Upload
chandra-andrika
View
385
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
laporan running teks
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi yang begitu pesat mengakibatkan semakin meningkatnya
kebutuhan manusia, salah satunya adalah kebutuhan manusia akan informasi.
Perkembangan teknologi disegala bidang khususnya elektronika digital
memungkinkan suatu rancangan bentuk fisik yang lebih sederhana, efisien,
ekonomis dan kinerja yang semakin baik pula. Oleh sebab itu hal ini berpengaruh
dengan situasi, kondisi dan cara hidup manusia sehari-hari dimana manusia lebih
membutuhkan sesuatu yang lebih cepat, tepat dan akurat dalam memperoleh
informasi.
Mikrokontroler sebagai teknologi baru yaitu teknologi semikonduktor
kehadiranya sangat membantu perkembangan dunia elektronika. Dengan arsitektur
yang praktis tetapi memuat banyak kandungan transistor yang terintegrasi, sehingga
mendukung dibuatnya rangkaian elektronika yang lebih portable.
Untuk produk ini sendiri merupakan rangkaian aplikasi penggabungan antara
elektronika yaitu sensor-sensor optic, motor stepper dan mikrokontroler, dimana
kesemuaannya dapat dioperasikan secara otomatis melalui input data – data program
yang telah dimasukkan kedalam mikrokontroler.
Microkontroler adalah sebuah IC yang didalamnya terdapat sebuah prosesor
dan sebuah memori. Prosesor ini berfungsi untuk mengolah data, dan memori
berfungsi untuk menyimpan data.
Maka atas hal tersebutlah kami membuat sebuah kerja praktek yang
berhubungan dengan mikrokontroler yaitu running teks, dimana cara kerjanya diatur
oleh mikrokontroler tersebut.
Running teks kami nantinya akan kami gunakan di Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dengan tujuan untuk
meningkatkan akreditasi dan mempermudah pihak departeman dalam memberikan
suatu informasi yang sifatnya umum.
1
1.2 Tujuan
Adapun tujuan mahasiswa melakukan kerja praktek teknologi mekanik antara
lain sebagai berikut:
1. Tugas kerja praktek teknologi mekanik ini bertujuan untuk membahas
perancangan penampil teks yang dibuat menggunakan mikrokontroler
PIC16F877A sebagai pengendali utama dan LED yang disusun secara matriks
dengan ukuran 16 baris x 192 kolom.
2. Sebagai salah satu syarat pengambilan kerja praktek manajemen.
1.3 Batasan Masalah
Penampil teks sangat beragam, Oleh karena itu untuk menghindari kompleksitas
pembuatan alat, penampil teks ini hanya dibuat sederhana. Pembahasan dalam tugas
akhir ini dibatasi pada:
1. Papan penampil menggunakan LED yang disusun secara matriks dengan ukuran
7 baris x 72 kolom.
2. Metode penelusuran yang dilakukan adalah penelusuran kolom.
3. Bahasa pemograman yang digunakan dalam pembuatan program mikrokontroler
PIC16F877A adalah bahasa assembly.
4. Teks yang ditampilkan tidak dapat diubah kecuali mikrokontroler PIC16F877A
diprogram ulang.
1.4 Metode Penulisan
Metode pangumpulan data yang penulis lakukan dalam membuat laporan
ini ialah dengan melakukan studi literatur dalam mencari data yang
diperlukan dalam menyusun laporan ini.Dan juga penulis mencari tambahan
data dari internet sebagai sumber tambahan.
1.5 Sistematika penulisan
Bab I PENDAHULUAN
Didalam pendahuluan diceritakan tentang latar belakang dibuatnya running
teks dengan ukuran 16 x 192 cm mahasiswa didalam pengambilan kerja praktek
teknologi mekanik. Serta penjelasan tentang tujuan, batasan masalah dan metodologi
2
penulisan yang dilakukan mahasiswa didalam pembuatan running teks serta
penyusunan kerja praktek teknologi mekanik tersebut.
Bab II TINJAUAN PUSTAKA
Didalam tinjauan pustaka dijelaskan tentang teori-teori yang berkaitan
dengan running teks outdoor. Semua referensi tentang pembuatan running teks
outdoor dengan ukuran 16 x 192 cm dijelaskan didalam tinjauan pustaka. Dimulai
dari cara pemilihan bahan-bahan apa yang harus digunakan sampai grafik teoritis
tentang bahan-bahan yang bagus untuk digunakan dijelaskan disini.
Bab III ALAT DAN BAHAN
Didalam bab III ini dijelaskan tentang alat dan bahan yang digunakan untuk
pembuatan running teks outdoor dengan ukuran 16 x 192 cm.
Bab IV PROSEDUR DAN BIAYA
Didalam bab IV dijelaskan tentang prosedur yang dilakukn dalam pembuatan
running teks outdoor. Serta penjelasan biaya-biaya yang dikeluarkan dalam
pembuatan running teks outdoor dengan ukuran 16 x 192 cm.
