BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang Masalah

Pada musim penghujan saat ini banyak bencana banjir dimana-mana, untuk memudahkan memonitori keadaan air sungai yang ada di pintu bendungan sungai maupun pintu sungai, maka dibuatlah alat flood sensor ini dengan tujuan untuk mendeteksi batas ketinggian kapasitas air. Kepentingan untuk memilih alat ini, dikarenakan dapat diaplikasikan ke dalam kehidupan sehari-hari seperti halnya pada pintu air aliran sungai yang digunakan sebagai pendeteksi banjir dimana ketinggian air dihitung supaya air tidak meluap keluar yang  menyebabkan terjadinya banjir.

Selain itu memudahkan petugas penjaga pintu air aliran sungai agar bisa memberi tanda jika air sungai sedang tinggi dan mempermudah menjalankan tugasnya apalagi saat ini hujan sering terjadi yang suatu saat air dapat meluap sehingga menyebabkan banjir. Alat ini juga banyak pengaplikasiannya baik untuk penampungan air yang ada di tiap rumah agar meminimalisir air yang terbuang, selain itu juga masih banyak pengaplikasiannya kedalam kehidupan sehari-hari, jadi alat ini sungguh berguna jika diaplikasikan dengan baik dan benar.

Flood Sensor ini terdri dari sederet lampu led yang terdiri dari tiga warna yakni warna hijau, kuning, dan merah yang berguna sebagai penanda ketinggian air pada penampung air, selain lampu led terdapat sebuah buzzer yang berguna sebagai penanda berupa suara fungsi buzzer digunakan sebagai alarm. Namun dibalik semua komponen yang di gunakan ada satu komponen elektronika yang sangat dominan dalam pembuatan rangkaian ini adalah IC AT89C51, IC mikrokontroller yang berfungsi sebagai otak untuk sistem kerja Flood Sensor.

1.2       Batasan Masalah

Pada penulisan ini, penulis batasan permasalahan hanya pada:

·        Cara kerja dari rangkaian flood sensor berikut komponen-komponennya yang tertera pada skema flood sensor.

·        Pemasangan komponen pada alat flood sensor.

·        Cara pengoperasian dari flood sensor

1.3       Tujuan Penulisan

·        Untuk memenuhi tugas Praktikum Mikroprosesor

·        Dapat mengerti sistem kerja flood sensor terutama mikrokontroller yang digunakan didalamnya.

·        Dapat mengaplikasikan alat flood sensor dengan baik dan benar.

·        Untuk menambah wawasan dalam hal Elektronika.

1.4       Metode Penulisan

Penulisan makalah ini dirancang dengan beberapa metode-metode diantaranya :

1.4.1    Studi Lapangan

a.       Observasi :

Kegiatan melakukan pengamatan langsung terhadap objek (alat-alat) yang di buat.

b.      Wawancara atau konsultasi :

Kegiatan memberi pertanyaan-pertanyaan kepada pengurus laboratorium serta staf-stafnya   untuk mendapatkan sumber informasi yang di butuhkan, misalnya; komponen-komponen yang diperlukan, serta cara bagaimana alat itu bekerja.

c.       Studi literatur :

Mencari sumber informasi yang berhubungan dengan penulisan alat ini, baik dari media cetak maupun media elektronik (e-book).

d.      Studi kepustakaan :

Kegiatan mengumpulkan data-data teoritis yang bersumber dari buku-buku dan diktat kuliah yang ada kaitannya dengan penulisan makalah ini, seperti diperpustakaan.

1.5       Sistematika Penulisan

Pada bagian ini kami akan mengemukakan tentang pokok-pokok uraian tugas penulisan makalah ini agar lebih mudah dipahami dan juga sebagai dasar pembahaan selanjutnya. Dalam penulisan ini kami menyajikan sistematika penulisan dengan kronologis sebagai berikut :

BAB I-PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan, serta sistematika penulisan.

