prototype switching suara pada …eprints.uns.ac.id/6027/1/197151711201110011.pdf · dengan sistem...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA

DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya

Program Diploma III Ilmu Komputer

Disusun oleh :

ROHMANI DIAH PERMATASARI

NIM. M3308052

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2011

i


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN



Disusun Oleh


NIM. M3308052

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan

Di hadapan dewan penguji

pada tanggal 7 Juni 2011

ii


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN



Disusun oleh:


M3308052

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir

Program Diploma III Ilmu Komputer

pada hari Senin tanggal 11 Juli 2011


commit to user

iv

ABSTRACT

ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE

SWITCHING VOICE IN LANGUAGE LABORATORY BY ANALOGUE

SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLER AT89S51. final project,

Surakarta: Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Sebelas

Maret Surakarta, 2011.

Language laboratory is an instructional lab that can be used to train

language skills. To facilitate the conduct speaking and listening it is needed tool

that has a function for communication between teachers and students effectively

and efficiently. The purpose of this Final Project is to create a prototype switching

voice in the language laboratory.

A prototype of switching voice in the language lab was created. In general

prototype switching voice in the language lab was designed using a

microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 and other supporting

components. Microcontroller controled the push button switch that was connected

with a series of audio master hub and the output was the series box of student

consule served for communication between teachers and students.

It can be concluded that the prototype switching voice can be used as a

basis if someone wants to make a real language lab.

Keywords: Microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822, the Switch Hub of

Master Audio

iv


commit to user

v

ABSTRAK

ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE

SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN

SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51. Tugas

Akhir, Surakarta: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Sebelas Maret Surakarta, 2011.

Laboratorium bahasa merupakan sebuah media pembelajaran yang bisa

dimanfaatkan untuk melatih keterampilan berbahasa. Untuk mempermudah dalam

melakukan speaking maupun listening dibutuhkan alat yang mempunyai fungsi

untuk berkomunikasi antara guru dan siswa secara efektif dan efisien. Tujuan dari

tugas akhir ini adalah membuat sebuah prototype switching suara pada

laboratorium bahasa.

Sebuah prototipe switching suara pada laboratorium bahasa telah dibuat.

Secara umum prototipe switching suara pada laboratorium bahasa ini dirancang

menggunakan mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 dan komponen

pendukung yang lainnya. Mikrokontroler mengontrol saklar push button yang

terhubung dengan rangkaian switch hub master audio dan outputnya berupa box

rangkaian student consule yang berfungsi untuk komunikasi antara guru dan

siswa.

Dapat disimpulkan bahwa prototipe switching suara ini bisa difungsikan

sebagai dasar jika seseorang ingin membuat laboratorium bahasa secara nyata.

Kata Kunci: Mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 , switch hub master

audio.

v


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat, rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir dan menyusun laporan Tugas Akhir dengan judul “PROTOTYPE

SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN

SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 ”.

Penyelesaian laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan,

dan bantuan dari berbagai pihak baik yang secara langsung maupun secara tidak

langsung. Atas terselesainya laporan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya.

2. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III Ilmu

Komputer, yang telah memberi pengarahan dalam menyelesaikan

penulisan laporan.

3. Bapak Drs. Syamsurizal selaku dosen pembimbing, yang telah

memberi bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan

laporan.

4. Kedua orang tua dan kakak yang telah memberikan dukungan dan

do’a.

5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.

Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

.

Surakarta, Juni 2011

Penulis

vi


commit to user

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iii

ABSTRACT ................................................................................................... iv

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

KATA PENGANTAR ................................................................................... vi

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

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

1.2 Perumusan Masalah..................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................... 2

1.5 Metodologi Penelitian ................................................................. 3

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI ...................................................................... 5

2.1 Kebutuhan Hardware ................................................................. 5

2.1.1 Komponen Elektronika..................................................... 5

2.1.2 Catu Daya ........................................................................ 8

2.1.3 IC AT89S51…………….................................................. 9

2.1.4 IC 4016 ......................................................................... 13

2.1.5 IC TDA2822…………………………............................. 14

2.2 Kebutuhan Software……………................................................

2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51……………………………...

2.2.2 Downloader AEC_ISP……………………………………

14

14

15

2.3 Kebutuhan Output Suara ........................................................... 15

2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP.......................................

2.3.2 Headphone.........................................................................

15

15

vii


commit to user

viii

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN .................................................. 16

3.1. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan................................... 16

3.2 Perancangan PCB dan Komponen ...........................................

3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB.......................

3.2.2 Komponen Hardware......................................................

3.2.3 Alat dan Komponen Pendukung......................................

18

18

19

20

3.3. Pembuatan Mekanik .............................................................. 20

3.4 Pembuatan Program ................................................................. 21

3.5 Tahap Penyelesaian .................................................................. 23

3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian ............................................. 23

BAB IV ANALISIS DAN IMPLEMENTASI............................................. 28

4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian ................................................

4.1.1 Rangkaian Power Supply.................................................

4.1.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51..............................

4.1.3 Rangkaian Driver Relay...................................................

4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio..............................

4.1.5 Rangkaian Student Consule..............................................

4.2 Proses Download Program……………………………………

28

28

28

29

31

32

33

4.3 Pengujian Per Bagian……………............................................. 36

4.3.1 Pengujian Rangkaian Power Supply .............................. 36

4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ............ 36

4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan………………........... 38

4.3 Hasil Pengujian Keseluruhan…………………………………. 38

BAB V PENUTUP...........................................................................................

5.1 Kesimpulan..................................................................................

5.2 Saran.............................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

LAMPIRAN.......................................................................................................

42

42

42

43

45

viii


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Tabel 4.1

Fungsi Khusus port 3…………………………………………..

Pengujian Rangkaian Power Supply...........................................

11

36

Tabel 4.2

Tabel 4.3

Hasil Pengujian Mikrokontroler................................................

Hasil Pengujian Keseluruhan………………………………….

37

38

ix


commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor....................................................... 5

Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor..................................................... 6

Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor………….................................... 7

Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148............................................ 7

Gambar 2.5 simbol saklar………………………........................................... 8

Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge. ............................................. 8

Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51 ..................................................... 10

Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader)............................................. 13

Gambar 2.9 Bentuk dan Konfigurasi pin IC CMOS...................................... 14

Gambar 2.10 IC TDA2822………………...................................................... 15

Gambar 2.12

Gambar 2.13

konfigurasi pin dan warna kabel……………………………….

Headphone…………………………………...………………...

16

16

Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan......................................... 17

Gambar 3.2 Diagram Flowchart Program.....................…………….……… 22

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply...………………… ………………… 24

Gambar 3.4

Gambar 3.5

Gambar 3.6

Rangkaian Mikrokontroller AT89S51..........................………..

Rangkaian Switch Hub Master Audio ……..……….…………

Rangkaian Student Consule ………..…………………………

24

26

27

Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply………..………………………......... 28

Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroler………...…...……………………… 29

Gambar 4.3 Driver Relay pear dan group……….…..….…….…………..... 30

Gambar 4.4 Driver relay music………… .............………………………… 30

Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay………….……………….................... 30

Gambar 4.6 Switch hub master audio setelah jadi.................................…… 32

Gambar 4.7

Gambar 4.8

Gambar 4.9

Gambar 4.10

Student consule setelah jadi.......................…………...……….

