc) pada saat belum
apabila tegangan pada port 3.1
diisikan program. Pada gambar di
logika satu selama ± 15 detik dan
atas transistor akan aktif apabila pada
akan reset dalam waktu ± 60
kaki basis mendapat tegangan rendah
detik setelah port 3.1 benilai
(logika 0). Berdasarkan hasil
logika nol.
pengukuran dengan multimeter,
tegangan yang masuk pada kaki basis

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous, 2006,
Teknik Remot Kontrol dengan Inframerah,
http://alds.stts.edu.
Budiharto, W., 2004, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Gramedia,
Jakarta.
Eko Putra, A., 2002, Belajar Mikrikontroler AT89C51/52/55 ( Teori dan
Aplikasi), Gava Media, Yogyakarta.
Nalwan, A. P., 2003, Teknik Antarmuka dan Pemograman Mikrokntroler
AT89C51, Gramedia, Jakarta.
Suhata, 2005, Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peratan Elektronik
Via Line Telepon, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.
Warsito, 2003, Bahan Ajar Teori Sistem, tidak diterbitkan.
Warsito dan Yuliansyah D., 2004, Desain dan Realisasi Prototive Sistem
Conveyor Yang Dikendalikan Oleh Sebuah PC Berbasis PPI8255, Jurnal
Informatika Darmajaya, Vol.2, No.1, 67-77, Juni 2004.

---

Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan At89s51 Dengan Tampilan Di Pc

Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan AT89S51
dengan Tampilan di PC
Irwan1, Bambang Sutopo2
1 Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Elektro UGM
2 Dosen Pembimbing, Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektro UGM

ABSTRACT

The application of temperature controlling can be met in many fields. The
purpose of this final assignment is the result of temperature in plant can be set and
presented in computer. This system exploits ability of AT89S51 microcontroller in
data aquisition and taking decision. The range of temperature which can be
controlled in this system is 230 Celcius up to 400 Celcius.

Observation result with thermometer shows this system can maintain
temperature desired at around censor area in radius 2 cm, for the censor area
bigger than radius 2 cm, the temperature measured is different.

INTISARI

Aplikasi pengendalian suhu banyak ditemui dalam berbagai bidang. Tujuan
dari tugas akhir ini adalah hasil suhu di ruangan bisa diset dan ditampilkan di
komputer. Sistem yang dibuat ini memanfaatkan kemampuan mikrokontroler
AT89S51 dalam akuisisi data dan mengambil keputusan. Kawasan suhu yang bisa di
kendalikan adalah 230 Celcius sampai dengan 400 Celcius.

Hasil pengujian dengan termometer menunjukan sistem dibuat ini mampu
mempertahankan suhu yang dikehendaki pada daerah di sekitar sensor dalam radius
2 cm, untuk radius lebih besar 2 cm dari sensor suhu, suhu yang terukur oleh
termometer adalah berbeda.
Kata kunci: suhu, mikrokontroler

1. Pendahuluan

Penggunaan mikrokontroler sangat luas, tidak hanya untuk akuisisi data
melainkan juga untuk pengendalian di pabrik-pabrik, kebutuhan peralatan kantor,
peralatan rumah tangga, automobil, dan sebagainya. Hal ini disebabkan
mikrokontroler merupakan sistem mikroprosesor (yang didalamnya terdapat CPU,
ROM, RAM dan IO) yang telah terpadu pada satu keping, selain itu
komponennya(AT89S51) murah dan mudah didapatkan di pasaran.

Pengambilan aplikasi tentang suhu ini didasarkan pada besarnya pengaruh
suhu yang tidak hanya sebagai noise pada dunia elektronika tapi juga pengaruh pada
dunia kesehatan (inkubator bayi, pembunuhan bakteri e-coli pada suhu 370 Celcius,
dll), hasil kualitas produksi (hasil perkebunan, pertanian, peternakan, dll), sistem
keamanan gedung, dll. Mengamati kebanyakan aplikasi suhu berada dalam ruangan

---

maka suhu yang ingin dimonitor itu ditempatkan berada dalam sebuah ruangan yang
hampir tertutup sehingga untuk diterapkan pada aplikasinya, sistemnya hanya
membutuhkan sedikit modifikasi. Jadi salah satu penerapan dari mikrokontroler
adalah digunakan sebagai piranti pengolah dan pengendali data pada alat
pengendalian suhu.

2. Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Merancang dan membuat plant suhu
2. Menguji transduser suhu (LM 335).
3. Merancang dan menguji rangkaian pengemudi lampu halogen DC 35W 12 V
dan kipas 12 V.
4. Merancang dan menguji rangkaian penggerak motor DC yang merupakan
aktuator pintu.
5. Merancang dan menguji AT89S51 untuk akuisisi data dengan komunikasi
serial dari PC dan transduser suhu serta sebagai sistem pengendali.
6. Merancang dan menguji hasil tampilan di PC dengan menggunakan bahasa
pemrograman Delphi
7. Menguji kinerja sistem secara keseluruhan serta mengambil data dari hasil
pengujian.

3. Hasil Implementasi dan Pembahasan

Sistem

ADC
Minimal
LM 335
Penguat
0804
RS -232
PC
AT89S51


Untai
Untai
Untai
Untai
Untai
Tranduser
pengkondisi
Pengolah
pengkondisi
Penampil
isyarat

isyarat

PWM

Plant
Pintu

Suhu
Lampu,

Kipas
Gambar 1 Blok diagram sistem

2

---

3.1 Rangkaian pengkondisi isyarat untuk masukkan ADC


Gambar 2 Rangkaian pengkondisi isyarat masukkan ADC


Range suhu pengendalian adalah 230 Celcius - 400 Celcius, karena step ADC
8 bit hanya 256 step maka perlu dibuat pembatasan dimana saat 200 Celcius sama
dengan 0 V dan saat 450 Celcius tegangan output adalah 5,12V. Saat 200 Celcius,
keluaran tegangan sensor adalah 2,93 V, sehingga perlu dibuat penjumlahan
keluaran sensor dengan tegangan referensi sebesar -2,93V

3.2 Rangkaian pengemudi lampu dan kipas


Port 2.2






Port 2.3 & 2.4

Gambar 3 Rangkaian pengemudi kipas
Gambar 4 Rangkaian pengemudi lampu


Pengendalian redup terangnya lampu, pelan cepatnya putaran kipas dengan
menggunakan PWM (Pulse Width Modulation) yang dibangkitkan dari
mikrokontroler. Kipas yang digunakan terdiri dari dua buah, yaitu satu sebagai
penyedot udara luar ke dalam agar masuk ke plant sedangkan kipas yang lain untuk
menyedot udara dari dalam keluar.

3

---

3.3 Rangkaian pengemudi pintu

Port 2.0
Port 2.1

Gambar 5 Rangkaian penggerak pintu


Tujuan rangkaian ini (gambar 5) adalah untuk menggerakkan 2 buah motor
DC pengeser pintu. Pergerakan motor adalah bersamaan dan dengan arah yang
sama. Motor dipasang paralel pada rangkaian H-bridge. Cara kerja rangkaiannya,
jika ingin mematikan motor, dari kaki mikrokontroler memberikan logika low pada
kaki enable / disable, begitupula sebaliknya jika ingin menjalankan motor, dari kaki
mikrokontroler memberikan logika high, sedangkan untuk putaran arah motor yang
berlawanan, juga menggunakan cara yang sama, dengan memberikan logika high /
low dari mikrokontroler pada kaki putar kiri / kanan.

Int 0/1

Gambar 6 Rangkaian deteksi keadaan pintu

4

---

Dalam rancangan deteksi keadaan pintu, kedua pintu tutup dan buka
bersamaan, pendeteksian bersamaan dengan menggunakan IC 74LS32 (gerbang Or),
saat level logika salah satu optocoupler masih high (optocoupler dilewati pintu,
rangkaiannya akan mengeluarkan logika low agar bisa sebagai sinyal interupsi
transisi di pin interupsi eksternal AT89S51) menandakan bahwa masih ada pintu
yang belum menutup/membuka.

3.4 Perangkat lunak AT89S51


Start
Insialisasi Baud rate serial


Inisialisasi

Tidak

Interupsi

Serial?
Tidak

Input

Ya
Serial?

Tidak
Register

Ya
RI = 1?


1. Baca serial (seting suhu)
2. Baca ADC .
Ya


3. Tentukan besar error.
Terima Data
Kirim Data


Aktuator bekerja sesuai kondisi

Return Interupt

Tidak
Ya

Cuplik?

Gambar 7 Flowchart komunikasi serial
Gambar 8 Flowchart sistem pengendalian



Saat belum ada seting suhu dari komputer kondisi kipas, lampu dan motor
dalam keadaan disable. Setelah ada seting dari komputer, maka mikrokontroler
mengerjakan pengendalian untuk mempertahankan suhu yang di seting sampai ada
setingan suhu lain.

