7

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Sistem Parkir

Sistem parkir di Indonesia dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu sistem

parkir di badan jalan (on-street parking) dan sistem parkir di dalam pelataran parkir

(off-street parking). Pada sistem di dalam pelataran parkir dapat dibagi lagi menjadi

dua jenis yaitu gedung parkir (parking building) dan parkir di bawah tanah

(basement parking)[1].

2.1.1. Komponen Sebuah Sistem Parkir

Pada umumnya komponen-komponen yang terdapat pada sebuah

sistem parkir seperti di atas yaitu petugas parkir, PC (personal computer)

yang ditempatkan pada pos masuk dan pos keluar. Petugas parkir pada pos

masuk bertugas untuk memasukkan data berupa nomor plat mobil ke

dalam database pada PC dan memberikan tiket pada costumer. Sedangkan

petugas parkir pada pos keluar bertugas untuk mengambil tiket dan uang

parkir dari costumer. Dengan berkembangnya teknologi, sistem parkir

juga mengalami perkembangan dengan memanfaatkan teknologi

didalamnya.

Sistem parkir dengan menggunakan teknologi yang mana dapat juga disebut TechnoParking[2] menggunakan komponen seperti barcode

8

reader, barcode card, ticket dispenser dan portal. Pada sistem

TechnoParking, petugas parkir memasukkan nomor plat kendaraan ke

dalam database kemudian tiket di-print dengan menggunakan ticket

dispenser dan costumer menggambil tiket tersebut. Pada saat keluar,

customer memberikan tiket kepada petugas parkir dan selanjutnya tiket

di-scan dengan menggunakan barcode reader dan portal diangkat.

2.1.2. Issue pada Sistem Parkir

Pada sistem parkir telah ada seperti sistem TechnoParking

mempunyai keunggulan yaitu:

Mengurangi tingkat kebocoran uang parkir.

Pemeliharaan sistem yang mudah dan murah.

Laporan administrasi transaksi parkir yang jelas dan akurat.

Menggunakan komponen-komponen yang mudah diaplikasikan

(user friendly).

Keamanan yang lebih terjamin.

Disamping itu, sistem parkir di atas juga mempunyai kekurangan yaitu :

Jika jumlah kendaraan yang parkir banyak maka membingungkan

customer untuk mencari slot parkir yang kosong (belum ada

informasi slot parkir yang kosong).

Oleh karena itu, pada penelitian ini dibuat sebuah sistem yang

dapat membantu memberikan informasi mengenai letak dan kondisi slot

parkir kepada petugas pos masuk.

9

2.1.3. Teknologi untuk Sistem Parkir

Pada saat ini, teknologi yang telah digunakan didalam sistem

parkir diantaranya seperti:

Smart Card

RF ID

Webcam

Loop Sensor

Sensor Ultrasonic

Sensor Metal Detector

Pada penelitian ini, Mapping Parking System menggunakan Sensor PING

Ultrasonic.

2.2. Sensor PING Ultrasonic

Dalam Mapping Parking Sistem untuk melakukan pendeteksian mobil

pada slot parkir digunakan PING)))TM Ultrasonic Distance Sensor(#28015). Sensor

PING Ultrasonic yang digunakan adalah sensor dari perusahaan PARALLAX

yang memiliki karakteristik sebagai berikut[3]:

1. Sumber catu daya yang dibutuhkan adalah 5 volt dan sumber arus 30 mA

(minimum) dan 35 mA (maksimum).

2. Jarak objek yang dideteksi adalah 2cm (minimum) sampai dengan 300cm

(maksimum).

3. Mempunyai 3 pin interface (power, ground, signal I/O atau SIG).

4. Input trigger-nya merupakan pulsa TTL positive, 2 µS min, 5 µS typ.

5. Pulsa Echo-nya merupakan pulsa TTL positive, 115 µS to 18.5 µS.

10

6. Hold off Echo-nya merupakan 350 µS dari kondisi falling dari pulsa

trigger.

7. Frekuensi burst-nya 40 KHz (diatas kemampuan manusia untuk

mendengar) untuk 200 µS.