Bab V KESIMPULAN DAN SARAN
Didalam bab ini dijelaskan kesimpulan hasil yang didapatkan dalam running
teks outdoor dengan ukuran 16 x 192 cm seperti dimensi, hasil uji coba dari teks
tersebut.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 LED (Light Emiting Dioda)
LED pada umumnya digunakan sebagai indikator visual karena
tanggapannya yang cepat dan efisiensi-nya tinggi dibanding lampu pijar.
Konversi energi LED adalah 10 sampai 50 kali lebih tinggi. Dan
tanggapannya 100 sampai 1000 kali lebih cepat.
Gambar 2.1. LED (Light Emiting Diode)
LED dapat mengemisikan cahaya hijau, kuning, merah, jingga, biru
ataupun infra merah bila diberi tegangan forward bias. Kebanyakan LED
memiliki batas tegangan maksimum antara 3 sampai 5 volt. Sebuah tahanan
harus dipasang seri untuk membatasi arus agar tidak melebihi harga
maksimum yang diperbolehkan pada LED.
Resistor pembatas arus ini nilainya dapat dihitung. Untuk arus
maju If dan tegangan catu Vcc, yaitu:
Dimana
R = Tahanan sebagai pembatas arus
Vcc = Tegangan Catuan
If = Arus Forward
Vf = Tegangan Forward
4
Resistor pembatas arus dapat dihubungkan ke katoda ataupun ke anoda
LED. Kecerahan cahaya LED tergantung pada arus maju yang melewatinya.
LED bekerja pada arus 20 mA dan maksimum 30-40 mA.
Penentuan polaritas LED yang paling mudah dan paling akurat adalah
dengan mengujinya secara langsung. Jika LED menyala, maka katoda adalah
pena yang terhubung ke kaki negatif atau ground.
2.2 Mikrokontroller
Mikrokontroller AT 89S51 adalah sebuah mikrokontroller buatan
ATMEL. Mikrokontroller ini masih termasuk dalam keluarga
mikrokonteroller MCS-51 yaitu merupakan versi yang dilengkapi dengan
ROM (internal) yaitu berupa EEPROM. Mikrokontroller AT89S51 adalah
low power high performance CMOS 8 bit, 4 Kbit flash programmable and
eresable read only memory (PEROM).
IC mikrokontroller ini kompatible dengan standar MCS-51 baik dari
instruksi maupun pena-penanya yang dapat diaplikasikan sebagai embedded
controller.
Berikut ini adalah kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroller
AT89S51:
1. Kompatibel dengan keluarga MCS-51.
2. 4 Kbyte programmable flash memory (PEROM) di dalam chip yang dapat ditulis
dan dihapus sampai seribu kali.
3. Dapat beroperasi pada frekuensi 0 H z sampai 24 MH z.
4. 3 level program kunci memori.
5. 128×8 bit RAM internal.
6. 32 jalur I/O.
7. Duah buah timer/counter 16 bit.
8. 6 buah jalur interupsi.
5
9. Serial channel yang dapat diprogram.
10. Hemat catu daya dan power down modes.
2.3 Blok Diagram Mikrokontroller
Dari diagram blok pada gambar 2.1 terlihat bahwa terdapat beberapa blok
internal dari IC AT89S51 seperti:
ALU (Aritmatic Logic Unit)
ALU adalah suatu unit yang melaksanakan proses aritmatik dan logika seperti
penjumlahan, pengurangan, pembagian, AND, OR, X – OR, rotasi, clear dan
komplemen operasi percabangan.
Gambar 2.1 Diagram Blok Mikrokontroller
1. Akumulator
Akumulator adalah merupakan register aritmatika yang berfungsi sebagai
penampung data sebelum dan sesudah proses. Sebagian besar instruksi pemrosesan
pada AT89S51 menggunakan akumulator sebagai operand sumber atau tujuan
pengiriman data dan ke port.
2. Register B
6
Register B digunakan selama operasi perkalian/pembagian 8 bit dan dapat
juga digunakan sebagai register operand sumber atau operand tujuan.
3. Stack Pointer
Stack pointer digunakan sebagai tempat penyimpanan variabel data yang
ditindih dalam memori atau sebagai register petunjuk.
4. RAM (Random Access Memory)
RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Data dalam RAM akan
terhapus (bersifat volatile) bila catu daya dihilangkan.
Karena sifat RAM yang volatile ini, maka program mikrokontroller tidak
disimpan dalam RAM. RAM digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data
yang tidak begitu vital bila hilang akibat aliran daya terputus. RAM pada IC ini
mempunyai kapasitas sebesar 128 byte × 8 bit.
5. TMP1/TMP2
TMP1/TMP2 berfungsi sebagai timer/counter 16 bit yang terangkai secara
internal.
6. Program Address Register
Program address register merupakan alamat register dari program.
7. Buffer
Dilihat dari fungsinya, buffer pada IC ini merupakan penyangga agar data yang
dipindahkan dari suatu register ke register lain tetap atau tidak berantakan.