Pengendalian dilakukan dengan menggunakan logika if-then, untuk
mempermudah pemrograman, data input (suhu yang diset dan tingkat error) dan
output (aksi, yang terdiri dari aksi lampu, aksi kipas dan aksi pintu) harus
dikelompokan. Aturan - aturan didapat dengan percobaan aksi lampu, yaitu pada tiap

5

---

PWM yang dibangkitkan mikrokontroler ke lampu, suhu pada plant adalah berapa
maksimumnya.

Rutin waktu pencuplikan fungsinya untuk membandingkan nilai suhu
sekarang dengan suhu seting dari komputer pada waktu tertentu terus menerus,
selama aksi jika waktu pencuplikan belum terjadi, maka aksi aktuator akan terjadi
terus, sampai tercapai waktu pencuplikan maka akan terjadi lompatan ke rutin
perbandingan seting dengan nilai suhu sekarang. Rutin pencuplikan diset 1 detik,
waktu pencuplikan tidak boleh terlalu lama dan tidak boleh terlalu cepat. Terlalu
cepat akan mengakibatkan pengemudi lampu dan kipas tidak bekerja dengan baik
(responnya tidak bagus)

3.5 Hasil Tampilan di PC


Gambar 9 Tampilan di PC

Dalam
perancangan
tampilan
interface di komputer harus user friendly,
sederhana dan user langsung bisa mengerti cara penggunaannya. Suhu yang dapat
ditampilkan ordenya satu desimal di belakang koma.




6

---

3.6 Hasil Pengujian

Tabel 1 Ukuran Suhu yang tertampil di PC
Suhu Lingkungan = 260 Celcius
Suhu seting pada PC Suhu di termometer
Suhu termometer
Suhu tertampil di
(Celcius)
dekat sensor
jauh dari sensor
PC(Celcius)
260 260 260 260
270 270 260 270
280 280 270 280
290 290 27,50 290
300 300 280 300
310 310 28,50 310
320 320 290 320
330 330 300 330
340 340 30,50 340
350 350 310 350
360 360 320 360
370 370 32,50 370
380 380 330 380
390 390 340 390
400 400 34,50 400

Suhu lingkungan = 290 Celcius
Suhu seting pada PC Suhu di termometer
Suhu termometer
Suhu tertampil di
(Celcius)
dekat sensor
jauh dari sensor
PC(Celcius)
290 290 290 290
300 300 300 300
310 310 30,50 310
320 320 310 320
330 330 31,50 330
340 340 320 340
350 350 330 350
360 360 33,50 360
370 370 340 370
380 380 34,50 380
390 390 350 390
400 400 360 400



Hasil pengendalian diatas sudah pernah diuji pada suhu lingkungan (260 -
290) Celcius. Sistem pengendalian suhu ini mampu mempertahankan suhu yang
dikehendaki pada radius 2 cm dari sensor.






7

---

Kesimpulan

1. Sistem pengendalian suhu dengan AT89S51 ini mampu mempertahankan
suhu yang dikehendaki pada daerah di sekitar sensor.

2. Hasil pengendalian dilakukan pada 1 titik plant atau pada daerah didekat
sensor suhu, untuk area di plant yang letaknya agak jauh dari sensor suhu,
suhu yang terukur oleh termometer adalah berbeda.


Daftar Pustaka

Eko, Agfianto Putra, 2002, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Penerbit Gava
Media.
Franco, Sergio, 1988, Design With Operational Amplifiers And Analog Integrated
Circuits, McGraw-Hill.
Intel , 1994, MCS 51 Microcontroller Family User’s Manual.
Johnson , Curtis D., 2000, Process Control Instrumentation Technology, Prentice-
Hall International, Inc.
Malik, Moh. Ibnu & Anistardi, 1997, Bereksperimen dengan Mikrokontroler
8031, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta.
Nalwan, Paulus Andi, 2003, Teknik Antarmuka dan pemrograman AT89C51, PT.
Elex Media Komputindo, Jakarta.
Tocci, R., J., 1998, Digital Systems Principles and Applications Englewood Cliffs,
N.J.:Prentice Hall.


8

---

Aplikasi Mikrokontroler At89c51 Sebagai Pembangkit Pwm Sinusoida 1 ...

