I. PENDAHULUAN
Biasanya rangkaian kontrol peralatan listrik (penerangan dan tenaga) dilakukan dengan memasang peralatan pengaman yang selanjutnya sistem saklarlah sebagai beban penerangannya. Beban motor listrik yang sering kita kenal sebagai instalasi tenaga, rangkaian kontrol biasanya menggunakan magnetik kontaktor, push button, over load relay dan rangkaian pengaman (MCB dan fuse). Pada umumnya pengendalian instalasi penerangan dan tenaga dilakukan dengan cara manual. Komputer banyak digunakan untuk membantu pekerjaan terkait dengan pembuatan dokumen, basis data, desain pola, dan multi media untuk keperluan hiburan. Selain fungsi-fungsi tersebut, sebenarnya komputer dapat dimanfaatkan untuk keperluan pengendalian perangkat diluar komputer. Metoda untuk mengendalikan perangkat diluar komputer dipelajari pada materi Antarmuka Komputer yang membahas bagaimana komputer bisa dimanfaatkan untuk mengendalikan perangkat diluar komputer. Biasanya pembelajaran praktek instalasi motor listrik masih dilakukan secara manual. Sistem kontrol dengan berbasiskan PC (Personal Computer) merupakan salah satu penerapan dari teknologi modern dimana banyak dari aplikasi komputer ini dapat membantu manusia dalam bekerja.Kontrol ini menggunakan PC ditujukan untuk menggantikan pengontrolan yang secara manual sehingga dapat meningkatkan efesiensi waktu, tenaga dan biaya
Dalam makalah ini mencoba menjelaskan rancangan sebuah sistem yang penggunaannya adalah komputer sebagai perangkat untuk mengendalikan peralatan listrik. Diharapkan dengan makalah ini dapat melakukan percobaan dan mampu menghasilkan prototype sistem pengendalian peralatan listrik dengan menggunakan personal komputer yang dapat digunakan sebagai pengembangan alat bantu pembelajaran instalasi listrik yang selama ini masih dilakukan secara manual.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.I ANTAR MUKA MIKROKONTROLLER AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 bisa digunakan sebagai antarmuka antara perangkat yang dikendalikan dengan komputer yang berisi program kendali sebagai pengendali peralatan diluar komputer. AT89S51 merupakan chip tunggal yang terdiri dari : CPU, ram internal, 4 port paralel, interupsi (eksternal interuption, timer/counter, serial interuption)
Berikut paparan fungsi bagian-bagian dari mikrokontroller AT89S51 secara singkat:
- Port 0 : Merupakan port dua arah yang bisa difungsikan sebagai input atau output data. Selain itu port ini bisa difungsikan sebagai bus alamat dan data untuk dimultipleks dengan memori eksternal.
- Port 1: Merupakan port dua arah yang bisa difungsikan sebagai input atau output data. Khusus P1.5`(MOSI), P1.6 (MISO) dan P1.7 (SCK) digunakan untuk In System Programming.
- Port 2: Merupakan port dua arah yang dapat difungsikan sebagai input dan sebagai output, juga bisa difungsikan sebagai bus alamat yang digunakan untuk mengakses memori eksternal.
- Port 3: Selain dapat difungsikan sebagai input dan output data, juga dapat digunakan sebagai serial port (Tx, Rx), sumber interupsi external (Int0, Int1), masukan counter (T0,T1) dan sinyal Read, Write.
Test point rangkaian microcontroller AT89S51
Pada test point ini nilai yan didapat berlogic high yang mengindikasikan bahwa microcontroller dapat mengirimkan logic high yang lalu dihubungkan pada transistor yang diteruskan untuk mengaktifkan driver relay.
2.2 PROGRAM APLIKASI PENGENDALI PERALATAN
Program aplikasi ini dibuat dengan menggunakan VB6 yang dirancang untuk mengendalikan enam belas peralatan listrik yang dapat dikendalikan lewat personal komputer (PC). VB6 merupakan bahasa pemrograman berorientasi objek yang berjalan pada sistem operasi Windows. Objek atau sering juga disebut kontrol digunakan sebagai penghubung (interface) antara program aplikasi dengan user yang diletakan pada sebuah parent object yaitu form. Object atau kontrol, diantaranya label, text box, button, shape, image mempunyai property, event dan metoda. Visual Basic menyediakan fasilitas untuk mengakses serial port. Pengaksesan serial port dilakukan dengan cara menggunakan kontrol MSComm. Kontrol MSComm pada VB menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi pengendali peralatan yang dibuat dengan port serial untuk keperluan pengiriman dan penerimaan data serial. Setiap MSComm menangani satu port serial, sehingga untuk menggunakan lebih dari satu port serial memerlukan MSComm sebanyak port serial yang digunakan. Properti MSComm yang sering digunakan antara lain:
- Comm Port: untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai.
- Setting: untuk menset nilai baud rate, parity, jumlah bit data, jumlah bit stop.
