Mikrokontroler
1. Apa itu mikrokontroler ?
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda mulai bisa membaca tulisan apapun baik itu tulisan buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun mulai bisa menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data pada mikrokontroler maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan menggunakan mikrokontroler sesuai dengan keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :
* Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
* Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
* Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak
Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.
Kembali ke atas
2. Manfaat/prospek apa yang bisa saya peroleh jika menguasai mikrokontroler ?
Banyak sekali, dengan melihat penjelasan nomor 1, maka batasnya hanya imajinasi Anda. Dengan menguasainya, kita bisa menerapkannya kedalam kehidupan sehari-hari seperti mengendalikan suatu perangkat elektronik dengan berbagai sensor dan kondisi seperti cahaya, getaran, panas, dingin, lembab dan lain-lain. Sekedar contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, lihatlah disekitar lingkungan Anda ada toaster, mesin, cuci, microwave kemudian tengoklah didunia pertanian Anda bisa membuat kontrol kelembaban untuk budidaya jamur dsb, didunia perikanan Anda bisa mengendalikan suhu air kolam dsb. Bahkan Anda bisa membuat PABX mini, SMS Gateway, atau kearah military Anda bisa membuat radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem monitoring cuaca dengan balon udara, automatic vehicel locator (menggunakan GPS), aplikasi robotik dan sebagainya. Semua itu sekedar contoh, masih banyak lagi yang bisa Anda lakukan dengan mikrokontroler.
Sebagai prospek, arah perkembangan dunia elektronika saat ini adalah ke embedded system (sistem tertanam) atau embedded electronic (elektronik tertanam). salah satunya dengan menggunakan mikrokontroler, jadi jika Anda belajar dan menguasai mikrokontroler sudah tepat pada jalurnya.
Kembali ke atas
3. Ada berapa macam/jenis mikrokontroler itu ?
Secara teknis hanya ada 2 yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keturunan/keluarga sendiri-sendiri.
RISC kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak
CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer : instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.
Tentang jenisnya banyak sekali ada keluarga Motorola dengan seri 68xx, keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Masing-masing keluarga juga masih terbagi lagi dalam beberapa tipe. Jadi sulit sekali untuk menghitung jumlah mikrokontroler.
Kembali ke atas
4. Sebagai langkah awal mikrokontroler mana yang sebaiknya saya pelajari ?
Tidak ada yang paling baik atau lebih baik, namun tips dibawah barangkali bermanfaat bagi Anda :
* Lingkungan Anda, artinya mikrokontroler apa yang dominan di lingkungan Anda ?. Akan lebih mudah belajar bersama daripada sendirian sehingga mudah untuk bertanya jawab jika ada kesulitan.
* Ketersediaan perangkat untuk proses belajar (development tool)
* Harga mikrokontroler, tips terakhir bisa diabaikan jika bukan menjadi kendala bagi Anda.
Ditinjau dari buku-buku mikrokontroler berbahasa Indonesia nampaknya mikrokontroler yang dominan saat ini dari keluarga MCS-51. Yang perlu Anda ketahui antara satu orang dengan orang lain akan berbeda dalam hal kemampuan mempelajari. Jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman BASIC Anda bisa menggunakan mikrokontroler BASIC Stamp, jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman JAVA Anda bisa menggunakan Jstamp, jika Anda terbiasa dengan bahasa pemrograman C++ bisa Anda manfaatkan untuk keluarga MCS-51 dan masih banyak lagi. Namun semua kembali kepada Anda yang berminat mempelajari dan memperdalam mikrokontroler.
Kembali ke atas
5. Bagaimana cara menguasai mikrokontroler ?
Ada 2 cara :
1. Belajar sendiri (otodidak), Anda bisa mempelajari sendiri mikrokontroler dengan panduan buku dan peralatan yang diperlukan, mulailah dari contoh-contoh sederhana. Jika ada kesulitan tanyakan kepada teman Anda yang lebih tahu tentang mikrokontroler atau bisa Anda utarakan ke mailing list yang membahas mengenai hal ini.
2. Melalui lembaga Pendidikan, cara kedua ini bisa Anda dapatkan baik melalui pendidikan formal seperti sekolah, perguruan tinggi, maupun pendidikan non formal (kursus, pelatihan, les dan sejenisnya). Dengan cara ini Anda akan lebih terprogram dan cepat dalam penguasaan mikrokontroler.
Kata kucinya adalah : kemauan untuk belajar disertai latihan, latihan, dan latihan. Jika Anda berminat mempelajari mikrokontroler mulailah dengan mempelajari teori serta mempraktekkannya, idealnya Anda praktek menggunakan perangkat keras walaupun Anda bisa menggunakan simulator. Anda bisa memulai dengan mengaktifkan sebuah LED, setelah itu cobalah bermain-main menggeser LED dan mencoba instruksi-instruksi lain. Lambat laun Anda akan memahami bagaimana membuat struktur program yang efektif dan efisien. Belajar mikrokontroler sama halnya seperti belajar ilmu komputer, sulit bukan jika belajar ilmu komputer secara teori tanpa praktek ?
Kembali ke atas
6. Bagaimana dengan ketersediaan komponen mikrokontroler ?
Anda bisa mencari komponen di toko elektronika di kota Anda, jika Anda mengalami kesulitan tentang hal ini segeralah bertanya kepada teman yang lebih tahu atau ke mailing list, solusi akan segera Anda dapatkan. Jika Anda ingin memulai belajar mikrokontroler Anda bisa membuat sendiri perangkat prakteknya (development tool) dengan komponen-komponen yang tersedia di toko-toko elektronika di kota Anda, bahkan dibeberapa toko menyediakan kit/modul mikrokontroler siap pakai bagi Anda yang mempunyai keterbatasan waktu untuk membuatnya. Saat ini pun sudah banyak yang menjual perangkat mikrokontroler di toko-toko virtual. hemat waktu, tenaga, dan biaya. Tinggal klik klik klik, beres.
Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.
Sistem Input Komputer
Piranti input menyediakan informasi kepada sistem komputer dari dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi, piranti input yang paling umum adalah keyboard. Komputer mainframe menggunakan keyboard dan pembaca kartu berlubang sebagai piranti inputnya. Sistem dengan mikrokontroler umumnya menggunakan piranti input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil.
Hampir semua input mikrokontroler hanya dapat memproses sinyal input digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Level nol disebut dengan VSS dan tegangan positif sumber (VDD) umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal analog atau sinyal dengan tegangan level yang bervariasi. Karena itu ada piranti input yang mengkonversikan sinyal analog menjadi sinyal digital sehingga komputer bisa mengerti dan menggunakannya. Ada beberapa mikrokontroler yang dilengkapi dengan piranti konversi ini, yang disebut dengan ADC, dalam satu rangkaian terpadu.
Sistem Output Komputer
Piranti output digunakan untuk berkomunikasi informasi maupun aksi dari sistem komputer dengan dunia luar. Dalam sistem komputer pribadi (PC), piranti output yang umum adalah monitor CRT. Sedangkan sistem mikrokontroler mempunyai output yang jauh lebih sederhana seperti lampu indikator atau beeper. Frasa kontroler dari kata mikrokontroler memberikan penegasan bahwa alat ini mengontrol sesuatu.
Mikrokontroler atau komputer mengolah sinyal secara digital, sehingga untuk dapat memberikan output analog diperlukan proses konversi dari sinyal digital menjadi analog. Piranti yang dapat melakukan konversi ini disebut dengan DAC (Digital to Analog Converter).
CPU (Central Processing Unit)
CPU adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke output.
Dalam mikrokontroler umumnya hanya ada satu program yang bekerja dalam suatu aplikasi. CPU M68HC05 mengenali hanya 60 instruksi yang berbeda. Karena itu sistem komputer ini sangat cocok dijadikan model untuk mempelajari dasar dari operasi komputer karena dimungkinkan untuk menelaah setiap operasi yang dikerjakan.
Clock dan Memori Komputer
Sistem komputer menggunakan osilator clock untuk memicu CPU mengerjakan satu instruksi ke instruksi berikutnya dalam alur yang berurutan. Setiap langkah kecil dari operasi mikrokontroler memakan waktu satu atau beberapa clock untuk melakukannya.