APLIKASI MIKROKONTROLER AT89C51
SEBAGAI PEMBANGKIT PWM SINUSOIDA 1 FASA
UNTUK MENGENDALIKAN PUTARAN MOTOR SINKRON

Hari Wahyu W1, Bambang Sutopo2

1 Penulis, Mahasiswa S-1 Teknik Elektro – UGM, Yogyakarta
2 Dosen Pembimbing I, Staff Pengajar pada Jurusan Teknik Elektro – UGM, Yogyakarta


ABSTRACT
Single phase pulse width modulation inverter is a circuit which convert DC voltage to AC voltage for
one phase. Generating PWM signal digitally give good performance because their immune from noisy.
Designing a PWM signal generator using microcontroller has several advantages, such as easy to programed
and network inverter become modestly. The aim of this thesis is designing generating of signal PWM one phase
by using microcontroller AT89C51. By using this inverter, hence operation of speed of motor AC can be
controlled with more carefully. This network inverter is designed so that summarize, therefore a minimum
system of mikrokontroler only rely on the single chip mode.
Observation shows that the design of PWM generator work well. The PWM signal which produced has
24 pulse each periode and frequency interval between 20 – 66,67 Hz with the increase and degradation of each
every 0,067 Hz.


ABSTRAKSI
Pulse Width Modulation Inverter satu fase adalah rangkaian pengubah tegangan searah menjadi
tegangan bolak balik untuk satu fase. Pembangkitan sinyal PWM secara digital dapat memberikan unjuk kerja
sistem yang bagus karena lebih kebal terhadap gangguan/derau. Perancangan sebuah pembangkit sinyal PWM
menggunakan mikrokontroler memiliki beberapa keuntungan yaitu mudah diprogram dan rangkaian inverter
menjadi sederhana. Tujuan tugas akhir ini adalah merancang pembangkit sinyal PWM satu fase dengan
menggunakan mikrokontroler AT89C51. Dengan menggunakan inverter ini, maka pengendalian kecepatan
motor AC dapat dilakukan dengan lebih teliti. Rangkaian inverter ini dirancang supaya ringkas, oleh karena itu
pada sistem minimal mikrokontroler hanya mengandalkan ragam chip tunggal.
Hasil pengamatan menunjukan bahwa rancangan pembangkit PWM telah berfungsi dengan baik. Sinyal
PWM yang dibangkitkan memiliki 24 pulsa setiap periode dan rentang frekuensi antara 20 – 66,67 Hz dengan
kenaikan dan penurunan setiap 0,067 Hz.


Keyword: Inverter PWM Satu Fase, AT89C51


1. Pendahuluan
praktis dan ekonomis untuk diterapkan berkat

Motor AC memiliki keunggulan dalam hal
semakin pesatnya perkembangan komponen
kesederhanaan dan murahnya biaya perawatan
semikonduktor (terutama komponen daya yang
sehingga jenis motor ini banyak dipakai di
mempunyai waktu penyaklaran sangat cepat).
lingkungan industri maupun rumah tangga.

Pada pengendalian kecepatan motor AC,
Pengendalian kecepatan putaran motor AC dapat
inverter PWM mempunyai kelebihan yaitu mampu
dilakukan dengan beberapa cara diantaranya dengan
menggerakkan motor induksi dengan putaran halus
kendali tegangan dan frekuensi.
dan rentang yang lebar. Selain itu apabila

Inverter adalah konverter DC ke AC
pembangkitan sinyal PWM dilakukan secara digital
dengan tegangan dan frekuensi keluaran dapat
akan dapat diperoleh unjuk kerja sistem yang bagus
diatur sehingga motor AC dapat dikendalikan
karena lebih kebal terhadap derau.
dengan fleksibel. Ada beberapa jenis inverter


diantaranya adalah inverter PWM (Pulse Width
2. Tinjauan Pustaka
Modulation). Keuntungan operasi inverter PWM
Perancangan dengan FPGA dapat
sebagai teknik konversi dibanding dengan jenis-
dilakukan dengan cepat, mudah dimodifikasi dan
jenis inverter lainnya adalah rendahnya distorsi
sesuai untuk prototyping, tetapi akan relatif mahal
harmonik pada tegangan keluaran dibanding dengan
dan tidak ekonomis untuk produksi yang besar
jenis inverter lainnya. Selain itu teknik PWM sangat
(Sutopo, 2000). Penggunaan dengan ASIC
1

---

(Application Specific Integrated Circuit) akan lebih
sesuai untuk produksi besar, tetapi perancangan
dengan ASIC akan lebih kompleks dan memerlukan
waktu yang lebih lama.

Menurut Agus Bejo (2003), pembangkitan
sinyal dengan menggunakan FPGA, di satu sisi
dapat memenuhi tuntutan akan kecepatan tetapi
disisi lain kurang fleksibel dalam pengoperasian
kendalinya. Frekuensi sinyal PWM yang dihasilkan
memiliki rentang antara 3 – 110 Hz dengan
kenaikan terkecil 1 Hz. Penggunaan mikrokontroler
dalam pembangkitan sinyal PWM di satu sisi
memiliki kelebihan berupa fleksibilitas dan
realibilitas namun disisi lain memiliki kekurangan
dalam hal beban komputasi. Oleh karena itu
diperlukan suatu cara agar komputasi PWM tidak
membebani mikrokontroler.