Screenshoot load file*.hex ….………………………………..

Screenshoot file nama*.hex….………………………………..

Device Program……………………………………………….

32

33

33

34

x

x


commit to user

xi

Gambar 4.11

Gambar 4.12

Gambar 4.13

Gambar 4.14

Gambar 4.15

Gambar 4.16

Gambar 4.17

Gambar 4.18

Gambar 4.19

Gambar 4.20

Proses Program………………………………………………...

Reset High…………………………………………………….

Reset Low…………………………………………………….

Pengujian Power Supply………………………………………

Pengujian Mikrokontroler……………………………………..

Rangkaian keseluruhan sebelum di box……………………….

Rengakaian keseluruhan setelah diberi box……………………

Rangkaian master control sebelum diberi box…………………

Rangkaian master control setelah diberi box………………….

Box klien………………………………………………………

34

35

35

36

37

40

40

41

41

41

xi


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Laboratorium bahasa di Sekolah-Sekolah di Indonesia pada

umumnya masih dalam ukuran standar yaitu hanya menggunakan tempat

atau suatu ruangan yang didalamnya terdapat seperangkat audio untuk

listening dan beberapa headphone untuk speaking antara guru dengan siswa

secara individu. Bahkan tidak sedikit Sekolah yang belum mempunyai

laboratorium bahasa. Padahal sebuah lab bahasa merupakan suatu komponen

yang dibutuhkan pada suatu Sekolah, karena pembelajaran bahasa baik

bahasa lokal maupun bahasa asing pastinya juga sangat dibutuhkan untuk

mencapai mutu pendidikan yang lebih maksimal.

Masalah yang sering dihadapi dari kondisi lab bahasa yang ada

sekarang ini adalah kurang efektif dan kompetennya pengadaan suatu lab

yang berbasis multimedia standart nasional. Dengan peralatan yang minimal

disertai fungsi yang kurang kompleks yaitu hanya bisa untuk komunikasi

secara individu saja, pastinya pembelajaran juga kurang maksimal. Selain itu

produk yang digunakan rentan terhadap kerusakan karena konfigurasinya

yang kurang baik disertai perawatan yang jarang dilakukan. Hal ini tentunya

menjadi masalah bagi guru-guru yang akan menggunakan lab bahasa sebagai

media pembelajaran secara langsung dan terus menerus.

Dari permasalahan tersebut penulis mencoba memberikan solusi

sederhana dengan memanfaatkan perkembangan peralatan elektronika yang

dipadu dengan mikrokontroler sebagai indikatornya. Aplikasi yang dibuat

berupa switch suara yang dapat mengatur suara dari guru ke siswa melalui

inputan saklar push button. Sebagai indikator berupa mikrokontroller

AT89S51 yang dihubungkan dengan rangkaian switch hub master audio

sebagai pengontrolnya dan rangkaian student consule sebagai output serta alat

bantu bicara untuk guru dan siswa. Output yang dihasilkan nantinya adalah

indicator led dan 4 headphone untuk siswa (klien) beserta 1 headphone guru


commit to user

2

(master control). Selain itu juga ditambahkan fungsi group dan pear yang

bisa digunakan untuk komunikasi secara grup 4 orang maupun 2 orang. Jadi

siswa bisa belajar secara berkelompok dan proses belajarpun bisa lebih

maksimal.

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas maka rumusan

masalah yang dapat diambil adalah bagaimana merancang piranti system audio

untuk keperluan lab bahasa dan membuat system kendali lab bahasa berbasis

mikrokontroler AT89S51.

1.3 Pembatasan Masalah

Laporan tugas akhir ini hanya akan membahas tentang pembuatan

prototype switching suara dengan keluaran berupa 5 box student consule sebagai

media komunikasi menggunakan beberapa block rangkaian, meliputi: rangkaian

power supply, rangkaian mikrokontroler AT89S51, rangkaian switch hub master

audio beserta rangkaian student consule. Disini hanya dibuat prototype keluaran

berupa 1 box student consule untuk guru dan 4 box student consule untuk siswa.

Dan yang bisa mengontrol box siswa (klien) hanya bisa dilakukan oleh guru

(master control).

1.4 Tujuan dan Manfaat

a. Tujuan

Tujuan pembuatan prototype switching suara pada laboratorium

bahasa ini adalah membuat rancangan bangun yang terdiri dari rangkaian

software dan hardware. Rangkaian hardware meliputi rangkaian

mikrokontroler, rangkaian switch hub master audio, rangkaian student

consule dengan output headphone yang disertai microphone suara yang dapat

diaplikasikan untuk menambah efektifitas pembelajaran.


commit to user

3

b. Manfaat

Dengan dibuatnya prototype switching suara pada laboratorium

bahasa ini akan bermanfaat bagi:

1. Pembuat,

Sebagai penambah wawasan dan sumber ide serta motivasi untuk

melakukan pengembangan alat yang lebih sempurna secara nyata.

2. Sekolah ,

Membantu guru dalam melakukan pembelajaran yang lebih efektif

tehadap siswa.

1.5 Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini

adalah:

a. Studi literatur, meliputi:

1. Mempelajari karakteristik tiap komponen dasar yang digunakan dalam

Tugas Akhir ini.

2. Mempelajari sistem kerja dari rangkaian switch hub master audio

sebagai rangkaian pengatur suara.

3. Mempelajari teori mengenai mikrokontroler AT89S51 sebagai

pengontrol bagi perangkat lainnya.

4. Mempelajari rangkain student consule sebagai media komunikasi

antara guru dengan siswa.

b. Pengumpulan data, meliputi:

1. Data mengenai karakteristik tiap komponen yang digunakan

2. Data mengenai mikrokontroler AT89S51, IC 4016 untuk flip-flop

saklar, beserta IC TDA 2822

c. Perancangan dan implementasi prototype switching suara pada lab bahasa

dengan ouput led dan box student consule sebagai media komunikasi

antara guru dengan siswa.


commit to user

4

1.6 Sistematika Penulisan

Susunan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN: menguraikan latar belakang, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian,

serta sistematika penulisan dari tugas akhir ini.

BAB II : LANDASAN TEORI: membahas tentang karakteristik IC 7812

dan 7805, karakteristik switch push button, mikrokontroler AT89S51, dan

IC 4016, IC TDA 2822 serta komponen elektronika yang digunakan.

BAB III : DESAIN DAN PERANCANGAN: berisi blok diagram alat dan

flowchart program.

BAB IV : IMPLEMENTASI DAN ANALISIS: membahas skema

rangkaian dan pengujian alat.

BAB V : PENUTUP: berisi kesimpulan dan saran.


commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Kebutuhan Hardware

2.1.1 Komponen Elektronika

a. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain

untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan

diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya.

Besarnya nilai tahanan resistor linear ditentukan oleh warna yang tertera

pada badan resistor. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau

dilambangkan dengan simbolΩ (Omega) (Safriadi, 2008).