BAB II-LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang komponen-komponen yang digunakan, konfigurasi yang digunakan, dan juga teori-teori yang digunakan dalam pembuatan Fload detector ini.

BAB III-ANALISA RANGKAIAN

Bab ini membahas mengenai perancangan sistem otomatisasi alat Fload detectoryang terdiri dari analisa rangkaian secara diagram blok, analisa rangkaian secara detail dan analisa logika pemrograman.

BAB IV-CARA KERJA ALAT

        Penjelasan langkah pengoperasian alat, dan Aplikasi mikon dalam sehari-hari.

BAB V-PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan-kesimpulan dari penjelasan alat yang dibuat dan saran–saran pembuatan alat yang dibuat.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1      IC AT89C51

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 instruksiinstruksi yang diberikan epadanya. 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 aksiaksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. 

2.1.1    Mikrokontroller MCS-51

Mikrokontroler 8051 merupakan keluarga mikrokontroler MCS-51. Yang termasuk dalam keluarga MCS-51 adalah mikrokontroler 8031 (versi 8051 tanpa EPROM), 8751, dan 8052. Keluarga MCS-51 memiliki tipe CPU, RAM, counter/ timer, port paralel, dan port serial yang sama. Mikrokontroler 8051 diperkenalkan pertama kali oleh Intel corp. pada akhir 1970. Mikrokontroler 8051 merupakan kontroller 8-bit yang mampu mengakses 64 Kbyte memory dan 64 Kbyte data memory (eksternal).

        Pada awal perkembangannya, mikroprosesor dibuat berdasarkan kebutuhan aplikasi yang lebih spesifik, dalam hal ini mikroprosesor dibagii menjadi beberapa jenis, yaitu :

v     Mikroprosesor RISC (Reduced Instruction Set of Computing) dan CISC (Complex Instruction Set of Computing). Jenis ini yang digunakan untuk pengolahan informasi dengan perangkat lunak yang rumit dan digunakan untuk kebanyakan PC saat ini.

v     Pengolah Sinyal Digital, DSP (Digital Signal Processor). Memiliki perangkat lunak dan perangkat keras yang ditujukan untuk mempermudah proses pengolahan sinyal-sinyal digital. DSP digunakan pada perangkat audio dan video modern seperti VCD, DVD, Home Theatre dan juga pada kartu-kartu multimedia di computer.Dalam perkembangan yang begitu cepat, batasan-batasan tersebut menjadi kabur, seperti definisi mini, mikro dan mainframe computer. Beberapa mikrokontroller disebut embedded processor, artinya prosesor yang diberikan program khusus yang selanjutnya diaplikasikan untuk akumulasi data dan kendali khusus, serta bias diprogram ulang. Beberapa mikrokontroller modern juga dilengkapi dengan DSP atau terdapat pula mkrokontroler yang tergolong RISC seperti mkrokontroler AVR (Alf (Egil Bogen) and Vegard (Wollan) 's Risc processor).

Mikrokontroller adalah suatu chip yang dibuat dengan cirri khasnya, umumnya adalah :

v     Memiliki memori yang relatif sedikit. Penggunaan mikrokontroller untuk keperluan instrumentasi khusus membuatnya tidak efisien jika menggunakan memori yang besar namun tidak terpakai.

v     Memiliki unit I/O langsung. Berbeda dengan mkrokomputer yang unit I/O-nya dapat dikonfigurasi lebih lanjut, mikrokontroller memiliki unit I/O yang terintregasi dan berhubungan langsung dengan mikroprosesornya.

Sedangkan dalam hal aplikasi, mikrokontroller memiliki karakteristik sebagai berikut :

v     Program relatif lebih kecil dari pada program PC.

v     Konsumsi daya kecil.

v     Rangkaian sederhana dan kompak.

v     Murah, karena komponen yang digunakan sedikit.

v     Unit I/O yang sederhana, misalnya keypad, LCD, LED, latch.

v     Lebih tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrim misalnya temperatur, tekanan, kelembaban dan sebagainya.