Gambar 1. (a) Proses pembandingan antara sinyal
3. Dasar Teori
pembawa dengan sinyal referensi, (b) Sinyal
Inverter PWM Sinusoida satu fase
penggerak A, (c) Sinyal penggerak BN,
menghasilkan pulsa PWM bolak balik satu fase
(d) Sinyal SPWM
dengan nilai tegangan bolak balik efektifnya

dirumuskan sebagai berikut:
Proses pembangkitan SPWM secara digital
dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu:
T
1
1. Dengan membangkitkan gelombang
V
2
rms =
∫v dt (1)
T
segitiga dan gelombang sinus secara
0
diskret dengan metode look up table.
dengan Vrms = tegangan efektif
Kemudian dilakukan pembandingan untuk
v = fungsi tegangan
masing-masing nilai amplitudo gelombang
T = perioda
sinus dan segitiga seperti pada gambar 1.
Oleh karena pada inverter SPWM nilai
Cara ini sama halnya dengan
tegangan masukan DC adalah konstan maka
membangkitkan gelombang sinus analog
tegangan rms dapat juga dirumuskan :
dan gelombang segitiga analog secara
∑t
digital.

V
P
2. Dengan mencari terlebih dahulu waktu
rms = VDC

(2)
T
untuk setiap pulsa masing-masing sinyal
dengan V
penggerak, untuk dijadikan data dalam
rms = tegangan efektif

V
proses pembangkitan sinyal penggerak
DC = tegangan searah inverter

t
secara look up table. Cara inilah yang
p = lebar pulsa tinggi dalam 1 periode

T = perioda
dipakai dalam perancangan tugas akhir ini.
Untuk menghasilkan sinyal PWM tersebut

dapat menggunakan 2 buah sinyal sinus dan 1
4. Metodologi Penelitian
sinyal segitiga atau dengan menggunakan 1 buah
Metodologi yang digunakan dalam penelitian
sinyal sinus dan 2 buah sinyal segitiga.
ini adalah sebagai berikut :
Pada proses pembangkitan SPWM dengan
1. Studi literatur mengenai Inverter PWM
menggunakan 2 buah sinyal sinus dan sebuah sinyal
satu fase dan Mikrokontroler AT89C51.
segitiga, dilakukan pembandingan amplitudo antara
2. Merancang dan mensimulasi PWM Satu
sinyal segitiga dengan sinyal sinus. Sinyal
Fase secara software dengan simulink
penggerak akan dibangkitkan apabila amplitudo
dari MATLAB 6.0.
sinyal sinus lebih besar daripada amplitudo sinyal
3. Merancang dan membuat sistem secara
segitiga. Masing-masing
sinyal penggerak
hardware.
digunakan untuk penyaklaran sehingga diperoleh
4. Merancang perangkat lunak pembangkit
sinyal PWM. Proses pembangkitan SPWM tersebut
sinyal penggerak dengan menggunakan
dapat dilihat pada gambar 1.
bahasa Assembly.
5. Menguji dan mengambil data dari
perancangan.
6. Menganalisa hasil dan membuat
kesimpulan.



2

---

5. Hasil Implementasi dan Pembahasan
D1A
U1
IN_A
ab
7
13
R2
7
A
A
5.1 Perancangan Sistem
IN_B
1
12
470
IN_C
2
B
B
11
R3
6
IN_D
6
C
C
10
470
D
D
c
Secara lebih detailnya sistem pengendalian
9
R4
4
VCC_5V3
E
15
470
4
LT
F
14
R5
d
2
CC
BI
G
kecepatan motor sinkron dapat dilihat dalam
LE1
5
470
3
LE
e
R6
1
4511
470
f
gambar 2.
R7
9
470
JP1
g
R8
10
LE1
470
DP
1
LE2
GND
5
2
LE3
3
LE4
4
IN_A
LDS-C50R
5
IN_B
6
IN_C
U2
D2A
7
IN_D
IN_A
7
13
R9
abc
7
8
IN_B
1
A
A
12
470
Port3
IN_C
2
B
B
11
R10
6
IN_D
6
C
C
10
470
D
D
9
R11
4
VCC_5V3
E
15
470
4
LT
F
14
R12
d
2
CC
LE2
5
BI
G
470
3
LE
R13
e
1
4511
470
f
R14
9
470
R15
g
10
J2
470
DP
VCC_5V
GND
5
1
2
GND
Power Supply
LDS-C50R
U3
D3A
IN_A
7
13
R16
abc
7
IN_B
1
A
A
12
470
IN_C
2
B
B
11
R17
6
IN_D
6
C
C
10
470
D
D
9
R18
4
VCC_5V3
E
15
470
4
LT
F
14
R19
d
2
CC
LE2
5
BI
G
470
3
LE
R20
e
1
4511
470
R21
f
9
470
R22
g
10
Gambar 2. Diagram kotak inverter PWM 1 fasa
470
DP
GND
5