Berikut ini symbol dan gambar dari resistor :

Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor

(Anonim-a, 2010)

b. Kapasitor

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika

dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan

energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan

ketidakseimbangan internal dari muatan listrik (Safriadi, 2008).

1. Kapasitor elektrolit

Kapasitor elektrolit merupakan jenis kapasitor yang memiliki

polaritas, yaitu positif dan negatif. Berfungsi untuk meratakan arus

sehingga sering dipakai pada rangkaian penyearah arus. Nilai kapasitasnya

dihitung dalam satuan µF dan dengan tegangan kerja tertentu yang tidak

boleh dilampaui. Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet, kering,

bocor, dan meledak.


commit to user

6

2. Kapasitor Keramik

Kapasitor keramik merupakan kapasitor nonpolar (tidak memiliki

polaritas). Bentuknya bulat dan tipis. Dipakai sebagai filter atau penyearah

pada gelombang radio. Kapasitasnya dihitung dalam satuan piko Farad

(pF). Tegangan kerjanya mulai dari 25 volt, 50 volt, 200 volt, 400 volt

sampai ribuan volt. Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung, ada juga

yang memakai kode hitungan (Sugiri, 2004).

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:

a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang

mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan

dinyalakan

b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala

elektronik

c. memilih panjang gelombang pada radio penerima

d. sebagai filter dalam catu daya (power supply)

Berikut ini gambar dan symbol dari kapasitor :

Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor

(Anonim–b, 2010)

c. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai

penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi

tegangan, ataupun modulasi sinyal (angki, 2008).

Transistor mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis),

pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Barikut ini gambar dari

transistor:


commit to user

7

Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor

(Anonim-c, 2011)

d. Dioda 1N4148

Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia

terdiri atas dua elektroda yaitu katoda dan anoda. Fungsi dioda dalam

rangkaian elektronik secara umum antara lain:

Pengaman

Penyearah

Voltage regulator

Modulator

Pengendali frekuensi

Indikator

Switch

Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila

diberikan forward bias dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila

forward bias dihilangkan, akan memblok getaran frekuensi radio tersebut.

Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch.

Berikut ini Simbol dan gambar dari diode IN4148 :

Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148

(Anonim-d, 2009)

e. Saklar Push Button

push button adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan

bisa melakukan dua fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau


commit to user

8

membuka sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan

berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan

sirkuit kembali ke status semula. Berikut ini sebagian symbol-simbol saklar :

.

Gambar 2.5 simbol saklar

(Anonim-e, 2008)

2.1.2 Catu Daya

Untuk catudaya dapat dibuat rangkaian yang terdiri dari komponen trafo,

dioda bridge, elektrolit condensator, IC LM7805 dan IC LM7812. Berikut ini

fungsi dari tiap konponen tersebut :

a. Transformator

Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen

elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah

(menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC) menjadi

DC.

b. Dioda Bridge

Dioda ini adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge

dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Ukuran dioda bridge yang

utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.

Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge

(Anonim-f, 2010)

c. Electrolit Condensator (ELCO)

ELCO adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya.

Adapun fungsi ELCO adalah menyimpan arus listrik DC, ELCO juga


commit to user

9

sering di pakai dalam rangkaian power suply regulator, power, dan lain-

lain.

d. IC LM7805 dan ICLM7812

LM7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812

regulator tegangan 12 volt dan seterusnya. Selain dari regulator tegangan

tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur. Prinsipnya

sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu.(Anonim-g,

2011)

2.1.3 IC AT89S51

Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen

pengontrol atau pengendali yang berukuran kecil (mikro). Sebelum

mikrokontroller ada, telah terlebih dahulu muncul apa yang disebut

mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh

lebih unggul. Alasannya sebagai berikut: (Tim Lab Mikroprosesor, 2007).

a. Tersedia I/O

I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, bahkan untuk AT89S51

dan ada 32 jalur I/O, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC

tambahan untuk menangani I/O tersebut.

b. Memori Internal

Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data

sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori

internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.


commit to user

10

Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51

Mikrokontroller AT89S51 memiliki pin berjumlah 40 dan umumnya

dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing pin mikrokontroller

AT89S51 mempunyai kegunaan sebagai berikut:

a. Port 1

Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O

dengan lebar 8 bit.

b. RST

Pin ini berfungsi sebagai input untuk melakukan reset terhadap mikro, dan

jika RST bernilai high selama minimal 2 machine cycle, maka nilai internal

register akan kembali seperti awal mulai bekerja. Terjadinya reset akan

berpengaruh pada nilai dari masing-masing SFR.

c. Port 3

Merupakan port yang terdiri dari 8 bit masukan dan keluaran. Di samping

berfungsi sebagai masukan dan keluran, port 3 juga mempunyai fungsi khusus

lain sebagai berikut :


commit to user

11

Tabel 2.1 Fungsi Khusus port 3

Pin Fungsi

P3.0 RXD masukan port serial

P3.1 TXD keluaran port serial

P3.2 INT0 masukan interupsi 0

P3.3 INT1 masukan interup 1

P3.4 P3.4 T0 masukan Timer/Counter 0

P3.5 T1 masukan Timer/Counter 1

P3.6 WR pulsa penulisan data memori luar

P3.7 RD pulsa pembacaan data memori luar.

d. XTAL 1 dan XTAL 2

Merupakan pin inputan untuk kristal osilator.

e. GND

Pada kaki berfungsi sebagai ground.

f. Port 2


dengan lebar 8 bit. Fungsi lainnya adalah sebagai high byte address bus (pada

penggunaan memori eksternal).

g. PSEN

Program Store Enable (PSEN) adalah pulsa pengaktif untuk membaca

program memori luar.

h. ALE

Berfungsi untuk demultiplexer pada saat 0 bekerja sebagai

mulatiplexedaddress atau data bus (pengakses memori eksternal). Pada pengaruh

pertama memory cycle, pin ALE megeluarkan signal latch yang menahan alamat

ke eksternal register. Pada pengaruh kedua memory cycle, port 0 akan digunakan

sebagai data bus. Jadi fungsi utama dari ALE adalah untuk memberikan signal ke

IC latch (bias 74HCT573) agar menahan atau menyimpan address dari port 0

yang akan menuju memori eksternal (address 0-7), dan selanjutnya memori

eksternal akan mengeluarkan data yang melalui port 0 juga.


commit to user

12

i. EA

External Access (EA) harus dihubungkan dengan ground jika

menggunakan program memori luar. Jika menggunakan program memori internal

maka EA dihubungkan dengan VCC. Dalam keadaan ini mikrokontroller bekerja

secara single chip.

j. Port 0


(dapat digunakan sebagai masukan dan juga sebagai keluaran) dengan lebar 8 bit.