Skematik dari Sensor PING Ultrasonic adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1 Skematik Sensor PING Ultrasonic

Untuk dapat membuat Sensor PING Ultrasonic melakukan pendeteksian

jarak suatu objek maka dibutuhkan sinyal pulsa trigger selama 2 µS kemudian

Sensor PING Ultrasonic akan memancarkan gelombang ultrasonik. Gelombang

ultrasonik ini melalui udara dengan kecepatan kurang lebih 344 meter per detik,

mengenai objek dan memantul kembali ke Sensor PING Ultrasonic. Sensor PING

Ultrasonic akan mengeluarkan pulsa ’high’ pada pin SIG setelah memancarkan

gelombang ultrasonik dan setelah terdeteksi sinyal pantul atau Echo maka Sensor

PING Ultrasonic akan membuat pin SIG ’low’. Lebar pulsa ’high’ ini sesuai

dengan lama waktu gelombang ultrasonik untuk 2 kali jarak terhadap objek,

sehingga dapat dibuat persamaan sebagai berikut ini :

2

m/s 344puh x waktu tempulsalebar =objek Jarak Pers. 1

11

Gambar berikut adalah cara kerja Sensor PING Ultrasonic:

Gambar 2.2 Cara kerja Sensor PING Ultrasonic

2.2.1. Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang memiliki frekuensi

diatas 20 KHz dan diluar jangkauan pendengaran manusia[4]. Sensor

Ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara,

dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian

menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar

penginderaanya. Perbedaan waktu antara gelombang suara yang

dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut

merupakan representasi jarak. Kecepatan rambat gelombang ultrasonik

dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah suhu, tekanan,

kelembaban dan sinyal radio.

Hal yang harus diperhatikan ketika menggunakan sensor

ultrasonik terhadap suatu objek yaitu sebagai berikut :

Bentuk dan ukuran objek

Objek dengan ukuran yang lebih besar akan memantulkan

lebih banyak gelombang dibandingkan dengan objek yang

12

berukuran kecil sehingga memberikan hasil yang lebih presisi.

Bentuk suatu objek mempengaruhi banyaknya pantulan yang

dipantulkan objek. Objek dengan bentuk bulat akan memantulkan

gelombang ke segala arah sehingga pantulan yang ditangkap

menjadi lemah. Objek dengan bentuk datar akan memantulkan

gelombang dengan lebih baik.

Jenis material

Objek padat akan memantulkan gelombang lebih baik

dibandingkan dengan objek cair. Objek padat yang terbuat dari

besi atau baja akan memberikan pantulan (echo) yang lebih baik

dibandingkan dengan objek padat terbuat dari kayu atau gabus.

Hal ini terjadi karena objek padat yang terbuat dari kayu atau

gabus sedikit-banyak akan menyerap gelombang yang

mengenainya sebelum dipantulkan kembali.

Pola permukaan

Objek dengan permukaan datar, halus dan tegak lurus

terhadap sinyal ultrasonik yang dipancarkan sensor akan

memberikan pantulan (echo) yang lebih kuat daripada objek

dengan permukaan tidak rata.

13

2.3. Microcontroller AT89S52

Microcontroller AT89S52 adalah sebuah microcontroller 8 bit yang

merupakan keluarga dari microcontroller AT89S51 tetapi dengan kapasitas RAM

dan ROM yang lebih besar dan juga memiliki timer tambahan[5].

Gambar 2.3 Block Diagram AT89S52

14

2.3.1. Fitur Atmel AT89S52 Microcontroller

Fitur yang disediakan oleh AT89S52 yaitu sebagai berikut ini[5]:

1. 8 bit microcontroller dengan In-System Programmable (ISP) flash

memory.

2. Single bit logic .

3. Pengalamatan program memory (ROM) sebesar 64 K.

4. Pengalamatan data memory (RAM) sebesar 64 K.

5. On chip ROM, dengan ukuran 8KB.

6. On chip RAM, dengan ukuran 256 Byte.

7. 32 biderectional I/O (4 port) .

8. 2 buah 16 bit timer/counter.