LDS-C50R
A. Untai H-Bridge
U4
D4A
IN_A
7
13
R23
ab
7
IN_B
1
A
A
12
470
B
B
Rangkaian H-bridge
berfungsi sebagai
IN_C
2
11
R24
6
GND
IN_D
6
C
C
10
470
D
D
9
R25
c
4
E
rangkaian penyaklar tegangan sekitar 80 V
VCC_5V3
15
470
LT
F
d
DC.
4
14
R26
2
CC
LE2
5
BI
G
470
3
LE
e
Untuk melakukan penyaklaran, diperlukan
R27
1
4511
470
R28
f
9
MOSFET yaitu IRF 540N yang memiliki waktu
470
R29
g
10
470
DP
naik dan waktu turun yang cepat, dan V
GND
5
DSS
maksimal 100 V.
LDS-C50R

Gambar 4 Rancangan rangkaian penampil 7 segmen
VDC_80V

Yang pertama-tama dilakukan yaitu mengambil
2
2
Q3
data dari RAM, kemudian 4 bit high data tersebut
Q1
IRF540
IRF540
di-OR-kan dengan bit untuk menonaktifkan latch
A 1
1 BN
(bit 0 pada pin latch enable) dari IC 4511.
3
MG1
3
Kemudian data tersebut dibalik 4 bit tinggi dengan
GND_A
1
2
GND_BN
4 bit rendahnya lalu dikirim ke port 2. Setelah itu 4
bit rendahnya dibuat 1 semua untuk menahan data
2
2
MOTOR AC
Q4
Q2
IRF540
di IC dengan menggunakan instruksi ORL lalu
IRF540
AN 1
1 B
dikirimkan ke port 2. Langkah tersebut diulang
3
3
sampai data dari RAM alamat 27h sampai 29h
GND_AN
GND_B
tertampil ke penampil 7 segmen.



Gambar 3 Rangkaian H-bridge
C. Untai Keypad

SW1
SW2
SW3
SW4
R1
R1
R1
R1
B. Untai Penampil 7 Segmen
1
2
3
STOP
Untuk memudahkan dalam proses
J1
SW5
SW6
SW7
SW8
C1
R2
R2
R2
R2
C2
1
pemrograman, maka digunakan IC BCD to 7
C3
4
5
6
2
C4
tidak dipakai
3
Segment Latch (4511). Dengan menggunakan IC
R1
4
R2
5
6
SW9
SW10
SW11
SW12
R3
ini, maka untuk pengiriman ke setiap segmen hanya
R3
R3
R3
R3
R4
7
7
8
9
8
sebanyak 2 kali, yaitu proses pengisian data di IC,
tidak dipakai
P2
dan proses penguncian (latch).
SW13
SW14
SW15
SW16
R4
R4
R4
R4
Program penampil 7 segmen dirancang untuk
ENTER
0
CLEAR
tidak dipakai
menampilkan data hasil masukan dari input yang
C1
C2
C3
C4

telah disimpan di RAM alamat 27h, 28h dan 29h
Gambar 5 Rancangan posisi keypad
untuk ditampilkan ke penampil 7 segmen digit ke-2,

3 dan 4. Sedangkan digit ke-1 tidak digunakan
Metode yang digunakan yaitu dengan
karena keterbatasan RAM internal.
menggunakan pemayaran kolom secara urut. Pada

saat pemayaran kolom 1 (C1) maka bit 0 diberi
logika rendah, sedangkan bit yang lain diberi logika
tinggi. Apabila tidak ada penekanan, maka kondisi
hasil pembacaan port menunjukkan data yang sama
dengan pengeluaran data tadi. Apabila ada
3

---

penekanan salah satu saklar, maka salah satu dari 4
VCC_A_15V
ISO1
bit tinggi akan berubah menjadi logika rendah
6N137
VCC_A_5V
R7
VCC
3K
U1A
R5
1
2
OUT_A
2
R1
1K
IN_A
+
R6
1
Q1
4584
560
FCS 9013
R8
82K
1M
C2
3
VCC_A_5V
GND_A
GND_A
0.1 uF

