PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM PENGENDALI PERALATAN LISTRIK RUMAH TANGGA DENGAN MENGGUNAKAN REMOTE KONTROL BERBASIS

MIKROKONTROLLER AT89C2051

LAPORAN TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk

Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3

Oleh :

DWI GUSRIALDO NIM : 1005061008 NIM : 1005061040

SEAN MICHAEL B

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan anugerah Nya berupa pengetahuan, kekuatan atas berkat dan rahmat

Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan dan Pembuatan Sistem

Pengendali Peralatan Listrik Rumah Tangga Dengan Menggunakan Remote

Kontrol Berbasis Mikrokontroler AT89C2051”. Tugas akhir ini dibuat agar dapat

dikembangkan lebih lanjut sehingga dapat digunakan sebaik-baiknya.

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir, Penulis banyak mengalami hambatan

dan kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak baik

berupa material, spiritual, tenaga, informasi serta waktu yang diberikan sehingga

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Pada

kesempatan ini, Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. M. Syahruddin, S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.

2. Ir. Rina Anugrahwaty, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Medan.

3. Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik

Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan.

4. Ir. Regina Sirait M.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak

membantu, memberikan pengarahan dan meluangkan waktu untuk Penulis

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Wiwinta Sutrisno, S.T, M.T, selaku Kepala Laboratorium Teknik

Telekomunikasi.

6. ArfandaSiregar, S.T, M.T, selaku dosen wali TK-6B.

7. Ir. Rina Anugrahwaty, MT, selaku Dosen Penguji I.

8. Sangap Mulyadi, ST, MT, selaku Dosen Penguji II.

9. Wiwinta Sutrisno, ST, MT, selaku Koordinator Sidang.

10. Kedua orang tua kami dan keluarga terkasih yang telah banyak membantu

dan mendukung secara moril maupun materil serta doa restu dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

11. Seluruh teman-teman TK-6B, juga teman-teman seperjuangan TK-6A,

TK-6C, dan TK-6D, buat sahabat-sahabat, serta pihak-pihak yang tidak

dapat disebutkan satu persatu, yang telah memberikan dukungan, bantuan,

semangat, dan doa untuk menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.

Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih banyak

kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, Penulis mengharapkan

saran dan kritik yang membangun.

Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang

membacanya dan berguna untuk masa yang akan datang.

Medan, September 2013

Penulis

ABSTRAK

Tugas akhir ini merupakan perancangan dan pembuatan pengendalian

peralatan listrik yang dikendalikan oleh sebuah remote control. Remote control

berfungsi untuk mengirimkan sinyal data menuju extender. Kemudian extender

mengubah sinyal infrared menjadi gelombang radio dengan frekuensi UHF

sehingga transmisi data dapat dilakukan pada jarak yang cukup jauh dan

diterima dengan penerima UHF serta kembali diubah menjadi sinyal-sinyal

infrared. Kemudian data yang telah diproses oleh pemancar extender dikirim

kerangkaian penerima yang berfungsi untuk menerima sinyal yang dipancarkan

oleh remote control dan kemudian difilter dengan menggunakan band pass filter

(BPF). Kemudian sinyal tersebut dikuatkan dan diterima oleh mikrokontroler

AT89C2051. Kemudian mikrokontroler mengirimkan sinyal output ke driver relay

yang mana driver relay berfungsi sebagai driver antara mikrokontroler dengan

beban dimana beban maksimum yang bisa dikontrol adalah 8 buah peralatan

listrik rumah tangga 220 V dengan catu daya AC. Namun yang digunakan dalam

rancangan ini adalah 5 buah beban. Sehingga digunakan relay sebagai

perantaranya, lalu relay akan mengaktifkan/menonaktifkan peralatan listrik

sesuai dengan instruksi yang diterima oleh remote control . Apabila kita menekan

salah satu tombol pada remote control maka data akan terkirim ke beban/

peraltan listrik. Sehingga peralatan listrik tersebut akan hidup atau mati sesuai

dengan instruksi yang diberikan. Remote ini dapat bekerja sejauh 30 m.