8. RAM Address Register
RAM address register merupakan sebagai jalan menuju RAM. Semua
pengolahan data memakai RAM harus terlebih dahulu melewati RAM address
register.
Blok diagram dari mikrokontroller AT89S51:
7
Gambar 2.2 Pin-pin Mikrokontroller AT89S51
Dengan keistimewaan diatas, pmbuatan alat dengan menggunakan
mikrokontroller AT89S51 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan
komponen-komponen pendukung eksternal yang banyak.
2.4 Timer/Counter
Satu chip mikrokontroller ini memiliki dua timer yang dapat
dikonfigurasikan beroperasi sebagai timer atau counter. Saat berfungsi
sebagai timer, isi register timer ditambah satu untuk tiap siklus mesin,
sedangkan untuk fungsi counter isi register akan bertambah 1 setiap ada
transisi sinyal pada pin input eksternal. Pada pemanfaatan sebagai counter,
sinyal input yang dimaksudkan dapat berupa low level atau falling edge
trigger.
Counter akan mencacah setiap masukan yang ada sesuai inisialisasi
harga awal dari counter pada nilai hitungan untuk tiap sampling. Inisialisasi
8
harga awal ini berupa nilai preset negatif counter yang diatur sebelum counter
dijalankan.
Demikian halnya dengan pemanfaatan timer yang memerlukan
inisialisasi awal berupa konstanta waktu yang menentukan sampai berapa
lama akan terjadi roll over. Penentuan harga preset ini berhubungan dengan
penggunaan frekuensi clock dari sistem penentu waktu sampling dari counter
untuk mencacah suatu pulsa masukan dari luar dengan memanfaatkan kontrol
interupsi yang ada serta pengaturan program. Sebagai tambahan pada
pemilihan timer/counter, timer 0 dan timer 1 mempunyai 4 buah modul yang
dapat dipilih dengan menentukan pasangan bit M0 dan M1 pada register
TMOD. Untuk pemilihan timer/counter dikontrol dengan bit C/T di TMOD.
1. Mode 0
Pada mode ini timer register dikonfigurasikan sebagai register 13 bit. Ke 13 bit
register tersebut terdiri dari 8 bit TH1 dan 5 bit TL1. Selama perhitungan roll over
dari semua 1 ke semua 0, TF1 (Timer Interrupt Flag) di set. Pada dasarnya operasi
mode 0 sama untuk timer 0 dan timer 1.
2. Mode 1
Mode 1 adalah timer register 16 bit dan dapat generator boudrate. Operasi
mode 1 sama dengan mode 0.
3. Mode 2
Mode 2 adalah timer register dengan konfigurasi 8 bit counter (TL1) auto
reload. Overflow dari TL1 tidak hanya menset TF1 tapi juga mereload TL1 dengan
isi TH1. Setelah reload isi TH1 tidak akan berubah. Operasi mode ini juga sama
dengan timer/counter 0
4. Mode 3
9
Pada mode ini timer 1 tidak akan bekerja. Sedangkan timer 0 menjadi 2
counter yang terpisah. TL0 digunakan sebagai bit kontrol untuk timer 0; C/T,
GATE, TR0, INT0 dan TF0 seolah-olah mengontrol timer 1.
2.5 Serial Interface
Port I/O serial yang dimiliki oleh mikrokontroller, memiliki karakteristik full
duplex (dapat menerima sekaligus mengirimkan data secara simultan). Port serial
dapat bekerja dalam 4 mode:
1. Mode 0:
Pada mode 0 ini data serial diterima dan dikirim lewat pin RxD, sedangkan pin
TxD berfungsi untuk mengirimkan shift clock. Data yang dikirim dan diterima 8 bit.
Kecepatan pengiriman (baud rate) adalah tetap sebesar 1/12 frekuensi osilator.
2. Mode 1:
Pada mode ini data 8 bit dikirim/diterima dengan 2 bit tambahan, dengan urutan:
1. Start bit (logika 0),
2. 8 bit data (dengan bit terendah didepan),
3. 1 stop bit (logika 1).
Pada saat penerimaan, stop bit masuk pada bit RB8 pada register SCON.
Baud rate pada mode ini adalah variabel.
3. Mode 2:
Pada mode ini data 8 bit dikirim/diterima dengan 3 bit tambahan dengan urutan :
1. Start bit (logika 0),
2. 8 bit data (dengan bit terendah didepan),
3. 1 bit tambahan yang dapat diprogram,
4. 1 stop bit (logika 1).
10
Pada saat pegiriman, bit yang dapat diprogram adalah bit yang terdapat
pada bit TB8 pada SCON. Pada saat penerimaan, bit yang dapat diprogram
masuk pada bit RB8 pada register SCON. Baud rate pada mode ini adalah
1/32 atau 1/64 frekuensi osilator.
4. Mode 3:
Pada mode ini data 8 bit dikirim/diterima dengan 3 bit tambahan dengan urutan:
1. Start bit (logika 0),
2. 8 bit data (dengan bit terendah didepan),
3. 1 bit tambahan yang dapat diprogram,
4. 1 stop bit (logika 1).