Fungsi lainnya adalah sebagai multiplexed address atau data bus (pada saat

mengakses memori eksternal).

k. VCC

Pada kaki ini berfungsi sebagai tempat sumber tegangan yang sebesar +5

Volt. Untuk besar tegangannya harus diusahakan sebesar kurang lebih dari 5 V

(4,8V) agar mikrokontroller dapat bekerja. Apabila kurang dari itu maka

dikawatirkan mikrokontroller tidak akan dapat bekerja (diprogram), atau bisa

dikatakan tegangan berapa saja boleh (mendekati 5V) asal pada saat pengisian

berlangsung tidak ada masalah, karena tegangan yang tidak sesuai akan

mengakibatkan proses pengisisan program ke IC mikrokontroller menjadi gagal.

Untuk menentukan tegangaan minium (berapa saja) untuk IC mikrokontroller

AT89S51 dibutuhkan pengalaman.

Alat untuk merekam program dari komputer ke IC AT89S51 sebelum

digunakan untuk mengontrol sebuah rangkaian elektronika adalah kit

mikrokontroller yang biasa disebut sebagai downloader .


commit to user

13

Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader)

2.1.4 IC 4016

Integrated Circuit (IC) adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas

menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat

diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC

yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen (evi, 2010).

IC 4016 atau 4066, bisa bekerja dari tegangan 3V~15V. Penggunaan IC

4016 jauh lebih mudah dan banyak digunakan dalam power amply serta audio

mixer profesional untuk rangkaian mute. Tetapi untuk pengatur zone speaker atau

speaker protector, tak ada pilihan, harus pakai relay. Cara kerja dari IC 4016 dan

4066 secara umum adalah mengatur switch yang bisa digunakan untuk fungsi

satu-satu, dua-dua maupun empat sekaligus karena arsitektur dari IC ini terdiri

dari 4 switch didalamnya. Untuk mengendalikan setiap switch dalam IC ine

diperlukan komponen tambahan seperti dioda,kapasitor dan juga resistor. Berikut

ini gambar IC 4016 beserta konfigurasi pinnya.


commit to user

14

Gambar 2.9 Bentuk dan konfigurasi pin IC 4016

2.1.5 IC TDA2822

IC TDA 2822 dapat digunakan untuk penguat Audio 1 Watt .Biasanya IC

ini terdapat pada speaker Aktif komputer , Radio tape minikompo. Dalam

pemakaian IC TDA 2822 untuk amplifier menggunakan beberapa komponen

pendukung lainya seperti resistor, kapasitor , potensiometer untuk mengatur suara

pada input nya . Berikut ini gambar rangkaian dalam IC TDA 2822 :

Gambar 2.10 IC TDA 2822

2.2 Kebutuhan Software

2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51

MIDE 51 adalah salah satu software Integrated Development

Environment (IDE) yang digunakan untuk membantu memprogram

mikrokontroler MCS-51 yang merupakan editor sekaligus compiler

(Agfianto,2008).

Langkah-langkahnya adalah:

1. Setelah Menulis Program, Simpanlah Program tsb DenganEkstensi . asm


commit to user

15

2. Kemudian Program Dikompile dengan cara membuka compiler asm51 yang

akan menghasilkan File berekstensi HEX dan LST .

3. Untuk melihat data yang ERROR dapat dilihat pada file LST.

4. Untuk download program dengan memakai file HEX.

2.2.2 Downloader AEC_ISP

Aec_isp digunakan untuk mengambil file dengan ekstensi *.hex dan memprogram

ke dalam mikrokontroler AT89S51.

2.3 Kebutuhan Output Suara

2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP

RJ-45 adalah kabel Ethernet yang memiliki konfigurasi dua macam, sesuai

dengan perangkat yang ingin dihubungkannya. Konfigurasi dengan kabel ini dapat

dilakukan secara straight maupun cross. Dalam aplikasi yang penulis buat ini

menggunakan konfigurasi secara straight untuk menghubungkan antara rangkaian

master audio dengan klien. Berikut ini susunan kabel utp dengan konfigurasi

straight :

Gambar 2.11 konfigurasi pin dan warna kabel

2.3.2 Headphone

Headphone adalah sepasang pengeras suara kecil yang digunakan sangat

dekat dengan telinga. Sumber sinyalnya bisa berasal dari penguat suara, radio atau

pemutar CD. Di dalam konteks telekomunikasi, istilah headphone ini digunakan

untuk merujuk kepada komunikasi dua arah seperti layaknya telepon.

Gambar 2.12 Headphone

http://id.wikipedia.org/wiki/Pengeras_suara

http://id.wikipedia.org/wiki/Telinga

http://id.wikipedia.org/wiki/Penguat_suara

http://id.wikipedia.org/wiki/Radio

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemutar_CD&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Telekomunikasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Telepon


commit to user

16

BAB III

DESAIN DAN PERANCANGAN

3.1 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan

Diagram blok keseluruhan dari prototype switching suara pada

laboratorium bahasa dengan system analog yang didesain dapat dilihat pada

gambar 3.1 sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan

Prototype switching suara pada lab bahasa dirancang dengan

menggunakan gabungan dari beberapa rangkaian. Rangkaian yang digunakan

terdiri dari rangkaian power supply 5volt dan 12volt, rangkaian mikrokontroller

AT89S51, rangkaian switch hub master audio dan rangkaian student consule.

Rangkaian power supply digunakan sebagai sumber daya untuk aplikasi switching

suara ini. Rangkaian ini dibuat dengan 2 kondisi yaitu 5volt untuk sumber daya

rangkaian mikrokontroler dan 12volt untuk sumber daya rangkaian switch hub

master audio. Pada rangkaian mikrokontroller AT89S51 meliputi 8 saklar push

button sebagai input kemudian IC AT89S51 sebagai pengontrol dan led sebagai

keluaran rangkaian ini. Cara kerja dari rangkaian ini adalah 8 saklar push button

Power Suplly

5 volt

Power Suplly

12 volt

Rangkaian

Mikrokontroler

AT89S51

Rangkaian

Switch Hub

Master

Audio

Rangkaian

Student

Consule

Audio

Rangkaian

Student

Consule

Audio Rangkaian

Student

Consule

Audio

Rangkaian

Student

Consule

Audio

Rangkaian

Student

Consule

Audio

Audio Tambahan

(mp3, vcd, laptop)

Driver relay


commit to user

17

akan di switch atau dihubungkan ke rangkaian switch hub master audio. Khusus

untuk switch 6-8 digunakan tambahan berupa driver relay yaitu terdiri dari

transistor sebagai penguat arus dari IC mikro, resistor sebagai tahanan dan relay

sebagai penghubung dan pemutus arus pada fungsi pear, group dan audio

tambahan. Berikut ini fungsi dan cara kerja ke 8 switch/saklar push button dalam

mengontrol master audio dan student consule :

1. Switch 1 apabila ditekan maka led nomor 1 akan menyala, hal ini

digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 1 jika ingin

berkomunikasi atau berbicara dengan siswa 1.



berkomunikasi dengan siswa 2.

3. Switch 3 apabila ditekan maka led nomor akan menyala, hal ini digunakan

untuk pengontrol rangkaian student consule 3 jika ingin berkomunikasi

dengan siswa 3.



berkomunikasi dengan siswa 4.