2.1.2 Deskripsi Pin pada MCS-51

Mikrokontroler AT89S51 memiliki pin berjumlah 40 dan umumnya dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing pin pada mikrokontroler AT89S51 mempunyai kegunaan sebagai berikut:

ª     Port 0 (Pin 32 sampai 39)

Port 0 merupakan port dua fungsi yang berada pada pin 32-39 dari AT89S51. Dalam rancangan sistem sederhana port ini sebagai port I/O serbaguna. Untuk rancangan yang lebih komplek dengan melibatkan memori eksternal jalur ini dimultiplek untuk bus data dan bus alamat.

ª     Port 1 (Pin 1 sampai 8)       

Port 1 disediakan sebagai port I/O dan berada pada pin 1-8. Beberapa pin pada port ini memiliki fungsi khusus yaitu P1.5 (MOSI), P1.6 (MISO), P1.7 (SCK) yang digunakan untuk jalur download program.

ª     Port 2 (Pin 21 sampai 28)

Port 2 ( pin 21-28 ) merupakan port dua fungsi yaitu sebagai I/O serbaguna, atau sebagai bus alamat byte tinggi untuk rancangan yang melibatkan memori eksternal.

ª     Port 3 (Pin 10 sampain 17)

Port 3 adalah port dua fungsi yang berada pada pin 10-17, port ini memiliki multi fungsi, seperti berikut ini :

o       BIT NAME BIT ADDRESS ALTERNATE FUNCTION

o       P3.0  RXD B0h Receive data for serial port

o       P3.1  TXD B1h Transmit data for serial port

o       P3.2  INT0 B2h External interrupt 0

o       P3.3  INT1 B3h External interrupt 1

o       P3.4  T0 B4h Timer/counter 0 external input

o       P3.5  T1 B5h Timer/counter 1 external input

o       P3.6  WR B6h External data memory write strobe

o       P3.7  RD B7h External data memory read strob

2.1.3    PERINTAH DASAR MCS-51

Dasar-dasar perintah yang biasa digunakan pada mikrokontroller MCS-51 adalah sebagai berikut.

a.       Clr                   : mereset atau memberi nilai 00h.

b.      mov                  : menyalin suatu nilai.

c.       Setb                 : memberikan logika 1 pada port.

d.      Call                  : memanggil perintah program yang ditentukan.

e.       Sjmp                : lompat ke label program dan langsung menjalankannya.

f.        Djnz                 : mengurangi nilai pada register, bila belum mencapai 0 maka akan dilakukan lompatan ke label sub program.

g.       Jnb                   : lompat kelabel subprogram bila nilai port berlogika LOW.

h.       Cjne                 : bandingkan, bila nilai port tidak sama maka lompat.

i.         rr / rl                 : geser kanan 1 bit pada isi akumulator / kiri 1bit

j.        inc / dec           : menambahkan nilai 1 bit pada akumulator / mengurangi nilai 1 bit pada akumulator.

k.      End                  : mengakhiri basis program.

           

2.2       PSEN  (Program Store Enable)

Sebuah sinyal keluaran yang terdapat pada pin 29. Fungsinya adalah sebagai sinyal kontrol untuk memungkinkan mikrokontroler membaca program (code) dari memori eksternal. Biasanya pin ini dihubungkan ke pin EPROM. Jika eksekusi program dari ROM internal atau dari flash memori (ATMEL AT89SXX), maka berada pada kondisi tidak aktif (high).

2.3       ALE (Address Latch Enable)

Sinyal output ALE yang berada pada pin 30 fungsinya sama dengan ALE pada microprocessor INTEL 8085, 8088 atau 8086. Sinyal ALE dipergunakan untuk demultiplek bus alamat dan bus data. Sinyal ALE membangkitkan pulsa sebesar 1/6 frekuensi oscillator dan dapat dipakai sebagai clock yang dapat dipergunakan secara umum.

