62
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Judul Alat Ukur Pencacah Putaran ‘Mesin Uji Kelelahan Bahan’ dengan Tampilan LCD Menggunakan Mikrokontroler PIC16F84 1.2 Latar Belakang Masalah Suatu alat ukur tidak selalu dalam keadaan baik, ada kalanya alat ukur tersebut mengalami kerusakan. Untuk memperbaiki kerusakan itu biasanya diperlukan suatu penggantian komponen ataupun onderdil. Biaya yang dikeluarkan untuk proses penggantian itu juga tidak sedikit. Sebagai contoh seperti kerusakan sensor yang pernah dialami pada alat uji kelelahan bahan pada laboratorium teknik mesin, untuk mengganti sensor yang rusak diperlukan biaya yang mahal. Alat ukur yang akan dirancang disini adalah pencacah putaran motor yang dapat dikembangkan untuk dapat diaplikasikan pada alat uji kelelahan bahan yang digunakan untuk menguji ketahanan suatu benda terhadap beban lengkung- puntir. Alat uji kelelahan bahan pada laboratorium ilmu logam 1

Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Artikel ini berisi tentang aplikasi mikrokontroler PIC16F84 sebagai counter "alat uji kelelahan bahan" menggunakan tampilan LCD

Citation preview

Page 1: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Alat Ukur Pencacah Putaran ‘Mesin Uji Kelelahan Bahan’ dengan Tampilan LCD

Menggunakan Mikrokontroler PIC16F84

1.2 Latar Belakang Masalah

Suatu alat ukur tidak selalu dalam keadaan baik, ada kalanya alat ukur tersebut

mengalami kerusakan. Untuk memperbaiki kerusakan itu biasanya diperlukan suatu

penggantian komponen ataupun onderdil. Biaya yang dikeluarkan untuk proses penggantian

itu juga tidak sedikit. Sebagai contoh seperti kerusakan sensor yang pernah dialami pada alat

uji kelelahan bahan pada laboratorium teknik mesin, untuk mengganti sensor yang rusak

diperlukan biaya yang mahal.

Alat ukur yang akan dirancang disini adalah pencacah putaran motor yang dapat

dikembangkan untuk dapat diaplikasikan pada alat uji kelelahan bahan yang digunakan untuk

menguji ketahanan suatu benda terhadap beban lengkung-puntir. Alat uji kelelahan bahan

pada laboratorium ilmu logam fakultas teknik mesin misalnya, pengujian ketahanan benda uji

dilakukan dengan memberikan beban pada benda uji dan benda uji tersebut diputar sampai

patah (selama benda tersebut belum patah motor akan terus berputar). Alat uji tersebut akan

terus mencacah banyaknya putaran yang terjadi. Untuk itu diperlukan cacah putar dalam

jumlah yang banyak.

Alat uji kelelahan bahan pada laboratorium teknik mesin menggunakan sensor

logam untuk mendeteksi putaran yang terjadi, sedangkan pada penelitian ini akan digunakan

1

1

Page 2: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

sensor infrared LED dan fototransistor. Sensor yang digunakan pada penelitian ini jauh lebih

murah serta mudah didapat.

1.3 Tujuan

Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah:

1. Membuat suatu pencacah putaran motor dengan tampilan maksimum sebanyak 9.999.999

cacahan dengan menggunakan mikrokontroler PIC16F84 dan dapat ditampilkan hasilnya

pada LCD 2 16.

2. Mempelajari dan memanfaatkan mikrokontroler PIC16F84 dalam penerapannya pada alat

ukur banyaknya cacah putaran motor.

3. Dapat diaplikasikan pada alat uji kelelahan bahan pada Lab.TM.

1.4 Manfaat

Manfaat yang dapat dicapai dari penelitian ini, antara lain :

1. Dapat menjadi alternatif alat ukur uji kelelahan bahan yang lebih ekonomis.

2. Menambah literatur tentang aplikasi mikrokontroler menggunakan PIC.

1.5 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini akan dirancang sebuah alat ukur yang akan mencacah

banyaknya putaran motor menggunakan mikrokontroler PIC16F84 dengan nilai maksimum

9.999.999 cacahan dan data pengukuran yang dihasilkan dapat ditampilkan pada LCD 2 16.

Sensor yang digunakan untuk mendeteksi putaran adalah fototransistor dan infrared.

1.6 Metode Pengumpulan Data

Penulisan laporan ini dijadikan beberapa metode pengumpulan data yaitu :

2

Page 3: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

1. Studi Pustaka

Dalam hal ini pengumpulan data dilakukan dengan membaca dan mempelajari

beberapa litelatur/buku tentang PIC16F84, datasheet komponen yang digunakan dan

literatur lain yang diperoleh dari internet serta majalah-majalah elektronik yang

menunjang serta berhubungan dengan alat dan pemrograman yang dibuat.

2. Pembuatan Program

Dalam hal ini materi Tugas Akhir diterjemahkan dalam bahasa pemprograman

mikrokontroler, sehingga mampu didemontrasikan dalam sistem alat ukur.

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini akan disusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I. PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi latar belakang masalah, maksud dan tujuan tugas akhir, batasan

masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan laporan.

BAB II. DASAR TEORI

Pada bab ini berisi tentang teori dari beberapa komponen yang digunakan dalam

pembuatan alat pencacah putaran.

BAB III. PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini berisi tentang penjelasan perancangan pencacah putaran.

BAB IV. DATA DAN ANALISA

Pada bab ini berisi tentang cara kerja alat keseluruhan dan analisis serta pembahasan

mengenai hasil tugas akhir yang telah dibuat.

BAB V. PENUTUP

3

Page 4: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Pada bab ini ini berisi kesimpulan dari hasil tugas akhir yang telah dilakukan dan saran

yang berisi ide-ide untuk perbaikan atau pengembangan terhadap tugas akhir yang telah

dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

4

Page 5: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pencacah

Pencacah disini merupakan penghitung banyaknya putaran yang terjadi pada motor

yang berputar. Pada penelitian ini diperlukan pencacah sampai dengan 9.999.999 cacahan.

Pencacah secara elektronis dengan menggunakan gerbang logika memerlukan IC lebih dari

satu, misalnya untuk pencacah 16 bit secara perangkat keras hanya mampu menampung data

sebanyak 65536 (216) saja, sedangkan pada penelitian ini akan digunakan 2 buah IC

(Mikrokontroler dan 74LS14) untuk mencacah putaran motor sebanyak 9.999.999 cacahan.

Untuk dapat mencacah sebanyak 9.999.999 cacahan diperlukan software dengan

memanfaatkan sebuah mikrokontroler agar dapat menampung data sebanyak itu.