Mode ini persis sama dengan mode 2 kecuali baud ratenya yang variabel.
2.6 Pengaturan Baud Rate
Baud rate adalah kecepatan transmisi data serial, berupa banyaknya
transmisi logika pada saluran data serial tiap detik. Semakin besar nilai baud
rate semakin cepat proses pengiriman/penerimaan data serial. Pada mode 1
dan 3 baud ratenya ditentukan oleh persamaan:
Baud rate=2SMOD
32×(Timer 1
FlowRate)
2.7 Perangkat Instruksi
Perangkat lunak adalah seperangkat instruksi yang disusun menjadi
sebuah program untuk memerintahkan mikrokomputer melakukan suatu
pekerjaan. Sebuah instruksi selalu berisi kode operasi (op-code), kode
pengoperasian inilah yang disebut dengan bahasa mesin yang dapat
dimengerti oleh mikrokontroller.
11
Instruksi-instruksi yang digunakan dalam memogram suatu program
yang diisikan pada AT89S51 adalah instruksi bahasa pemograman assembler
atau sama dengan instruksi pemograman pada IC mikrokontroller 8031 dan
MCS51.
2.8 Komunikasi Data serial
Dikenal dua cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data
serial secara sinkron dan komunikasi data serial secara asinkron. Pada
komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama-sama dengan data
serial, sedangkan komunikasi data serial asinkron, clock tidak dikirimkan
bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara sendiri-sendiri baik pada sisi
pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver).
Pada IBM PC kompatibel port serialnya termasuk jenis asinkron.
Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter). IC UART dibuat khusus untuk mengubah data paralel
menjadi data serial dan menerima data serial yang kemudian diubah kembali
menjadi data paralel.
IC UART 8250 dari Intel merupakan salah satunya. Selain berbentuk IC
mandiri, berbagai macam mikrokontroller ada yang dilengkapi UART,
misalnya keluarga mikrokontroller MCS-51.
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi
transmitter dan pada sisi receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan sinkronisasi
antara transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘start’ dan bit ‘stop’.
Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah dalam keadaan
logika ‘1’. Ketika transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset lebih
dulu ke logika ‘0’ untuk waktu satu bit. Sinyal pada receiver akan dikenal sebagai
sinyal ‘start’ yang digunakan untuk mensinkronkan fase clock-nya sehingga sinkron
dengan fase clock transmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial dari bit
12
yang paling rendah sampai bit tertinggi. Selanjutnya, akan dikirim sinyal ‘stop’
sebagai akhir dari pengiriman data serial. Cara pemberian kode data yang disalurkan
tidak ditetapkan secara pasti.
Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang
tertentu. Baud rate yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600,
1200, 2400, dan 9600 (bit/detik). Dalam komunikasi data serial, baud rate
dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama.
Selanjutnya, harus ditentukan panjang data (6, 7 atau 8 bit ), paritas (genap,
ganjil atau tanpa paritas), dan jumlah bit ‘stop’ (1, 1,5, atau 2 bit).
2.8.1 Karakteristik Sinyal Port Serial
Standart sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah standart RS-
232 yang dikembangkan oleh Electronic Industry Association and The
Telecommunications Industry Association (EIA/TIA) yang pertama kali
dipublikasikan pada tahun 1962. Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga
sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL.
Standart ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data
Terminal Equipment – DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data
Circuit Terminating Equipment – DCE). Standart RS-232 inilah yang biasa
digunakan pada port serial IBM PC kompatibel.
Standart sinyal serial RS-232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai
berikut :
1. Logika ‘1’ disebut ‘mark’ terletak antara -3 volt hingga -25 volt.
2. Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 volt hingga +25 volt.
3. Daerah tegangan antara -3 volt hingga +3 volt adalah invalid level, yaitu daerah
tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehigga harus dihindari.
Demikian juga level tegangan lebih negatif dari -25 volt atau lebih positif dari
+25 volt juga harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak line driver
pada saluran RS-232.
13
Dalam proyek tugas akhir ini, Penulis memakai kata ‘Open door’ sebagai
kode kunci. Dengan kata lain, karakter yang akan dikirimkan tersebut
berbentuk bahasa manusia. Karena komputer hanya memahami bahasa
digital, maka karakter yang akan dikirimkan tersebut terlebih dahulu diubah
ke dalam bentuk digital. Tabel berikut merupakan contoh pengubahan kode
kunci ‘Open door’ menjadi data digital tanpa paritas dalam format ASCII.