Ada beberapa macam tipe dari memori komputer yang digunakan untuk beberapa tujuan yang berbeda dalam sistem komputer. Tipe dasar yang sering ditemui dalam mikrokontroler adalah ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory). ROM digunakan sebagai media penyimpan program dandata permanen yang tidak boleh berubah meskipun tidak ada tegangan yang diberikan pada mikrokontroler. RAM digunakan sebagai tempat penyimpan data sementara dan hasil kalkulasi selama proses operasi. Beberapa mikrokontroler mengikutsertakan tipe lain dari memori seperti EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).
Program Komputer
Program digambarkan sebagai awan karena sebenarnya program adalah hasil imajinasi seorang programmer. Komponen utama dari program adalah instruksi-instruksi dari instruksi set CPU. Program disimpan dalam memori dalam sistem komputer di mana mereka dapat secara berurutan dikerjakan oleh CPU.
Sistem Mikrokontroler
Setelah dipaparkan bagian-bagian dari suatu sistem komputer, sekarang akan dibahas mengenai mikrokontroler. Digambarkan sistem komputer dengan bagian yang dikelilingi oleh garis putus-putus. Bagian inilah yang menyusun mikrokontroler. Bagian yang dilingkupi kotak bagian bawah adalah gambar lebih detail dari susunan bagian yang dilingkupi garis putus-putus. Kristal tidak termasuk dalam sistem mikrokontroler tetapi diperlukan dalam sirkuit osilator clock.
Suatu mikrokontroler dapat didefinisikan sebagai sistem komputer yang lengkap termasuk sebuah CPU, memori, osilator clock, dan I/O dalam satu rangkaian terpadu. Jika sebagian elemen dihilangkan, yaitu I/O dan memori, maka chip ini akan disebut sebagai mikroprosesor.
Minggu, 12 September 2010
Sabtu, 26 Juni 2010
Lampu Lalu Lintas
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Pengenalan Lampu Lalu Lintas
Lampu lalu lintas adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur lalu lintas. Rangkaian LED Traffic Lights ini terdiri dari tiga macam keluaran, yaitu LED yang berwarna merah, kuning dan hijau pada masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Rangkaian lampu lalu lintas ini menggunakan IC ULN 2003 dan sisitim Minimum ( Mikrokontroler AT89S52) .Disini IC yang berperan penting adalah IC ULN 2003 karena IC ini mempunyai fungsi, yaitu sebagai penguat. Sedangkan pada IC Mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk menjalankan semua program dalam rangkaian Lampu Lalu Lintas atau dengan kata lain bahwa IC Mikrokontroler AT89S52 ini sebagai pokok utama dalam menjalankan rangkaian lampu lalu lintas ini .
Pada umumnya arah perpindahan lampu lalu lintas dapat diatur sesuai dengan arah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Proses pengaturan perpindahan lampu lalu lintas pada penelitian ini mengikuti arah seperti ditunjukkan pada Lampu lalu lintas bekerja secara bergantian pada tiap jalur sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan dengan urutan menyala lampu hijau, lampu kuning dan lampu merah.
3.1.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler adalah central processing Unit (CPU) yang disertai memori sarta sarana input / output dan dibuat dalam bentuk chip. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler produksi ATMEL dengan nomor seri AT89S52. Kecepatan Mikrokontroler hingga 1 microsecond (μs) sehingga sangat mendukung kecepatan yang diperlukan untuk robot. Selain itu mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur In System Programmable (ISP), artinya dalam diprogram pada PCB robot tanpa harus melepas mikrokontroler tersebut dari PCB sehingga lebih mudah (praktis). Mikrokontroler AT89S52 ini harganya lebih murah dibanding dengan jenis mikrokontroler yang lain. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa C dari Franklin software, sehingga lebih mudah dalam melakukan perhitungan secara matematika, hal ini akan membantu dalam pembuatan algoritma.
IC AT89S52 merupakan IC pemprograman yang dapat dapat kita isi dengan bahasa pemrograman (Assembly) sesuai dengan program yang akan kita buat. Dalam hal ini, program yang digunakan adalah Pinnacle-52. Program yang kita buat sesuai dengan lama lampu yang akan menyala. Pada IC ini terdapat port yang digunakan untuk menentukan program. Program yang dimaksud dapat dilihat sebagai berikut :
;***************************
;** program traffic light **
;***************************
ORG 0H
MULAI: MOV P0,#0FFH
MOV P2,#0FFH
;***************************
;****** PROGRAM UTAMA ******
;***************************
;***LAMPU HIJAU 15 DETIK***
S1: JB P1.0,S2 MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 30 DETIK***
S2: JB P1.1,S3
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
BALIK: LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 45 DETIK***
S3: JB P1.2,S4
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 60 DETIK***
S4: JB P1.3,BALIK
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP BALIK
DELAY: MOV R0,#00H
DELAY1: MOV R1,#00H
DELAY2: MOV R2,#00H
DELAY3: INC R2
CJNE R2,#4DH,DELAY3
INC R1
CJNE R1,#0FFH,DELAY2
INC R0
CJNE R0,#0FFH,DELAY1 RET
DLY: MOV R3,#00H
DLY1: MOV R4,#00H
DLY2: MOV R5,#00H
DLY3: INC R5
CJNE R5,#10H,DLY3
INC R4
CJNE R4,#0FFH,DLY2
INC R3
CJNE R3,#0FFH,DLY1
RET
END
Dari program diatas dapat dilihat bahwa port yang digunakan untuk menyalakan LED adalah port 2 dan port 0 sedangkan port 1 digunakan sebagai switch yaitu untuk menentukan lama waktu menyala lampu hijau pada tiap simpang.
Dalam mikrokontroler diperlukan rangkaian system minimum untuk menghubungkan IC pada rangkaian yang ingin dijalankan. Sistem minimum adalah suatu rangkaian hardware yang digunakan untuk mengisi program dari komputer ke mikrokontroler. Komunikasi anatar computer dengan sistem minimum menggunakan DB25 atau port paralel. Selain itu system minimum juga membutuhkan kabel ISP yang terhubung ke DB25 atau port paralel. Jenis sistem minimum yang penulis gunakan adalah jenis MCS-52 keluarga ATMEL yaitu AT89S52. Berikut ini adalah gambar rangkaian system minimum yang digunakan :
Gambar 3.1 Rangkaian Sistem Minimum
Rangkaian ini hanya memerlukan 3 buah kapasitor, 1 resistor, dan 1 kristal serta catu daya 5 volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum di PCB
3.1.2 Catu Daya pada IC Mikrokontroler AT89S52
Dari Catu Daya sistim Minimum dengan menggunakan IC Mikrontroler AT89S52, pertama kali diberi tegangan sebesar 9 volt yang telah melewati diode bridge , capasitor 7805 dengan mengeluarkan tegangan 5 Volt / disearahkan dari Transistor 7805 ,kemudian dihubungkan kepositif dan negative dari Vin Sistim Minimum ICAT89S52 dengan Vin pada kaki 9 yang merupakan Vcc dan pada kaki 8 merupaka n ground / Vout , dimana pada masing – masing Vin dan Vout tersebut telah diisi program terlebih dahulu.
Disini dapat dijelaskan satu persatu bagian – bagian dari masing – masing port IC Mikrokontroler AT89S52 , diantaranya :
Port :
P1.0 – P1.7 merupakan program yang telah diisi
P2.0 – P2.5 merupakan program yang telah diisi
Dimana pada masing – masing port ( P1.0- P1.7 dan P2.0 – P2.5 ) ini merupakan sebagai keluran dari lampu merah .
P0.0 berfungsi sebagai switch yaitu selama 15 detik
P0.1 berfungsi sebagai switch yaitu selama 30 detik
P0.2 berfungsi sebagai switch yaitu selama 45 detik
P1.0 – P1.7 dihubungkan ke input IC ULN 2003
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya dan IC MIkrokontroller
3.1.3 IC ULN 2003
ULN 2003 adalah monolitik tegangan tinggi dan arus tinggi Darlington transistor array. Ini terdiri dari tujuh Darlington NPN pasangan bahwa fitur output tegangan tinggi dengan biasa-katoda dioda penjepit untuk beralih beban induktif. Para kolektor-saat ini peringkat sepasang Darlington tunggal 500 mA. Pasangan Darlington mungkin parallel untuk kemampuan arus yang lebih tinggi. Aplikasi termasuk relay driver, driver palu, lampdrivers, driver display (LED gas debit), driver line, dan buffer logika. ULN 2003 memiliki dasar resistor seri 2.7K untuk masing-masing pasangan Darlington untuk operasi secara langsung dengan TTL atau CMOS 5 V perangkat
Adapun ketentuan dari IC ULN 2003, sebagai berikut:
Kolektor arus 500 mA rate (output Single)
High-tegangan output: 50V
Masukan compatibale dengan berbagai jenis logika.
