Dibuat oleh : Budhi Hermawan (200771025E064)
Pembimbing : Mardiono
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikrokontroler merupakan salah satu produk teknologi yang dapat diumpamakan sebagai bentuk minimum dari sebuah mikrokomputer yang berukuran kecil, akan tetapi dapat melakukan berbagai macam perintah dengan kecepatan tinggi. Aplikasi mikrokontroler telah banyak digunakan pada peralatan elektronika yang telah ada sekarang ini.
Sistem otomatisasi adalah salah satu bagian dari perkembangan teknologi yang sangat pesat saat ini, dimana manusia selalu berusaha untuk meringankan dan mempercepat pekerjaannya dengan menciptakan suatu peralatan elektronik yang dapat menggantikan peran manusia dalam menyelesaikan setiap pekerjaannya dengan ringan dan cepat.
Salah satu contoh yang dapat kita terapkan dari teknologi tersebut dimana dapat menggantikan peran manusia antara lain Perancangan Alat Pemesanan Makanan Pada Restaurant Menggunakan Wireless Radio Frekuensi.
Alat ini ditempatkan pada masing-masing meja makan tamu, dengan demikian, setiap tamu yang datang, langsung bisa memesan makanan/minuman yang diinginkan hanya dengan menekan keypad dan melihatnya dilayar LCD, maka pesanan makanan tersebut akan langsung sampai ke Komputer dapur yang akan memproses makanan tersebut disertai dengan nomor meja pemesan. Sistem ini menggunakan jaringan radio sehingga dalam hal instalasi tidak susah dan lebih rapi.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan dari uraian diatas, maka permasalahan yang dapat dirumuskan adalah bagaimana merancang dan membangun sebuah Alat Pemesanan Makanan Pada Restaurant Menggunakan Wireless Radio Frekuensi.
1.3 Tujuan
Tujuan dari perancangan alat ini adalah :
1. Merancang bangun suatu alat yang dapat mengimplementasikan dan digunakan untuk melakukan pemesanan makanan dari meja pemesan dan data pesanan tersebut langsung diolah didapur melalui komputer dapur pesanan.
2. DASAR TEORI
2.1 Mikrokontroler AT89C51
AT89S51 adalah mikrokontroller keluaran Atmel dengan 4K byte Flash PEROM Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89S51 merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi (perintah) berstandar MCS-51 code sehingga memungkinkan mikrokontroller ini untuk bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory. (memori luar) unruk menyimpan source code tersebut. [
Mikrokontroller AT89S51 memiliki fungsi pin sebagai input/output dan sistem kontrol, fungsi dari pin-pinnya dapat dijelaskan sebagai berikut :
Gambar 2.1Konfigurasi IC AT89C51
• VCC (power supply)
• GND (ground)
• Port 0, yaitu pin p0.7..p0.0
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex addres/data ataupun menerima kode bye pada saat Flash Programming. Pada saat sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah Transistor Transistor Logic (TTL) input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
• Port 1, yaitu pin p1.0...p1.7
Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low order address bytes selama pada saat Flash Programming. Port ini mempunyai internal pull updan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL. Fasilitas khusus dari port 1 ini adalah adanya In-System Programming, yaitu port 1.5 sebagai MOSI, port 1.6 sebagai MISO, port 1.7 sebagai SCK.
• Port 2, yaitu mulai pin p2.0...p2.7
Port 2 berfungsi sebagai I\O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit (Movx @DPTR). Pada saat mengakses memori secara 8 bit (Mov @Rn), port ini akan mengeluarkan sisi dari Special Function Register. Port ini mempunyai pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
• Pin 3.0, sebagai RXD (Port Serial Input).
• Pin 3.1, sebagai TXD (Port Seial Output).
• Pin 3.2, sebagai INT0 (Port External Interupt 0).
• Pin 3.3, sebagai INT1 (Port External Interupt 1).
• Pin 3.4, sebagai T0 (Port External Timer 0).
• Pin 3.5, sebagai T1 (Port External Timer 1).
• Pin 3.6, sebagai WR (External Data Memory Write Strobe).
• Pin 3.7, sebagai RD (External Data Memory Read Strobe).
• Pin 9, sebagai RST
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
• Pin 30, sebagai ALE/PROG
Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori external. Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input. Pada operasi normal ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekwensi oscillator, kecuali pada saat mengakses memori external. Sinyal clock pada saat ini dapat pula di disable dengan men-set bit 0 Special Function Register.
• Pin 29, sebagai PSEN
Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori eksternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle.
• Pin 31, Sebagai EA/VPP
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem di reset. Jika berkondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat Flash Programming pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt (VPP).
• Pin 19, sebagai XTALL1 (Input Oscillator).
• Pin 18, sebagai XTALL2 (Output Oscillator).
2.2 Max232/ICL232
IC Max 232 ini merupakan jenis IC yang memiliki dua driver dan dua receiver. Pada IC max 232 ini membutuhkan kapasitor pembangkit tegangan yang digunkaan sebagai supply level tegangan EIA-232 dari supply tunggal 5 volt. Pada bagian receiver merubah level EIA-232 input ke level 5 volt TTL atau CMOS.