Tabel 2.1 Pengubahan Karakter ‘Open door’ Menjadi Data Digital Tanpa Bit
Paritas
Kode b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
O 1 0 0 1 1 1 1
P 1 1 1 0 0 0 0
E 1 1 0 0 1 0 1
N 1 1 0 1 1 0 1
Spasi 0 1 0 0 0 0 0
D 1 1 0 0 1 0 0
O 1 1 0 1 1 1 1
O 1 1 0 1 1 1 1
R 1 1 1 0 0 1 0
2.8.2 Konfigurasi Port Serial
Gambar berikut adalah gambar IC buffer serial dan konektor port serial
DB–9 pada bagian belakang CPU. Pada komputer IBM PC kompatibel
biasanya dapat kita temukan dua konektor port serial DB–9 yang biasa
dinamakan COM 1 dan COM 2.
14
Gbr 2.3. Konektor serial DB -9 pada bagian belakang CPU
2.9 REGISTER GESER
IC CMOS 4094 terdiri dari 8 tingkat register geser dengan sebuah data latch
(pengunci) untuk masing-masing tingkat dan sebuah keluaran dengan 3 keadaan dari
setiap pengunci. Data akan bergeser saat pulsa clock berada pada transisi positif.
Data keluaran Qs digunakan dalam sistem kaskade berkecepatan tinggi.
Data keluaran Qs bergeser pada saat berada pada saat transisi negatif yang
digunakan dalam sistem kecepatan rendah. Data dari masing-masing register di latch
pada saat transisi negatif dari masukan strobe. Data akan lewat latch saat strobe aktif
tinggi. Keluaran dari ke 8 data latch dan dikontrol oleh penyangga tiga keadaan
dengan memberi masukan impedansi tinggi pada masukan keluaran enabel.
15
Gbr 2.4. konfigurasi pin CMOS 4094
2.10 PERANGKAT KERAS (Hardware)
Perancangan hardware dilakukan dengan beberapa tahap, dimana
tahap pertama adalah penggambaran diagram blok dari sistem yang akan
dibuat. Diagram blok Diagram blok merupakan pernyataan hubungan yang
berurutan dari satu lomponen ke komponen yang lainnya yang memiliki satu
kesatuan kerja. Diagram blok dari sistem Running Text ditunjukkan pada
gambar.
16
Gambar 2.5 Diagram Blok Sistem
Berikut ini adalah penjelasan dari diagram blok diatas:
1. Komputer berfungsi sebagai media untuk memasukkan pesan yang akan
ditampilkan berupa kode ASCII pada memori IC Mikrokontroller.
2. IC RS232 yang berfungsi sebagai komunikasi serial antara Komputer-PC dengan
mikrokontroller secara serial dua arah.
3. Mikrokontroller yang berfungsi sebagai pusat pengelolah yaitu:
-mengubah kode biner ASCII ke bentuk tampilan Dot Matrix
-mengendalikan tampilan Dot Matrix
-memori mikrokontroler sebagai tempat program dan data untuk
4. IC 4094 yang berfungsi sebagai buffer dan register geser.
17
44
5. Dot matrik sebagai tempat penampilan karakter yang akan ditampilkan dengan
susunan 7 baris x 5 kolom.
2.11 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller
Dalam modifikasi karakter berjalan ini, diperlukan rangkaian
mikrokontroller yang berfungsi sebagai pusat pengelola data dan
penyimpanan data atau program dari Komputer PC dengan menggunakan
Port Serial dan juga sebagai interface data.
Frekuensi yang dipakai pada rangkaian ini adalah oscillator 11,0582 MHz
yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa pada rangkaian mikrokontroller. Berikut
ini gambar rangkaian sistem minimum mikrokontroller yang digunakan.
Gambar 2.6 Modifikasi Rangkaian Mikrokontroller
Pada pembuatan tugas akhir ini adalah karena port serial membutuhkan
lebih sedikit kabel dan dapat digunakan untuk komunikasi data yang relatif
jauh meskipun data yang dikirimkan bit demi bit.
18
Port serial mikrokontroller AT 89S51 mempunyai sifat full duplex yaitu
dapat mengirimkan dan menerima data secara bersamaan, register penerima
dan pengirim pada port serial diakses pada SBUF (Serial Buffer) register
pengontrol kerja port serial ini adalah SCON (Serial Control).
SCON yang diset pada pembuatan karakter berjalan ini adalah mode 1, dimana
bit dikirim melalui Txd atau diterima melalui Rxd. Format ke 10 bit tersebut adalah
sebagai berikut:
Gambar 2.7 Serial Mode 1
2.12 Rangkaian Dot Matrix
Untuk mendrive LED-LED Dot Matrix digunakan register geser CMOS
4094, dimana setiap chip mempunyai delapan D-flip-flop yang disusun
sebagai register geser. Setiap LED dihubungkan pada keluaran dari D-flip-
flop. Rangkaian driver ini juga berfungsi sebagai penggeser bit-bit data secara
seri dan mengeluarkannya secara paralel seperti ditunjukkan pada gambar.
Dari gambar 3.4 dapat dilihat bahwa setiap kolom LED Dot matrix
memerlukan satu chip 4094 sehingga untuk menampilkan satu karakter
dengan 7x5 dot memerlukan 5 buah chip 4094, dimana masukan untuk chip
kolom berikutnya diambil dari keluaran dari fip-flop yang ke delapan dari
chip kolom sebelumnya. Masukan Data, Clock, EO dari chip kolom 1
dihubungkan ke keluaran port P3 dari mikrokontroller AT89S51.