Unit pencacah terdiri dari 7 bagian pencacah, yaitu: satuan, puluhan, ratusan,

ribuan, puluhan ribu, ratusan ribu, dan jutaan.

2.2 Mikrokontroler PIC16F84

Mikrokontroler PIC16F84 merupakan mikrokontroler yang dikembangkan dan

diproduksi oleh perusahaan Microchip. Mikrokontroler PIC16F84 termasuk dalam

mikrokontroler 8 bit, yang berarti dapat melakukan pengolahan data sebanyak 8 bit secara

langsung. Pada perancangan ini dikehendaki agar program pada mikrokontroler dapat

mencacah putaran sebanyak 9.999.999 dengan tampilan bilangan desimal pada LCD.

Gambar 2.1 merupakan mikrokontroler yang akan digunakan pada perancangan,

yaitu PIC16F84.

5

5

Page 6: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 2.1 Mikrokontroler PIC16F84

Untuk deskripsi tiap pin pada PIC16F84 dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Deskripsi pin PIC16F84

Pin Number Description

1 RA2 - Port A

2 RA3 - Port A

3 RA4/TOCK1 - Port A

4 MCLR - Master clear input (active low)

5 Vss – Ground

6 RB0/INT – Port B

7 RB1 - Port B

8 RB2 - Port B

9 RB3 - Port B

10 RB4 - Port B

11 RB5 - Port B

12 RB6 - Port B

13 RB7 - Port B

14 Vdd - Positive Power Supply

15 OSC2/CLKOUT - Oscillator Output

16 OSC1/CLKIN - Oscillator Input

17 RA0 - Port A

18 RA1 - Port A

6

Page 7: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Port I/O

Terdiri dari 13 pin I/O, yaitu 5 pada portA(RA0, RA1, RA2, RA3, RA4) dan 8 pada portB

(RB0, RB1, RB2, RB3, RB4, RB5, RB6, RB7).

Vdd

Merupakan port yang akan dihubungkan ke power suplai yaitu +5 volt DC. VCC terdapat

pada pin 14.

GND

Merupakan port yang akan dihubungkan ke ground atau pertanahan. GND terdapat pada pin

5.

XTAL 1 dan XTAL 2

Mikrokontroler PIC16F84 telah memiliki on-chip osilator yang dapat bekerja dengan

menggunakan Kristal eksternal yang dihubungkan ke kaki XTAL 1 dan XTAL 2. XTAL 1

dan XTAL 2 terdapat pada pin 15 dan 16.

MCLR ( Reset )

Merupakan masukkan reset, apabila diberi masukan ‘0’ pada saat osilator bekerja maka akan

mereset mikrokontroler tersebut. MCLR terdapat pada pin 4.

Mikrokontroler tersebut memiliki unit pengolah, unit masukan digital, unit keluaran

digital serta penyimpan sementara dan penyimpan permanen.

Mikrokontroler PIC16F84 memiliki fitur-fitur [4] berikut :

1. Memiliki 13 buah port I/O (5 pada port A dan 8 pada port B)

2. 68 Byte memori data

7

Page 8: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

3. 1k Byte memori program

4. Kemasan fisik 18 pin DIP

5. Merupakan mikrokontroler RISC, sehingga hanya memiliki 35 instruksi

6. Pemrograman di dalam sistem (ICSP)

7. Tegangan operasi normal 5Vdc

Pada dasarnya PIC memerlukan 4 hal untuk dapat membuatnya bekerja, antara lain:

1. Sumber tegangan 5 Volt untuk sumber daya pada IC

2. Clock yang berfungsi memberikan kemampuan IC untuk memproses instruksi.

3. Software yang berisi suatu rentetan instruksi yang kita buat.

4. Programmer untuk memprogram mikrokontroller[3].

2.2.1 Arsitektur PIC16F84

Gambar 2.2 Arsitektur mikrokontroler PIC16F84

8

Page 9: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Bagian-bagian utama dari mikrokontroler PIC16F84 (gambar 2.2), yaitu[1]:

1. ALU

Merupakan bagian mikrokontroler yang bertanggungjawab terhadap operasi

aritmetika (penjumlahan dan pengurangan) dan logika, termasuk pergeseran dalam

register (shifting).

2. Memori Program

Memori program direalisasikan dalam teknologi FLASH memori yang

memungkinkan pemrogram melakukan program hapus-tulis hingga berulang kali.

3. Program counter

Merupakan suatu register 13 bit yang berisi alamat instruksi yang sedang dieksekusi.

Program Counter terbagi menjadi byte rendah (PCL) dan byte tinggi (PCH). PCL

bersifat dapat dibaca dan ditulis, sedangkan PCH hanya dapat ditulis.

4. Register status

Register status berisi status aritmetika dan ALU (C, DC, Z), status reset (TO, PD) dan

bit-bit pemilih memori (IRP, RP1, RP0).

5. Pembangkit clock - osilator

Rangkaian osilator yang dibutuhkan oleh mikrokontroler untuk menyediakan clock

bagi mikrokontroler.

6. Unit I/O

Agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dengan dunia luar, maka harus ada

terminal yang menghubungkan keduanya. Terminal tersebut dinamakan port I/O yang

dialamati sebagaimana layaknya lokasi memori. Ada 13 I/O dalam PIC16F84.

7. Timer

Timer digunakan untuk keperluan menghasilkan tunda, mencacah pulsa, mengetahui

keberadaan proses yang sedang berlangsung, dan sebagainya.

9

Page 10: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

2.2.2 Instruksi-instruksi Untuk Seri PIC16

Mikrokontroler seri PIC16 tergolong mikrokontroler jenis RISC sehingga instruksi

yang digunakan relatif sedikit, hanya 35 instruksi. Instruksi-instruksi tersebut tersebut terdiri

atas 6 instruksi untuk transfer data, 15 instruksi untuk operasi aritmetika dan logika, 2

instruksi pengarah aliran program dan instruksi umum.

2.2.2.1 Instruksi-instruksi Transfer Data

Transfer data dalam mikrokontroler dilakukan antara register kerja “w” (working

register) dan register file F (baik GPR maupun SFR). Instruksi transfer data digunakan untuk

memindahkan data antar register.

1. movlw = digunakan untuk memindahkan nilai literal ke register W. Dengan instruksi

ini kita dapat memuati register W dengan nilai tertentu.

2. movwf = digunakan untuk memindahkan isi register W ke register f. Dengan instruksi

ini kita dapat menyalin isi register W ke register f. Dalam hal ini isi register W tidak

berubah.

3. movf = digunakan untuk memindahakan isi register f ke register W jika d=0 atau ke

register f jika d=1.