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN I ................................................................................ ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................. v

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xi

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2. Tujuan .............................................................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah .............................................................................................. 3

1.4 Metodologi Penelitian ....................................................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan ....................................................................................... 3

1.6Diagram Blok ..................................................................................................... 5

BAB 2. DASAR TEORI

2.1. Osilator Kristal ................................................................................................. 8

2.2. Transistor Sebagai Saklar .............................................................................. 10

2.3. Relay .............................................................................................................. 12

2.4. Pemancar Remote .......................................................................................... 14

2.5. Catu Daya ....................................................................................................... 18

2.6 Mikrokontroler AT8920C51 .......................................................................... 16

2.6.1 Konfigurasi Mikrokontroller AT89C2051 ................................................... 20

2.6.2 Struktur Memori ........................................................................................... 23

2.6.2.1 RAM Internal ............................................................................................ 23

2.6.2.2 Register Fungsi Khusus ............................................................................ 24

2.6.2.3 Flash PEROM ........................................................................................... 25

2.6.3 Reset ............................................................................................................. 25

2.6.4 Instruksi Transfer Data ................................................................................ 28

2.6.5 Instruksi Aritmatika ..................................................................................... 29

2.6.6 Instruksi Logika ........................................................................................... 29

2.6.7 Instruksi Transfer Kendali ........................................................................... 30

2.7 optocoupler ..................................................................................................... 33

BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Perancangan Hardware ................................................................................... 34

3.1.1 Remote Control .......................................................................................... 37

3.1.2 Rangkaian Receiver ................................................................................... 39

3.1.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89C2051 .................................................. 41

3.1.4 Rangkaian Driver ...................................................................................... 42

3.3 Perancangan Software ..................................................................................... 43

3.3.1 alogaritma .................................................................................................. 44

3.3.2 Flowchart ................................................................................................... 46

BAB 4. PENGUKURAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian Unit Penerima Infra Red ................................................................. 51

4.2 Pengujian Sistem Mikrokontroller ................................................................... 56

4.3 Pengujian Rangkaian Driver ........................................................................... 58

4.4 Analisa Program ............................................................................................... 58

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 66

LAMPIRAN .......................................................................................................... 67

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Blok ....................................................................................... 5

Gambar 2.1 a) Simbol Osilator Kristal .................................................................... 9

b) Rangkaian Ekivalen Osilator ........................................................... 9

c) Kurva Osilator Kristal ...................................................................... 9

Gambar 2.2.(a)Transistor pada saat tidak menghantar (b)Transistor pada saat

menghantar ..........................................................................................................10

Gambar 2.2 (c)Karakteristik Transistor ................................................................. 11

Gambar 2.3 Simbol Relay ...................................................................................... 13

Gambar 2.4 Pulses Coded ...................................................................................... 14

Gambar 2.5 Space Coded ....................................................................................... 14

Gambar 2.6 Shift Coded ...................................................................................... 15

Gambar 2.7 Pulsa Remote Control Sony .............................................................. 17

Gambar 2.8 Format Sinyal Remote Control Sony ................................................. 18

Gambar 2.9 Rangkaian Catu Daya ......................................................................... 19

Gambar 2.10Konfigurasi mikrokotroler ................................................................ 20

Gambar 2.11 Blok Diagram AT89C2051 .............................................................. 20

Gambar 2.12Aliran Arus dan Perubahan Tegangan pada Reset Otomatis ............ 27

Gambar 3.2 Format Sinyal Remote Control Sony ................................................. 38

Gambar 3.3 Rangkaian Penerima Infra Red .......................................................... 40

Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89C2051 ........................................... 41

Gambar 3.5 Rangkaian Driver ............................................................................... 42

Gambar 3.8 Flowchart ........................................................................................... 46

Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Penerima Infra Red ...................................... 52

Gambar 4.3 Aliran Arus dan Perubahan Tegangan pada Reset Otomatis ............ 57