Relay driver aplikasi
Mikrokontroler mendapat input tegangan 12 V dan mempunyai fungsi melakukan proses pengolahan data yang sudah di program dulu lewat IC downloader. Kemudian keluaran dari mikrokontroler pada port masuk ke IC ULN 2003 yang keluarannya berfungsi sebagai penguat darlington lampu LED pada 5 baris dalam setiap bloknya. IC ULN 2003 Display Matrik Menampilkan tulisan Setelah kedua keluaran dari IC ULN 2003 sebagai input tegangan pada 5 baris dalam setiap bloknya maka Display matrik bisa menyala. Tegangan output 12 V pada keluaran IC ULN 2003 dirangkai secara seri dengan menggunakan 5 buah LED maka tegangan output 12 V akan dibagi 5 dan 1 buah Led akan menerima tegangan kurang lebih dari 2 Volt .Output dari IC ULN 2003 pada percobaan bisa menampung LED sebanyak / kurang lebih 50 buah LED ,namun disetiap output dirangkai secara parallel. Seri dengan output = 5 led. Parallel dengan output = 50 led. Parallel bisa membagi tegangan. 1 kaki output led dihubungkan secara seri. Untuk menghubungkan antara semua kaki, led dipasang secara parallel.
Gambar 3.4 Data Sheet IC ULN 2003
Gambar diatas menjelaskan tentang data sheet IC ULN 2003. Kegunaan dari data sheet adalah untuk mengetahui fungsi dari masing-masing pin IC agar tidak terjadi kesalahan dalam merangkai.
Gambar 3.5 IC ULN 2003 pada Rangkaian
3.1.4 Catu Daya pada IC ULN 2003
Catu Daya pada IC ULN 2003 ini berfungsi untuk merubah tegangan AC menjadi DC. Komponen – komponen yang diperlukan dalam Catu Daya IC ULN 2003 ini yaitu : Dioda bridge , Capasitor sebesar 25 Volt , Transistor sebesar 78012 , Transistor ( Bipolar 220 mikro farad atau 25 Volt dan Non bipolar sebesar 47 Volt ) , Capasitor 35 Volt dan 47 Mikro Farad , dan resistor sebesar 33 ohm.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuning dan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau. Berikut ini dapat dijelaskan satu persatu dalam masing – masing setiap lampu Lalu Lintas tersebut.
3.2 Perancangan Lampu Merah
Lampu lalu lintas yang berwarna merah mempunyai arti berhenti. Letak lampu merah berada paling atas maupun paling kanan. Jika letaknya berada paling atas, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwarna merah paling kanan, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Dalam rancangan lampu lalu lintas ini setiap lampu memiliki rangkaian penguat. ULN 2003 yang digunakan untuk lampu yang berwarna merah tersebut sebanyak 4 buah. 1 buah IC ULN 2003 mewakili 35 buah LED.
Gambar 3.6 Rangkaian Lampu Merah dengan ULN 2003 Dan
Lampu Merah Pada Saat Menyala
Dapat dilihat bahwa lampu merah ini lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang lain seperti lampu kuning dan lampu hijau, hal ini dapat disebabkan karena pada tegangan lampu merah tersebut hanya menggunakan tegangan sebesar 1,8 Volt, berarti dapat dilihat bahwa semakin kecil tegangan semakin terang lampu yang menyala.
3.3 Perancangan Lampu Kuning
Lampu lalu lintas berwarna kuning berarti hati-hati. Lampu ini memberikan tanda kepada pengemudi agar berhati-hati. Lampu ini dapat menyala setelah lampu merah dan sebelum lampu hijau untuk memberikan isyarat. Lampu kuning terlatak ditengah antara lampu merah dan lampu hijau.
Gambar 3.7 Rangkaian Lampu Kuning dengan ULN 2003 Dan
Lampu Kuning Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu kuning menyala dibuat selama 4-5 detik sebelum lampu merah menyala dan lamanya waktu lampu merah menyala pada jalur tergantung dari jumlah dari jumlah lamanya waktu lampu hijau pada jalur lain. Pengujian yang dilakukan untuk rancang bangun dengan cara memastikan tiap jalur rangkaian terhubung dengan semestinya sesuai dengan datasheet menggunakan multimeter. Pengujian tidak hanya dilakukan dengan menggunakan ohmmeter untuk mengetahui jalur terhubung atau tidaknya tetapi juga dengan diberi tegangan pada tiap titik rangkaian untuk mengetahui dari setiap komponen bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian program yang ditanam ke dalam mikrokontroler dilakukan secara bertahap dari program yang sederhana sampai yang paling sulit dari peneletian ini. Program yang sederhana berupa memberikan logika1 pada setiap kaki IC mikrokontroler AT89S52 untuk membuktikan bahwa mikrokontroler bekerja dengan baik kemudian menghidupkan LED di tiap jalur secara bergantian untuk membuktikan bahwa LED bekerja dan mengaktifkan switch.
3.4. Perancangan Lampu Hijau
Lampu lalu lintas berwarna hijau berarti berjalan. Semua kendaraan boleh berjalan saat lampu ini menyala. Lampu ini biasanya terletak paling bawah atau sebelah kiri. Jika letaknya berada paling bawah, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwaran merah paling kiri, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuningdan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau.
Gambar 3.8 Rangkaian Lampu Hijau dengan ULN 2003 Dan
Lampu Hijau Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu hijau menyala di suatu jalur tergantung dari jumlah kepadatan di jalur tersebut. Semakin besar jumlah kepadatan di suatu jalur maka semakin lama lampu hijau di jalur tersebut begitu juga sebaliknya.
3.5 Perancangan Lampu Lalu Lintas
Pada Lampu Lalu Lintas di bawah ini, menunjukkan bagaimana lampu merah, kuning, hijau tersebut bekerja. Pada lampu merah lampu akan menyala selama 54 detik dari 3 arah yang berbeda, sedangkan lampu kuning 9 detik, dan lampu hijau 45 detik masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Dari rangkaian dibawah ini menunjukkan bahwa lampu lalu lintas menggunakan mikrokontroller, trafo, serta kabel penghubung., dari rangkaian ini terdapat 1 trafo menggunakan 1 catu daya kemudian menghubungkan ke salah satu lampu tesebut, sehingga ada 3 trafo dan 3 catu daya untuk di hubungkan dalam satu rangkaian lampu lalu lintas dengan menggunakan kabel penghubung. Input IC ULN 2003 menggunakan tegangan sebesar 12 volt.
Gambar 3.9 Keadaan Lampu Lalu lintas Pada Saat Menyala
Dengan Rangkaian Catu Daya
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Pengenalan Lampu Lalu Lintas
Lampu lalu lintas adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur lalu lintas. Rangkaian LED Traffic Lights ini terdiri dari tiga macam keluaran, yaitu LED yang berwarna merah, kuning dan hijau pada masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Rangkaian lampu lalu lintas ini menggunakan IC ULN 2003 dan sisitim Minimum ( Mikrokontroler AT89S52) .Disini IC yang berperan penting adalah IC ULN 2003 karena IC ini mempunyai fungsi, yaitu sebagai penguat. Sedangkan pada IC Mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk menjalankan semua program dalam rangkaian Lampu Lalu Lintas atau dengan kata lain bahwa IC Mikrokontroler AT89S52 ini sebagai pokok utama dalam menjalankan rangkaian lampu lalu lintas ini .
Pada umumnya arah perpindahan lampu lalu lintas dapat diatur sesuai dengan arah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Proses pengaturan perpindahan lampu lalu lintas pada penelitian ini mengikuti arah seperti ditunjukkan pada Lampu lalu lintas bekerja secara bergantian pada tiap jalur sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan dengan urutan menyala lampu hijau, lampu kuning dan lampu merah.