4. clrw = digunakan untuk membersihkan isi register W. Dengan instruksi ini register W

akan diisi dengan 00h.

5. clrf = digunakan untuk membersihkan register f. Register f akan diisi nilai 00h.

6. swapf = digunakan untuk saling menukarkan 4 bit (nibble) atas dengan 4 bit (nibble)

bawah pada register f dan hasilnya dletakkan pada tujuan d.

10

Page 11: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

2.2.2.2 Instruksi-instruksi Aritmetika dan Logika

Mikrokontroler PIC seri 16 hanya mengenal operasi aritmetika berupa penjumlahan

dan pengurangan. Bendera C, DZ, dan Z akan ditetapkan menurut hasil dari operasi ini,

dengan satu pengecualian, pengurangan dilakukan sebagai penjumlahan terhadap nilai

negatif. Unit logika pada seri PIC16 dapat melakukan operasi AND, OR (Inclusive OR),

XOR, COMF, dan rotasi RLF/RRF.

1. addlw = digunakan untuk menjumlakan suatu literal dengan register W, dan hasilnya

disimpan di register W.

2. addwf = digunakan untuk menjumlahkan isi register W dengan register f, kemudian

hasilnya disimpan di tujuan d.

3. sublw = digunakan untuk mengurangkan isi register W dari suatu nilai literal, hasilnya

disimpan di register W.

4. subwf = digunakan untuk mengurangkan isi register W dari register f, hasilnya

disimpan di tujuan d.

5. andlw = digunakan untuk melakukan operasi logika AND antara nilai literal dengan

register W. Hasil operasi diletakkan kembali di register W.

6. andwf = digunakan untuk operasi logika AND antara register W dengan register f,

hasil disimpan di tujuan d.

7. iorlw = digunakan untuk melakukan operasi OR antara register W dengan nilai literal

k. Hasil operasi ini disimpan di register W.

8. iorwf = digunakan untuk operasi logika OR antara register W dengan register f,

hasilnya ditempatkan di tujuan d.

9. xorlw = digunakan untuk operasi logika Exclusive OR (XOR) antara register W

dengan nilai literal k. Hasilnya dikembalikan ke register W.

11

Page 12: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

10. xorwf = digunakan untuk operasi XOR antara register W dengan register f, hasilnya

ditempatkan di tujuan d.

11. incf = digunakan untuk menaikkan 1 nilai register f, kemudian hasilnya diletakkan di

tujuan d.

12. decf = digunakan untuk mengurangi 1 nilai register f, kemudian hasilnya diletakkan di

tujuan d.

13. rlf = digunakan untuk menggeser kiri bit-bit dalam register f. Hasil penggeseran

disimpan di tujuan d.

14. rrf = digunakan untuk menggeser kanan bit-bit dalam register f. Hasil pergeseran

diletakkan di tujuan d.

15. comf = digunakan untuk mendapatkan nilai komplemen dari isi register f. Nilai

komplemen tersebut kemudian disimpan di tujuan d.

2.2.2.3 Instruksi-instruksi Operasi Bit

Operasi bit dilakukan dengan instruksi BCF atau BSF. Instruksi ini digunakan untuk

menetapkan atau menghapus suatu bit dalam sebuah register.

1. bcf = digunakan untuk membersihkan suatu bit pada register f. Bit yang bersangkutan

akan diberi logika 0.

2. bsf = digunakan untuk menetapkan suatu bit pada register f. Bit yang bersangkutan

akan diberi logika 1.

2.2.2.4 Instruksi Pengarah Aliran Program

Instruksi –instruksi akan dapat mengalihkan aliran program pada kondisi-kondisi

tertentu.

12

Page 13: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

1. btfsc = digunakan untuk menguji logika suatu bit pada register f. Jika hasilnya “0”,

instruksi berikutnya dilompati (tidak dieksekusi), sedangkan jika hasilnya “1”,

instruksi berikutnya tetap dieksekusi.

2. btfss = digunakan untuk memeriksa bit pada register f. Jika nilainya”1”, lompati

instruksi berikutnya, jika “0” instruksi berikutnya tetap dieksekusi.

3. decfsz = digunakan untuk melakukan pengurangan register f dengan 1.Jika bernilai

“0” instruksi berikutnya dilompati. Hasil disimpan di tujuan d.

4. incfsz = digunakan untuk melakukan penambahan register f dengan 1. Jika hasilnya

“0” instruksi berikutnya dilompati. Hasil disimpan di tujuan d.

5. goto = digunakan untuk mengarahkan program ke suatu tempat dengan nama atau

alamat tertentu.

6. call = digunakan untuk memanggil suatu subrutin.

7. return = digunakan untuk kembali dari subrutin ke program utama yang

memanggilnya. Setelah kembali, program akan melanjutkan mengerjakan instruksi

berikutnya.

8. retlw = instruksi ini serupa dengan return, namun saat kembali dari subrutin, register

w akan diberi nilai literal k yang menyertainya.

9. retfie = digunakan untuk mengakhiri suatu rutin interupsi agar program dapat kembali

ke pekerjaan awal, melanjutkan pekerjaan yang ditinggalkan akibat adanya interupsi.

2.2.2.5 Instruksi-instruksi lain

1. nop = tidak ada yang dikerjakan

2. clrdwt = digunakan untuk mereset WDT. Saat WDT di enable, WDT harus direset

sebelum mencapai overflow karena apabila dibiarkan akan menyebabkan

mikrokontroler reset.

13

Page 14: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

3. sleep = digunakan untuk membawa mikrokontroler ke keadaan stand-by. Mode sleep

sangat bermanfaat untuk menghemat daya pada aplikasi.

Tabel 2.2 Tabel instruksi PIC16F

2.2.3 Register Status

Register status berisi status aritmetika dari ALU (C, DZ, Z), status reset (TO, PD) dan

bit-bit pemilih bank memori (IRP, RP0, RP1).

bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0

IRP RP1 RP0 TO PD Z DC CGambar 2.3 Format register status

14

Page 15: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Bit 0 = C (Carry) Transfer

Bit C merupakan bit yang dipengaruhi oleh operasi penjumlahan, pengurangan, dan

pergeseran.

1 = transfer tejadi dari bit tertinggi (MSB) pada hasil operasi

0 = tidak terjadi transfer

Instruksi yang mempengaruhi ADDWF, ADDLW, SUBLW, SUBWF.

Bit 1 = DC (Digit Carry) DC transfer

Bit DC juga dipengaruhi oleh operasi penjumlahan, pengurangan, dan pergeseran. Bit

DC menyatakan terjadinya transfer dari bit 3 ke bit 4 pada operasi penjumlahan, atau transfer

dari bit 4 ke bit 3 pada operasi pengurangan, atau operasi pergeseran antara bit 3 dan bit 4

dengan arah manapun.