- Port Open: untuk membuka port serial yang dihubungkan dengan MSComm.
- Input: untuk mengambil data yang ada pada buffer penerima.
- Output: untuk menulis data pada buffer kirim.
2.3 METODOLOGI
Untuk merealisasikan sistem ini ada tahapan perancangan, pembuatan dan uji coba perangkat lunak (program pengendali dengan Visual Basic) dan perangkat keras (antarmuka PC dengan alat yang akan dikendalikan berupa program AT89S51 + MAX232). Program aplikasi pengendali peralatan listrik hasilnya ditunjukkan pada bagian hasil dan perancangan. Selain membuat program dengan VB6, dibuat pula program yang diisikan ke mikrokontroller AT89S51 yang akan berkomunikasi dengan Visual Basic lewat serial port.
Selanjutnya adalah pembuatan perangkat keras (hardware) berupa rangkaian antarmuka PC dengan peralatan yang dikendalikan berupa rangkaian AT89S51 dan RS232. Setelah tahapan pembuatan program pengendali dengan Visual Basic dan pembuatan rangkaian antarmuka beserta programnya selesai, selanjutnya dilakukan uji coba komunikasi antara program aplikasi dengan rangkaian antarmuka untuk mengendalikan peralatan listrik yang diuji coba dengan beban lampu 220 volt untuk mengsimulasikan beban AC 220 volt.
III. PERANCANGAN SISTEM
3.1 Arsitektur
Pada perancangan sistem ini menggunakan berbagai aplikasi yang saling berhubungan satu sama lain, dengan mikrokontroler AT89S51 sebagai pengatur dan pengendali seluruh perangkat pada sistem yang kemudian dihubungkan dengan komputer sebagai pusat kontrol melalui interface RS232, komunikasi antara komputer dengan mikrokontroler tersebut menggunakan data serial dan menggunakan bahasa pemograman Visual Basic 6.
3.1 Perangkat Lunak
Memasukkan program ke sistem berbasis mikrokontroler AT89S51. Program yang diisikan ke dalam sistem mikrokontroler tersebut adalah program objek, yaitu hasil assembly dari program sumber yang dapat berupa kode heksa ataupun biner. Penentuan program objek yang akan dimasukkan ke dalam memori dari sistem mikrokontroler ini sangat tergantung pada permintaan perangkat lunak dari alat yang digunakan untuk memasukkan program. Software tersebut bekerja dalam PC dan berfungsi untuk mengambil dan mengirimkan program objek ke alat tersebut. Untuk memasukkan program ke dalam flash PEROM AT89C51 diperlukan sebuah alat yang disebut Flash PEROM Programmer. Alat ini berfungsi untuk mengambil program objek yang ada di PC dan memasukkan ke dalam Flash PEROM. Perangkat lunak (software) dipakai untuk mengontrol sistem dan penampil kendali. Pembuatan perangkat lunak menggunakan bahasa pemrograman Delphi versi 3.0, penggunaaan bahasa ini dimaksudkan untuk mempermudah dalam pengaturan perangkat keras (hardware) dan tampilan. Perancangan pembuatan perangkat lunak diawali dengan penyusunan diagram alir pada gambar 1. Diagram alir menunjukkan sistem yang dipakai dalam perancangan perangkat lunak, yaitu mencakup beberapa tampilan dan aplikasi.Berikut flowchart rangkaian:
Dalam proses membuat perangkat lunak ini (menggunakan program aplikasi Visual Basic) adalah dengan membuat menu utama program pengendali, terdiri dari form pembuka, sekaligus berisi menu kendali peralatan yang berfungsi untuk menampilkan form kelompok kendali peralatan. Ada dua form kelompok kendali, yaitu Kelompok Satu dan Kelompok Dua yang masing-masing dapat mengendalikan 8 buah alat. Sehingga ada 16 alat listrik yang dapat dikendalikan. Menu keterangan terdiri dari petunjuk penggunaan program dan instalasi perangkat yang digunakan.
Gambar 2 adalah form pengendali Kelompok Satu. Dari form ini kita bisa menghidupkan dan mematikan alat dengan mengklik tombol yang sesuai dengan nomor alat yang yang akan dikendalikan. Pada form ini juga ditampilkan tanggal dan jam saat alat dihidupkan dan dimatikan. Data ini juga bisa disimpan pada database dengan perintah simpan data (klik tombol simpan data). Jika diperlukan data yang sudah tersimpan bisa ditampilkan dengan mengklik tombol tampilkan data penggunaan alat. Tombol tutup data digunakan untuk menutup tampilan data jika sudah tidak diperlukan. Untuk menggendalikan peralatan pada kelompok dua, dilakukan dengan cara mengklik menu Kendali Peralatan, dilanjutkan Kelompok Dua, maka akan ditampilkan form seperti gambar 2, tetapi digunakan untuk mengendalikan peralatan kelompok dua.