9. Saluran full duplex UART.

10. 6 buah sumber interrupt.

2.3.2. Arsitektur Microcontroller AT89S52

Microcontroller AT89S52 di rancang dengan logika statis untuk

operasi dengan frekuensi menurun sampai nol dan mendukung 2 mode

piranti lunak hemat daya yang dapat dipilih. Mode idle menghentikan

CPU tetapi memperbolehkan RAM, timer/counter, port serial dan sistem

interrupt untuk tetap aktif. Mode power down menyimpan isi dari RAM

tetapi menghentikan oscilator, men-disable fungsi chip lainnya sampai

reset perangkat keras selanjutnya.

15

Gambar 2.4 Arsitektur Microcontroller AT89S52

2.3.3. Konfigurasi Pin-pin Microcontroller AT89S52

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin-pin Microcontroller AT89S52

16

Port 0 adalah port input/output bi-directional open drain 8 bit,

ketika logika 1 dituliskan pada pin pada port 0, pin dapat digunakan

sebagai masukkan hambatan tinggi, selain itu port 0 juga dapat

dikonfigurasikan sebagai jalur data/alamat multiplexed order selama

akses memori data dan program. Dalam mode ini port 0 memiliki pull-up

internal. Port 0 juga menerima bytes kode selama pemrograman flash dan

keluaran dari bytes kode selama verifikasi program. Selama verifikasi

berlangsung dibutuhkan pull-up external.

Port 1 adalah port input/output bi-directional 8 bit dengan pull-up

internal. Buffer keluaran port 1 dapat menangani 4 masukkan TTL,

ketika logika 1 dituliskan pada pin port 1, pin-pin tersebut dinaikkan

menjadi high oleh pull-up internal sehingga dapat digunakan sebagai

masukkan. Pin port 1 yang diturunkan secara eksternal menjadi low akan

menimbulkan arus (IIL) dikarenakan oleh pull-up internal. Pada port 1

juga menerima alamat bytes low order selama pemrograman dan

verifikasi. Disamping itu, P1.0 dan P1.1 dapat dikonfigurasi menjadi

timer/counter 2 masukkan penghitung eksternal (P1.0/T2) dan

timer/counter 2 masukkan trigger (P1.1/T2EX).

Port 2 adalah port input/output bi-directional 8 bit dengan pull-up

internal. Buffer keluaran pada port 2 dapat menangani 4 input TTL,

ketika logika 1 dituliskan pada pin port 2, pin-pin tersebut akan dinaikkan

menjadi high oleh pull-up internal dan dapat digunakan sebagai

masukkan. Port 2 mengeluarkan alamat byte high order selama

pengambilan dari memori program eksternal yang menggunakan alamat

17

16 bit. Port 2 juga menerima bit alamat high order dan beberapa sinyal

control selama pemrograman flash dan verifikasi.

Port 3 adalah port input/output bi-directional 8 bit dengan pull-up

internal. Buffer keluaran pada port 3 dapat menangani 4 input TTL,

ketika logika 1 dituliskan pada pin port 3, pin-pin tersebut akan

dinaikkan menjadi high oleh pull-up internal dan dapat digunakan

sebagai masukkan.

Pin ALE (Address Latch Enable) adalah pulse keluaran untuk

latching low byte dari suatu alamat selama akses ke memori eksternal.

Pin ini juga memberikan masukkan pulse program atau PROG selama

pemrograman flash. Dalam pengoperasian normal, ALE mengeluarkan

pulse secara tetap 1/6 dari nilai frekuensi oscilator dan dapat digunakan

untuk tujuan clocking atau timing external. Satu pulse ALE dilewati

setiap akses ke memori data eksternal.

Pin Reset (RST) adalah masukkan untuk reset. Logika high pada

pin ini terjadi selama 2 siklus instruksi oscilator bekerja ketika akan me-

reset device.

Pin PSEN (Program Store Enable) adalah strobe baca ke memori

program eksternal. Ketika microcontroller AT89S52 mengeksekusi kode

dari memori program eksternal, PSEN diaktifkan 2 kali setiap siklus

instruksi, kecuali pengaktifan 2 PSEN dilewati selama masing-masing

akses ke memori data eksternal.