19
Gambar 2.8 Rancangan Driver LED Dot Matrix Susunan Dot Matrix
Susunan Dot Matrix terdiri dari LED yang disusun atas 7 baris dan 64 kolom,
dimana untuk menampilkan satu karakter memerlukan 7 baris dan 5 kolom seperti
ditunjukkan pada.
Gambar 2.9 Susunan Dot Matrix
20
Untuk menampilkan huruf “A“ kode heksanya adalah 7CH, 12H, 11H,
12H, 7CH kode–kode inilah yang dikeluarkan dari Port 3.5. Lingkaran yang
berwarna hitam merupakan LED yang aktif dan dinyatakan sebagai logika 1
dan yang tidak berwarna adalah LED yang tidak aktif dan dinyatakan sebagai
logika 0 (nol).
2.13 PERANGKAT LUNAK (Software)
Agar komputer dapat mengirim data yang akan ditampilkan pada Dot
Matrix maka pada komputer dan mikrokontroler harus dimasukkan program.
Program pada komputer adalah untuk membaca karakter ASCII dari
Keyboard dan mengirimkannya secara serial melalui COM1.
Pada mikrokontroller dimasukkan program untuk membaca ASCII karakter
dari komputer, mengubahnya ke kode Dot Matrix dan menampilkannya dan program
ini dinamai program Running Text.
2.14 Program Runnig Text
21
Gambar 2.10 Tampilan Awal dari Running Text
Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan mikrokontroller untuk pengendalian
running text adalah sebagai berikut:
1. Inisialisasi unit Timer dan Serial
2. Membaca tampilan awal berupa kode-kode ASCII yang disimpan pada memory
EPROM dan mengubahnya ke bentuk Dot Matrix serta menyimpanya pada
Buffer dan kemudian menampilkannya pada DOT Matrix.
3. Memeriksa ada tidaknya data ASCII yang dikirimkan komputer pada buffer
serial.
4. Jika ada, Baca data ASCII dan diubah ke bentuk Dot Matrix serta
menyimpannya pada buffer.
Jika tidak ada, maka tampilkan karakter sebelumnya yang ada pada buffer.
Gambar 2.11 Diagram Alir Utama
Bab III
ALAT DAN BAHAN
22
3.1 Alat
Adapun alat – alat yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Solder
Solder merupakan alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian
elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan pcb. solder merupakan alat
elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi panas.
Gambar 3.1 Solder
2. Bor DC
Mesin bor digunakan untuk melubangi papan pcb untuk tempat melekatnya
lampu LED sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.
Gambar 3.2 Bor DC
3. Tang cucut (Long Noise Plier)
Bentuknya mirip ikan cucut: moncong pipih, panjang, dan berbentuk gergaji.
Sebab itu, tang ini dikenal sebagai “tang cucut”. Berfungsi sebagai penjepit kawat
atau kabel. Namun Anda dapat memanfaatkan bagian dalam rahang yang tajam
sebagai pemotong kabel.
23
Gambar 3.3 Tang cucut
4. Tang potong (cutting pliers)
Memiliki rahang tajam. Fungsinya untuk memotong kawat, kabel plastik, dan
fiber tipis. Bahannya dari besi chrome vanadium. Gagangnya dilapis plastik.
Kelemahan, tidak mampu memotong ukuran bidang yang besar atau tebal.
Gambar 3.4 Tang Potong
5. Obeng (-,+)
obeng yang digunakan pada proses pembuatan running teks ini ada dua
jenis yaitu:
a. Obeng Standar (Obeng Pipih)
Obeng standar adalah obeng yang mempunyai bilah pipih dan
digunakan untuk melepas atau mengganti pengikat (fastener) seperti sekrup
pengetap sendiri dan baut baut kotak, Seperti juga halnya mencungkil
cetakan.
b. Obeng Kembang (Obeng Plipih)
Obeng Kembang adalah obeng yang mempunyai mata berbentuk
bintang, digunakan untuk melepas sekrup kepala kembang.
24
Gambar 3.5 Obeng
6. Pengupas kabel
Sesuai dengan namanya alat ini berfungsi untuk mengupas kabel yang
masih tertutup dengan isolasinya tanpa merusak kabelnya.
Gambar 3.6 Pengupas kabel
7. Cutter
Cutter digunakan untuk memotong bagian bagian yang tidak lagi diperlukan pada
rangkaian running teks.
Gambar 3.7 cutter
8. Batu baterai 6-12 volt atau adaptor
25
Baterai digunakan untuk menguji LED untuk memastikan bahwasannya LED
tersebut tidak rusak.
