kkk

11

RANCANG BANGUN KONTROL PERALATAN LISTRIK OTOMATIS

BERBASIS AT89S51

Isa Hamdan1), Slamet Winardi2)

1)Teknik Elektro, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya2)Sistem Komputer, Universitas Narotama Surabaya

ABSTRAK

Penggunaan mikrokontroller terutama untuk fungsi yang berbasis waktu (Time) sebagai pembanding menjadi sangat relevan dengan peralatan yang akan difungsikan berdasarkan waktu

juga. Kontrol peralatan listrik yang mengenal dua kondisi ON/OFF bisa digunakan sebagai salah satu aplikasi dari pemanfaatan mikrokontroller sebagai pusat kontrolnya. Pemanfaatan mikrokontroller yang dikombinasikan dengan kontrol ON/OFF menjadi sangat dibutuhkan saat mobilitas pengguna menjadi semakin meningkat, sehingga kemampuan pengontrolan

peralatanpun harus diusahakan lebih fleksibel dalam pengaturannya. Pemanfaatan mikrokontroller yang digunakan sebagai pusat kendali dari peralatan listrik yang penyalaannya berdasarkan waktu

untuk menentukan ON/OFF nya menjadi sangat menarik untuk terus menerus dikembangkan.

Kata Kunci : Waktu, Mikrokontroller, On/Off

PENDAHULUAN

Peralatan listrik adalah peralatan

yang senantiasa berubah dan

berkembang sesuai dengan mobilitas

penggunanya. Keberadaan kontrol dari

peralatan listrik yang dapat diprogram

dengan mengambil konsep

pemrograman dan pembuatan aplikasi

dari mikrokntroller adalah sesuatu yang

sangat diharapkan keberadaanya guna

menunjang mobilitas pengguna

peralatan listrik tersebut. Kontrol

ON/OFF adalah kontrol yang bisa

diaplikasikan pada hampir semua

peralatan listrik yang mempunyai dua

kondisi yaitu ON dan OFF.

Kebutuhan akan kontrol listrik yang

dapat diprogram ON/OFF sesuai dengan

kebutuhan pengguna adalah suatu

masalah. Sementara pemanfaatan dari

mikrokontroller untuk fungsi tersebut

sudah memungkinkan.

Untuk keperluan itu akan dibuat

kontrol peralatan listrik yang dapat di

program ON/OFF nya sesuai dengan

keinginan penggunanya dengan

menggunakan microkontroller MCS

89S51 sebagai pusat kontrol peralatan.

12

Jurnal Monitor, Vol. 1, No. 1, Juli 2012

BLOK DIAGRAM SISTEM

Tahapan awal dari proses

perancangan alat adalah menentukan

terlebih dahulu blok diagram dari

peralatan tersebut untuk memudahkan

penentuan detail dari pengerjaan alat

tersebut.

Gambar 1. Blok Diagram Sistem

Cara kerja alat adalah, jika penghuni

rumah inigin meninggalkan rumah dalam

jangka waktu kurang atau sama dengan

dua bulan maka dapat mengaktifkan

kontrol peralatan tersebut dengan cara

mengeset peralatan yang iningin di

hidupkan dalam jangka waktu tertentu.

Misalnya; seorang X pergi

meninggalakan rumah dalam jangka 15

hari, pada hari ke 7, X ingin lampu

kamarnya menyala dari jam 6 sore

sampai jam 6 pagi, sementara dia juga

ingin agar pompa penyiram tanamannya

menyala setiap jam 4 sampai jam 5 sore.

Di sisnilah alat pengendali peralatan

listrik tersebut bekerja untuk mengatur

peralatan listrik tersebut sesuai dengan

jam yang telah diprogram sebelum

meningggalakan rumah.

Fungsi dari masing-masing diagram blok

adalah sebagai berikut :

1. Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler berfungsi untuk

menerima perintah-perintah dari

keypad serta menampilkan data ke

LCD

2. Tampilan LCD

Tampilan LCD digunakan untuk

menampilkan pilihan output dan

output yang sedang dijalankan.