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi Pin .......................................................................................... 21

Tabel 2.2 Isi Rangkaian Setelah Reset ................................................................... 25

Tabel 3.1 Format Data Remote Sony ..................................................................... 38

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Penerima Infra Red................................. 52

Tabel 4.2 Data yang diterima oleh Rangkaian Penerima Infra Red....................... 53

Tabel 4.3 Gambar Keluaran Receiver .................................................................... 55

Tabel 4.4 Titik Pengukuran Kondisi Power On Reset………………………… 57

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kemajuan teknologi dibidang elektronika dewasa ini berkembang cepat

sekali dan berpengaruh dalam pembuatan alat-alat canggih, yaitu alat yang dapat

bekerja secara otomatis dan memiliki ketelitian tinggi dengan bantuan

mikrokontroller. Ada beberapa macam kontroler yang dapat digunakan, namun

yang saat ini yang paling banyak digunakan adalah kontroler yang merupakan dari

mikroprosesor. Hal ini memberi dampak positif dan mempermudah segala

aktivitas baik itu menyangkut kebutuhan perseorangan maupun kepentingan

sebuah instansi ataupun perusahaan. Teknologi tepat guna ini merupakan

penerapan teknologi sehingga tercipta konsep system yang lebih efektif dan

efisien baik segi waktu maupun biaya.

Sebuah rumah atau hotel biasanya dilengkapi berbagai peralatan listrik

baik peralatan penerangan maupun peralatan elektronika lainnya seperti televisi,

pendingin, lemari es, dan sebagainya. Akibat dari kelalaian penghuni rumah

seringkali peralatan listrik tetap hidup walaupun tidak digunakan lagi. Hal ini

akan memboroskan dan dapat menimbulkan kerugian yang lebih besar seperti

kebakaran. Untuk mengatasi hal tersebut maka penulis ingin mencoba merancang

dan membuat alat yang berjudul “Perancangan dan pembuatan sistem pengendali

peralatan listrik rumah tangga jarak jauh dengan menggunakan remote control

berbasis mikrokontroller AT89C251”. Jadi ada alat ini penulis memanfaatkan

remote control untuk menghidupkan dan mematikan peralatan listrik yang ada

dengan jarak yang cukup jauh yaitu sekitar 30 meter. Seperti pada ruang utama

rumah, yang didalamnya terdapat lampu utama, kipas angin, tape, dan lain-lain.

Untuk lebih mengoptimalkan fungsi dari remote control TV, maka dalam

tugas akhir ini dibuat sistem pengontrol yang menggunakan remote control TV

sebagai pengendalinya. Ketika kita lupa untuk mematikan salah satu peralatan

listrik, sementara kita tidak berada di dekat peralatan listrik tersebut, kita dapat

mematikannya dengan remote control tersebut. Sehingga dapat mengefesiensikan

waktu dan tenaga serta menghindari pemborosan. Proyek ini dijadikan sebagai

tugas akhir karena memiliki manfaat bagi manusia modern, yaitu efisiensi waktu,

tenaga, dan biaya. Kiranya tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi yang

membacanya.

1.2 Tujuan

Tujuan Utama dalam proyek tugas akhir ini adalah :

1. Merancang dan membuat pengendali peralatan listrik rumah tangga

menggunakan remote TV berbasis mikrokontroler AT89C2051

2. Mengetahui dan memahami mikrokontroler AT89C2051 dan seluruh

komponen yang terdapat dalam pembuatan tugas akhir ini.

3. Sebagai syarat untuk menyelesaikan perkuliahan di Politeknik Negeri

Medan.

1.3 Batasan masalah

Dalam perencanaan dan pembuatan tugas akhir ini diberi batasan batasan

masalah sebagai berikut.

1. Perancangan dan pembuatan sistem kontrol berbasis mikrokontroler

AT89C2051.

2. Jumlah peralatan listrik rumah tangga yang dikontrol sebanyak 5

macam peralatan listrik.