Gambar 3.8 baterai
9. Multimeter/multitester/AVOmeter
Multimeter adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik,
arus listrik, dan tahanan (resistansi). Itu adalah pengertian multimeter secara umum,
sedangkan pada perkembangannya multimeter masih bisa digunakan untuk beberapa
fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Ada juga
orang yang menyebut multimeter dengan sebutan AVO meter, mungkin maksudnya
A (ampere), V(volt), dan O(ohm).
Gambar 3.9 multimeter
10. Pinset
26
alat yang terbuat dari besi. Pinset (yang ujungnya lancip), digunakan untuk
mengambil atau menarik beberapa sampel. fungsi pinset itu untuk menjepit benda
kecil atau pun yang sangat lembek(lembut) dan ada beberapa sampel atau zat2 yang
terdapat di lab bisa menyebabkan alergi atau iritasi pada manusia. untuk menghindari
itu maka alternatifnya adalah pinset Apabila alat ini berkarat dan kotor ,bersihkan,
atau ganti alat ini dengan yang baru.
Gambar 3.10 pinset
3.2 Bahan
Bahan bahan yang digunakan antara lain adalah sebagai berikut:
1. Papan pcb
Printed Circuit Board atau biasa disingkat PCB adalah sebuah papan yang
digunakan untuk mendukung semua komponen-komponen elektronika yang berada
diatasnya, papan PCB juga memiliki jalur-jalur konduktor yang terbuat dari tembaga
dan berfungsi untuk menghubungkan antara satu komponen dengan komponen
lainnya.
Gambar 3.11 papan pcb
27
2. LED
Light Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda semikonduktor yang dapat
mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan. Semikonduktor merupakan
material yang dapat menghantarkan arus listrik, meskipun tidak sebaik konduktor
listrik. Semikonduktor umumnya dibuat dari konduktor lemah yang diberi ‘pengotor’
berupa material lain. Dalam LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur
logam aluminium-gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak
memiliki pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik.
Oleh karena itu dilakukan proses doping dengan menambahkan elektron bebas untuk
mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material yang ada menjadi
semakin konduktif.
LED ini nantinya akan dipasang pada papan pcb sebagai penerima pancaran
arus dari mikrokontroler
Gambar 3.12 LED
3. Mikrokontroler
Mikrokontroler AT89S52 merupakan sebuah Mikrokontroler 8 bit
bertenaga rendah dengan teknologi CMOS berkinerja tinggi yang dilengkapi
dengan memori flash yang dapat diprogram sebesar 8 Kbyte. Komponen ini
dibuat dengan teknologi memori Atmel yang nonvolatile dan berkapasitas
tinggi serta kompatibel dengan set intruksi dan kaki out standar industri
80CSI. Flash onchip memungkinkan memori program dapat diprogram ulang
dalam system atau dengan pemprograman memori nonvolatile yang
konvensinal. Dengan menggunakan CPU 8 bit dengan flash yang diprogram
dari sistem dalam sebuah monolitik chip, Atmel AT89S52 adalah sebuah
Mikrokontroler yang sangat baik untuk menyelesaikan solusi yang sangat
fleksibel dan efektif dalam biaya, untuk banyak masalah aplikasi serta untuk
28
mengontrol modul tambahan. Dalam spesifikasinya AT89S52 menyediakan
fitur-fitur standar antara lain:
a. Flash 8 Kbyte
b. 256 bytes RAM
c. Saluran masukan/keluaran (I/O)
d. 3 buah 16 bit timer/counter
e. Port serial full duplex
f. Osilator on-chip dan sirkuit waktu
Gambar 3.13 mikrokontoler
4. Resistor
Resistor adalah salah satu komponen elekronika yang berfungsi sebagai
penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa terminal dua
komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding
dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hukum Ohm (V = IR). Sebuah
resistor tidak memiliki kutub positif dan negatif, tapi memiliki karakteristik utama
yaitu resistensi, toleransi, tegangan kerja maksimum dan power rating. Karakteristik
lainnya meliputi koefisien temperatur, kebisingan, dan induktansi. Ohm yang
dilambangkan dengan simbol Ω(Omega) merupakan satuan resistansi dari sebuah
resistor yang bersifat resistif. Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam
membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan adanya
resistor menyebabkan arus listrik dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan. Adapun
fungsi resistor secara lengkap adalah sebagai berikut :
1. Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan
suatu rangkaian elektronika.
29
2. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh
rangkaian elektronika.
3. Berfungsi untuk membagi tegangan.
4. Berfungsi untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah dengan
bantuan transistor dan kondensator (kapasitor).
Maka didalam running teks ini kita menggunakan beberapa jenis
resistor yaitu ukuran 220 ohm, 330 ohm, 1k ohm dan 10 k ohm.
Gambar 3.14 Resistor
5. Transistor
Transistor adalah komponen semiconductor, biasaannya digunakan
untuk amplifier atau switch. Dalam projek microcontroller, transistor
digunakan sebagai switch untuk menghidupkan komponen yang mempunyai
arus yang lebih besar berbanding arus yang dapat dibekalkan oleh
microcontroller. Ini kerana, microcontroller hanya dapat memberikan voltage
5V. dan transistror yang kita gunakan adalah tipe Transistor 1273
Transistor mempunyai tiga kaki dan di label CBE iaitu Collector, Base
dan Emitter. Transistor mempunyai dua jenis iaitu jenis NPN dan PNP.