3. Keypad

Keypad berfungsi untuk

memasukkan pilihan output dan

output yang akan dijalankan.

4. Transistor Unit

Transistor unit berfungsi meng-

hubungkan antara mikrokontroller

dan relay 12 V

5. Relay

Relay berfungsi memberikan switch

ke peralatan listrik dengan

memberikan tegangan 220 V

6. Power Supply Unit

Power Supply unit akan memberikan

catu daya 5V ke mikrkontroller dan

catu daya relay. Indicator LED yang

mungkin terpasang juga

menggunakan catu daya dari power

supply unit ini.

13

Isa Hamdan, dkk : Rancang Bangun Kon …..

Mikrokontroler AT89S51

Dalam perancangan sistem ini

mikrokontroler sebagai otak dari seluruh

sistem dan rangkaian ditunjukkan pada

gambar dibawah ini dengan pembagian

fungsi dari masing-masing port sebagai

berikut :

EA/VP

X1

RESET

X2

P00P01P02P03P04P05P06P07

P20P21P22

ALE/P.PSEN

KEYPAD

30 pF

30 pF

10 K

47 uF

12 MHZ

+

DATA LCD

+5 V

AT 8 9 S 5 1

P25P26P27

P30P31P32P33P34P35P36P37

P10P11P12P13P14P15P16P17

OUTPUT

Gambar 2. Minimum Sistem AT89S51

Pewaktuan Mikrokontroler

Chip IC mikrokontroler yang

digunakan adalah AT89S51 dengan seri

24PC, yang berarti mikrokontroler ini

dapat bekerja sampai frekuensi

maksimal 24 MHz. Pada rangkaian

mikrokontroler menggunakan osilator

internal (on chip oscillator) yang dapat

digunakan sebagai sumber clock CPU

dan dirancang untuk bekerja pada

frekuensi (kristal) 12 MHz. Fungsi dari 2

buah kondensator bernilai 30 pF (nilai

disesuaikan dengan data sheet

AT89S51) ini adalah untuk stabilitas

resonansi dari clock oscillator.

Power On-Reset

Power On-Reset maksudnya

adalah mikrokontroler akan melakukan

reset pada saat power (catu daya)

diaktifkan (di On-kan). Rangkaian reset

terdiri dari sebuah kapasitor 10F dan

sebuah resistor 10K dan sebuah switch

push button. Reset terjadi pada saat

transisi dari ‘high’ selama dua siklus

menuju ke ‘low’ yang dikenakan pada pin

reset. Satu siklus mesin pada rangkaian

adalah

= kristalf

12=

000.000.12

12 = 1 s

2 siklus = 2 s

Dengan kapasitor bernilai

10F dan resistor 10K, maka waktu high

adalah :

2/3 RC = 0,6 x 10.000 x 10 . 10-6

= 0,06 detik = 60 ms

Waktu 60 ms sudah melebihi dari

minimum waktu ‘high’ yang diperlukan

untuk reset.

Tampilan LCD

LCD dalam sistem ini digunakan

untuk mempermudah user dalam

menentukan pilihan output yang

diiinginkan. Pada saat sistem bekerja

LCD akan menampilkan pilihan output

yang sedang dijalankan serta waktu /

Jam yang terus bekerja. Rangkaian LCD

14


dan hubungan dengan mikrokontroler

ditunjukkan pada gambar 3. Penjelasan

dari rangkaian LCD adalah sebagai

berikut:

Pin data LCD dihubungkan dengan

port 0 mikrokontroler.

Pin Vcc adalah catu daya positip

rangkaian LCD dihubungkan ke +5

Volt.

Pin Vss adalah ground rangkaian

LCD, dihubungkan ke ground power

supply.

Pin Vee adalah pin yang berfungsi

untuk mengatur tingkat kecerahan

LCD dengan menggunakan variable

resistor 1K.

Pin E (enable) berfungsi untuk

mengontrol aktif tidaknya LCD yang

dihubungkan ke mikrokontroler port

1.5.