3.1.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler adalah central processing Unit (CPU) yang disertai memori sarta sarana input / output dan dibuat dalam bentuk chip. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler produksi ATMEL dengan nomor seri AT89S52. Kecepatan Mikrokontroler hingga 1 microsecond (μs) sehingga sangat mendukung kecepatan yang diperlukan untuk robot. Selain itu mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur In System Programmable (ISP), artinya dalam diprogram pada PCB robot tanpa harus melepas mikrokontroler tersebut dari PCB sehingga lebih mudah (praktis). Mikrokontroler AT89S52 ini harganya lebih murah dibanding dengan jenis mikrokontroler yang lain. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa C dari Franklin software, sehingga lebih mudah dalam melakukan perhitungan secara matematika, hal ini akan membantu dalam pembuatan algoritma.
IC AT89S52 merupakan IC pemprograman yang dapat dapat kita isi dengan bahasa pemrograman (Assembly) sesuai dengan program yang akan kita buat. Dalam hal ini, program yang digunakan adalah Pinnacle-52. Program yang kita buat sesuai dengan lama lampu yang akan menyala. Pada IC ini terdapat port yang digunakan untuk menentukan program. Program yang dimaksud dapat dilihat sebagai berikut :
;***************************
;** program traffic light **
;***************************
ORG 0H
MULAI: MOV P0,#0FFH
MOV P2,#0FFH
;***************************
;****** PROGRAM UTAMA ******
;***************************
;***LAMPU HIJAU 15 DETIK***
S1: JB P1.0,S2 MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 30 DETIK***
S2: JB P1.1,S3
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
BALIK: LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 45 DETIK***
S3: JB P1.2,S4
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 60 DETIK***
S4: JB P1.3,BALIK
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP BALIK
DELAY: MOV R0,#00H
DELAY1: MOV R1,#00H
DELAY2: MOV R2,#00H
DELAY3: INC R2
CJNE R2,#4DH,DELAY3
INC R1
CJNE R1,#0FFH,DELAY2
INC R0
CJNE R0,#0FFH,DELAY1 RET
DLY: MOV R3,#00H
DLY1: MOV R4,#00H
DLY2: MOV R5,#00H
DLY3: INC R5
CJNE R5,#10H,DLY3
INC R4
CJNE R4,#0FFH,DLY2
INC R3
CJNE R3,#0FFH,DLY1
RET
END
Dari program diatas dapat dilihat bahwa port yang digunakan untuk menyalakan LED adalah port 2 dan port 0 sedangkan port 1 digunakan sebagai switch yaitu untuk menentukan lama waktu menyala lampu hijau pada tiap simpang.
Dalam mikrokontroler diperlukan rangkaian system minimum untuk menghubungkan IC pada rangkaian yang ingin dijalankan. Sistem minimum adalah suatu rangkaian hardware yang digunakan untuk mengisi program dari komputer ke mikrokontroler. Komunikasi anatar computer dengan sistem minimum menggunakan DB25 atau port paralel. Selain itu system minimum juga membutuhkan kabel ISP yang terhubung ke DB25 atau port paralel. Jenis sistem minimum yang penulis gunakan adalah jenis MCS-52 keluarga ATMEL yaitu AT89S52. Berikut ini adalah gambar rangkaian system minimum yang digunakan :
Gambar 3.1 Rangkaian Sistem Minimum
Rangkaian ini hanya memerlukan 3 buah kapasitor, 1 resistor, dan 1 kristal serta catu daya 5 volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum di PCB
3.1.2 Catu Daya pada IC Mikrokontroler AT89S52
Dari Catu Daya sistim Minimum dengan menggunakan IC Mikrontroler AT89S52, pertama kali diberi tegangan sebesar 9 volt yang telah melewati diode bridge , capasitor 7805 dengan mengeluarkan tegangan 5 Volt / disearahkan dari Transistor 7805 ,kemudian dihubungkan kepositif dan negative dari Vin Sistim Minimum ICAT89S52 dengan Vin pada kaki 9 yang merupakan Vcc dan pada kaki 8 merupaka n ground / Vout , dimana pada masing – masing Vin dan Vout tersebut telah diisi program terlebih dahulu.
Disini dapat dijelaskan satu persatu bagian – bagian dari masing – masing port IC Mikrokontroler AT89S52 , diantaranya :
Port :
P1.0 – P1.7 merupakan program yang telah diisi
P2.0 – P2.5 merupakan program yang telah diisi
Dimana pada masing – masing port ( P1.0- P1.7 dan P2.0 – P2.5 ) ini merupakan sebagai keluran dari lampu merah .
P0.0 berfungsi sebagai switch yaitu selama 15 detik
P0.1 berfungsi sebagai switch yaitu selama 30 detik
P0.2 berfungsi sebagai switch yaitu selama 45 detik
P1.0 – P1.7 dihubungkan ke input IC ULN 2003
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya dan IC MIkrokontroller
3.1.3 IC ULN 2003
ULN 2003 adalah monolitik tegangan tinggi dan arus tinggi Darlington transistor array. Ini terdiri dari tujuh Darlington NPN pasangan bahwa fitur output tegangan tinggi dengan biasa-katoda dioda penjepit untuk beralih beban induktif. Para kolektor-saat ini peringkat sepasang Darlington tunggal 500 mA. Pasangan Darlington mungkin parallel untuk kemampuan arus yang lebih tinggi. Aplikasi termasuk relay driver, driver palu, lampdrivers, driver display (LED gas debit), driver line, dan buffer logika. ULN 2003 memiliki dasar resistor seri 2.7K untuk masing-masing pasangan Darlington untuk operasi secara langsung dengan TTL atau CMOS 5 V perangkat
Adapun ketentuan dari IC ULN 2003, sebagai berikut:
Kolektor arus 500 mA rate (output Single)
High-tegangan output: 50V
Masukan compatibale dengan berbagai jenis logika.
Relay driver aplikasi
Mikrokontroler mendapat input tegangan 12 V dan mempunyai fungsi melakukan proses pengolahan data yang sudah di program dulu lewat IC downloader. Kemudian keluaran dari mikrokontroler pada port masuk ke IC ULN 2003 yang keluarannya berfungsi sebagai penguat darlington lampu LED pada 5 baris dalam setiap bloknya. IC ULN 2003 Display Matrik Menampilkan tulisan Setelah kedua keluaran dari IC ULN 2003 sebagai input tegangan pada 5 baris dalam setiap bloknya maka Display matrik bisa menyala. Tegangan output 12 V pada keluaran IC ULN 2003 dirangkai secara seri dengan menggunakan 5 buah LED maka tegangan output 12 V akan dibagi 5 dan 1 buah Led akan menerima tegangan kurang lebih dari 2 Volt .Output dari IC ULN 2003 pada percobaan bisa menampung LED sebanyak / kurang lebih 50 buah LED ,namun disetiap output dirangkai secara parallel. Seri dengan output = 5 led. Parallel dengan output = 50 led. Parallel bisa membagi tegangan. 1 kaki output led dihubungkan secara seri. Untuk menghubungkan antara semua kaki, led dipasang secara parallel.
Gambar 3.4 Data Sheet IC ULN 2003
Gambar diatas menjelaskan tentang data sheet IC ULN 2003. Kegunaan dari data sheet adalah untuk mengetahui fungsi dari masing-masing pin IC agar tidak terjadi kesalahan dalam merangkai.
Gambar 3.5 IC ULN 2003 pada Rangkaian
3.1.4 Catu Daya pada IC ULN 2003
Catu Daya pada IC ULN 2003 ini berfungsi untuk merubah tegangan AC menjadi DC. Komponen – komponen yang diperlukan dalam Catu Daya IC ULN 2003 ini yaitu : Dioda bridge , Capasitor sebesar 25 Volt , Transistor sebesar 78012 , Transistor ( Bipolar 220 mikro farad atau 25 Volt dan Non bipolar sebesar 47 Volt ) , Capasitor 35 Volt dan 47 Mikro Farad , dan resistor sebesar 33 ohm.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuning dan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau. Berikut ini dapat dijelaskan satu persatu dalam masing – masing setiap lampu Lalu Lintas tersebut.