Gambar 2.2 Konfigurasi pin ICL232
2.3 PORT SERIAL DB9
Salah satu pelengkap penunjang proses komunikasi data serial pada tereminal komputer pada dunia luar adalah port serial. Seperti halnya port paralel yang digunakan untuk keperluan interfacing, maka port serial juga merupakan gerbang I/O dari sebuah computer.
Pemasangan pin-pin pad DB9 tidak sama dimana pemasangan pada kabel PC menggunakan pin 2,3 dan 5 dimana pin 2 sebagai RX dan pin 3 sebagai TX, sedangkan pada sistem minimumnya pin yang digunakan juga pin 2,3 dan 5 tetapi pin 2 sebagai TX dan pin 3 sebagai RX ini dilakukan agar data bisa terkirim bentuk dari DB9 ini bias dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2.3 DB9 RS232
Gambar 2.4 Konfigurasi pin DB9
2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
Banyak model LCD yang telah beredar dipasaran. Agar dapat berhubungan dengan mikrokontroller, maka LCD ini dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0-DB7) yang digunakan untuk menyalurkan data ASCII maupun perintah pengatur kerjanya.
Susunan Pena Standar LCD 14 Pin
• Pena 1 (Ground). Fungsi : Tegangan Power nol volt dan sinyal ground
• Pena 2 (VSS). Fungsi: +5 Volt Power
• Pena 3 (Contras Voltage). Fungsi: dihubungkan dengan level ground melalui trimpot untuk mengatur kontras karakter.
• Pena 4 (RS). Fungsi: RS High : Data dikirim ke LCD, RS LOW : Perintah (instruksi) dijalankan oleh LCD
• Pena 5 (RW). Fungsi: Arah Data
RW High : write to LCD dan RW Low : read from LCD
• Pena 6 (CE atau E). Fungsi: Clock
• Pena 7-14 (I/O). Fungsi: Perintah yang harus dijalankan LCD atau data yang akan ditampilkan
Gambar 2.5 Diagram Sirkuit LCD
2.5 Modulator-Demodulator
Modulasi merupakan teknik dalam suatu proses transmisi yaitu dengan menumpangkan sinyal informasi dengan frekuensi rendah pada sinyal pembawa (carrier) dengan frekuensi tinggi. Sedangkan demodulasi merupakan proses pemisahan sinyal informasi dari sinyal pembawa. Secara garis besar, jenis-jenis modulasi adalah sebagai berikut:
1.Modulasi analog, terdiri dari :
a. FM (Frequency Modulastion)
b. AM (Amplitude Modulation)
c. PM (Phase Modulation)
2. Modulasi digital, terdiri dari :
a. FSK (Frequency Shift Keying)
b. ASK (Amplitude Shift Keying)
c. PSK (Phase Shift Keying)
d. QAM (Quadratur Amplitude Modulation)
2.6 Transistor Sebagai Sakelar
Seperti pada gambar 2.6, tegangan pada dioda basis emiter transistor yaitu 0V. antara basis emitor itu tidak ada tegangan muka (bias voltage). Karena itu, tidak ada arus yang mengalir dari VCC ke ground. Arus ini dinamai arus kolektor (IC). Pada kondisi demikian transistornya tersumbat (cut off). Dalam keadaan tersumbat ini, maka tegangan antara kolektor emitor (VCE) adalah sama tinggi dengan VCC. Maka transistor bertingkah seperti suatu putusan.
Gambar 2.6 Transistor dalam keadaan tersumbat (cut off)
Pada gambar berikutnya (gambar 2.7), dioda basis emiter transistor diberi tegangan muka maju (forward bias voltage) yang cukup besar, oleh karena itu mengalirlah arus kolektor (IC) yang kuat, dengan tegangan basis emitor yang cukup besar akan dapat diperoleh IC yang maksimum. Pada kondisi tersebut transistornya jenuh (saturated), transistor yang jenuh bertingkah seperti suatu hubung singkat, maka tegangan VCE sama dengan 0V.
Gambar 2.7 Transistor dalam keadaan jenuh
Kuat arus jenuh ini ditetapkan oleh : (1) besarnya perlawanan RC, dan (2) faktor penguatan arus (hfe) transistor. Apabila perlawanan RC diganti dengan lampu pijar atau LED, maka dalam kondisi tersebut (gambar 2.6) lampu padam. Transistor merupakan sakelar yang sedang membuka. Dan bila dalam kondisi seperti pada gambar 2.7 lampu menyala. Transistor merupakan sakelar yang sedang menutup. Cara membuka dan menutup sakelar (transistor) yaitu dengan jalan menghapus dan memberi tegangan muka diantara basis emitor.
3. PERANCANGAN ALAT
3.1 Langkah – langkah Perancangan
Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan
3.2 Spesifikasi Perancangan
Sistem pesanan ini memiliki spesifikasi sebagai berikut :
a. Mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat pengolah dan pengontrol yaitu mikrokontroler AT89S51
b. Modul Radio untuk transmisi data berbentuk modul jadi
c. Catu daya sebagai sumber tegangan bagi mikrokontroler yaitu sebesar 5 volt.
d. Program computer menggunakan Borland Delphi 6.