Pin RS berfungsi untuk seleksi data

bus sebagai ‘data’ atau sebagai

‘kontrol’, dan dihubungkan ke

mikrokontroler port 2.7

Pin A adalah catu positip untuk lampu

belakang LCD dihubungkan ke +5

Volt melalui dioda sebagai proteksi.

Pin K adalah ground untuk lampu

belakang LCD, dihubungkan ke

ground power supply.

DOT MATRIK LCD

DOT MATRIK LCD

VC

CV

SS

VE

E

R/WD0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

E RS

A K

DATA BUS BACK LIGHT

1N001

DATA LCD

+5 V

1 K

+5 V

VCL

D

Gambar 3. Rangkaian LCD

Keypad

Keypad digunakan sebagai

interface antara user dan system. User

akan memberikan pilhan output yang

diinginkan serta menampilkan pilihan

tersebut ketika sedang dijalankan.1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 0 #

P3.0 - P3.6

Gambar 4. Konfigurasi Keypad 3X4

Dari rangkaian diatas dapat

diperoleh 16 kemungkinan output

yang dapat dilhat pada tabel berikut:

Tabel 1. Coding Keypad 4X3

15


Transistor Unit

Transistor Unit adalah rangkaian

gabungan antara transistor dan resistor

serta pengaman dioda yang digunakan

sebagai saklar ke relay, sehingga setiap

output yang dikirim dari mikrokontroller

dapat menyalakan relay melalui

transistor unit.

DARI RELAY 5 V

DARI P2.0 - P2.2

330 OHM

A 733

IN 4001

330 OHM

A 733

IN 4001

330 OHM

A 733

Gambar 5. Rangkaian Transistor Driver

Relay 5V DC

Relay merupakan switch magnetic

yang di gunakan untuk mengontrol

tegangan yang lebih besar, yaitu dari

tegangan 12 V mengontrol tegangan

220 V.

KE TRANSISTOR UNIT

DARI POWER SUPPLY+ 5 V DC

C1

DC 12 V

KE R1

C1

DC 12 V

KE R1

C1

DC 12 V

KE R1

Gambar 6. Rangkaian Relay 5V DC

Relay 12V DC

Relay 12 V digunakan untuk

mengontrol tegangan yang lebih besar,

yaitu dari tegangan tegangan 220 V.

Gambar 7. Rangkaian Relay 12V DC

Power Supply Unit

Power supply unit ini digunakan

untuk memberikan catu daya ke semua

rangkaian yang terkait. Catu daya dibuat

stabil dengan cara menambahkan IC

7805 untuk catu 5 Volt dan 7812 untuk

catu 12 Volt. Transformer yang

digunakan dalam pembuatan power

supply unit ini adalah Transformer AC

220 V pada bagian Primernya dan 12 V

dengan center tapenya pada bagian

sekundernya.

Gambar 8. Power Supply Unit

16


Kestabilan catu daya sangat

menentukan kehandalan dari pembuatan

system yang akan dibuat sehingga

proses perancangan yang dibuat

mebutuhkan beberapa percobaan

sebelum dibuat suatu rangkaian baku

yang sudah teruji.

Perangkat Lunak Sistem

Perangkat lunak menggunakan

bahasa tingkat rendah assembly MCS

– 51. Agar program yang di buat sesuai

dengan perangkat keras yang telah di

buat, maka kiranya perlu di buat suatu

alur program sehingga algoritma

program dapat terstruktur dan jelas. Alur

perancangan perangkat lunak yang

dibuat hanya berdasarkan subrutin yang

akan digunakan mengingat keterbatasan

dari pemakaian flowchart itu sendiri yang

terbatas pada bagian – bagian yang

bersinggungan dengan input dan output

saja. Pemakaian flowchart yang terlalu

rumit justru sering menyulitkan kita untuk

memahami maksud dari program yang

akan kita buat, karena keterbatasan dari

penggunaan flowchart itulah penulis

hanya membuat alur subrutinnya saja.