3.2 Perancangan Lampu Merah
Lampu lalu lintas yang berwarna merah mempunyai arti berhenti. Letak lampu merah berada paling atas maupun paling kanan. Jika letaknya berada paling atas, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwarna merah paling kanan, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Dalam rancangan lampu lalu lintas ini setiap lampu memiliki rangkaian penguat. ULN 2003 yang digunakan untuk lampu yang berwarna merah tersebut sebanyak 4 buah. 1 buah IC ULN 2003 mewakili 35 buah LED.
Gambar 3.6 Rangkaian Lampu Merah dengan ULN 2003 Dan
Lampu Merah Pada Saat Menyala
Dapat dilihat bahwa lampu merah ini lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang lain seperti lampu kuning dan lampu hijau, hal ini dapat disebabkan karena pada tegangan lampu merah tersebut hanya menggunakan tegangan sebesar 1,8 Volt, berarti dapat dilihat bahwa semakin kecil tegangan semakin terang lampu yang menyala.
3.3 Perancangan Lampu Kuning
Lampu lalu lintas berwarna kuning berarti hati-hati. Lampu ini memberikan tanda kepada pengemudi agar berhati-hati. Lampu ini dapat menyala setelah lampu merah dan sebelum lampu hijau untuk memberikan isyarat. Lampu kuning terlatak ditengah antara lampu merah dan lampu hijau.
Gambar 3.7 Rangkaian Lampu Kuning dengan ULN 2003 Dan
Lampu Kuning Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu kuning menyala dibuat selama 4-5 detik sebelum lampu merah menyala dan lamanya waktu lampu merah menyala pada jalur tergantung dari jumlah dari jumlah lamanya waktu lampu hijau pada jalur lain. Pengujian yang dilakukan untuk rancang bangun dengan cara memastikan tiap jalur rangkaian terhubung dengan semestinya sesuai dengan datasheet menggunakan multimeter. Pengujian tidak hanya dilakukan dengan menggunakan ohmmeter untuk mengetahui jalur terhubung atau tidaknya tetapi juga dengan diberi tegangan pada tiap titik rangkaian untuk mengetahui dari setiap komponen bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian program yang ditanam ke dalam mikrokontroler dilakukan secara bertahap dari program yang sederhana sampai yang paling sulit dari peneletian ini. Program yang sederhana berupa memberikan logika1 pada setiap kaki IC mikrokontroler AT89S52 untuk membuktikan bahwa mikrokontroler bekerja dengan baik kemudian menghidupkan LED di tiap jalur secara bergantian untuk membuktikan bahwa LED bekerja dan mengaktifkan switch.
3.4. Perancangan Lampu Hijau
Lampu lalu lintas berwarna hijau berarti berjalan. Semua kendaraan boleh berjalan saat lampu ini menyala. Lampu ini biasanya terletak paling bawah atau sebelah kiri. Jika letaknya berada paling bawah, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwaran merah paling kiri, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuningdan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau.
Gambar 3.8 Rangkaian Lampu Hijau dengan ULN 2003 Dan
Lampu Hijau Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu hijau menyala di suatu jalur tergantung dari jumlah kepadatan di jalur tersebut. Semakin besar jumlah kepadatan di suatu jalur maka semakin lama lampu hijau di jalur tersebut begitu juga sebaliknya.
3.5 Perancangan Lampu Lalu Lintas
Pada Lampu Lalu Lintas di bawah ini, menunjukkan bagaimana lampu merah, kuning, hijau tersebut bekerja. Pada lampu merah lampu akan menyala selama 54 detik dari 3 arah yang berbeda, sedangkan lampu kuning 9 detik, dan lampu hijau 45 detik masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Dari rangkaian dibawah ini menunjukkan bahwa lampu lalu lintas menggunakan mikrokontroller, trafo, serta kabel penghubung., dari rangkaian ini terdapat 1 trafo menggunakan 1 catu daya kemudian menghubungkan ke salah satu lampu tesebut, sehingga ada 3 trafo dan 3 catu daya untuk di hubungkan dalam satu rangkaian lampu lalu lintas dengan menggunakan kabel penghubung. Input IC ULN 2003 menggunakan tegangan sebesar 12 volt.
Gambar 3.9 Keadaan Lampu Lalu lintas Pada Saat Menyala
Dengan Rangkaian Catu Daya
Lalu Lintas
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Pengenalan Lampu Lalu Lintas
Lampu lalu lintas adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur lalu lintas. Rangkaian LED Traffic Lights ini terdiri dari tiga macam keluaran, yaitu LED yang berwarna merah, kuning dan hijau pada masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Rangkaian lampu lalu lintas ini menggunakan IC ULN 2003 dan sisitim Minimum ( Mikrokontroler AT89S52) .Disini IC yang berperan penting adalah IC ULN 2003 karena IC ini mempunyai fungsi, yaitu sebagai penguat. Sedangkan pada IC Mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk menjalankan semua program dalam rangkaian Lampu Lalu Lintas atau dengan kata lain bahwa IC Mikrokontroler AT89S52 ini sebagai pokok utama dalam menjalankan rangkaian lampu lalu lintas ini .
Pada umumnya arah perpindahan lampu lalu lintas dapat diatur sesuai dengan arah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Proses pengaturan perpindahan lampu lalu lintas pada penelitian ini mengikuti arah seperti ditunjukkan pada Lampu lalu lintas bekerja secara bergantian pada tiap jalur sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan dengan urutan menyala lampu hijau, lampu kuning dan lampu merah.
3.1.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler adalah central processing Unit (CPU) yang disertai memori sarta sarana input / output dan dibuat dalam bentuk chip. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler produksi ATMEL dengan nomor seri AT89S52. Kecepatan Mikrokontroler hingga 1 microsecond (μs) sehingga sangat mendukung kecepatan yang diperlukan untuk robot. Selain itu mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur In System Programmable (ISP), artinya dalam diprogram pada PCB robot tanpa harus melepas mikrokontroler tersebut dari PCB sehingga lebih mudah (praktis). Mikrokontroler AT89S52 ini harganya lebih murah dibanding dengan jenis mikrokontroler yang lain. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa C dari Franklin software, sehingga lebih mudah dalam melakukan perhitungan secara matematika, hal ini akan membantu dalam pembuatan algoritma.
IC AT89S52 merupakan IC pemprograman yang dapat dapat kita isi dengan bahasa pemrograman (Assembly) sesuai dengan program yang akan kita buat. Dalam hal ini, program yang digunakan adalah Pinnacle-52. Program yang kita buat sesuai dengan lama lampu yang akan menyala. Pada IC ini terdapat port yang digunakan untuk menentukan program. Program yang dimaksud dapat dilihat sebagai berikut :
;***************************
;** program traffic light **
;***************************
ORG 0H
MULAI: MOV P0,#0FFH
MOV P2,#0FFH
;***************************
;****** PROGRAM UTAMA ******
;***************************
;***LAMPU HIJAU 15 DETIK***
S1: JB P1.0,S2 MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 30 DETIK***
S2: JB P1.1,S3
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
BALIK: LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 45 DETIK***
S3: JB P1.2,S4
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 60 DETIK***
S4: JB P1.3,BALIK
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP BALIK
DELAY: MOV R0,#00H
DELAY1: MOV R1,#00H
DELAY2: MOV R2,#00H
DELAY3: INC R2
CJNE R2,#4DH,DELAY3
INC R1
CJNE R1,#0FFH,DELAY2
INC R0
CJNE R0,#0FFH,DELAY1 RET
DLY: MOV R3,#00H
DLY1: MOV R4,#00H
DLY2: MOV R5,#00H
DLY3: INC R5
CJNE R5,#10H,DLY3
INC R4
CJNE R4,#0FFH,DLY2
INC R3
CJNE R3,#0FFH,DLY1
RET
END
Dari program diatas dapat dilihat bahwa port yang digunakan untuk menyalakan LED adalah port 2 dan port 0 sedangkan port 1 digunakan sebagai switch yaitu untuk menentukan lama waktu menyala lampu hijau pada tiap simpang.