Pin EA (External Access Enable) harus disambungkan ke GND

(ground) dengan tujuan untuk meng-enable device agar dapat mengambil

18

kode dari memori program eksternal yang berlokasi dari 0000h sampai

dengan FFFFh. Pin EA harus dihubungkan ke VCC untuk dapat

melakukan eksekusi program internal. Pin ini juga menerima tegangan

enable pemrograman sebesar 12 Volt (Vpp) selama pemrograman flash

ketika pemrograman 12 Volt dipilih.

Pin XTAL 1 adalah masukkan ke amplifier dengan inverting

oscilator dan masukkan ke clock internal pada rangkaian operasi.

Pin XTAL 2 adalah keluaran dari amplifier dengan inverting

oscilator.

2.3.4. Organisasi Memori Microcontroller AT89S52

Microcontroller AT89S52 mengimplementasikan 256 byte dari

onchip RAM. Sebagian dari memori tersebut yaitu sebesar 128 byte

bagian atas mengerjakan ruang alamat paralel ke Special Function

Register (SFR) sehingga 128 byte bagian atas memiliki alamat yang sama

dengan ruang SFR tetapi secara fisik terpisah dari ruang SFR. Jika sebuah

instruksi mengakses lokasi internal di atas alamat 7Fh, mode alamat yang

digunakan dalam instruksi menunjukkan apakah CPU mengakses 128

byte bagian atas dari RAM atau ruang SFR. Ruang SFR di akses dengan

instruksi yang menggunakan mode pengalamatan direct adderssing.

19

2.3.5. Timer pada Microcontroller AT89S52

Pada microcontroller AT89S52 terdapat tiga buah timer yakni

timer 0, timer 1 dan timer 2. Kegunaan dari timer pada microcontroller

AT89S52 yaitu sebagai berikut :

Menghitung dan menyimpan nilai dari waktu diantara events.

Menghitung jumlah dari events itu sendiri.

Membangkitkan bandrates untuk port serial.

Timer 0 dan timer 1 pada microcontroller AT89S52 memiliki

fungsi yang sama secara esensial. Kedua timer tersebut terbagi dua SFR

yakni TMOD dan TCON yang mengontrol timer. Berikut merupakan SFR

yang berhubungan dengan timer pada microcontroller AT89S52:

Table 2.1. SFR pada Timer SFR Deskripsi Address SFR

TH0 Timer 0 high 8Ch TL0 Timer 0 low 8Ah TH1 Timer 1 high 8Dh TL1 Timer 1 low 8Bh TH2 Timer 2 high 8Eh TL2 Timer 2 low 8Fh TCON Kontrol timer 88h T2CON Kontrol timer 2 0C8h TMOD Mode timer 0C9h T2MOD Mode timer 2 89h

Timer 2 merupakan timer 16 bit yang dapat beroperasi seperti

penghitung events. Jenis operasi dipilih berdasarkan bit C/T2 dalam SFR

T2CON. Timer 2 memiliki tiga mode operasi yakni capture, auto reload

dan baudrate generator. Timer 2 terdiri dari dua buah 8 bit register yaitu

TH2 dan TL2.

20

2.3.5.1. SFR TMOD

SFR TMOD pada microcontroller AT89S52 digunakan

untuk mengontrol mode timer (timer 0 dan timer 1) yang akan

digunakan. Masing-masing bit dari SFR digunakan untuk

memberikan informasi spesifik kepada microcontroller

mengenai cara menjalankan timer. Terdapat 4 bit high (bit 4 s.d.

bit 7) terhubung dengan timer 1 sedangkan 4 bit low (bit 0 s.d.

bit 3) melakukan fungsi yang sama tetapi hanya digunakan

untuk timer 0. Berikut merupakan alternatif pemilihan mode

operasi:

Table 2.2. Alternatif Mode Operasi Timer 0 dan Timer 1 TxM0 TxM1 Mode Timer Deskripsi Mode