2.4       EA (External Access)

Masukan sinyal terdapat pada pin 31 yang dapat diberikan logika rendah (ground) atau logika tinggi (+5V). Jika diberikan logika tinggi maka mikrokontroler akan mengakses program dari ROM internal (EPROM/flash memori). Jika diberi logika rendah maka mikrokontroler akan mengakses program dari memori eksternal.

2.5       RST (Reset)

Input reset pada pin 9 adalah reset master untuk AT89S51. Pulsa transisi dari tinggi selama 2 siklus ke rendah akan mereset mikrokontroler.

2.6       Oscillator

Oscillator yang disediakan pada chip dikemudikan dengan XTAL yang dihubungkan pada pin 18 dan pin 19. Diperlukan kapasitor penstabil sebesar 30 pF. Besar nilai XTAL sekitar 3 MHz sampai 33 MHz. XTAL1 adalah input ke pembalikan penguat osilator (inverting oscillator amplifier) dan input ke clock internal pengoperasian rangkaian. Sedangkan XTAL2 adalah output dari pembalikan penguat osilator.

2.7       Power

           AT89S51 dioprasikan pada tegangan power supplay +5V, pin VCC berad pada pin 40 dan VSS (ground) pada pin 20.

      Mikrokontroller tidak dapat bekerja bila tidak diberikan program kepadanya, sistem kerja mikrokontroller dapat dirubah setiap saat sesuaii dengan program yang diberikan kepadanya. Instruksi perangkat lunak berbeda untuk masing-masing jenis mkrokontroler.

      Mikrokontroller tidak dapat memahami instruksi yang berlaku pada mikrokontroller jenis lain, contohnya Mikrokontroller buatan INTEL memiliki intruksi yang berbeda dengan mikrokontroller buatan ZILOG.

      Bahasa pemrograman yang digunakan untuk memprogram MCS51 adalah bahasa assembler, bahasa assembler berkaitan erat dengan bilangan, bilangan tersebut digunakan untuk pemberian alamat pada port dan registry.

2.8       Jenis-jenis Instruksi Transfer Data

A.     ACCUMULATOR / REGISTER

Metode ini adalah menyalin data dari suatu Register ( R0 – R4 ) ke Accumulator (A)

Contoh :           MOV          A,R0

                                    MOV          A,R1

MOV          A,R2

MOV          A,R3

MOV          A,R4

B.     REGISTER / ACCUMULATOR

Metode ini adalah menyalin data yang berada di Accumulator ( A ) ke suatu Register ( R0 – R5 )

Contoh :           MOV          R0,A

                                    MOV          R1,A

                                    MOV          R2,A

                                    MOV          R3,A

                                    MOV          R4,A

                                    MOV          R5,A

C.     ACCUMULATOR / DATA ( IMMEDIATE )

Metode ini adalah untuk mengisi data ke dalam Accumulator ( A ) dengan data 8 bit secara langsung. Pada metode ini digunakan tanda # pada data yang akan diisikan.

Contoh :           MOV          A,#24H

                                    MOV          A,#7FH

                                    MOV          A,#0FEH

                                    MOV          A,#0F8H

                                    MOV          A,#100

                                    MOV          A,#255

                                    MOV          A,#0FFH

D.    REGISTER / DATA ( IMMEDIATE )

Metode ini adalah untuk mengisi data ke dalam suatu Register (R0–R5) dengan data 8 bit secara langsung. Pada metode ini digunakan tanda # pada data yang akan diisikan.

Contoh :           MOV          R0,#24H

                                    MOV          R1,#7FH

                                    MOV          R2,#0FEH

                                    MOV          R3,#0F8H

                                    MOV          R4,#100

                                    MOV          R5,#255

E.     REGISTER / REGISTER

Metode ini adalah mengkopi data yang berada di Register (R0-R7) kesuatu Register (R0-R5) yang lain.