1 = terjadi transfer antara bit 3 dan bit 4

0 = tidak terjadi transfer

Bit 2 = Z (Zero bit)

Bit Z akan mengindikasikan apabila hasil operasi adalah nol. Bit ini akan diset jika

hasil operasi aritmetika atau logika sama dengan nol.

1 = hasil operasi sama dengan nol

0 = hasil operasi tidak sama dengan nol

Bit 3 = PD (Power Down bit)

Bit PD akan diset ketika power supply mulai ON atau setelah eksekusi instruksi

CLRWDT. Instruksi SLEEP akan mereset bit ini ketika mikrokontroler mulai memasuki

mode SLEEP.

1 = sesudah power supply ON

0 = saat eksekusi instruksi SLEEP

Bit 4 = TO (Time Out, WDT overflow)

15

Page 16: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Bit ini diset setelah power supply ON, eksekusi CLRWDT dan instruksi SLEEP.

Reset pada bit ini akan terjadi saat WDT overflow.

1 = overflow tidak terjadi

0 = overflow terjadi

Bit 5, 6 = RP1, RP0 (Request Bank Select Bit)

Kedua bit ini merupakan bit-bit pemilih bank pada mode pengalamatan langsung. Bit

RP0 tidak difungsikan karena bit ini hanya disisakan untuk keperluan ekspansi mendatang.

01 = bank 1

00 = bank 0

Bit 7 = IRP (Register Bank Select Bit)

Bit IRP digunakan untuk memilih bank pada pengalamatan tidak langsung.

1 = bank 2 dan bank 3

2 = bank 1 dan bank 0

2.3 Pendeteksi Putaran Motor

Untuk mendeteksi adanya putaran yang terjadi, maka diperlukan sensor. Sensor

yang akan dipergunakan disini adalah sebuah LED inframerah dan sebuah fototransistor.

Untuk rangkaian pemancarnya menggunakan LED inframerah sebagai sumber inframerah

dan untuk penerimanya menggunakan fototransistor.

2.3.1 LED inframerah

LED inframerah merupakan satu komponen yang prinsip kerjanya sama dengan

LED biasa. Saat menghantar arus LED inframerah juga memancarkan cahaya. Perbedaan

cahaya yang dipancarkan berupa cahaya tidak tampak, sedangkan pada LED biasa cahaya

yang dipancarkan tampak.

16

Page 17: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

LED inframerah juga dilengkapi lensa untuk memfokuskan cahaya inframerah,

sehingga dapat membentuk berkas yang sempit dengan tujuan supaya jangkauan pancaran

cahaya mempunyai jarak yang jauh. Dengan demikian dapat ditransmisikan ke pendeteksi

cahaya infra merah (fototransistor) dengan cara menyinari pada daerah basisnya, sehingga

cahaya yang ditransmisikan oleh LED inframerah dapat diubah menjadi sinyal listrik.

Rangkaian pemancar dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Rangkaian sumber cahaya

Vcc = tegangan 5V

VF = tegangan dioda

IF = arus IRLED

Rd = resistor

2.3.2 Fototransistor

Fototransistor merupakan transduser optis karena komponen tersebut dapat

mengubah efek cahaya (sinar inframerah) menjadi sinyal listrik. Fototransistor terbuat dari

bahan dasar silikon dan dapat menghantarkan listrik saat terkena cahaya inframerah.

fototransistor pada dasarnya memiliki prisip kerja yang sama dengan transistor, namun pada

17

Page 18: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

fototransistor arus basis digantikan oleh bias cahaya yang diterima pada kaki basis

fototransistor. Pada fototransistor, arus basis dipengaruhi oleh cahaya infra merah yang

mengenai permukaan dari fototransistor, sehingga ketika cahaya infra merah mengenai

permukaan fototransistor akan timbul arus basis (IB). Keadaan tersebut akan menyebabkan

resistansi emiter-kolektor akan menjadi kecil sekali mendekati nol, sehingga arus akan

mengalir ke kaki kolektor (IC). Hal ini menyebabkan tegangan pada kaki kolektor mendekati

0V. Keadaan tersebut menyatakan keadaan transistor dalam keadaan on. Sebaliknya apabila

tidak ada cahaya infra merah atau dapat dikatakan dalam keadaan gelap, maka tidak ada IB.

Ketika tidak ada arus IB, maka resistansi emiter-kolektor menjadi besar dan tidak ada arus

kolektor (IC), sehingga tegangan di kaki kolektor terhadap ground (Vc) sama dengan Vcc,

sehingga transistor dalam keadaan off. Rangkaian penerima dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Rangkaian penerima menggunakan fototransistor

Besarnya arus kolektor yang dihasilkan pada rangkaian dipengaruhi oleh bias

cahaya yang dihasilkan oleh LED inframerah. Besarnya arus kolektor dapat diperoleh dari

persamaan matematis, sebagai berikut:

........................................................................ (2.3)

18

Page 19: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

adalah intensitas cahaya yang diterima oleh kaki basis fototransistor. Persamaan

matematis untuk mencari nilai RE adalah:

Besarnya VO dari gambar 2.4 jika fototransistor mendapat bias cahaya dari LED

inframerah dapat diperoleh melalui persamaan matematis 2.6.

……………………………………….. (2.6)

2.4 Pengkondisi Sinyal

Pengkondisi sinyal disini menggunakan IC74LS14 yang di dalamnya terdapat

rangkaian schmitt trigger. Schmitt trigger merupakan suatu rangkaian yang digunakan

sebagai pembanding tegangan yang telah melintasi suatu peringkat tertentu[2]. Schmitt

trigger berfungsi untuk membuat gelombang keluaran dari sensor menjadi kotak penuh,

sehingga memperjelas kondisi 0 dan 1 atau disebut juga sebagai pembentuk pulsa.

Pada gambar 2.6 terlihat bentuk gelombang sinyal masukan yang mempunyai waktu

naik-turun yang sangat lambat. Bentuk seperti ini akan dapat menyebabkan operasi dan

kinerja rangkaian menjadi sangat lambat, sehingga tidak dapat diandalkan apabila

berhubungan langsung ke rangkaian penghitung atau rangkaian lainnya. Untuk itu perlu

ditambahkan rangkaian pengkondisi sinyal yang berupa pembanding histerisis.

19

Page 20: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 2.6 Bentuk gelombang masukan dan keluaran pembanding histerisis

Rangkaian pada pembanding histerisis menghasilkan bentuk gelombang dengan

pinggiran naik dan pinggiran turun yang tajam dan waktu naik-turun yang cepat. Waktu

bangkit yang cepat ini sangat dibutuhkan karena rangkaian-rangkaian dimaksudkan untuk

bekerja dengan tegangan masukan dua keadaan.