Dalam mikrokontroler diperlukan rangkaian system minimum untuk menghubungkan IC pada rangkaian yang ingin dijalankan. Sistem minimum adalah suatu rangkaian hardware yang digunakan untuk mengisi program dari komputer ke mikrokontroler. Komunikasi anatar computer dengan sistem minimum menggunakan DB25 atau port paralel. Selain itu system minimum juga membutuhkan kabel ISP yang terhubung ke DB25 atau port paralel. Jenis sistem minimum yang penulis gunakan adalah jenis MCS-52 keluarga ATMEL yaitu AT89S52. Berikut ini adalah gambar rangkaian system minimum yang digunakan :
Gambar 3.1 Rangkaian Sistem Minimum
Rangkaian ini hanya memerlukan 3 buah kapasitor, 1 resistor, dan 1 kristal serta catu daya 5 volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum di PCB
3.1.2 Catu Daya pada IC Mikrokontroler AT89S52
Dari Catu Daya sistim Minimum dengan menggunakan IC Mikrontroler AT89S52, pertama kali diberi tegangan sebesar 9 volt yang telah melewati diode bridge , capasitor 7805 dengan mengeluarkan tegangan 5 Volt / disearahkan dari Transistor 7805 ,kemudian dihubungkan kepositif dan negative dari Vin Sistim Minimum ICAT89S52 dengan Vin pada kaki 9 yang merupakan Vcc dan pada kaki 8 merupaka n ground / Vout , dimana pada masing – masing Vin dan Vout tersebut telah diisi program terlebih dahulu.
Disini dapat dijelaskan satu persatu bagian – bagian dari masing – masing port IC Mikrokontroler AT89S52 , diantaranya :
Port :
P1.0 – P1.7 merupakan program yang telah diisi
P2.0 – P2.5 merupakan program yang telah diisi
Dimana pada masing – masing port ( P1.0- P1.7 dan P2.0 – P2.5 ) ini merupakan sebagai keluran dari lampu merah .
P0.0 berfungsi sebagai switch yaitu selama 15 detik
P0.1 berfungsi sebagai switch yaitu selama 30 detik
P0.2 berfungsi sebagai switch yaitu selama 45 detik
P1.0 – P1.7 dihubungkan ke input IC ULN 2003
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya dan IC MIkrokontroller
3.1.3 IC ULN 2003
ULN 2003 adalah monolitik tegangan tinggi dan arus tinggi Darlington transistor array. Ini terdiri dari tujuh Darlington NPN pasangan bahwa fitur output tegangan tinggi dengan biasa-katoda dioda penjepit untuk beralih beban induktif. Para kolektor-saat ini peringkat sepasang Darlington tunggal 500 mA. Pasangan Darlington mungkin parallel untuk kemampuan arus yang lebih tinggi. Aplikasi termasuk relay driver, driver palu, lampdrivers, driver display (LED gas debit), driver line, dan buffer logika. ULN 2003 memiliki dasar resistor seri 2.7K untuk masing-masing pasangan Darlington untuk operasi secara langsung dengan TTL atau CMOS 5 V perangkat
Adapun ketentuan dari IC ULN 2003, sebagai berikut:
Kolektor arus 500 mA rate (output Single)
High-tegangan output: 50V
Masukan compatibale dengan berbagai jenis logika.
Relay driver aplikasi
Mikrokontroler mendapat input tegangan 12 V dan mempunyai fungsi melakukan proses pengolahan data yang sudah di program dulu lewat IC downloader. Kemudian keluaran dari mikrokontroler pada port masuk ke IC ULN 2003 yang keluarannya berfungsi sebagai penguat darlington lampu LED pada 5 baris dalam setiap bloknya. IC ULN 2003 Display Matrik Menampilkan tulisan Setelah kedua keluaran dari IC ULN 2003 sebagai input tegangan pada 5 baris dalam setiap bloknya maka Display matrik bisa menyala. Tegangan output 12 V pada keluaran IC ULN 2003 dirangkai secara seri dengan menggunakan 5 buah LED maka tegangan output 12 V akan dibagi 5 dan 1 buah Led akan menerima tegangan kurang lebih dari 2 Volt .Output dari IC ULN 2003 pada percobaan bisa menampung LED sebanyak / kurang lebih 50 buah LED ,namun disetiap output dirangkai secara parallel. Seri dengan output = 5 led. Parallel dengan output = 50 led. Parallel bisa membagi tegangan. 1 kaki output led dihubungkan secara seri. Untuk menghubungkan antara semua kaki, led dipasang secara parallel.
Gambar 3.4 Data Sheet IC ULN 2003
Gambar diatas menjelaskan tentang data sheet IC ULN 2003. Kegunaan dari data sheet adalah untuk mengetahui fungsi dari masing-masing pin IC agar tidak terjadi kesalahan dalam merangkai.
Gambar 3.5 IC ULN 2003 pada Rangkaian
3.1.4 Catu Daya pada IC ULN 2003
Catu Daya pada IC ULN 2003 ini berfungsi untuk merubah tegangan AC menjadi DC. Komponen – komponen yang diperlukan dalam Catu Daya IC ULN 2003 ini yaitu : Dioda bridge , Capasitor sebesar 25 Volt , Transistor sebesar 78012 , Transistor ( Bipolar 220 mikro farad atau 25 Volt dan Non bipolar sebesar 47 Volt ) , Capasitor 35 Volt dan 47 Mikro Farad , dan resistor sebesar 33 ohm.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuning dan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau. Berikut ini dapat dijelaskan satu persatu dalam masing – masing setiap lampu Lalu Lintas tersebut.
3.2 Perancangan Lampu Merah
Lampu lalu lintas yang berwarna merah mempunyai arti berhenti. Letak lampu merah berada paling atas maupun paling kanan. Jika letaknya berada paling atas, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwarna merah paling kanan, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Dalam rancangan lampu lalu lintas ini setiap lampu memiliki rangkaian penguat. ULN 2003 yang digunakan untuk lampu yang berwarna merah tersebut sebanyak 4 buah. 1 buah IC ULN 2003 mewakili 35 buah LED.
Gambar 3.6 Rangkaian Lampu Merah dengan ULN 2003 Dan
Lampu Merah Pada Saat Menyala
Dapat dilihat bahwa lampu merah ini lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang lain seperti lampu kuning dan lampu hijau, hal ini dapat disebabkan karena pada tegangan lampu merah tersebut hanya menggunakan tegangan sebesar 1,8 Volt, berarti dapat dilihat bahwa semakin kecil tegangan semakin terang lampu yang menyala.
3.3 Perancangan Lampu Kuning
Lampu lalu lintas berwarna kuning berarti hati-hati. Lampu ini memberikan tanda kepada pengemudi agar berhati-hati. Lampu ini dapat menyala setelah lampu merah dan sebelum lampu hijau untuk memberikan isyarat. Lampu kuning terlatak ditengah antara lampu merah dan lampu hijau.
Gambar 3.7 Rangkaian Lampu Kuning dengan ULN 2003 Dan
Lampu Kuning Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu kuning menyala dibuat selama 4-5 detik sebelum lampu merah menyala dan lamanya waktu lampu merah menyala pada jalur tergantung dari jumlah dari jumlah lamanya waktu lampu hijau pada jalur lain. Pengujian yang dilakukan untuk rancang bangun dengan cara memastikan tiap jalur rangkaian terhubung dengan semestinya sesuai dengan datasheet menggunakan multimeter. Pengujian tidak hanya dilakukan dengan menggunakan ohmmeter untuk mengetahui jalur terhubung atau tidaknya tetapi juga dengan diberi tegangan pada tiap titik rangkaian untuk mengetahui dari setiap komponen bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian program yang ditanam ke dalam mikrokontroler dilakukan secara bertahap dari program yang sederhana sampai yang paling sulit dari peneletian ini. Program yang sederhana berupa memberikan logika1 pada setiap kaki IC mikrokontroler AT89S52 untuk membuktikan bahwa mikrokontroler bekerja dengan baik kemudian menghidupkan LED di tiap jalur secara bergantian untuk membuktikan bahwa LED bekerja dan mengaktifkan switch.
3.4. Perancangan Lampu Hijau
Lampu lalu lintas berwarna hijau berarti berjalan. Semua kendaraan boleh berjalan saat lampu ini menyala. Lampu ini biasanya terletak paling bawah atau sebelah kiri. Jika letaknya berada paling bawah, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwaran merah paling kiri, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuningdan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau.