Contoh :           MOV          R0,R5

                                    MOV          R4,R0

                                    MOV          R2,R1

                                    MOV          R6,R2

                                    MOV          R4,R7

                                    MOV          R5,R1

F.      ACCUMULATOR / DIRECT

Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internal RAM ke Accumulator tanpa melalui register lainnya.

Contoh :           MOV          A,20H

                                    MOV          A,21H

                                    MOV          A,22H

                                    MOV          A,23H

                                    MOV          A,24H

                                    MOV          A,25H

                                    MOV          A,2FH

G.    DIRECT / ACCUMULATOR

Instruksi ini    akan  memindahkan  data  dari Accumulator ke sebuah alamat internal RAM  tanpa melalui register lainnya.

Contoh :           MOV          20H,A

                                    MOV          21H,A

                                    MOV          22H,A

                                    MOV          23H,A

                                    MOV          24H,A

                                    MOV          25H,A

                                    MOV          2FH,A

H.    ACCUMULATOR / INDIRECT

Type instruksi ini hanya dapat menggunakan register R0 dan R1 sebagai pointer

Contoh :           MOV          A,@R0

                                    MOV          A,@R1

I.       INDIRECT / ACCUMULATOR

Type instruksi ini hanya dapat menggunakan register R0 dan R1 sebagai pointer

Contoh :           MOV          @R0,A

                                    MOV          @R1,A

J.      REGISTER / DIRECT

Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internal RAM ke Register-register yang berada di Mikrokontroller.

Contoh :           MOV          R0,20H

                                    MOV          R1,21H

                                    MOV          R2,22H

                                    MOV          R3,23H

                                    MOV          R4,24H

                                    MOV          R5,25H

                                    MOV          R6,29H

K.    DIRECT / REGISTER

Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah Register ke sebuah alamat internal RAM yang berada di Mikrokontroller.

Contoh :           MOV          22H,R0

                                    MOV          24H,R1

                                    MOV          25H,R2

L.     DIRECT / DIRECT

Instruksi ini akan memindahkan data dari sebuah alamat internal RAM ke sebuah alamat internal RAM juga.

Contoh :           MOV          22H,20H

                                    MOV          24H,21H

                                    MOV          25H,23H

                                    MOV          28H,26H

                                    MOV          2AH,20H

                                    MOV          2CH,29H

                                    MOV          2DH,2FH

M.  DIRECT / DATA

Pada instruksi ini akan mengisi data pada sebuah alamat internal RAM secara langsung dengan cara memasukkan data delapan bit.

Contoh :           MOV          22H,#0FEH

                                    MOV          24H,#7EH

                                    MOV          25H,#23H

                                    MOV          28H,#9FH

                                    MOV          2AH,#0D5H

                                    MOV          2CH,#0B4H

                                    MOV          2DH,#22H

N.    INDIRECT - DATA

Pada instruksi yang dipakai disini menggunakan register INDIRECT sebagai register pemrosesnya dengan diisi data secara langsung.

Contoh :           MOV @R0,#21H

MOV @R1,#0C8H

O.    INDIRECT - DIRECT

Pada instruksi yang dipakai disini menggunakan register INDIRECT sebagai register pemrosesnya dengan diisi data dari alamat internal RAM.

Contoh :           MOV @R0,21H

MOV @R1,25H

2.9       Xtal (Kristal)

Mikrokontroler keluarga MCS51 di dalamnya mempunyai rangkaian osilator (Build in). orang sering menggunakan osilator sebagai sumber detak mikrokontroller dengan kristal 12 MHz. Sumber detak (clock) ini yang menentukan besarnya atau kecepat siklus mesin yang di perlukan guna membaca setiap satu perintah.

Satu siklus mesin akan menjalankan satu perintah mikrokontroler, tidak menutup kemungkinan satu perintah membutuhkan dua siklus mesin. Apabila digunakan kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan setiap satu siklus mesin adalah 1 udetik.