0 0 0 Timer 13 bit 0 1 1 Timer 16 bit 1 0 2 Timer 8 bit auto reload 1 1 3 Mode timer split

2.3.5.2. SFR TCON

SFR TCON untuk timer 0 dan timer 1 terdapat pada alamat

88h sedangkan SFR T2CON untuk timer 2 terdapat pada alamat

0C8h. SFR TCON dapat dialamatkan secara bit. SFR TCON

digunakan untuk mengkonfigurasi dan mengubah ketiga timer

pada microcontroller AT89S52 untuk beroperasi. SFR

mengendalikan apakah ketiga timer berjalan atau berhenti dan

terdapat flag yang bertujuan untuk mengindikasikan bahwa

masing-masing timer telah overflow. Berikut ini merupakan

21

timer control untuk masing-masing timer pada microcontroller

AT89S52:

Table 2.3. TCON pada Microcontroller AT89S52

Bit Nama Alamat Bit Fungsi Timer 7 TF1 8Fh Timer 1 overflow 1 6 TR1 8Eh Timer 1 dijalankan 1 5 TF0 8Dh Timer 0 overflow 0 4 TR0 8Ch Timer 0 dijalankan 0

2.3.6. Komunikasi Serial Microcontroller AT89S52

Microcontroller AT89S52 memiliki kemampuan untuk

berkomunikasi secara serial melalui pin RXD dan TXD. Satu hal yang

perlu diingat tingkat tegangan komunikasi kedua pin serial menggunakan

tingkat tegangan TTL.

Pada perinsipnya, komunikasi serial adalah komunikasi dengan

transmisi data yang dilakukan per-bit. interface serial hanya

membutuhkan jalur yang sedikit (umumnya hanya 2 jalur) sehingga lebih

menghemat pin jika dibandingkan dengan interface parallel.

Komunikasi serial ada 2 macam, asynchronous serial dan

synchonous serial. Synchonous serial adalah komunikasi serial dimana

hanya ada satu pihak (penerima atau pengirim) yang menghasilkan clock

dan mengirimkan clock tersebut bersama-sama dengan data. Contoh

penggunaan synchonous serial terdapat pada transmisi data keyboard.

Asynchonous serial adalah komunikasi dimana kedua pihak

(pengirim atau penerima) masing-masing menghasilkan clock namun

hanya data yang ditransmisikan, tanpa clock. Agar data yang dikirim

22

dengan data yang diterima, maka frekuensi clock pengirim dan penerima

harus sama dan harus terdapat sinkronisasi.

Setelah adanya sinkronisasi, pengirim akan mengirimkan datanya

sesuai dengan frekuensi clock penerima. Contoh penggunaan

asynchonous serial adalah pada universal asynchonous recevier

transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer.

Microcontroller AT89S52 mendukung komunikasi serial secara

asinkron, bahkan dari empat serial mode yang dimiliki microcontroller

AT89S52 kompatibel dengan UART. Dalam komunikasi serial, perlu

diperhatikan kecepatan transfer data atau disebut juga dengan baud rate.

Untuk membangkitkan baud rate dapat digunakan timer 1 dengan

mode 8 bit auto-reload maupun timer 2 dengan mode 16 bit auto-reload.

Secara singkat komunikasi serial pada Microcontroller dapat diwakili

dengan blok diagram sebagai berikut :

Gambar 2.6

Blok Diagram Komunikasi Serial Microcontroller AT89S52

23

SCON atau yang lebih dikenal dengan Serial Condition

merupakan kondisi logic dari bit yang digunakan dalam komunikasi

serial dan dapat direperesentasikan sebagai berikut :

Tabel 2.4. Struktur dari SCON (Serial Condition) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

2.3.7. Mode Operasi Microcontroller AT89S52

Microcontroller AT89S52 memiliki 4 mode komunikasi serial.

Mode 0 berupa synchonous serial (shift register), sedangkan 3 mode yang

laian berupa asynchonous serial (UART). Pada semua mode, pengiriman

dilakukan jika ada intsruksi yang mengisi nilai register SBUF. Sedangkan

pada saat penerimaan, data yang diterima akan disimpan pada register

SBUF.