3.3 Blok Diagram
Pembuatan diagram blok sangat berguna untuk mempermudah pembuatan alat dan dalam pembacaan kinerja suatu sistem, oleh karena itu berikut ini disajikan diagram blok dari alat yang dibuat :
Gambar 3.2 Blok diagram system keseluruhan
2.2 Rangkaian Modul Sistem Pemancar/Penerima Blok Meja
Seperti yang telah dijelaskan di atas, mikrokontroler AT89S51 berfungsi sebagai pusat pengolah data yang kemudian akan dikirimkan kekomputer melalui jalur radio. Pada modul meja ini, mikrokontroler bertugas menerima data dari penekanan keypad yaitu berupa kode makanan dan jumlah makanan yang akan dipesan serta menampilkan kode tersebut ke display LCD untuk selanjutnya melalui jalur komunikasi radio dikirim kemaster computer.
Gambar 3.3 Hubungan pin Mikrokontroler AT89S51 sistem pemancar
3.4.1 Rangkaian Reset Mikrokontroler AT89C51
Untuk dapat me-reset mikrokontroler, maka pin RESET diberi sinyal sekurang-kurangnya 2 cycle. Sinyal reset yang diberikan akan menghasilkan noise rendah jika diberikan sebuah kapasitor 1uF/16V antara VCC dan RESET. Pada saat reset tidak digunakan, RESET dihubungkan melalui resistor full down ke GND. Untuk dapat memberikan sinyal reset sewaktu-waktu diperlukan sebuah tombol push-button antara VCC dan RESET. Sedangkan antara RESET dan GND diberikan sebuah resisteor sebesar 100kohm untuk menahan pin RESET pada keadaan low.
Gambar 3.4 Rangkaian reset Mikrokontroler
3.4.2 Modul Radio transmitter
Modul ini merupakan radio transmitter yang bekerja pada frekuensi 433Mhz, modul ini sudah dalam bentuk modular sehingga kita hanya menggunakannya saja. Modul ini menyediakan input sinyal data digital yang bisa digunakan untuk mengirimkan data menggunakan komunikasi asynchronous. Adapun sambungan/hubungan dari mikrokontroler kemodul ini seperti terlihat pada gambar.
Gambar 3.5 Hubungan mikrokontroler dengan modul TX Radio transmitter
3.4.3 Modul Radio receiver
Modul Receiver ini digunakan untuk menerima data dari pengirim melalui gelombang radio. Output dari modul ini merupakan sinyal data digital yang dapat langsung diolah oleh mikrokontroler
Gambar 3.6 Hubungan mikrokontroler dengan modul TX Radio receiver
3.5 Rangkaian Modul Sistem Pemancar/Penerima Blok Dapur Pesanan
Pada modul penerima ini juga menggunakan sebuah mikrokontroler yang bertugas untuk menerima data kode pesanan makanan dari pengirim/meja untuk kemudian dikirimkan lagi kekomputer. Pada modul penerima ini terdapat 3 bagian yaitu bagian mikrokontroler sebagai pengolah, rangkaian konverter sinyal RS232 ke TTL dan hubungan mikrokontroler dengan modul Radio Receiver 433Mhz. Rangkaian keseluruhan dari system master/komputer ini seperti terlihat berikut ini.
Gambar 3.7 Rangkaian system Dapur Pesanan
3.5.1 Rangkaian konverter sinyal RS232/TTL
Untuk dapat saling berkomunikasi antara mikrokontroler dan komputer digunakan standar komunikasi serial dengan kecepatan data atau baud rate 9600Bps, 1 start bit, 1 stop bit, non parity. Komunikasi ini diperlukan mikrokontroler untuk mengirimkan data level kekomputer melalui jalur komunikasi serial. Dikarenakan antara sinyal mikrokontroler dengan komputer berbeda level maka digunakan sebuah chip MAX232 yang digunakan untuk mengkonversikan level TTL ke level RS232 atau sebaliknya.
Untuk hubungan komunikasi ini, pin RX dari mikrokontroler dihubungkan ke pin 12 dari max232, sedangkan pin TX mikrokontroler dihubungkan ke pin 11 dari max232.
Gambar 3.8 Konverter RS232 to TTL
3.5.3 Catu Daya
Karena mikrokontroler menggunakan catu daya sebesar +5V, maka diperlukan sebuah regulator yaitu LM7805 untuk menurunkan tegangan dari 12V menjadi +5V. Dioda berfungsi menyearahkan gelombang AC menjadi gelombang DC yang kemudian di saring melalui capacitor 4700uF/50V yang akan membuat reeple gelombang semakin kecil. Langkah ini dilakukan agar supaya tegangan supply yang masuk ke mikrokontroler stabil, sehingga kemungkinan salah pembacaan atau cacat data dalam pengiriman bisa diminimize sekecil mungkin.
Gambar 3.9 Catu Daya