Gambar 3.8 Rangkaian Lampu Hijau dengan ULN 2003 Dan
Lampu Hijau Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu hijau menyala di suatu jalur tergantung dari jumlah kepadatan di jalur tersebut. Semakin besar jumlah kepadatan di suatu jalur maka semakin lama lampu hijau di jalur tersebut begitu juga sebaliknya.
3.5 Perancangan Lampu Lalu Lintas
Pada Lampu Lalu Lintas di bawah ini, menunjukkan bagaimana lampu merah, kuning, hijau tersebut bekerja. Pada lampu merah lampu akan menyala selama 54 detik dari 3 arah yang berbeda, sedangkan lampu kuning 9 detik, dan lampu hijau 45 detik masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Dari rangkaian dibawah ini menunjukkan bahwa lampu lalu lintas menggunakan mikrokontroller, trafo, serta kabel penghubung., dari rangkaian ini terdapat 1 trafo menggunakan 1 catu daya kemudian menghubungkan ke salah satu lampu tesebut, sehingga ada 3 trafo dan 3 catu daya untuk di hubungkan dalam satu rangkaian lampu lalu lintas dengan menggunakan kabel penghubung. Input IC ULN 2003 menggunakan tegangan sebesar 12 volt.
Gambar 3.9 Keadaan Lampu Lalu lintas Pada Saat Menyala
Dengan Rangkaian Catu Daya
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Pengenalan Lampu Lalu Lintas
Lampu lalu lintas adalah perangkat yang digunakan untuk mengatur lalu lintas. Rangkaian LED Traffic Lights ini terdiri dari tiga macam keluaran, yaitu LED yang berwarna merah, kuning dan hijau pada masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Rangkaian lampu lalu lintas ini menggunakan IC ULN 2003 dan sisitim Minimum ( Mikrokontroler AT89S52) .Disini IC yang berperan penting adalah IC ULN 2003 karena IC ini mempunyai fungsi, yaitu sebagai penguat. Sedangkan pada IC Mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk menjalankan semua program dalam rangkaian Lampu Lalu Lintas atau dengan kata lain bahwa IC Mikrokontroler AT89S52 ini sebagai pokok utama dalam menjalankan rangkaian lampu lalu lintas ini .
Pada umumnya arah perpindahan lampu lalu lintas dapat diatur sesuai dengan arah jarum jam (clockwise) atau berlawanan arah jarum jam (counter clockwise). Proses pengaturan perpindahan lampu lalu lintas pada penelitian ini mengikuti arah seperti ditunjukkan pada Lampu lalu lintas bekerja secara bergantian pada tiap jalur sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan dengan urutan menyala lampu hijau, lampu kuning dan lampu merah.
3.1.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler adalah central processing Unit (CPU) yang disertai memori sarta sarana input / output dan dibuat dalam bentuk chip. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler produksi ATMEL dengan nomor seri AT89S52. Kecepatan Mikrokontroler hingga 1 microsecond (μs) sehingga sangat mendukung kecepatan yang diperlukan untuk robot. Selain itu mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur In System Programmable (ISP), artinya dalam diprogram pada PCB robot tanpa harus melepas mikrokontroler tersebut dari PCB sehingga lebih mudah (praktis). Mikrokontroler AT89S52 ini harganya lebih murah dibanding dengan jenis mikrokontroler yang lain. Bahasa pemrograman menggunakan bahasa C dari Franklin software, sehingga lebih mudah dalam melakukan perhitungan secara matematika, hal ini akan membantu dalam pembuatan algoritma.
IC AT89S52 merupakan IC pemprograman yang dapat dapat kita isi dengan bahasa pemrograman (Assembly) sesuai dengan program yang akan kita buat. Dalam hal ini, program yang digunakan adalah Pinnacle-52. Program yang kita buat sesuai dengan lama lampu yang akan menyala. Pada IC ini terdapat port yang digunakan untuk menentukan program. Program yang dimaksud dapat dilihat sebagai berikut :
;***************************
;** program traffic light **
;***************************
ORG 0H
MULAI: MOV P0,#0FFH
MOV P2,#0FFH
;***************************
;****** PROGRAM UTAMA ******
;***************************
;***LAMPU HIJAU 15 DETIK***
S1: JB P1.0,S2 MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 30 DETIK***
S2: JB P1.1,S3
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
LJMP MULAI
BALIK: LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 45 DETIK***
S3: JB P1.2,S4
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP MULAI
;***LAMPU HIJAU 60 DETIK***
S4: JB P1.3,BALIK
MOV P0,#0F3H ; UTARA HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0F5H ; UTARA KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P0,#0DEH ; BARAT HIJAU
MOV P2,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P0,#0EEH ; BARAT KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0F3H ; SELATAN HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0F5H ; SELATAN KUNING
CALL DLY
CALL DLY
MOV P2,#0DEH ; TIMUR HIJAU
MOV P0,#0F6H
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
CALL DELAY
MOV P2,#0EEH ; TIMUR KUNING
CALL DLY
CALL DLY
LJMP BALIK
DELAY: MOV R0,#00H
DELAY1: MOV R1,#00H
DELAY2: MOV R2,#00H
DELAY3: INC R2
CJNE R2,#4DH,DELAY3
INC R1
CJNE R1,#0FFH,DELAY2
INC R0
CJNE R0,#0FFH,DELAY1 RET
DLY: MOV R3,#00H
DLY1: MOV R4,#00H
DLY2: MOV R5,#00H
DLY3: INC R5
CJNE R5,#10H,DLY3
INC R4
CJNE R4,#0FFH,DLY2
INC R3
CJNE R3,#0FFH,DLY1
RET
END
Dari program diatas dapat dilihat bahwa port yang digunakan untuk menyalakan LED adalah port 2 dan port 0 sedangkan port 1 digunakan sebagai switch yaitu untuk menentukan lama waktu menyala lampu hijau pada tiap simpang.
Dalam mikrokontroler diperlukan rangkaian system minimum untuk menghubungkan IC pada rangkaian yang ingin dijalankan. Sistem minimum adalah suatu rangkaian hardware yang digunakan untuk mengisi program dari komputer ke mikrokontroler. Komunikasi anatar computer dengan sistem minimum menggunakan DB25 atau port paralel. Selain itu system minimum juga membutuhkan kabel ISP yang terhubung ke DB25 atau port paralel. Jenis sistem minimum yang penulis gunakan adalah jenis MCS-52 keluarga ATMEL yaitu AT89S52. Berikut ini adalah gambar rangkaian system minimum yang digunakan :
Gambar 3.1 Rangkaian Sistem Minimum
Rangkaian ini hanya memerlukan 3 buah kapasitor, 1 resistor, dan 1 kristal serta catu daya 5 volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Minimum di PCB
3.1.2 Catu Daya pada IC Mikrokontroler AT89S52
Dari Catu Daya sistim Minimum dengan menggunakan IC Mikrontroler AT89S52, pertama kali diberi tegangan sebesar 9 volt yang telah melewati diode bridge , capasitor 7805 dengan mengeluarkan tegangan 5 Volt / disearahkan dari Transistor 7805 ,kemudian dihubungkan kepositif dan negative dari Vin Sistim Minimum ICAT89S52 dengan Vin pada kaki 9 yang merupakan Vcc dan pada kaki 8 merupaka n ground / Vout , dimana pada masing – masing Vin dan Vout tersebut telah diisi program terlebih dahulu.
Disini dapat dijelaskan satu persatu bagian – bagian dari masing – masing port IC Mikrokontroler AT89S52 , diantaranya :
Port :
P1.0 – P1.7 merupakan program yang telah diisi
P2.0 – P2.5 merupakan program yang telah diisi
Dimana pada masing – masing port ( P1.0- P1.7 dan P2.0 – P2.5 ) ini merupakan sebagai keluran dari lampu merah .