Tabel 2.3. Tabel fungsi IC 74LS14

Masukan Keluaran

L H

H L

Keterangan : H = Level logika HIGH, L = Level logika LOW

2.5 LCD HD44780U

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu tampilan (display) dari bahan cairan

kristal yang dioperasikan dengan menggunakan sistem dot matriks. Pada perancangan alat ini

digunakan display LCD 2 16 karakter, yang artinya LCD ini memiliki 2 baris dan 16 kolom

karakter, sehingga jumlah total karakter yang dapat ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32

20

Page 21: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

karakter. Masing-masing karakter tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris

dan 5 kolom dot seperti terlihat pada gambar 2.7. Jenis LCD yang digunakan dalam

perancangan alat ini adalah LCD HD44780U, dimana interface LCD dengan mikrokontroler

dapat dilakukan dengan sistem 4-bit ataupun 8-bit.

Tiap segment Layar LCD terdiri dari 5 x 8 dot

Gambar 2.7 Layar LCD 2 16

Total jumlah karakter yang dapat ditampilkan sekaligus dalam satu layar adalah

sebanyak 32 karakter, dimana masing-masing karakter tersebut, terbentuk dari susunan titik-

titik (dot) yang berukuran 5 x 8.

Tabel 2.4 Pin LCD HD44780U

Nomor Pin Simbol

1 VEE (0V)

2 VCC (5V)

3 GND (0V)

4 RS

5 R/W

6 E

7 DB0

8 DB19 DB210 DB311 DB412 DB513 DB614 DB715 A16 K

21

Page 22: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Deskripsi pin:

1. DB0 s/d DB7, merupakan jalur data yang dipakai untuk

menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur kerja LCD tersebut.

2. RS (Register Select), merupakan pin yang dipakai untuk

membedakan jenis data yang dikirim ke LCD. Jika RS berlogika ‘0’ maka data yang

dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja LCD tersebut, jika RS berlogika ‘1’

maka data yang dikirim adalah kode ASCII yang ditampilkan.

3. R/W (Read/Write), merupakan pin yang digunakan untuk

mengaktifkan pengiriman dan pengambilan data ke dan dari LCD. Jika R/W berlogika

‘0’ maka akan diadakan pengiriman data ke LCD, jika R/W berlogika ‘1’ maka akan

diadakan pengambilan data dari LCD.

4. E (Enable), merupakan sinyal sinkronisasi. Saat E berubah dari

logika ‘1’ ke ‘0’, maka data di DB0 s/d DB7 akan diterima atau diambil dari port

mikrokontroler.

5. A (Anoda) dan K (Katoda), merupakan pin yang digunakan untuk

menyalakan backlight dari layer LCD.

2.6 Rangkaian Reset

Reset digunakan untuk mengembalikan mikrokontroler pada kondisi awal. Pada

keadaan tertentu, mikrokontroler dapat memasuki kondisi tak tentu akibat terjebak dalam

suatu loop atau sebab lain. Hal ini semacam “hang up” pada komputer.

Pada saat mikroprosesor mendapat reset, alamat dari Program Counter (PC) pada

mikroprosesor akan otomatis berisi nilai paling kecil ataupun paling besar (tergantung

arsitektur dari prosesor) dimana nilai pada Program Counter tersebut menunjuk ke alamat

program yang paling awal yang terdapat di dalam ROM. Rangkaian reset harus bisa

22

Page 23: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

menjamin, bahwa ketika sistem mendapat daya, reset harus otomatis terjadi atau yang lebih

dikenal dengan Power on Reset, hal ini fungsinya untuk menjamin bahwa mikroprosesor

memulai mengambil instruksi dari awal program. Secara umum rangkaian untuk melakukan

reset terdiri dari 2 macam, yakni:

1. Reset active high : reset akan terjadi bila pada pin reset mendapat

logika 1 selama beberapa saat.

2. Reset active low : reset akan terjadi bila pada pin reset mendapat logika 0 selama beberapa

saat..

Pada kebanyakan mikroprosesor dibutuhkan waktu beberapa saat pin reset

mendapat logika 1 supaya terjadi reset, tetapi untuk PIC16F84 diberikan logika 0 untuk reset,

sehingga yang digunakan dalam perancangan ini adalah rangkaian reset active low.

gambarnya dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Reset active low

Pada saat pertama rangkaian di atas mendapat power, tegangan pada titik x

(tegangan kapasitor) akan sama dengan 0, sehingga terjadi reset. pada saat muatan di

kapasitor terisi dan mendekati penuh, maka pada titik x akan mulai muncul tegangan, yang

23

Page 24: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

dianggap oleh pin reset sebagai logika 1, sehingga reset pun tidak terjadi. Pada saat tombol

ditekan, seluruh muatan pada kapasitor maupun tegangan yang mengalir pada R akan

dialirkan semua ke ground (titik yang lebih rendah), sehingga titik x akan berlogika 0 dan

terjadilah reset. Waktu reset tersebut dapat dihitung dengan rumus T = RC. Untuk keamanan

dan untuk mencegah bouncing dari tombol reset yang dapat menyebabkan reset terjadi

beberapa kali meskipun tombol cuma sekali ditekan, maka ada baiknya pin reset diberi logika

0 selama lebih kurang 20 - 100 ms. Cara menanggulanginya adalah dengan mengatur nilai

pada resistor dan kapasitor yang mempengaruhi lama pengisian dan pembuangan muatan dari

kapasitor. Cara untuk menentukan nilai ini ialah dengan mencari konstanta waktu ( τ ),

dengan τ = R.C. Nilai τ menunjukkan waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk melakukan

charging / discharging sebesar 63,7 % dari tegangan catu, dan waktu yang dibutuhkan untuk

charging / discharging penuh ialah 5 kali konstanta waktu (5.τ). Umumnya nilai R untuk

rangkaian reset berkisar antara 1-10 kΩ dan untuk C berkisar antara 0,1 - 10 µF.

24

Page 25: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Perancangan Perangkat Keras

Gambar dibawah ini merupakan blok diagram pada perancangan perangkat keras.

Gambar 3.1 Blok diagram alat ukur pencacah banyaknya putaran motor

3.2 Pendeteksi Putaran Motor

Rangkaian pendeteksi putaran motor dalam perancangan ini berfungsi untuk

mendeteksi ada atau tidaknya tanda hitam pada beban motor (piringan), untuk itu

ditempelkan tanda hitam/gelap pada piringan tersebut (seperti terlihat pada gambar 3.2).