5. Pada Switch 5 ini digunakan untuk tombol reset.

6. Switch 6 digunakan untuk tombol grup yaitu berbicara dengan 4 orang

sekaligus. Pada fungsi ini juga digunakan relay yang berguna untuk

menyambung dan memutus arus secara digital. Cara kerja dari tombol ini

adalah apabila switch 6 ditekan maka lampu 6 pada mikro menyala, relay

menyambung arus, setelah tersambung maka kita tekan lagi switch 1,2,3

ataupun 4 maka ke 4 rangkaian student consule akan menyala . Kemudian

untuk mematikan fungsi group maka tekan lagi switch 6 maka relay akan

terputus dan led 6 akan mati serta switch 1-4 berguna lagi sebagai switch

individu per siswa.

7. Switch 7 digunakan untuk tombol pear yaitu grup 2 orang. Pada fungsi ini

digunakan relay yang berguna untuk menyambung dan memutus arus

secara digital. Cara kerja dari tombol ini adalah apabila switch 7 ditekan


commit to user

18

maka lampu 7 pada mikro menyala, relay menyambung arus, setelah

tersambung maka kita tekan lagi tombol yang akan kita pear (grup siswa 1

dan 2 atau siswa 3dan 4) jika ingin berbicara dengan siswa 1 dan 2 maka

tekan switch 1 atau 2, kemudian jika ingin berbicara dengan siswa 3 dan 4

maka tekan switch 3 atau 4. Kemudian untuk mematikan fungsi pear maka

tekan lagi switch 7 maka relay akan terputus dan led 7 akan mati serta

switch 1-4 berguna lagi sebagai switch individu per siswa.

8. Pada switch 8 ini digunakan untuk audio tambahan seperti mp3, vcd,

laptop dll yang berfungsi sebagai baground suara apabila sedang tidak

berkomunikasi atau berbicara, siswa dapat mendengarkan suara musik dari

audio tambahan tersebut.

Keterangan diatas merupakan fungsi dari rangkaian mikrokontroler ke

rangkaian master audio kemudian ke rangkaian student consule. Selain itu pada

rangkaian student consule juga terdapat umpan balik ke rangkaian master audio

berupa tombol push button juga yang berguna untuk menghubungi master control

(guru) dalam bentuk bunyi buzzer dan nyala led. Bunyi buzzer dan nyala led

mengindikasikan bahwa siswa dapat menghubungi guru apabila ingin

berkomunikasi atau berbicara.

3.2 Perancangan PCB dan Komponen

3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB

Perancangan rangkaian dimulai dari menggambar skema rangkaian

dengan menggunakan 2 software yaitu yang digunakan untuk menggambar skema

rangkaian digunakan software Eagle dan yang digunakan untuk mendesain PCB

digunakan software coreldraw. Pada apikasi ini dibuat per blok rangkaian yang

pertama untuk rangkaian power supply dan rangkaian mikrokontroller digunakan

PCB IC lubang kemudian untuk rangkaian master audio dan student consule

karena rumit digunakan desain PCB dengan langkah-langkah sebagai berikut:

a. Mencetak layout PCB.

b. Menyablon rangkaian pada papan PCB.


commit to user

19

c. Melarutkan desain PCB pada larutan larutan HCL, H2O2, dan air dengan

perbandingan HCL: H2O2: air = 1 : 1 : 4.

d. Kurang lebih selama 5 menit, PCB diangkat dan dilakukan pengeboran pada

jalur – jalur yang telah dibuat.

e. Pemberian tiner pada gambar rangkaian yang telah dibor.

Langkah selanjutnya adalah memasang komponen yang telah ditentukan

pada jalur PCB yang telah tergambar .

3.2.2 Komponen Hardware

A. Rangkain Power Supply

Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah

tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat pula regulator yang

berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Fungsi lainnya yaitu

menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 5 V DC dan 12 V DC. Jadi secara

garis besar fungsi rangkaian power supply adalah untuk menurunkan

tegangan dari 220 VAC ke 5 V DC dan 12 V DC serta menstabilkan

tegangannya.

B. Rangkaian Mikrokontroller

Rangkaian ini terdiri dari IC AT89S51 yang digunakan sebagai

minimum system. Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur switch yang

nantinya dapat mengontrol rangkaian master audio dan diteruskan dengan

output pada rangkaian student consule.

C. Rangkain Switch Hub Master Audio

Rangkaian ini berfungsi sebagai sebagai pengatur lalu lintas suara

tiap-tiap client ke master control secara bergantian atau secara bersamaan,

serta mengatur input suara dari luar. Komponen intinya IC 4016 didukung

komponen lain seperti transistor, kapasitor, dioda, resistor dll.

D. Rangkaian Student Consule

Rangkaian ini hampir sama dengan rangkaian mini amplifier yang

menggunakan IC TDA2822 sebagai penguat audionya. Dalam pemakaian

IC TDA 2822 untuk amplifier menggunakan beberapa komponen


commit to user

20

pendukung lainya seperti resistor, kapasitor, dioda, potensiometer untuk

mengatur suara pada inputnya. Namun pada rangkaian student consule ini

diberi tambahan berupa jack RJ-45, contra headphone, dan saklar push

button.

3.2.3 Alat dan komponen Pendukung

A. Solder

Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan dan

menyambung komponen-komponen elektronika.

B. Multimeter

Digunakan untuk mengecek ukuran komponen-komponen

elektronika.

C. Bor

Alat yang digunakan untuk melubangi PCB sesuai jalur rangkaian.

D. Tang Crimping

Untuk mengunci kabel UTP yang sudah dimasukkan pada RJ-45

E. Solder Sucker /Atraktor

Berfungsi untuk menghisap timah dari PCB pada saat akan

melepas komponen yang rusak atau komponen yang akan diganti.

F. Kabel UTP

Digunakan untuk menghubungkan antara master audio dengan

student consule / panel siswa

G. Timah/Tenol

Berfungsi sebagai media penyambung antara dua buah kaki

komponen atau kaki komponen dengan PC

3.3 Pembuatan Mekanik (Box)

Pembuatan mekanik ini diawali dengan perancangan box yang

digunakan untuk klient/siswa yaitu 5 box hitam dengan ukuran 10x7cm. Dari

ke 5 box ini diberi lubang sejumlah 6 lubang dengan perincian 1 lubang untuk

led, 2 lubang untuk contra headphone (speaker dan mic), 1 untuk


commit to user

21

potensiometer dan lubang kotak untuk jack RJ-45. Kemudian untuk rangkaian

mikrokontroller, rangkaian switch hub master audio, rangkaian power supply

dan box master control (guru) dijadikan pada 1 papan dari kayu yang

kemudian ditutup menggunakan acrilic. Dari box utama dengan acrylic ini

nantinya dibuat lubang untuk tombol saklar , led, audio tambahan dan 4

lubang kotak untuk jack RJ-45.

3.4 Pembuatan Program

Dalam pembuatan software atau program, di awali dengan pembuatan

flowchart terlebih dahulu. Flowchart program seperti pada Gambar 3.2.

Kemudian tahapan selanjutnya adalah sebagai berikut :

1. Menuliskan listing program di dalam notepad. Dalam penulisan ini

digunakan bahasa assembler yang nantinya disimpan dengan ekstensi

*.asm.