P0.0 berfungsi sebagai switch yaitu selama 15 detik
P0.1 berfungsi sebagai switch yaitu selama 30 detik
P0.2 berfungsi sebagai switch yaitu selama 45 detik
P1.0 – P1.7 dihubungkan ke input IC ULN 2003
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya dan IC MIkrokontroller
3.1.3 IC ULN 2003
ULN 2003 adalah monolitik tegangan tinggi dan arus tinggi Darlington transistor array. Ini terdiri dari tujuh Darlington NPN pasangan bahwa fitur output tegangan tinggi dengan biasa-katoda dioda penjepit untuk beralih beban induktif. Para kolektor-saat ini peringkat sepasang Darlington tunggal 500 mA. Pasangan Darlington mungkin parallel untuk kemampuan arus yang lebih tinggi. Aplikasi termasuk relay driver, driver palu, lampdrivers, driver display (LED gas debit), driver line, dan buffer logika. ULN 2003 memiliki dasar resistor seri 2.7K untuk masing-masing pasangan Darlington untuk operasi secara langsung dengan TTL atau CMOS 5 V perangkat
Adapun ketentuan dari IC ULN 2003, sebagai berikut:
Kolektor arus 500 mA rate (output Single)
High-tegangan output: 50V
Masukan compatibale dengan berbagai jenis logika.
Relay driver aplikasi
Mikrokontroler mendapat input tegangan 12 V dan mempunyai fungsi melakukan proses pengolahan data yang sudah di program dulu lewat IC downloader. Kemudian keluaran dari mikrokontroler pada port masuk ke IC ULN 2003 yang keluarannya berfungsi sebagai penguat darlington lampu LED pada 5 baris dalam setiap bloknya. IC ULN 2003 Display Matrik Menampilkan tulisan Setelah kedua keluaran dari IC ULN 2003 sebagai input tegangan pada 5 baris dalam setiap bloknya maka Display matrik bisa menyala. Tegangan output 12 V pada keluaran IC ULN 2003 dirangkai secara seri dengan menggunakan 5 buah LED maka tegangan output 12 V akan dibagi 5 dan 1 buah Led akan menerima tegangan kurang lebih dari 2 Volt .Output dari IC ULN 2003 pada percobaan bisa menampung LED sebanyak / kurang lebih 50 buah LED ,namun disetiap output dirangkai secara parallel. Seri dengan output = 5 led. Parallel dengan output = 50 led. Parallel bisa membagi tegangan. 1 kaki output led dihubungkan secara seri. Untuk menghubungkan antara semua kaki, led dipasang secara parallel.
Gambar 3.4 Data Sheet IC ULN 2003
Gambar diatas menjelaskan tentang data sheet IC ULN 2003. Kegunaan dari data sheet adalah untuk mengetahui fungsi dari masing-masing pin IC agar tidak terjadi kesalahan dalam merangkai.
Gambar 3.5 IC ULN 2003 pada Rangkaian
3.1.4 Catu Daya pada IC ULN 2003
Catu Daya pada IC ULN 2003 ini berfungsi untuk merubah tegangan AC menjadi DC. Komponen – komponen yang diperlukan dalam Catu Daya IC ULN 2003 ini yaitu : Dioda bridge , Capasitor sebesar 25 Volt , Transistor sebesar 78012 , Transistor ( Bipolar 220 mikro farad atau 25 Volt dan Non bipolar sebesar 47 Volt ) , Capasitor 35 Volt dan 47 Mikro Farad , dan resistor sebesar 33 ohm.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuning dan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau. Berikut ini dapat dijelaskan satu persatu dalam masing – masing setiap lampu Lalu Lintas tersebut.
3.2 Perancangan Lampu Merah
Lampu lalu lintas yang berwarna merah mempunyai arti berhenti. Letak lampu merah berada paling atas maupun paling kanan. Jika letaknya berada paling atas, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwarna merah paling kanan, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Dalam rancangan lampu lalu lintas ini setiap lampu memiliki rangkaian penguat. ULN 2003 yang digunakan untuk lampu yang berwarna merah tersebut sebanyak 4 buah. 1 buah IC ULN 2003 mewakili 35 buah LED.
Gambar 3.6 Rangkaian Lampu Merah dengan ULN 2003 Dan
Lampu Merah Pada Saat Menyala
Dapat dilihat bahwa lampu merah ini lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang lain seperti lampu kuning dan lampu hijau, hal ini dapat disebabkan karena pada tegangan lampu merah tersebut hanya menggunakan tegangan sebesar 1,8 Volt, berarti dapat dilihat bahwa semakin kecil tegangan semakin terang lampu yang menyala.
3.3 Perancangan Lampu Kuning
Lampu lalu lintas berwarna kuning berarti hati-hati. Lampu ini memberikan tanda kepada pengemudi agar berhati-hati. Lampu ini dapat menyala setelah lampu merah dan sebelum lampu hijau untuk memberikan isyarat. Lampu kuning terlatak ditengah antara lampu merah dan lampu hijau.
Gambar 3.7 Rangkaian Lampu Kuning dengan ULN 2003 Dan
Lampu Kuning Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu kuning menyala dibuat selama 4-5 detik sebelum lampu merah menyala dan lamanya waktu lampu merah menyala pada jalur tergantung dari jumlah dari jumlah lamanya waktu lampu hijau pada jalur lain. Pengujian yang dilakukan untuk rancang bangun dengan cara memastikan tiap jalur rangkaian terhubung dengan semestinya sesuai dengan datasheet menggunakan multimeter. Pengujian tidak hanya dilakukan dengan menggunakan ohmmeter untuk mengetahui jalur terhubung atau tidaknya tetapi juga dengan diberi tegangan pada tiap titik rangkaian untuk mengetahui dari setiap komponen bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian program yang ditanam ke dalam mikrokontroler dilakukan secara bertahap dari program yang sederhana sampai yang paling sulit dari peneletian ini. Program yang sederhana berupa memberikan logika1 pada setiap kaki IC mikrokontroler AT89S52 untuk membuktikan bahwa mikrokontroler bekerja dengan baik kemudian menghidupkan LED di tiap jalur secara bergantian untuk membuktikan bahwa LED bekerja dan mengaktifkan switch.
3.4. Perancangan Lampu Hijau
Lampu lalu lintas berwarna hijau berarti berjalan. Semua kendaraan boleh berjalan saat lampu ini menyala. Lampu ini biasanya terletak paling bawah atau sebelah kiri. Jika letaknya berada paling bawah, posisi dari lampu lalu lintas adalah horizontal/berdiri. Sedangkan lampu berwaran merah paling kiri, posisi lampu lalu lintas pada keadaan vertikal/ mendatar.
Pada penelitian ini proses pergantian lampu lalu lintas dimulai dengan kondisi awal lampu hijau menyala pada jalur utara dan lampu merah pada jalur barat, jalur selatan dan jalur timur. Lampu merah ditunjukkan dengan LED warna merah, lampu kuning ditunjukkan dengan LED warna kuningdan lampu hijau ditunjukkan dengan LED warna hijau.
Gambar 3.8 Rangkaian Lampu Hijau dengan ULN 2003 Dan
Lampu Hijau Pada Saat Menyala
Lamanya waktu lampu hijau menyala di suatu jalur tergantung dari jumlah kepadatan di jalur tersebut. Semakin besar jumlah kepadatan di suatu jalur maka semakin lama lampu hijau di jalur tersebut begitu juga sebaliknya.
3.5 Perancangan Lampu Lalu Lintas
Pada Lampu Lalu Lintas di bawah ini, menunjukkan bagaimana lampu merah, kuning, hijau tersebut bekerja. Pada lampu merah lampu akan menyala selama 54 detik dari 3 arah yang berbeda, sedangkan lampu kuning 9 detik, dan lampu hijau 45 detik masing-masing bagian. Rangkaian ini, memiliki input tegangan sekitar +9 Volt DC. Dari rangkaian dibawah ini menunjukkan bahwa lampu lalu lintas menggunakan mikrokontroller, trafo, serta kabel penghubung., dari rangkaian ini terdapat 1 trafo menggunakan 1 catu daya kemudian menghubungkan ke salah satu lampu tesebut, sehingga ada 3 trafo dan 3 catu daya untuk di hubungkan dalam satu rangkaian lampu lalu lintas dengan menggunakan kabel penghubung. Input IC ULN 2003 menggunakan tegangan sebesar 12 volt.
Gambar 3.9 Keadaan Lampu Lalu lintas Pada Saat Menyala
Dengan Rangkaian Catu Daya
Minggu, 11 April 2010
first write in here
coba2 buat blog, eh rupanya brhasil. langsung terlintas di fikiran mau ngisi blog ni tentang pengalama dalam belajar elektronika di kampus n berbagi pengalaman sama semua teman.
Langganan:
Postingan (Atom)