Terdeteksinya tanda hitam menandakan telah terjadinya 1 putaran.

25

Page 26: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 3.2 Penempelan tanda hitam pada motor

Sensor pendeteksi putaran motor disini menggunakan rangkaian LED inframerah

sebagai rangkaian sumber cahaya dan rangkaian fototransistor sebagai penerima cahaya.

Suatu putaran terdeteksi jika pancaran cahaya infra merah tersebut terkena tanda hitam pada

motor, sehingga pancaran cahaya tersebut akan dipantulkan dan diterima oleh fototransistor

ditunjukkan gambar 3.3.

Gambar 3.3 Keadaan sensor mengenai tanda hitam

Jika cahaya inframerah tidak terkena tanda hitam (terkena badan piringan), maka

cahaya inframerah tidak akan dipantulkan ke fototransistor (gambar 3.4).

Gambar 3.4 Keadaan sensor mengenai badan piringan

26

25

Page 27: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Rangkaian pendeteksi putaran motor mempunyai dua bagian yaitu rangkaian

sumber cahaya dan rangkaian penerima cahaya. Seperti terlihat pada gambar 3.5.

3.2.1 Rangkaian Sumber Cahaya

Rangkaian sumber cahaya dari rangkaian deteksi putaran motor pada perancangan

ini menggunakan sebuah LED inframerah, rangkaian sumber cahaya dapat dilihat pada

gambar 2.5. Keluaran LED inframerah berupa bias cahaya dengan intensitas tertentu dan

dianggap sebagai sumber arus bagi kaki basis fototransistor. Dalam menentukan hambatan Rd

sebagai pembatas arus pada LED inframerah, maka perlu diketahui tegangan bias maju dan

arus bias maju maksimum yang dimiliki oleh LED inframerah. Dari datasheet[4] diperoleh

data bahwa LED inframerah memiliki batas arus bias maju maksimum IF = 100mA dan

tegangan bias maju maksimum VF = 1.6V. Pada perancangan ini ditetapkan arus yang

mengalir pada LED inframerah sebesar IF = 20mA dan tegangan catu yang digunakan adalah

5V, sehingga dapat diperoleh nilai resistor Rd dari persamaan matematis 2.2 adalah:

Agar resistor dapat diperoleh di pasaran maka diambil nilai Rd yang mendekati

yaitu Rd = 180 .

3.2.2 Rangkaian Penerima

Bagian penerima cahaya dari rangkaian pendeteksi putaran adalah sebuah

fototransistor, rangkaian sumber cahaya dapat dilihat pada gambar 2.4. Pada perancangan

diinginkan fototransistor berprasikap sebagai saklar, sehingga fototransistor dibuat saturasi

dengan cara membuat tegangan antara kaki kolektor dan emiter (VCE) = 0,4V, IC sat = 0,1 mA

sesuai dengan datasheet[4]. Keadaan tersebut dapat dicapai dengan cara memberi hambatan

pada kaki emiter (RE).

27

Page 28: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

VCC yang diberikan pada fototransistor adalah VCC = 5V, IE ICsat sehingga dapat

diperoleh nilai resistor RE menurut persamaan matematis 2.5 adalah:

Pada perancangan digunakan nilai RE = 47k yang ada di pasaran.

Besarnya VO dari gambar 3.5 jika fototransistor mendapat bias cahaya dari LED

inframerah dapat diperoleh melalui persamaan matematis 2.6. Jika IE hasil perancangan

adalah 1.8 mA, RE = 4700 maka dapat diperoleh nilai VO :

Jika fototransistor tidak mendapat bias cahaya dari LED inframerah maka tegangan

VO = 0V karena tidak ada arus IE yang mengalir melewati RE. Keadaan keluaran pendeteksi

putaran motor saat terdeteksi tanda hitam dan tidak ada tanda hitam yang dideteksi dari

perancangan dapat dilihat pada tabel 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian deteksi adanya putaran

Tabel 3.1. Keluaran rangkaian pendeteksi putaran

28

Page 29: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Rangkaian pendeteksi putaran motor ini memiliki dua keadaan keluaran, jika ada

tanda hitam pada badan piringan maka keluaran rangkaian deteksi putaran adalah 0,25 V

(Logika ‘0’ IC 74LS14 dari datasheet[4]). Sebaliknya jika tidak ada tanda hitam pada badan

piringan maka keluaran rangkaian deteksi putaran adalah 3,4 V (Logika ‘1’ IC 74LS14 dari

datasheet[4]).

3.3 Rangkaian Reset

Pada perancangan ini waktu reset 100 ms dengan menggunakan nilai kapasitor C =

10 uF maka nilai resistansi dapat dihitung sebagai berikut :

Sehingga rangkaiannya menjadi:

V C C

P IC 1 6 F 8 7 7

R e s e t

R e s e t

1 0 k

1 0 u

x

Gambar 3.6 Rangkaian reset

3.4 Koneksi LCD dengan Mikrokontroler PIC16F84

29

Page 30: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

FRANKIE TJANDRANIM = 015114022

LCD yang dipakai pada pada alat pencacah ini menggunakan sistem pengiriman

data 8-bit dan diperlukan 10 jalur data untuk berhubungan dengan sistem mikrokontroler

PIC16F84 dapat dilihat pada gambar 3.7. Kesepuluh jalur data tersebut adalah :

1. Delapan jalur data untuk mengirimkan data instruksi dan data karakter

yang akan ditampilkan, kedelapan jalur tersebut secara berurutan yaitu kaki 7 (DB0), kaki

8 (DB1), kaki 9 (DB2), kaki 10 (DB3), kaki 11 (DB4), kaki 12 (DB5), kaki 13 (DB6),

kaki 14 (DB7).

2. Dua jalur lainnya adalah kaki 4 (RS/Register select), dan kaki 6

(E/Enable).

Gambar 3.7. LCD dengan Pengiriman data 8 bit

3.4.2 Tampilan Perkenalan

Gambar 3.8 Tampilan perkenalan pada LCD

30

Page 31: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

PENCACAH PUTARANCACAH = 7654321

selesai

Begitu tombol power ditekan, maka LCD akan menampilkan nama dan nomor mahasiswa

seperti gambar 3.8.

3.4.3 Tampilan Pencacah

Gambar 3.9 Tampilan pencacah pada LCD

Keterangan:

1. Pencacah satuan

2. Pencacah puluhan

3. Pencacah ratusan

4. Pencacah ribuan

5. Pencacah puluhan ribu

6. Pencacah ratusan ribu

7. Pencacah jutaan

3.4.4 Tampilan Akhir

Gambar 3.10 Tampilan akhir

31

Page 32: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Setelah pencacah mencapai cacahan 9.999.999, maka LCD akan menampilkan tulisan

“SELESAI” seperti pada gambar 3.10.