Secara ringkas keempat mode kerja tersebut bisa dibedakan sebagai

berikut:

Mode 0, Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan

diterima melalui kaki P3.0 (RxD), dan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk

menyalurkan clock pendorong data serial yang dibangkitkan oleh

microcontroller.

Data dikirim atau diterima 8 bit sekaligus, dimulai dari bit yang bobotnya

paling kecil (bit ke-0) dan diakhiri dengan bit yang bobotnya paling besar

(bit ke-7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah sebagai berikut :

kristalosilatorfBaudrate _121×= Pers.2

24

Mode 1, Mode ini dan mode-mode berikutnya bekerja secara asinkron,

data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD), dan diterima melalui kaki P3.0

(RxD). Pada mode 1 data dikirim atau diterima 10 bit sekaligus, diawali

dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang di mulai dari bit yang

bobotnya paling kecil (bit ke-0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada

microcontroller AT89351 yang berfungsi sebagai penerima bit stop

ditampung pada RB8 dalam register SCON. Kecepatan pengiriman data

(baudrate) bisa diatur sebagai berikut :

Using Timer 1

3.)256(1232 1

PersTH

FkRateBaud OSC

−∗∗∗

=

4.384

2561 PersRateBaud

FkTH OSC

∗∗

−=

Nilai k tergantung pada bit SMOD (Register PCON)

If SMOD = 0, then K = 1

If SMOD = 1, then K = 2 Double BaudRate

Using Timer 2

o Jika Timer 2 diclock dari pin T2 (P1.0)

16

Rate overflow 2Timer =RateBaud Pers.5

o Jika Timer 2 diclock dari internal

))2,2(65536(*32Fosc.

LRCAPHRCAPRateBaud

−= Pers.6

RateBaudLRCAPHRCAP

*32Fosc.655362,2 −= Pers.7

25

mode inilah yang umum dikenal sebagai UART (Universal Asynchronous

Reciever/Transmitter)

Mode 2, data dikirim/diterima 11 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit

start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling kecil

(bit 0), kemudian bit ke 9 yang bisa diatur lebih lanjut, diakhiri dengan 1

bit stop.

Pada microcontroller AT89S51 yang berfungsi sebagai pengirim, bit 9

tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON. Pada microcontroller

AT89S52 yang berfungsi sebagai penerima, bit 9 ditampung pada bit RB8

dalam register SCON, sedangkan bit stop diabaikan tidak ditampung.

Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah sebagai berikut :

Jika menggunakan SMOD = 1, maka persamaannya adalah

kristalosilatorfBaudrate _321×= Pers.8

Jika menggunakan SMOD = 0, maka persamaannya adalah :

kristalosilatorfBaudrate _641×= Pers.9

Mode 3, Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan

pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai dengan keperluan, seperti

halnya mode 1.

Pada mode asinkron (mode 1, mode 2, mode 3), port serial

microcontroller AT89S52 bekerja secara full duplex, artinya pada saat

yang sama port serial ini bisa mengirim data sekaligus menerima data.

26

Register SBUF merupakan register penghubung port serial. Dalam

keempat mode diatas, semua instruksi yang mengakibatkan perubahan isi

SBUF akan mengakibatkan port serial mengirimkan data keluar dari

microcontroller AT89S52. Agar port serial bisa menerima data, bit

dalam register SCON harus bernilai ’1’. Pada mode 0, proses penerimaan

data dimulai dengan intsruksi CLR RI, sedangkan dalam mode lainnya

proses penerimaan data diawali oleh bit start yang bernilai ’0’. Data yang

diterima port serial dari luar microcontroller AT89S52 diambil dengan

instruksi MOV A,SBUF.

Mengambil data dari SBUF dan menyimpan data ke SBUF sesungguhnya

bekerja pada 2 register yang berlainan meskipun nama register-nya

sama-sama SBUF.