2. Setelah program disimpan dalam ekstensi *.asm, langkah selanjutnya

adalah mengecek program atau proses compile program yang telah

dibuat. Untuk mengecek kesalahan dapat menggunaka compiler ASM51

dengan membuka file ber ekstensi *.lst.

3. Tahap evaluasi atau perbaikan dilakukan apabila program yang dituliskan

masih terdapat kesalahan atau error.

4. Untuk tahapan terakhir adalah mendownload program yang sudah jadi ke

dalam IC AT89S51. Program dengan ekstensi *.hex akan didownload ke

dalam IC AT89S51 dengan menggunakan software AEC_ISP.


commit to user

22

Berikut ini flowchart dari aplikasi switching suara :

Mulai

Baca isi port 2 dan

simpan di

akumulator

Apakah isi

akumulator=feh

?

Lakukan cek port

0.0 sampai 0.7

(led 1-7)

Apakah isi port

0 = feh?

Nyalakan LED 0-7

Status LED hidup

Stutus led mati

Matikan LED

dengan tombol

reset P 2.4

Baca isi port 2 dan

simpan di

akumulator

Apakah isi

akumulator=feh

?

tidak

ya

tidak

ya

tidak

Ya

Gambar 3.2 Diagram Flowchart Program


commit to user

23

3.5 Tahap Penyelesaian

Setelah rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah –

langkah penyelesaian yaitu :

1. Menggabungkan rangkaian – rangkaian yang telah dibuat

2. Menuliskan program kemudian di – download – kan ke mikrokontroler

AT89S51.

3. Melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan

untuk memastikan bahwa alat telah dapat bekerja sesuai kebutuhan.

3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian

1. Rangkaian Power Supply

Pada rangkaian Power Supply atau catu daya ini dikondisikan

menjadi 2 tegangan yaitu 5volt dan 12volt. Dengan Trafo CT 1A dapat

dikondisikan menjadi 2 output tegangan, sedangkan LM7805 adalah

regulator untuk mendapat tegangan 5V dan LM7812 adalah regulator

untuk mendapat tegangan 12V. Dioda bridge yang terpasang pada

rangkaian berfungsi sebagai penyearah dan kapasitor 4700µF 16 volt

digunakan sebagai filtering LM7805 dan LM7812.

Rangkaian diuji dengan menggunakan multimeter ataupun

dengan melihat indicator LED yang juga terpasang pada rangkaian power

supply yang dibuat. Skala yang dipakai pada ukuran Voltage, dengan

menghubungkan VCC rangkaian dengan kabel positif pada multimeter

dan menghubungkan Ground rangkaian dengan kabel negatif pada

multimeter. Berikut ini gambar rangkaian dari power supply yang

digunakan :


commit to user

24

Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply

2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Pengujian rangkaian mikrokontroler pada umumnya menggunakan

led yang dihubungkan ke port-port tertentu. Pada rangkaian yang penulis

buat sudah dilengkapi dengan led yang berjumlah 8 buah sehingga dalam

pengujiannya apabila ke 8 led menyala setelah 8 saklar push button

ditekan maka rangkaian mikrokontroler sudah berfungsi dengan baik.

Berikut gambar modul rangkaian mikrokontroller AT89S51 :

Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51


commit to user

25

3. Rangkaian Switch Hub Master Audio

Rangkaian ini memerlukan tegangan sebesar 12 Volt. Resistor

sebagai tahanan , kapasitor 1µF/16V sebagai penyearah arus, transistor

yang digunakan yaitu transistor D400 yang berfungsi untuk mennyuplay

tegangan ke tiap-tiap ic, transistor 828, dan transistor A733, dioda 1N4148

digunakan untuk suplay tegangan ke transistor D400 dan switch dari IC

CMOS 4016 dan 4066. Socket RJ-45 digunakan untuk menghubungkan ke

rangkaian student consule dengan kabel UTP konfigurasi straigh.

Pengujian rangkaian switch hub master audio dapat dilakukan

dengan indicator led sesuai fungsi untuk klien dengan cara menekan

tombol switch pada rangkaian mikrokontroller atau bisa juga dengan

menghubungkan antara ground, vcc serta tombol fungsi klien pada

rangkaian master audio. Selain itu juga dapat dilakukan dengan

pengecekan suara yang sebelumnya dihubungkan dahulu ke rangkaian

student consule . Pada dasarnya apabila sudah terdapat nyala led untuk

setiap klien berarti untuk switch suara pada klien sudah berfungsi dengan

baik. Sedang untuk fungsi yang lain seperti Buzzer bisa dilakukan dengan

menyambungkan kabel antara ground,vcc serta switch buzzer. Berikut ini

rancangan skema rangkaian switch hub master audio:


commit to user

26

Gambar 3.5 Rangkaian Switch Hub Master Audio


commit to user

27

4. Rangkaian Student Consule

Pengujian Rangkaian Student Consule dapat dilakukan dengan cara

dihubungkan ke rangkain master audio. Disini apabila antara master control

(guru) dengan klien (4 siswa) dapat digunakan untuk berkomunikasi maka

switching suara pada rangkaian ini sudah berhasil. Selain itu juga dapat dilihat

dari nyala led yang menyertai rangkaian student consule. Kemudian untuk

saklar yang terdapat pada rangkaian ini apabila ditekan dan buzzer pada

rangkain master audio berbunyi yang disertai nyala led dan potensiometer

yang berfungsi untuk mengatur volume berfungsi dengan baik maka

rangkaian student consule sudah berhasil.

Gambar 3.6 Rangkaian Student Consule


commit to user

28

BAB IV

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI

4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian

4.1.1 Rangkaian Power Supply

Power Supply atau Catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC

220V menjadi tegangan DC. IC 7805 dan 7812 merupakan IC yag dirancang

khusus sebagai regulator tegangan. Masukan tegangan DC yang bervariasi maka

akan didapatkan tegangan 5V dan 12V yang stabil. Berikut ini bentuk rangkaian

yang sudah jadi :

Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply

4.1.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 yang digunakan sebagai pengontrol

switching suara pada lab bahasa. Berisi rangkaian reset yang terdiri dari kapasitor

47µF dan resistor 1KΩ, berfungsi sebagai power on reset, untuk melakukan reset

terhadap mikro pada saat power dinyalakan. Pada mikrokontroler AT89S51

mempunyai input XTAL1 dan output XTAL2, dimana XTAL1 adalah input yang

dihubungkan dengan rangkaian osilator yang ada di dalam mikrokontroler

AT89S51, sedangkan XTAL2 adalah output feedback untuk osilator. Besar nilai

kapasitor C1 dan C2 sebesar 30 pF dan XTAL sebesar 12 MHz. Kemudian Port

2.0 sampai 2.7 sebagai input berupa 8 saklar push button kemudian port 0.0

sampai 0.7 sebagai output berupa led dengan tahanan resistor sebesar 330Ω.


commit to user

29

Berikut ini gambar rangkaian yang sudah jadi dari skema rangkaian

mokrokontroller yang ditampilkan :

Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroller

4.1.3 Rangkaian Driver Relay

Rangkaian ini berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus dari

switch 6 sampai 8 pada mikrokotroller menuju rangkaian switch hub master udio

dengan fungsi pear, group dan music tambahan. Rangkaian Driver ini terdiri dari

relay sebesar 5Volt yang berfungsi sebagai saklar penghubung antara rangkaian

mikrokontroller dengan rangkaian switch hub master audio, sebagai drivernya

diberikan transistor PNP 9012 dan sebagai tahanan dipasang resistor 10KΩ.