Gambar 7 Rangkaian penggerak A

F. Perangkat Lunak Pembangkit PWM
Untuk mendapatkan data pewaktuan masing-
masing sinyal penggerak PWM, maka terlebih
dahulu dibuat simulasi pembangkitan sinyal PWM
dengan menggunakan MATLAB. Dengan
menggunakan fasilitas simulink di MATLAB maka
didapatkan simulasi seperti pada gambar 8 sebagai
berikut:

Gambar 8 Simulink MATLAB untuk simulasi
PWM

Pada tugas akhir ini akan dibuat inverter PWM
sinusoida 12 pulsa setiap setengah periode. Untuk

mendapatkan sinyal penggerak PWM 12 pulsa,
Gambar 6 Diagram alir program keypad
maka dibutuhkan 13 buah sinyal segitiga setiap 1

gelombang sinusoida. Karena di pustaka simulink
D. Sistem Minimal AT89C51
MATLAB tidak ada pembangkit gelombang
Pengendali yang dirancang adalah
segitiga, maka cara lainnya yaitu dengan
menggunakan mikrokontroler dan bekerja dalam
mengintegralkan gelombang kotak. Amplitudo
ragam single chip operation (mode operasi keping
gelombang segitiga dibuat 5 V.
tunggal) yang tidak memerlukan memori luar.
Blok pembanding1 dan pembanding2 akan
Kristal yang digunakan untuk mengoperasikan
membandingkan antara gelombang segitiga dengan
mikrokontroler adalah 12 MHz. Penggunaan kristal
gelombang sinusoida. Cara kerjanya yaitu jika nilai
12 MHz menyebabkan detak dalam pada
gelombang segitiga lebih kecil dari gelombang
mikrokontroler menjadi 12 Mhz / 12 = 1 MHz, yang
sinusoida pada saat t yang sama, maka hasilnya 1.
artinya setiap periode detak waktunya 1 mikrodetik,
Apabila sebaliknya, maka hasilnya 0.
sehingga memudahkan untuk mengubah-ubah data
Data diambil dengan menghitung masing-
pada penggunaan pewaktu karena periode detak
masing pewaktuan sinyal penggerak pada saat
pewaktuannya tidak ganjil.
tinggi dan rendah sampai seperempat periode. Data

tidak diambil selama satu periode karena setelah
E. Untai Penggerak
mencapai seperempat periode, maka pewaktuan
Rangkaian penggerak berfungsi untuk
untuk logika tinggi dan rendah sinyal penggerak
mengisolasi antara rangkaian sistem minimal
merupakan perulangan dari pewaktuan yang
AT89C51 terhadap rangkaian H-bridge. Selain itu,
seperempat periode pertama tadi, sehingga
tugas yang lainnya yaitu menyesuaikan tegangan
menghemat penggunaan ROM. Berarti ada 7 buah
antara mikrokontroler dengan tegangan kerja dari
data yang harus diambil selama seperempat periode
rangkaian H-bridge.
pertama. Pola perulangan pewaktuan sinyal
penggerak dan pengambilan ketujuh buah data
dapat dilihat pada gambar 9.
4

---

Karena data yang akan diolah besarnya 2 byte
maka pengolahannya menggunakan program
perkalian 16 bit yang akan menghasilkan data 32
bit, dan pembaginya menggunakan program
pembagian 32 bit yang akan menghasilkan data 16
bit.
Motor sinkron tidak dapat langsung diputar
pada kecepatan tinggi karena dalam keadaan awal
rotor belum berputar, dibutuhkan torsi yang lebih
besar daripada setelah berputar. Untuk memutar
motor agar diperoleh kecepatan yang tinggi, maka

pertama-tama motor diputar pada 300 RPM dengan
Gambar 9 Proses pengambilan data sinyal
tegangan di atas tegangan operasional. Setelah
penggerak
motor berputar, lalu tegangan diturunkan pada

tegangan operasional, dan dinaikkan frekuensi dan
Perancangan perangkat lunak menggunakan
tegangannya untuk mendapatkan kecepatan yang
bahasa assembler. Program dibuat untuk
tinggi. Oleh karena itu dibutuhkan program untuk
menghasilkan secara langsung keempat sinyal
starting untuk memutar motor ke putaran rendah
penggerak PWM dengan frekuensi dan indeks
dengan tegangan yang lebih tinggi daripada
modulasi tertentu sesuai dengan masukan kecepatan
tegangan steady state-nya pada putaran yang sama.
RPM motor. Metode yang digunakan yaitu look up

table berdasarkan data yang telah didapat dari hasil

simulasi MATLAB. Berikut ini adalah diagram alir
5.2 Hasil Pengamatan
perangkat lunaknya:

Gambar 11 Sinyal keluaran inverter pada frekuensi
masukan 50 Hz

Gambar 11 merupakan salah satu hasil
pengamatan sinyal keluaran inverter dengan
menggunakan osiloskop. Pada pengamatan ini
digunakan masukan data 750 RPM sehingga dengan
menggunakan rumus (2.6) diperoleh frekuensi
tegangan AC yaitu 50 Hz. Karena mengunakan
probe dengan faktor pengali 10x, maka berdasarkan
hasil osciloskop terukur tegangan 80 V.