diagram alur perancangan perangkat

lunak sebagai berikut :

Gambar 9. Flowchart Sistem

Pengujian keypad

Pengujian keypad bisa dilakukan

dengan menggunakan software, bila

tombol keypad di tekan, maka software

akan membaca data dari keypad,

misalnya angka 1 yang di tekan, maka

data #00 akan berubah menjadi #EE dan

bila ditabelkan sebagai berikut :

17


Tabel 2. Data Keypad

Pengujian Transistor Unit

Pengujian Transistor Unit di

lakukan dengan memberikan logic 1

pada base transistor dan ground pada

collectornya.

+ 12 V Dc

330 OHM

A 733

Collector

Base

IN 4001

Gambar 10. Pengujian Transistor Driver

Tabel 3.Tabel Hasil Pengujian

Transistor

Input Switch

Base Collector

0 Ground Connect

1 Ground Disconnect

Pengujian Relay 5V dan 12V

Pengujian relay / kontaktor di

lakukan dengan memberikan tegangan

kerja pada relay / kontaktor dan

kemudian di lakukan pengujian pada

kontak – kontaknya.

Gambar 11. Pengujian Relay

Tabel 4. Tabel Hasil Pengujian

Relay

Pengujian Sistem

Pengujian Sistem di lakukan

dengan memasang semua komponen

dalam sistem dan melakukan pengujian

pada tegangan operasional listrik yang

akan digunakan daam rumah tangga.

18


Gambar 12. Rangkaian Lengkap

Pengujian satu sistem lengkap, diuji

dengan memberikan beban listrik yang

sebenarnya. Pengujian sistem dilakukan

dengan jalan membuat tabel uji yang

kemudian dimasukkan sebagai bahan

untuk menguji apakah sistem yang telah

dibuat dapat berjalan dengan baik atau

tidak.

Tabel 5. Hasil Pengujian SistemSet

Output

Mulai

ON dari

Hari ke

Sampai

hari ke

Mulai

jam

Sampai

jam

1 2 15 18 5

2 4 40 5 15

3 10 20 20 5

Kesimpulan

Dalam Penelitian ini telah di bahas

Perancangan dan Pembuatan pengendali

peralatan listrik otomatis berbasis

AT89S51 yang merupakan peralatan

bantu yang dapat digunakan sebagai

kontrol listrik otomatis yang menekankan

pada fungsi dan efisiensi dari penggunaan

sumber listrik dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1. Integrasi dari hardware dan

software yang diaplikasikan pada

peralatan untuk fungsi tertentu

ternyata cukup memberi manfaat

yang bisa digunakan untuk

perbaikan kwalitas kehidupan.

2. Elektronika digital yang

menitikberatkan pada proses

digiatalisasi sistem yang

menggunakan model logika 0 dan

1, ternyata telah semakin handal

dengan dapat diintegrasikannya

hardware dan software (Embeded)

secara lebih mudah dan murah.

3. Kontrol peralatan listrik yang

memadai dan handal serta pintar

juga semakin dibutuhkan terutama

demi meningkatkan efisiensi

penggunaan energi listrik tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, Owen, 2004, Dasar - dasar Elektronika. Penerbit PT. Gelora

Aksara Pratama, Jakarta.

Malvino, P.A., 1995, Prinsip - prinsip Elektronika, Penerbit Erlangga,

Surabaya.

19


Putra, A. E., 2002, Belajar Mikrokontroler AT 89C51/52/55 (Teori dan Aplikasi), Penerbit Gava Media, Yogyakarta.

Deddy S., 48 Jam Kupas Tuntas

Mikrokontroler MCS51 & AVR

Tirtamihardja, 1996, Elektronika Digital, Penerbit Andi, Yogyakarta.

Wasito, S., 1995, Vademekum Elektronika edisi kedua, Penerbit

Gramedia, Jakarta.

Sulhan S., Mudah dan Menyenangkan

Belajar Mikrokontroler, Penerbit Andi,

Yogyakarta, 2006

kkk

Documents