Kemudian pada rangkaian switch hub master audio diberi tambahan resistor 1KΩ

dan led sebagai indicator per fungsi yaitu group atau pear. Disini dibuat 3

gambar, gambar pertama adalah untuk fungsi pear dan group sedangkan gambar

kedua adalah untuk fungsi audio tambahan.

Pada fungsi pear atau group kaki pertama merupakan VCC 12 volt dimana

kaki ini berhubungan dengan kaki 2 yang tersambung dengan resistor dan LED

pada rangkaian master audio. Kemudian untuk kaki 3 dan 4 tidak dipakai karena

yang digunakan dalam rangkaian ini adalah kondisi pertama yaitu kondisi bila

relay kena arus maka saklar terhubung (normally open) sedangkan kondisi kedua

yaitu saklar terhubung bila tidak ada arus (normally close) tidak digunakan.


commit to user

30

kemudian untuk kaki 5 tersambung ke vcc 12 volt juga dan kaki 6 tersambung ke

fungsi pear pada rangkaian master audio. Kaki 7 masuk ke ground sedangkan kaki

8 masuk ke colektor transistor,pada basis masuk ke rangkaian mikro.

Berikut ini gambar rangkaian untuk fungsi pear dan group :

Gambar 4.3 Driver Relay Pear dan Group

Sedangkan untuk driver relay pada music sedikit berbeda, perbedaannya

terletak pada kaki 5 dan 6 dimana pada kaki 5 masuk ke switch Mc (music) pada

rangkaian master audio dan kaki 6 sebagai inputan dari audio tambahan seperti

mp3 dan sejenisnya.

Gambar 4.4 Driver Relay Music

Kemudian setelah dirangkai menjadi seperti berikut :

Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay


commit to user

31

4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio

Rangkaian switch hub master audio merupakan sebuah rangkaian

elektronik yang berfungsi memadukan , pengaturan jalur (routing) dan mengubah

level, serta harmonisasi dinamis dari sinyal audio. Rangkain ini terdiri dari banyak

komponen yaitu resistor, transistor, diode, kapasitor, led, socket RJ-45 dan

sebagai intinya berupa IC 4016 atau 4066 yang berfungsi sebagai pengatur switch

dan pengatur jalur suara ke student consule. Rangkaian switch hub master audio

ini termasuk rangakain yang rumit karena banyak sekali komponen-komponen

yang masuk didalamnya. Apabila satu komponen tidak berfungsi maka akan

berdampak pada output yang dihasilkan. Rangkaian ini mempunyai input 4 switch

untuk fungsi individu setiap 2 switch merupakan 1 IC 4016, jadi untuk 4 switch

yang ada digunakan 2 IC 4016 dengan fungsi flip-flop saklar. Sedangkan untuk

fungsi grup dan pear tinggal mengatur saklar yang ada dalam IC dengan bantuan

diode dan transistor. Dioda 1N4148 berfungsi sebagai switch pendukung IC 4016

dan penyuplay tegangan ke transistor D400. Kapasitor dan resistor pada

rangakaian ini berfungsi sebagai penyesuai impedansi suara yaitu menghambat

input dan output suara agar tidak terjadi over load suara atau kebisingan. Selain

itu terdapat pula fungsi Group, Pear, Music, Buzzer, Monitor dan Teacher. Group

dan Pear merupakan fungsi untuk mengelompokkan siswa dengan fungsi dua-dua

(2 siswa) dan secara group (4 siswa sekaligus). Music merupakan fungsi untuk

audio tambahan, Buzzer digunakan untuk indicator suara/ alarm apabila ada

panggilan dari siswa. Monitor digunakan untuk masukan (in) dan tersambung

dengan headseat ke modul Guru (master control), sedangkan Teacher digunakan

untuk keluaran (out) dan tersambung dengan mic ke modul Guru (master control).


commit to user

32

Gambar 4.6 Switch Hub Master Audio setelah jadi

4.1.5 Rangkaian Student Consule

Rangkaian student consule dalam aplikasi ini merupakan suatu alat yang

cara kerjanya sama seperti amplifier. Rangkaian ini digunakan sebagai klien

maupun master control. Komponen inti yang digunakan berupa IC TDA2822

dengan komponen pendukung berupa resistor, kapasitor, diode, potensiometer,

saklar dll. Selain itu juga digunakan socket RJ-45 untuk tempat kabel UTP dan

terhubung ke rangkaian master audio. Rangkaian student consule pada aplikasi ini

berjumlah 5 dengan pembagian 4 sebagai klien siswa dan 1 sebagai master

control guru. Dari ke lima rangkaian ini pada dasarnya sama saja, hanya

perbedaannya untuk master control tidak menggunakan kabel utp melainkan

menggunakan kabel yang langsung terhubung dengan fungsi-fungsi berupa Tc

(teacher), Mc(music), Mon(monitor), Gnd (ground), dan Vcc pada rangkain

master audio. Pada guru diberikan 1 tambahan resistor 100K yang terhubung

dengan fungsi Mc dan driver relay untuk music tambahan.

Gambar 4.7 Student Consule setelah jadi


commit to user

33

4.2 Proses Download Program

Setelah program dibuat dan hardware selesai dikerjakan maka langkah selanjutnya

mendownload program ke dalam IC dengan menggunkan software AEC_ISP

bawaan dari downloader AT89S51. . Langkah-langkahnya adalah:

1. Program yang dibuat sudah benar dan bisa berjalan serta tidak ditemukan

kesalahan, langkah pertama untuk mendownload program ke mikrokontroler

adalah menjalankan program AEC_ISP.EXE.

2. Pilih A dan tekan enter dan akan ada tampilan, sebagai berikut:

Gambar 4.8 Screenshoot Load file *.hex

3. Setelah muncul gambar seperti di atas, langkah selanjutnya memasukkan

nama program yang akan di download dengan ekstensi .hex . Contohnya:

new.hex, kemudian di enter dan akan muncul tampilan seperti gambar 4.8.

Gambar 4.9 Screenshoot File nama *.hex


commit to user

34

4. Setelah ada tampilan seperti gambar di atas, tekan sembarang tombol untuk

melanjutkan. Kemudian pilih menu <E> program dengan menekan enter yang

berfungsi untuk memasukkan program ke IC AT89S51 seperti pada tampilan di

bawah ini:

Gambar 4.10 Device program

5. Langkah selanjutnya setelah menekan tombol program adalah proses

pemrograman ke IC seperti pada tampilan berikut :

Gambar 4.11 Proses program

Setelah tampilan diatas maka program sudah berhasil didownload ke IC.