Frekuensi kristal = 12 MHz

t = 1 / f

t = 1 / 12 MHz = 8,333333333-8

t = 8,333333333-8 x 1000000 = 0,083333333 udetik

sehingga satu periode gelombang kotak

periode = 0,083333333 / 2      = 0,04166 udetik

Satu siklus mesin terbagi menjadi 6 kelompok dengan setiap satu kelompok membutuhkan dua periode gelombang kotak, maka satu siklus mesin adalah :

satu siklus mesin = 0,083333333 x 2 x 6 = 1 udetik

2.10     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. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan :

Tabel 2.10 konstanta bahan (k)

Udara vakum	K=1
Alumunium oksida	K=8
Keramik	K=100-1000
Gelas	K=8
Polyethylene	K=3

Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF.

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

1 µF = 10^-6 F

1 nF = 10^-9 F

1 pF = 10^-12 F

Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF.

Kapasitor / kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

2.11 Light Emiting Diode (LED)

Yaitu jenis dioda yang mampu menghasilkan cahaya apabila pada dioda tersebut bekerja tegangan 1.8V dan arus listrik 1.5mA dengan arah forward bias / bias arus maju. Arus listrik juga akan bekerja hanya pada arus bias maju. LED didesign dengan rumah atau case dari bahan epoxy trasnparan. Warna cahaya yang dihasilkan dapat dibuat sesuai dengan dopping bahan pada LED.

2.12     Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohm yang diketahui bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω ( Omega ). Jika Resistor tidak dialiri arus, maka tegangan kedua ujungnya sama.

2.13     Buzzer

Fungsi dari buzzer adalah sama seperti speaker , yaitu untuk menghasilkan suara, namun buzzer hanya mampu untuk menghasilkan suara berfrekuensi tinggi, sedangkan speaker mampu untuk menghasilkan suara dalam berfrekuensi tinggi dan rendah. Rangkaian dalam Buzzer

Buzzer merupakan komponen yang berisikan lilitan dan 3 batang kawat yang berbentuk seperti switch. Apabila arus dialirkan, maka kumparan akan menghasilkan medan magnetik , sehingga menarik kawat (K3), dan memutuskan kawat (K2) dengan kawat (K1), tetapi kalau arus dimatikan, maka kumparan akan kehilangan medan magnetnya sehingga kawat K3 akan terlepas dari kumparan, dan kawat K2 berhubungan dengan K1. Buzzer biasa dipakai pada alat-alat ringan yang membutuhkan daya kecil.

2.14     IC Regulator

IC regulator adalah IC yang tujuannya mengatur atau merregulasi, agar suatu tegangan menjadi tetap walaupun beban berubah dan tegangan input berubah.

2.15     Sensor

Sensor adalah suatu alat atau rangkaian alat yang dipakai untuk merubah suatu besaran tertentu menjadi besaran lain dengan cara “merasakan / mendeteksi” dalam bahasa inggris disebut to sense. Artinya jika pada suatu ketika ada sesuatu atau benda yang lewat pada jangkauannya (terukur) maka sensor akan merasakan / mendeteksi sesuatu tersebut tanpa harus mengetahui benda apa yang melewatinya. Kemudian setelah dia merasakan atau mendeteksi maka hasilnya dikirim ke rangkaian selanjutnya untuk dijadikan suatu referensi masukan pada rangkaian tersebut. Secara umum system kerja sensor mirip dengan kerjanya suatu switch ada kondisi NO, NC dan Common.

Sensor yang digunakan, yaitu rangkaian sensor air merupakan jalur pcb yang dirangkai sangat berdekatan, namun tidak terhubung, dan dilapisi timah agar tembaga jalur pcb tersebut tidak terkorosi oleh air hujan nantinya. Ketika air hujan menggenangi jalur timah yang berdekatan tersebut, maka jalur tersebut menjadi terhubung satu sama lain dikarenakan sifat air sebagai konduktor yang baik.

