PRIMA SAMAPTA (11.11.2542/TI.11.D)
Aplikasi Mikrokontroler sebagai Regulator Suhu dan Indikator Level Ketinggian Air pada pemanas air listrik dengan tampilan LCD (Liquid Crystal Display), terdiri dari beberapa rangkaian terpisah. Masing-masing rangkaian dapat dihubungkan dengan konektor apabila menginginkan suatu aplikasi gabungan, dengan masukan dan keluaran yang berbeda-beda.
1. Modul Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51 sebagai pengendali / controller
2. Modul sensor suhu dengan IC LM35DZ sebagai sensor suhu dan OpAmp CA3140A sebagai penguat sinyal untuk masukan ADC 0804
3. Modul ADC 0804 sebagai masukan analog ke digital
4. Modul sensor air dengan rangkaian komparator LM 311
5. Modul LCD M1632 sebagai keluaran / tampilan.
Proses kerja yang dilakukan mikrokontroler ditentukan oleh masukan dan keluaran berdasarkan kondisi logika dari sensor-sensor yang mendukung dalam system, untuk dibandingkan dengan logika dari program didalam mikrokontroller.
Cara kerja sistem berkaitan erat dengan cara kerja aplikasi mikrokontroler yang dibuat. Untuk memahami cara kerja sistem, terlebih dahulu harus memahami cara kerja tiap-tiap modul, berikut ini penjelasan mengenai cara kerja tiap-tiap modul :Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51Pada Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51 tidak mungkin menggunakan dua buah modul masukan dan tiga buah modul keluaran yang disediakan secara bersama-sama sekaligus, mengingat adanya keterbatasan port mikrokontroler yang hanya memiliki empat buah port paralel dan sebuah port serial yang merupakan fungsi khusus dari salah satu port paralel tersebut. Gambar 3-2 diperlihatkan sistem minimum mikrokontroler AT89S51.
Pada Sistem Minimum mikrokontroler tersebut diatas, diperlihatkan ada 2 rangkaian tambahan, yaitu sebagai berikut:1. Gabungan pin 18 (XTAL1) dan 19 (XTAL2) dirangkai dengan 2 capasitor 33pF dan sebuah kristal 12 MHz yang berfungsi sebagai pembangkit osilator pembalik.
2. Pin 9 (RESET) dirangkai dengan capasitor, resistor dan push button switch yang dapat digunakan untuk mereset mikrokontroler, yaitu mengembalikan keadaan mikrokontroler pada kondisi awal.
Pada Tugas Akhir ini Mikrokontroler AT89S51 bekerja dengan system ISP, yaitu pengendalian aplikasi dengan mikrokontroler secara langsung pada Personal Computer. Semua port pada mikrokontroler dapat digunakan sebagai port I/O, tetapi pada P1.5-P1.7 digunakan untuk pemrograman mode serial. Pin 29 (PSEN) dan pin 30 (ALE/PROG) pada sistem minimum ini tidak dihubungkan dengan apapun karena penulis tidak menggunakan memori luar sebagai tambahan.
Untuk memasukkan program ke mikrokontroller kita membutuhkan sebuah personal computer ( PC ). Koneksi antara mikrokontroller dengan PC melalui port parallel pada PC , yang dihubungkan dengan sebuah kabel DB25M. Koneksi antara mikrokontroller dengan PC dapat dilihat pada gambar 3-3.
Rangkaian Sensor Suhu ( IC LM35DZ dan OpAmp CA 3140A )
Modul Sensor Suhu LM35 pada aplikasi Pengukur Suhu, digunakan sebagai sumber masukan analog bagi modul ADC 0804. Modul ini terdiri dari IC Sensor suhu LM35DZ yang berfungsi sebagai tahanan variabel yang nilai tahanannya dipengaruhi oleh suhu lingkungan dan sebuah OpAmp CA3140A sebagai penguat sinyal masukkan. Karakteristik dari sensor suhu LM35 ini adalah perubahan nilai tahanannya akan semakin besar apabila suhu lingkungannya semakin rendah dan nilai tahanannya akan menjadi kecil apabila suhu lingkungannya semakin tinggi. Perubahan suhu setiap 1ºC akan mempengaruhi perubahan tegangan keluaran sensor sebesar 10mV, selain itu IC LM35 ini memiliki skala cakupan suhu yang luas yaitu berkisar antara suhu -55ºC hingga 150ºC. Adapun rangkaian modul Sensor Suhu LM35 diperlihatkan pada gambar 3-4
Rangkaian ADC 0804
Modul ADC merupakan modul masukan yang digunakan untuk mengubah kondisi luar yang berupa tegangan analog menjadi data digital yang bisa diproses oleh sistem. Modul ini menggunakan IC ADC 0804 yang memiliki masukan delapan kanal yang dapat dipilih. IC ADC 0804 dapat melakukan proses konversi secara terkontrol, yaitu sebuah proses konversi perubahan tegangan dari analog ke digital berdasarkan perintah dari mikrokontroler.
ADC ini mempunyai ketelitian sebesar satu bit LSB, yang melakukan konversi tegangan analog ke digital dengan menggunakan metode SAR (Successive Approximation Register) dengan resolusi delapan bit dan waktu konversi selama 100µs. Rangkaian modul ADC 0804 diperlihatkan pada gambar 3-5.
Rangkaian Sensor Air dengan Komparator LM 311
Pada modul sensor air terdapat rangkaian komparator LM 311 sebagai pembanding sinyal masukkan yang berasal dari kondisi level ketinggian air dengan kondisi logika yang tersimpan pada program dalam mikrokontroller AT89S51 yang kemudian prinsip kerjanya diumpan balikkan untuk dijadikan instruksi / proses kerja.
Modul ini dibangun dari rangkaian komparator dengan IC LM 311 yang merupakan suatu OpAmp. Cara kerjanya adalah : jika tegangan pada input Vin (-) = Vref (+) maka switch didalam LM 311 akan close ( ke ground ) sehingga Vo LM 311 = 0 volt , jika kondisi inputnya Vin (-) > Vref (+) maka switch akan open maka berlogic 1 dengan nilai tegangan Vo = 5 volt.
Rangkaian LCD M1632 16×2 Char.
Modul LCD merupakan modul keluaran yang digunakan sebagai tampilan pada aplikasi pengukur suhu maupun indikator level ketinggian air. Modul ini menggunakan LCD jenis M1632 yang mempunyai ukuran 2×16 karakter, maksudnya bahwa tampilan LCD mampu menampilkan 16 karakter dalam dua baris tampilan, sehingga tampilan yang dihasilkan sejumlah 32 karakter. Rangkaian Modul LCD diperlihatkan pada gambar 3-7
Rangkaian keypad matrik 4 x 4
Modul keypad 4×4 merupakan rangkaian masukan yang berupa tombol yang bekerja berdasarkan acuan baris dan kolom. Keypad yang digunakan adalah keypad matriks 4×4. Rangkaian keypad matriks 4×4 ditunjukkan pada gambar 3.9
sumber http://sixteeninside.blogspot.com/2009/07/mikrokontroler-at89s51-sebagai-aplikasi.html
Prima Samapta 