Apabila tampilan tidak seperti gambar diatas maka terdapat kesalahan pada


commit to user

35

saat menggunakan downloader atau bisa saja catudaya yang diperlukan

kurang. Hal ini sangat mungkin terjadi.

6. Tekan sembarang tombol untuk melanjutkan. Mengaktifkan program dengan

cara memilih reset pada menu utama dari high diganti menjadi low dengan

cara dienter. Tampilannya sebagai berikut :

Gambar 4.12 Reset high

Gambar 4.13 Reset low

7. Setelah semua benar barulah mikrokontroler dapat bekerja sesuai perintah.


commit to user

36

4.3 Hasil Pengujian Per Bagian

4.3.1 Pengujian Power Supply

Berikut ini gambar pengujian rangkaian power supply yang penulis

lakukan :

Gambar 4.14 Pengujian Rangkaian Power Supply

Sesuai dengan gambar diatas maka didapatkan hasil pengujian seperti

tabel di bawah ini.

Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply

Percobaan Voltage 1 Voltage 2 Kondisi LED

1 4,82 Volt 11,74 Volt Menyala



Dari data diatas dapat diketaui bahwa power supply tidak tepat

menujukkan angka 5volt dan 12 volt tetapi hampir mendekati tegngan

tersebut, selain itu LED untuk indicator menyala maka rangkaian catu daya

tersebut telah siap dipakai.

4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

Pengujian rangkaian mikrokontroler dapat dilakukan dengan konfigurasi

gambar dibawah ini, apabila LED 1 menyala setelah ditekan saklar 1 dan

seterusnya sampai LED 8 maka ragakain sudah bisa digunakan :


commit to user

37

Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51

Sesuai pengujian seperti pada gambar diatas didapatkan hasil seperti

tabel di bawah ini :

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mikrokontroler

Switch setelah

ditekan

Lampu ke Hasil

1=Klien 1 1 Hidup

2=Klien 2 2 Hidup

3=Klien 3 3 Hidup

4=Klien 4 4 Hidup

5= Reset 5 Hidup

6=Group 6 Hidup

7=Pear 7 Hidup

8= Music 8 Hidup

Dengan melihat hasil pada tabel diatas, mikrokontoler telah sesuai

dengan program yang dibuat maka mikrokontoler siap digunakan.


commit to user

38

4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan setelah semua

rangkaian telah selesai dan terhubung dengan baik. Sebelumnya kelima orang

yang akan melakukan pengujian memakai headphone terlebih dahulu. Pada saat

switch 1 ditekan maka klien 1 menyala maka guru bisa berkomunikasi dengan

siswa 1 dan seterusnya sampai switch 4. Kemudian pada switch 5 untuk

mereset switch 1-4 yang tadi dinyalakan. Untuk switch 6 apabila ditekan maka

ke empat klien bisa berkomunikasi dengan guru secara bersama-sama. Switch 7

setelah ditekan maka digunakan untuk fungsi 2 orang yaitu klien 1 dan 2

ataupun 3 dan 4 bisa berkomunikan dengan guru. Switch 8 apabila ditekan dan

kabel music dihubungkan ke mp3 atau laptop maka akan terdengar music untuk

ke lima rangakian student consule. Setelah kesemuanya diuji dan bisa

digunakan untuk komunikasi sesuai switch yang ditentukan pada rangkaian

mikrokontroller maka keseluruhan rangkaian prototype switching suara pada

lab bahasa sudah bisa digunakan dengan baik.

4.4 Hasil Pengujian Keseluruhan

Setelah kesemua rangkaian diuji sepeti pada tahap pengujian pada

keterangan diatas maka hasil yang didapat adalah sebagai berikut :

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian

Switch Master

Control

Klien 1 Klien 2 Klien 3 Klien 4 Fungsi

1 Menyala LED

(Aktif)

Tidak

menyala

Tidak

menyala

Tidak

menyala

Komunikasi Dengan

Klien 1

2 Menyala Tidak

menyala

LED

(Aktif)

Tidak

menyala

Tidak

menyala

Komunikasi Dengan

Klien 2

3 Menyala Tidak

menyala

Tidak

menyala

LED

(Aktif)

Tidak

menyala

Komunikasi Dengan

Klien 3

4 Menyala Tidak

menyala

Tidak

menyala

Tidak

menyala

LED

(Aktif)

Komunikasi Dengan

Klien 4


commit to user

39

5 Menyala reset Reset reset reset Fungsi Reset untuk

switch 1-4

6 Menyala

aktif Aktif aktif aktif Fungsi group

(komunikasi dengan

klien 1-4)

7 Menyala aktif Aktif mati mati Fungsi pear

(komunikasi klien 1

dan 2)

mati Mati aktif aktif Fungsi pear

(komunikasi klien 3

dan 4)

8

Menyala

dengan

audio

music

tambaha

n

Music

Music Music Music Master control dan

semua klien bisa

mendengar audio

tambahan

Aktif

(music

mati)

Music

Music

Music

Klien 1 aktif sehingga

tidak bisa

mendengarkan music,

klien 2,3,4 bisa

mendengarkan music

Music

Aktif

(music

mati)

Music

Music


tidak bisa

mendengarkan music,

klien 1,3,4 bisa

mendengarkan music

Music

Music

Aktif

(music

mati)

Music

Klien 3 aktif maka

tidak bisa men-

dengarkan music,

klien 1,2,4 bisa

mendengarkan music


commit to user

40

Music

Music

Music

Aktif

(music

mati)


tidak bisa mendengar

music, klien 1,2,3 bisa

mendengarkan music

Berikut ini gambar alat secara keseluruhan maupun secara terpisah :

Gambar 4.16 Rangkaian keseluruhan sebelum diberi box

Gambar 4.17 Rangkaian keseluruhan setelah diberi box


commit to user

41

Gambar 4.18 Rangkaian master control sebelum diberi box

Gambar4.19 Rangkaian master control setelah diberi box

Gambar 4.20 Box Klien


commit to user

42

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh setelah megerjakan tugas akhir dengan

judul Prototype Switching Suara Pada Laboratorium Bahasa dengan Sistem

Analog Berbasis AT89S51 yaitu :

1. Telah dibuat rancang bangun Prototype switching suara yang berfungsi

sebagai media komunikasi pembelajaran pada lab bahasa antara guru

dengan siswa.

2. Dari ke 8 switch yang ditampilkan selain digunakan sebagai saklar

individu, terdapat pula fungsi tambahan berupa tombol reset, pear, group

dan audio tambahan untuk listening.

5.2 Saran

Adapun saran-saran yang dianggap perlu untuk disampaikan adalah:

1. Pembuatan simulasi dengan Delphi sehingga master control dapat lebih

dipermudah.

2. Program mikrokontroller yang lebih kompleks agar lebih bisa

dikembangkan lagi untuk script maupun mikrokontroller yang lebih

support dengan aplikasi switching suara ini.

prototype switching suara pada …eprints.uns.ac.id/6027/1/197151711201110011.pdf · dengan sistem...

Documents