3. Jarak pengontrolan maksimum30 m.

4. Sistem control ini dapat mengontrol peralatan listrik rumah tangga dari

ruangan yang berbeda yang memiliki ventilasi dan ruangan terbatas.

1.4 Metodologi Penelitian

1. mengumpulkan data dengan cara melakukan study kepustakaan

dengan jalan mencari buku-buku atau informasi yang berhubungan

dengan alat ini.

2. Mengadakan konsultasi dan arahan dosen pembingbing serta sumber

lain.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan penulisan laporan ini, penulis membuat susunan bab-

bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika penulisan laporan dengan

urutan sebagai berikut:

BAB 1 : PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan latar belakang, batasan masalah, tujuan

pembuatan proyek, metode pengumpulan data, dan sistematika

penulisan laporan.

BAB 2 : DASAR TEORI

Bab ini berisikan tentang teori-teori penunjang yang

mendukung pemecahan masalah pada bagian pembahasan.

BAB 3 : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Berisikan tentang proses perancangan dan pembuatan system.

Mulai dari perancangan dan pembuatan hardware hingga

pembuatan software.

BAB 4 : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

Bab ini berisikan tentang pengujian dan analisa system secara

hardware serta software.

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian ini berisikan kesimpulan dari laporan proyek dan saran

saran dari penulis.

1.6 Diagram Blok

Gambar 1.1 Diagram Blok

Fungsi setiap diagram blok :

Remote Control merupakan sistem yang berfungsi untuk mengirimkan

sinyal data yang akan diproses. Remote control ini akan mengirimkan kode sinyal

yang telah ditentukan (lihat dasar teori Remote Control ), misalnya untuk tombol

1 berarti remote mengirimkan data 80H ke penerima.

Extender Merupakan bagian yang berfungsi mengubah sinyal infrared menjadi

gelombang radio dengan frekuensi UHF sehingga transmisi data dapat dilakukan

dengan jarak yang cukup jauh dan diterima dengan penerima UHF serta kembali

dirubah menjadi sinyal-sinyal infrared. Teknologi infrared dalam aplikasi remote

control saat ini sudah banyak dijumpai pada berbagai macam perangkat

elektronik. Namun sampai saat ini, infrared mempunyai keterbatasan untuk

pengendalian pada jarak yang sangat jauh ataupun menembus dinding. Contohnya

pada presentasi di panggung yang luas di mana jarak presenter dan power point

projector berada pada posisi yang sangat jauh, atau pada pengendalian peralatan

rumah tangga menggunakan remote control sony seperti yang dibahas pada

article AN0083

Dengan adanya Infrared Remote Control Extender ini, maka pengendalian

peralatan menggunakan infrared remote control dapat dilakukan pada jarak yang

lebih jauh dan bahkan dapat menembus tembok.

Prinsip kerja dari Infrared Remote Control Extender ini adalah mengubah

sinyal infrared menjadi gelombang radio dengan frekwensi UHF sehingga

transmisi data dapat dilakukan pada jarak yang cukup jauh dan diterima dengan

penerima UHF serta kembali diubah menjadi sinyal-sinyal infrared. Frekwensi

UHF 916 MHz digunakan untuk menghindari adanya noise-noise dari frekwensi

radio lainnya.

Receiver: merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal yang

dipancarkan oleh remote control dan difilter, dikuatkan untuk mendapatkan output

sinyal yang baik

Mikrokontroler AT89C2051 bagian ini berfungsi untuk membaca dan

mengolah data yang diterimanya dari penerima remote serta mengeluarkan data

untuk mengontrol blok driver relay sesuai dengan programnya.

Driver Relay berfungsi sebagai driver antara mikrokontroler dengan beban

dimana beban yang digunakan dengan catu daya AC, sehingga dipergunakan relay

sebagai perantaranya.

Beban merupakan sistem yang akan dikendalikan. Kita dapat menentukan

beban yang akan digunakan sesuai dengan tegangan inputnya. Pada perancangan

ini digunakan kipas, mixer dan 3 buah lampu 220V AC.