3.5 Diagram Alir

3.5.1 Diagram Alir Utama

Gambar 3.11 Diagram alir utama

32

Page 33: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Inisialisasi pencacah berisi pemesanan tempat register untuk menyimpan data unit-

unit pencacah dan pemberian nilai awal tiap unit pencacah. Inisialisasi LCD digunakan untuk

mengkonfigurasikan tampilan LCD sesuai dengan tampilan yang kita kehendaki. Tampilan

tunggu berisi tampilan perkenalan yang mencakup Nama Mahasiswa dan NIM, serta tampilan

awal pencacah. Jika start ditekan menandakan sensor sudah siap mendeteksi putaran motor

dan pencacah akan mulai mencacah setiap kali sensor terkena tanda hitam yang dimulai dari

pencacah satuan.

3.5.2 Diagram Alir Pencacah Mencacah

33

Page 34: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 3.12 Diagram alir pencacah mencacah

Jika sensor mendeteksi tanda hitam, maka pencacah satuan akan ditambahkan dengan

1 kemudian tampilkan ke LCD. Kemudian jika satuan belum bernilai 9, maka satuan akan

ditambahkan 1 jika sensor mendeteksi tanda hitam. Jika satuan telah bernilai 9, maka nilai

satuan akan di-nol-kan dan pencacah puluhan ditambahkan dengan 1 kemudian tampilkan ke

34

Page 35: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

LCD. Setiap pencacah satuan >9, maka pencacah puluahan akan ditambahkan dengan 1. Jika

nilai puluhan telah >9, maka nilai puluhan akan di-nol-kan dan pencacah ratusan akan

ditambahkan dengan 1 kemudian ditampilkan LCD. Demikian seterusnya sampai semua unit

pencacah bernilai 9, maka LCD akan menampilkan tulisan “SELESAI”.

3.5.3 Diagram Alir Tampil LCD

Gambar 3.13 Diagram alir tampil ke LCD

Data-data yang ada pada PORTB (yang akan ditampilkan) dipindahkan ke register W.

LCD akan menuliskan data dengan cara men-set pin RS (untuk mengakses register data)

kemudian men-set pin E (untuk penulisan data) dan men-clear-kannya lagi. Untuk tiap-tiap

35

Page 36: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

langkah tersebut diberikan waktu delay agar LCD dapat mengakses perintah-perintah

tersebut.

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

36

Page 37: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

4.1 Rangkaian Sensor

Pada rangkaian sensor ini terdiri dari pemancar dan penerima. Pada bagian pemancar

menggunakan infra merah, yang mana arus yang dibutuhkan pada perancangan untuk

memancarkan sinar infra merah yang baik atau kuat sekitar 20 mA agar jarak yang ditempuh

dapat maksimal. Jika dioda infra merah dialiri arus yang lebih besar dari 100 mA maka dioda

akan rusak (sesuai dengan datasheet). Pada rangkaian dioda infra merah ini digunakan

resistor yang besarnya 174 Ω menggunakan tegangan Vcc 5,02 V.

Dari pengamatan dioda infra merah didapatkan hasil pengukuran V led = 1,23 V dengan VR =

3,79 V, maka berdasarkan Hukum Ohm didapatkan:

Sedangkan pada pengamatan didapatkan Id terukur 21,2 mA.

Tabel 4.1. Tabel pengamatan rangkaian sensorKeadaan Fototransistor 74LS14

(V)Vc (V) Ic (mA)Terkena tanda hitam 4,02 0,02 0,04

Terkena badan piringan 0,15 0,1 4,4

Pada saat fototransistor menerima cahaya infra merah akan dalam keadaan jenuh

sehingga tegangan dikaki kolektor akan mendekati ground yaitu 0,1 V. Semakin fokus infra

merah tersebut terhadap fototransistor maka tegangan pada kaki kolektor akan semakin

mendekati ground (0 V)

Pada saat fototransistor terkena tanda hitam pada piringan motor maka tegangan pada

kaki kolektor akan naik menjadi 4,02 V. Kejadian tersebut akan menaikkan nilai cacahan

pada tampilan LCD.

Gambar dibawah ini merupakan gambar sinyal keluaran pada photo transistor.

37

36

Page 38: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 4.1 Sinyal keluaran pada phototransistor

4.2 Pengkondisi Sinyal

Perubahan tegangan dari tinggi ke rendah atau sebaliknya sudah dapat mengaktifkan

schmitt trigger yang dihubungkan pada kaki kolektor fototransistor. Perubahan tegangan pada

kaki kolektor ini akan di inisialisasikan oleh schmitt trigger perubahan logika rendah ke

tinggi yang keluaran dari schmitt trigger dengan perubahan yang sebaliknya dengan tegangan

yang terukur dari 3,78 V untuk logika tinggi menuju 0,16 V untuk logika rendah.

Dengan adanya perubahan ini maka didapatkan gambar dari keluaran dari

fototransistor dan schmitt trigger. Dengan melihat gambar gelombang keluaran saat

fototransistor terhalang dan tidak terhalang didapatkan bentuk gelombang yang kurang tegas

antara perubahan keadaan rendah ke tinggi maka diperlukan schmitt trigger untuk

memperbaiki gelombang dari fototransistor. Dari gambar keluaran schmitt trigger didapat

gelombang yang tegas antara perubahan keadaan tinggi ke rendah dengan bentuk gelombang

yang tebalik dari keadaan semula. Sehingga schmitt

trigger ini selain berfungsi untuk memberikan bentuk gelombang kotak yang tegas yang

dibutuhkan IC TTL juga membalikkan keluaran dari tinggi ke rendah.

38

Page 39: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Gambar 4.2. Sinyal keluaran pada 74LS14

4.3 Program Mikrokontroler

Dari diagram alir dapat dibuat program pada mikrokontroler PIC16F84.Data yang tersimpan

dalam bentuk 8 bit disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 4.2. penyimpan data dalam berbagai formatData BCD unpacked

(8 bit)BCD packed

(4 bit)Biner(4 bit)

ASCII

0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 30H1 0000 0001 0000 0001 0000 0001 31H2 0000 0010 0000 0010 0000 0010 32H3 0000 0011 0000 0011 0000 0011 33H4 0000 0100 0000 0100 0000 0100 34H5 0000 0101 0000 0101 0000 0101 35H6 0000 0110 0000 0110 0000 0110 36H7 0000 0111 0000 0111 0000 0111 37H8 0000 1000 0000 1000 0000 1000 38H9 0000 1001 0000 1001 0000 1001 39H10 0000 0001

0000 00000001 0001 0000 1010 30H 31H

11 0000 00010000 0001

0001 0010 0000 1011 31H 31H

12 0000 00010000 0010

0001 0010 0000 1100 31H 32H

13 0000 00010000 0011

0001 0011 0000 1101 31H 33H

14 0000 00010000 0100

0001 0100 0000 1110 31H 34H

15 0000 00010000 0101

0001 0101 0000 1111 31H 35H

Penyimpan data menggunakan tipe data BCD unpacked (8 bit) memudahkan dalam

penampilan data, data mudah diubah menjadi format ASCII yang dapat ditampilkan secara

langsung melalui tampilan LCD. Sedangkan tipe data hexa lebih menghemat tempat. Format

data untuk hexa bila akan ditampilkan harus dilakukan konversi terlebih dahulu. Format data

hexa cocok untuk pengolahan data secara langsung.