Gambar schematic di atas adalah menggunakan transistor NPN. Transistor
adalah controlled current iaitu arus pada collector akan mengalir sekiranya
terdapat arus pada base. Arus pada collector akan menghidupkan sebarang
komponen di collector atau load. Contoh komponen yang boleh di pasang
pada load adalah LED yang banyak, Backlight LCD, Relay dan sebagainya.
Bagi mengawal arus base, microcontroller akan memberikan voltage
sama ada low logic 0V atau high logic 5V. Jika microcontroller memberi 0V,
transistor akan OFF dan load tidak berfungsi. Jika microcontroller memberi
5V, transistor akan ON dan load juga akan dihidupkan.
30
Selari dengan load, terdapat diode di pasang. Ini berfungsi untuk
inductive load seperti relay. Coil relay mempunyai inductor. Apabila
transistor di matikan, arus di dalam coil tidak boleh di hentikan begitu sahaja.
Ia memerlukan laluan lain untuk turun kepada kosong. Jadi, diode di pasang
bagi mengalirkan arus daripada inductor tersebut.
Gambar 3.15 transistor
6. Integrated Circuit (IC)
Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat
dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari
beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang
telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC
digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar
mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum
adanya IC, hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-
satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya
menggunakan kawat atau kabel, sehingga tampak mempunyai ukuran besar
serta tidak praktis. Maka oleh sebab itu IC sangat berperan penting didalam
suatu komponen elektronik termasuk running teks. Ada beberapa jenis IC
yang dapat kita gunakan didalam proses pembuatan running teks yaitu:
1. IC 7805
2. IC MAX 232
3. IC 24C64
4. IC 4N25
5. IC AT89C51
31
6.
Gambar 3.16 Integrated circuit
7. Capasitor
Fungsi kapasitor didalam satu rangkaian running teks adalah sebagai
kopling, penggeser fasa, filter pada satu rangkaian power supply, pembangkit
frekuensi pada suatu rangkaian oscilator serta juga dipakai untuk menghindari
percikan bunga api pada suatu saklar.
Cara kerja kapasitor didalam suatu rangkaian adalah mengalirkan
elektron menuju kapasitor. pada waktu kapasitor telah di penuhi dengan
elektron, tegangan akan alami perubahan. kemuadian, elektron akan keluar
dari suatu kapasitor dan mengalir menuju rangkaian yang membutuhkannya.
dengan demikian, kapasitor akan membangkitkan reaktif suatu rangkaian.
Gambar 3.17 kapasitor
8. XTAL
XTAL merupakan komponen yang berfungsi untuk membangkitkan
frekuensi osilasi dengan stabilitas yang sangat tinggi. Frekuensi osilasi
didapat dari efek piezoeletrik. Bahan yang biasa digunakan untuk
memperoleh efek piezoeletrik diantaranya kwarsa, garam rochelle dan
tourmaline. Bahan banyak digunakan adalah kristal kwarsa. Dan ada dua
jenis tipe xtal yang akan kita gunakan yaitu XTAL 11.052dan XTAL 32 Khz
32
Gambar 3.18 Kristal 11.059200 MHz
9. Header connector
Header connector – adalah konektor banyak pin, seperti diketahui
kadang dalam mikrokontroler kita akan menyambung banyak kabel dari satu
board ke board yang lain, jika digunakan konektor biasa dan kabel biasa,
tidak rapi, dan solusinya menggunakan header konektor dan kabelnynya
disebut sebagai kabel pita atau ribbon cable yang biasanya berwarna abu-abu,
ada yang menyebutnya rainbow cable atau kabel pelangi, untuk yang
berwarna-warni. Header ada yang laki-laki (male) dan perempuan (female),
header 1×5 berarti ada satu baris dengan 5 kolom, yang lain 2×5 artinya 2
baris dan 5 kolom. Untuk pemrograman mikrokontroler ISP anda bisa
gunakan 1×5 pin, atau 2×5, sedangkan untuk koneksi ke port-port-nya
digunakan minimum 2×5 pin. Header male, dijual banyak pin, tinggal
memotong, sebaliknya yang female ada yang tetap ada yang bisa dipotong.
33
Gambar 3. 19 Header connector
10. power supply
Pada dasarnya Fungsi utama dari power supply adalah mengubah
aliran listrik arus bolak-balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (di
Indonesia, PLN). Menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh
komponen pada PC. Power supply termasuk dari bagian power conversion.
Power conversion sendiri terdiri dari tiga macam: AC/DC Power Supply,
DC/DC Converter, dan DC/AC Inverter. Power supply untuk PC sering juga
disebut sebagai PSU (Power Supply Unit). PSU termasuk power conversion
AC/DC.
Gambar 3.20 Power suplly
34