Gambar 10 Diagram alir program utama
pembangkit sinyal penggerak
5

---

70
teoritis (masukan data RPM) dengan selisih terbesar
60
0,2 RPM.

50
s
)
6. Kesimpulan
n (Vrm
40
Vteori
Dari hasil simulasi, pengamatan dan pengujian
Vtanpa_beban
e
ganga
Vberbeban
T
30
pada rancangan yang dibuat dapat diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
20
1. Frekuensi sinyal PWM yang dihasilkan
10
memiliki rentang antara 20 – 66,6 Hertz
0
dengan kenaikan setiap 0,067 Hz yang
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Indeks Modulasi (M)
digunakan untuk memutar motor dari 300

Gambar 12 Karakteristik nilai indeks modulasi
– 999 RPM dengan kenaikan setiap 1
terhadap tegangan SPWM
RPM.

2. Pengendalian kecepatan motor hanya 3
Dari gambar 12, tampak bahwa tegangan yang
digit RPM saja karena keterbatasan RAM
terukur tanpa beban hampir sama dengan tegangan
dalam AT89C51.
teori. Apabila inverter diberi beban motor maka
3. Tegangan efektif keluaran (Vrms) inverter
tegangan turun sekitar 1 V. Hal ini disebabkan
berbanding lurus dengan nilai indeks
karena MOSFET masih mempunyai hambatan
modulasinya.
dalam pada saat ON walaupun sangat kecil sekitar
4. Frekuensi sinyal PWM yang dihasilkan
44 mΩ (data dari datasheets) dan terpasang seri
sama dengan frekuensi masukan yang
dengan beban.
diharapkan, yang ditunjukkan dengan

kecepatan putaran motor sama dengan
masukan kecepatan motor.
60
5. Untuk mengendalikan kecepatan putaran
motor sinkron, kenaikan tegangan terhadap
50
frekuensi belum dapat dilakukan secara
40
proporsional karena kenaikan indeks
s
)
r
m
V
modulasi masih terlalu besar.
(
Tegangan Teoritis
30
a
n
g
Tegangan PWM
n

ga
Te
7. Daftar Pustaka
20
Agfianto, E.P., 2002, Belajar Mikrokontroler
10
AT89C51/52/53 (Teori dan Aplikasi), Gava
Media, Yogyakarta.
0
Bejo, A., 2003, PWM Satu Fasa Berbasis FPGA
0
200
400
600
800
1000
1200
Kecepatan motor (RPM)

Dengan Kendali Mikrokontroler, Tugas
Gambar 13 Karakteristik tegangan terhadap putaran
Akhir, Universitas Gadjah Mada,
motor
Yogyakarta (tidak diterbitkan).

Chapman, J.S., 1985, Electric Machinery
Dari gambar 13 tampak bahwa kenaikan
Fundamentals, McGraw-Hill Book
tegangan yang terukur tidak linear karena kenaikan
Company, Singapore.
indeks modulasi setiap 0.25 sehingga untuk
Kenjo, T., 1990, Power Electronics for The
membuat kenaikan tegangan secara linear tidak
Microprocessor Age, Oxford University
bisa karena jarak untuk setiap kenaikan indeks
Press, New York.
modulasi masih terlalu besar.
Nalwan, A.P., 2003, Teknik Antarmuka dan
1200
Pemrograman Mikrokontroler AT89C51,
1000
Elex Media Komputindo, Jakarta.
)
Rashid, H.M., 1999, Power Electronics Circuits,
PM
800
R
Devices, and Applications, Prentice Hall,
rukur (
e
Kecepatan Terukur
600
Kecepatan Teoritis
New Delhi
tan T
400

Kecepa
200
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Masukan kecepatan (RPM)

Gambar 14 Hasil pengamatan kecepatan terukur
terhadap kecepatan teoritis

Hasil yang diperoleh dari gambar 14 bahwa
kecepatan terukur hampir sama dengan kecepatan
6

---