2.16     Kabel Pelangi

Kabel pelangi berfungsi untuk menghubungkan Jalur pada rangkaian – rangkaian dari PCB matriks. Jalur pelangi juga bisa digunakan untuk menghubungkan  Komponen – komponen dari jalur yang diletakan berpisah dengan PCB.

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Blok Diagram Cara Kerja Alat

PROSES (AT89S51)

INPUT (AIR)

OUTPUT (LED) (BUZZER)

AKTIVATOR

 

3.1.1 Blok Aktivator

                                    Aktivator merupakan sumber tegangan. Sumber tegangan yang dipakai adalah baterai kotak 9V kemudian baterai tersebut dihubungkan kerangkaian regulator sehingga menghasilkan tegangan 5V.

3.1.2 Blok Input

                                    Input yang digunakan pada Fload Detector adalah air. Saat air menyentuh sensor dengan ketinggian tertentu, bagian persimpangan sensor yang dihubungkan dengan port 2 akan terhubung dengan ground sehingga sensor akan bekerja.

3.1.3 Blok Proses

                                    Begitu air menyentuh sensor, AT89S51 beserta komponen-komponen akan berkerja sesuai dengan program yang telah dibuat. Saat air menyentuh persimpangan sensor paling bawah maka LED hijau akan menyala, saat air mencapai persimpangan kedua maka LED kuning akan menyala, saat air mencapai persimpangan ketiga maka LED merah akan menyala, dan saat air mencapai puncak maka BUZZER akan berbunyi.

3.1.4 Blok Output

                                    Setelah adanya masukkan dari input dan diproses pada blok proses, selanjutnya dapat dihasilkan output berupa nyalanya LED dan buzzer sesuai dengan ketinggian air pada tangki.

3.2 Analisa Rangkaian

3.2.1    Rangkaian Regulator

            Regulator dibutuhkan untuk mengatur tegangan yang masuk pada mikrokontroler at89c51. Pada saat battre dimasukan, tegangan yang keluar dari battre adalah 9V, sedang mikrokontroler hanya membutuhkan 5V sehingga sebelum tegangan sampai ke rangkaian mikrokontroler, terlebih dahulu disaring oleh regulator sehingga input tegangan akan berubah menjadi 5V. Kapasitor dipasang pada input dan output untuk mencegah terjadinya shock wave sehingga ketika input diputus tegangan akan turun perlahan sampai 0. Berbeda jika tidak menggunakan kapasitor maka ketika input di putus tegangan akan mendadak 0 secara tiba-tiba.

3.2.2    Rangkaian Minsys

            Pada rangkaian minsys, mikrokontroler at89c51 membutuhkan kristal sebagai clock agar dapat bekerja. Sesuai ketentuan, kristal yang digunakan adalah kristal 12 Hz yang di hubungkan secara paralel ke port 18 dan port 19 dan bagian lainnya dihubungkan ke ground.

            Sumber tegangan yang merupakan keluaran dari rangkaian regulator kemudian disambungkan menuju VCC pada port 40 dan EA pada port 31, pastikan tegangan pada jalur ini adalah 5V.

            Output yang digunakan pada rangkaian ini berupa LED dan Buzzer. Sesuai ketentuan dibutuhkan tiga buah LED dan satu buzzer sebagai output. LED dihubungkan ke port 1, port 2, dan port 3 dengan bagian katoda terletak mengarah pada port mikrokontroler sedang bagian anoda dipasang menuju port 31/ EA yang mengalir 5V. Sebelum anoda LED terhubung dengan EA harus dipasang resistor sebesar 330 ohm yang berguna sebagai tahanan arus agar arus yang masuk menuju LED tidak berlebih dan tidak merusak LED. Pada port 4 terhubung dengan buzzer sisi negatif sedangankan buzzer sisi positif dihubungkan ke port 31 atau EA.