Mode komunikasi serial pada microcontroller AT89S52 dapat dihadirkan

dalam bentuk tabel dibawah ini:

Table 2.5. Mode Komunikasi Serial AT89S52 SSMM00 SSMM11 MMooddee DDeessccrriippttiioonn BBaauuddRRaattee

0 0 0 SHIFT REGISTER Fosc./12 0 1 1 8-Bit UART Variable 1 0 2 9-Bit UART F

osc./64 OR F

osc./32

1 1 3 9-Bit UART Variable

2.4. Komunikasi RS-485

Komunikasi RS-485 dikembangkan ditahun 1983 dimana dengan teknik

ini, komunikasi data dapat dilakukan pada jarak cukup jauh yaitu 1,2 Km. Selain

dapat digunakan untuk jarak jauh teknik ini juga dapat digunakan untuk

27

menghubungkan 32 unit beban sekaligus hanya dengan menggunakan 2 (dua) buah

kabel saja tanpa memerlukan referensi ground yang sama antara unit yang satu

dengan unit lainnya[6].

2.4.1. Arsitektur RS-485

Secara umum, RS-485 digunakan sebagai transceiver pada setiap

titik dalam jaringan yang bekerja pada metode bi-directional half duplex,

yaitu hanya menggunakan dua buah kabel pada jaringan multidrop.

Aliran data dapat terjadi dua arah tetapi bergantian hanya terjadi satu

aliran setiap saatnya. Agar kinerja jaringan dapat meningkat dengan jelas

aliran data full duplex pada mode bi-directional, maka metode hubungan

RS–485 harus menggunakan empat buah kabel jaringan. Berikut

merupakan penyusun dari arsitektur dari RS-485:

2.4.1.1. Balanced Line Driver

Transmisi berimbang memungkinkan sepasang jalur sinyal

mengirimkan suatu sinyal dengan kondisi logika tergantung

pada jalur mana yang menghasilkan beda tegangan potensial

beda tegangan potensial yang lebih besar dengan perbedaan

tegangan antara +2 ~ +6 V yang terdapat pada terminal

balanced line driver yang diaktifkan melalui sinyal ‘Enable’.

Driver ini terhubung dengan ground, tetapi data biner tidak

dapat dipengaruhi oleh sinyal ground tersebut.

28

2.4.1.2. Balanced Line Receiver

Beda tegangan antara dua jalur sinyal masukan (A dan B)

minimum sebesar ± 200 mV untuk menentukan kondisi logika

dapat dideteksi oleh balanced line receiver dengan tegangan

yang dapat diperbolehkan untuk atenuasi pada jalur transmisi

berkisar 200mV ~ 6V.

2.4.2. Karakteristik RS-485

Pada tabel berikut akan menunjukkan perbandingan antara standar

komunikasi RS–232 dan RS–485.

Tabel 2.6. Perbandingan antara RS–232 dan RS–485 Karakteristik RS–232 RS–485

Mode operasi Single – ended Differensial Metode hubungan Point to point Multidrop

Aplikasi 1 transmitter 1 receiver

32 transmitter 32 receiver

Modus komunikasi Full duplex Half duplex Transisi Tak seimbang Seimbang Data rate maksimal 20 Kbps pada 15 m 10 Mbps pada 12 m Jarak maksimal 15 m saat 20 Kbps 1220 m saat 100 Kbps Rentang data ‘0’ +5V ~ +14 V Beda 2 V~ 6 V (A<B) Rentang data ‘1’ -5V ~ -14 V Beda 2 V ~ 6 V (A>B) Tegangan keluaran

driver ( V ) ± 12 -7 ~ +12

Tegangan masukan

receiver (mV) ± 3000 ± 200

Tahanan masukan

receiver (ohm) 3K ~7K ≥ 12K

29

2.4.3. Komponen RS-485

2.4.3.1. Saluran Komunikasi Multidrop

Saluran komunikasi mutidrop menggunakan sepasang

kabel yang panjangnya tidak lebih dari 4000 feet, pada kedua

ujung saluran masing–masing di pasang resistor 120 Ohm yang

menghubungkan kedua kabel, seperti dilihat di rangkaian

Gambar 3.8. Resistor tersebut dimaksud untuk mengurangi

terjadinya gelombang pantul dalam saluran, yang sering terjadi

pada transmisi dengan kecepatan tinggi.