3.2 Perangkat Keras (hardware)
Pada bagian perangkat kerasnya hasil rancangan rangkaian ditunjukanpada gambar 2 dibawah ini:
Dari perangkat lunak (program) yang dibuat antara form satu dan lainnya dikendalikan dari form utama (menu utama). Untuk menampilkan form program kendali dari menu Utama, klik menu Kendali Peralatan pada sub menu Kelompok Satu, Kelompok Dua atau Keluar. Untuk menampilkan form kendali kelompok satu klik sub menu kelompok satu dan akan tampil tampilan seperti pada gambar 3 (Menu pengendali kelompok peralatan yang dikendalikan). Dari form ini ditunjukkan beberapa tombol dan text.
Cara kerja Sistem
Data dari komputer dikirim lewat serial port, selanjutnya diterima AT89S51 untuk mengaktifkan port1 seperti ditunjukkan pada program assembly yang diisikan ke AT89S51. Selanjutnya untuk rangkaian antarmuka AT89S51 seperti ditunjukkan pada skema rangkaian (gambar 3), maka rangkaian ini akan menerima data lewat IC MAX 232 untuk mengubah level tegangan timbal balik antara TTL dan RS232. IC MAX 232 berisikan dua buah RS232 Line driver dan dua buah RS232 line receiver dan dilengkapi dengan pelipat tegangan DC meskipun catu terpasang +5 Volt. IC ini sanggup melayani level tegangan RS232 antara -10 volt sampai +10 volt. Data karakter yang dilewatkan IC MAX232 ini diumpankan melalui port serial AT89S51 yang telah diisi program assembly. AT89S51 akan mendeteksi setiap pengiriman data karakter dari port serial komputer, selanjutnya mengaktifkan atau menonaktifkan bit–bit pada port yang terhubung dengan peralatan yang akan dikendalikan dan kembali menunggu untuk
menerima data berikutnya.
3.3 Diagram Blok
Sumber AC : Sebagai catu daya listrik untuk keperluan mesin listrik(motor listrik) dan lampu penerangan atau peralatan listrik.
Power Supply : Sebagai supply tegangan pada keseluruhan sistem.
Microcontroller AT89S51 : Untuk mengendalikan beban dengan memasukkan pemograman dengan beban yang diinginkan.
Relay : Sebagai saklar otomatis.
Max 232 : Untuk mentransfer dari DB 9 ke mikrokontroller.
DB 9 : Untuk mentransfer dari keyboard komputer ke MAX232.
PC : Untuk memberikan pemograman yang digunakan untuk mengendalikan beban.
Beban Vac : Sebagai output.
Cara Kerja per Blok
Sumber AC
Sumber AC merupakan sumber tegangan dari PLN. Biasanya tegangan yang diberikan sebesar 220V. Tegangan inilah yang digunakan untuk memberikan tegangan ke power supply.
Personal Computer (PC)
Komputer digunakan untuk memberikan input berupa pemrograman yang akan mengatur hidup dan matinya beban. Pemrograman ini tergantung dengan banyaknya beban yang diberikan.
DB 9
Komponen ini digunakan untuk mentransfer input dari keypad komputer ke MAX232 dengan menghubungkan pin 2 ke T1out dan pin 3 ke R1in.
MAX232
Komponen ini digunakan untuk mentransfer input dari DB 9 ke mikrokontroler dengan menghubungkan pin 11 ke TXD dan pin 12 ke RXD.
Mikrokontroler 89S51
Mikrokontroler 89S51 merupakan keluarga ATMEL yang berfungsi untuk mengendalikan beban dengan cara memasukkan program sesuai dengan beban yang diinginkan.
Beban (peralatan listrik)
Beban yang dapat dikendalikan dalam rangkaian ini dapat disesuaikan dengan kebutuhan selama beban tersebut menggunakan sumber 220 volt ac.
Serial Port
Rangkaian untuk komunikasi data serial digunakan RS 232 yang merupakan IC MAX232 dari Maxim. IC ini menggunakan 2 buah receiver dan 2 buah transceiver dalam satu IC. Gambar 3 menunjukkan rangkaian dari RS 232. Perlu diperhatikan saat menggunakan akses serial port adalah pin Rx dan Tx pada RS 232 dan nomor port (Com1 atau Com2) dan property komunikasi yang terdiri dari baudrate, data rate, parity dan stop bit. Gambar 4 adalah urutan pin pada serial com DB9.
KESIMPULAN
Dalam pembuatan makalah ini diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Rangkaian antar muka (AT89S51 dan MAX232) yang dibuat bekerja sesuai rancangan untuk mengendalikan perangkat listrik melalui port yang tersedia dengan driver relay, sehingga dapat mengendalikan 16 beban listrik Vac
2. Pengaturan/pegendalian nyala-mati peralatan peralatan listrik (beban ac) dapat direalisasikan dengan menggunakan komputer.
0 komentar:
Posting Komentar