3.2.3    Rangkaian Sensor

        Ada tiga bagian pada sensor, yang itu persimpangan 1(s1), persimpangan 2(s2) dan persimpangan 3(s3) serta bagian seberang adalah Ground. Pada saat airr diisi pada sebuah tangki, air akan menghubungkan setiap persimpangan dengan ground. Ketika kedalaman air rendah maka akan terhubung antara ground dan s1, ketika kedalaman air sedang maka akan terhubung antara ground dan s2, serta ketika kedalaman air memuncak maka akan terhubung antara ground dan s3.

3.2.4 Rangkaian Power

            Rangkaian ini berfungsi sebagai Power suplai dimana input tegangan yang dari baterai masuk melalui Connector Power melewati IC Regulator 7805 dan keluaran output dari IC Regulator 7805 yaitu 5 Volt jadi seberapa besar tegangan yang masuk pada Connector Power jika melewati IC Regulator 7805 keluarannya akan 5 Volt dan secara bersamaan juga LED Power aktif sebagai penanda bahwa Power Suplai sudah diberi input tegangan.

3.5       Pengoperasian Alat

Pada aplikasi mikrokontroller yang kami buat yaitu flood detection yang menggunakan IC AT89C51 yang diprogram pada dasarnya tidak terbatas aplikasinya, dan dapat di aplikasikan kedalam rangkaian elektronika sederhana maupun pada dunia industri dan masih banyak untuk keluarga MCS-51. Pada aplikasi flood detection biasanya diapikasikan untuk alat pendeteksi banjir yang di instalisasi di pintu bendungan sungai dan pintu sungai yang tiap harinya bisa di kontrol. Flood detection juga bisa diapikasihan ke rumah-rumah yang memiliki tangki penyimpanan air agar jika saat pengisian tangki bisa meminimalkan air yang menetes keluar tangki penampungan air.

        Aplikasi mikrokontroller banyak digunakan di dunia industri dan diintegrasikan dengan motor stepper yang biasanya digunakan untuk engsel robot. Biasanya mikrokontroler digunakan sebagai sensor atau alat yang sudah otomatis. Dalam rangkaian sederhana aplikasinya dapat diintregasikan kedalam rangkaian sensor elektronika, sensor pengamanan, serta pendetektor suatu satuan ukuran seperti suhu.

Cara kerja alat ini adalah jika sensor1 terhubung dengan ground yang perantaranya air maka led merah menyala artinya keadaan air masih dalam keadaan siaga, jika sensor2 terhubung dengan ground yang perantaranya air maka led kuning menyala artinya air dalam keadaan waspada, jika sensor3 terhubung dengan ground yang perantaranya air maka led hijau menyala artinya air dalam keadaan awas, dan jika sensor4 terhubung dengan ground yang perantaranya air maka semua led menyala dan buzzer berbunyi artinya air dalam keadaan bahaya.

3.6       Hasil Uji Coba Alat

Pada saat ketinggian air berada pada kondisi S1 (P2.6 terhubung dengan ground) maka LED merah menyala, saat ketinggian air berada pada kondisi S2 (P2.4 terhubungdengan ground) maka LED kuning menyala, Saat ketinggian air berada pada kondisi S3 (P2.2 terhubung dengan ground) maka LED hijau menyala, Saat ketinggian air mencapai kondisi S4 (P2.0 terhubung dengan ground) maka semua LED menyala disertai dengan bunyi buzzer untuk menandakan air hampir penuh pada tabung.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1       Kesimpulan

Saat air sudah mencapai batas S1 maka led warna merah menyala. Saat air sudah mencapai batas S2 maka led warna kuning menyala. Saat air sudah mencapai batas S3 maka led warna hijau menyala. Saat air sudah mencapai batas S4 maka semua led dan buzzer akan berbunyi. Untuk mendeteksi banjir dalam skala kecil.

4.2       Saran

Saat membuat proyek ini harus teliti dan hati-hati dalam mengerjakannya. Jangan sampai ada jalur yang crash karena apabila sampai crash akan terjadi Kereatifitas di nilai dalam proyek ini Berhati-hati dalam menentukan tegangan aktifator