39

Page 40: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

4.4 Tampilan Pencacah

Berikut merupakan tampilan pencacah dengan 3 buah metode yang berbeda:

4.4.1 Metode manual

Metode ini dilakukan dengan cara memutar piringan pada motor sebanyak data yang

didapatkan seperti yang telah tertulis pada tabel 4.3.

Gambar 4.3 Sensor dan alat uji

Gambar 4.3 merupakan gambar sensor dan alat uji untuk pengujian data pada tabel

4.3 dan tabel 4.4

Dengan metode manual didapatkan data pengukuran sebagai berikut:

Tabel 4.3 Tabel pengamatan tampilan LCD terhadap tanda hitam. Tanda Hitam ke- Tampilan LCD

1 12 2: :

90 9091 9192 92: :

40

Page 41: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

299 299300 300301 301

: :

Dari pengambilan data pada metode ini, tampilan putaran pada LCD sesuai dengan

banyaknya sensor yang mendeteksi benda hitam.

4.4.2 Metode Pemberian Tegangan

Metode ini dilakukan dengan menggunakan alat uji pada gambar 4.3 dengan cara

memberikan tegangan pada motor. Kecepatan motor pada alat uji dapat diketahui dari periode

pada keluaran 74LS14 (Gambar 4.2). Berikut merupakan data pengukuran:

Tabel 4.4 Data pengukuran jumlah putaran

No.Periode

(ms)Cacah= rpm

(perhitungan)

Banyaknya cacah

1" 2" 5" 10"

1 58 10341030 2058 4655 102921038 2060 4650 10295

2 501200 1180 2390 5980 11803

1185 2397 5988 11813

3 341764 1756 3528 8792 17660

1758 3530 8797 17655

4 272222 2250 4470 11130 22516

2257 4473 11139 22526

5 252400 2391 4764 11855 23920

2398 4768 11863 23925

Jumlah putaran motor(rpm) = ………………………… (5.1)

Pengukuran banyaknya putaran motor dilakukan selama 1 menit, 2 menit, 5 menit,

dan 10 menit pada setiap periode. Banyaknya cacah putaran motor dalam perhitungan dapat

dibandingkan dengan data cacah putaran motor dalam waktu 1 menit.

41

Page 42: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

Menurut rumusan 5.1, maka data perhitungan yang diperoleh pada tabel 4.4 masih

terdapat selisih dengan data pengamatan yang disebabkan oleh beberapa hal, antara lain:

1. Sulitnya mengukur/mengamati periode yang tepat pada layar osiloskop karena resolusi

pada osiloskop (keterbatasan alat ukur).

2. Sulit untuk menentukan waktu yang tepat pada motor untuk berhenti pada waktu yang

ditentukan.

4.4.3 Metode Perbandingan

Metode ini dilakukan dengan membandingkan dengan tampilan pada ‘mesin uji

kelelahan bahan’ dengan cara memberikan tanda hitam yang kecil/tipis pada motor yang

berputar. Berikut ini merupakan gambar hasil perbandingan putaran dengan ‘Alat Uji

Kelelahan Bahan’ pada Laboratorium Teknik Mesin.

Gambar 4.3 Perbandingan jumlah putaran dengan ‘alat uji kelelahan bahan’

Data-data perbandingan hasil putaran dengan ‘MesinUji Kelelahan Bahan’ dapat

dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Perbandingan jumlah putaran dengan ‘Alat uji kelelahan bahan’

No.Jumlah putaran Error (%) =

LCD Digital counter1 1142 1161 1,632 3760 3803 1,13

42

Page 43: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

3 5668 5728 1,044 9103 9187 0,915 9243 9329 0,926 10074 10176 17 10823 10925 0,938 23993 24298 1,259 26198 26458 0,9810 26450 26716 0,99

Dari data yang diperoleh pada tampilan cacah pada LCD masih terdapat

perbedaan/selisih dari tampilan pada ‘Mesin Uji Kelelahan Bahan’. Ini dapat berarti bahwa

alat ini sudah dapat untuk mendeteksi cacah putar pada kecepatan 2880 rpm, tetapi dengan

error sebesar 1%.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pengolahan data yang tersimpan dalam pencacah tergantung pada tipe data yang

dipakai pada pencacah.

43

Page 44: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

2. Alat ini dapat dikembangkan untuk dapat menjadi alternatif pencacah pada ‘alat uji

kelelahan bahan’.

3. Dilihat dari segi ekonomis alat ini mempunyai kelebihan jika dibandingkan dengan

sensor mesin uji kelelahan bahan, yaitu lebih murah dan mudah didapat di

pasaran.

5.2 Saran

1. Jarak antara sensor dengan putaran motor ≤ 0,5cm agar dapat menghasilkan

jumlah cacahan yang baik.

2. Agar mudah mengamati putaran motor dengan baik, maka digunakan kecepatan

putaran motor yang rendah terlebih dahulu.

3. Sebaiknya digunakan tanda hitam yg kecil/tipis agar dapat menampilkan cacahan

yang benar.

4. Dengan mengurangi level stack yang digunakan, alat ini dapat dikembangkan lagi

untuk tampilan cacahan lebih dari 9.999.999.

5. Untuk menentukan kebenaran jumlah putaran yang terjadi pada ‘Mesin Uji

Kelelahan Bahan’, maka harus ada alat ukur yang dapat mengukurnya secara

tepat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Pratomo, Andi, Belajar Cepat Dan Mudah Mikrokontroler PIC16F84, Gramedia,

Jakarta, 2004

44

43

Page 45: Aplikasi PIC16F84 Sebagai Penghitung Putaran

2. Stanley.W.O, “Operational Amplifier With Linier Integrated Circuit” New York. Mc.

Millan College Publishing Co. 1994

3. www.jdm.homepage.dk

4. www.datasheetcatalog.com

Contact me at: [email protected]

45