Selanjutnya pada saluran tersebut bias di pasangkan

sebanyak–banyaknya 32 chip MAX485 Multidrop RS-485

Tranceiver, pin A (pin 6) dari masing–masing IC harus di

hubungkan pada kabel pembentuk saluran yang sama, dan pin B

(pin 7) dihubungkan ke kabel yang lain.

Karena saluran dipakai bersama oleh banyak transceiver,

agar Output Line Generator dari masing–masing transceiver

tidak berbenturan, dalam rangkaian saluran komunikasi

multidrop ditentukan semua Output Line Generator harus dalam

keadaan non-aktif (GE = 0, mengambang–high impedance

state), kecuali Line Generator dari transceiver yang berfungsi

sebagai induk (Master) yang boleh aktif (GE = 1).

Saat beroperasi Master secara bergilir menghubungi Slave,

setelah itu Master menonaktifkan Line Generatornya, Slave

yang terpanggil akan mengaktifkan Line Generatornya dan

30

mengirimkan informasi ke saluran kemudian Slave tersebut

menonaktifkan kembali Line Generatornya lalu Master

mengaktifkan Line Generator untuk menghubungi Slave yang

lain.

Dengan demikian Master berfungsi untuk mengendalikan

saluran, dan komunikasi yang terjadi di saluran adalah

komunikasi half-duple, yakni komunikasi dua arah secara

bergantian.

Pada saat pergantian aktivitas Line Generator Master dan

Slave, suatu saat bisa terjadi semua Line Generator tidak aktif

secara bersamaan, akibatnya saluran menjadi mengambang dan

keadaan logika dari saluran tidak menentu. Untuk mencegah

terjadinya hal tersebut, pada saluran ditambahkan 2 buah

resistor masing–masing bernilai 82 Ohm. Resistor yang

terhubung ke pin A di hubungkan ke +5 Volt dan resistor yang

terhubung ke B dihubungkan ke ground. Dengan cara tersebut

jika semua Line Generator tidak aktif, maka bisa dipastikan

saluaran dalam keadaan ‘1’.

Meskipun kerja dari Line Receiver tidak memerlukan

ground, tapi untuk menjamin agar pertukaran sinyal antar

transceiver bisa terjadi dengan baik, biasanya di samping

sepasang kabel saluran multidrop ditambah lagi seutas kabel

ground. Mengingat masing–masing transceiver letaknya bisa

berjauhan satu sama lain dan terhubung dengan satu daya dari

31

instalasi jala-jala listrik yang berlainan sehingga antara

transceiver satu dengan yang lainnya bisa mempunyai selisih

potensial listrik yang cukup besar, untuk mencegah aliran arus

besar yang bisa merusak transceiver, ground transceiver

biasanya tidak dihubungkan langsung ke kabel ground, tapi

dipasang resistor sebesar 100–120 Ohm.

Aplikasi jaringan multidrop yang sebenarnya dapat

diimplementasikan oleh RS–485, dengan kemampuan dapat

mengontrol hingga 32 transceiver (transmitter/driver and

receiver) pada saat bus transmisi berimbang untuk tegangan

differensial common mode (-7 V ~ +12 V) dengan baudrate

hingga 100 Kbps dan jangkauan mencapai 4000 feet (1220m).

Penggunaan RS–485 pada jaringan komunikasi multidrop

adalah dengan menghubungkan satu PC sebagai server yang

merupakan pusat pengatur jalannya komunikasi dan pemrosesan

data, dengan beberapa peralatan lain sebagai slave yang

masing–masing dapat dialamati secara unik. Seluruh device

dalam jaringan multidrop terintegrasi dengan penggunaan dua

kabel (A dan B) secara bersama–sama.

2.4.3.2. Terminasi pada RS–485

Sebagian besar jalur RS-485 membutuhkan transmisi

akibat dari transisi yang cepat, data rate yang tinggi atau kabel

yang panjang. Tujuan dari terminasi ini selain untuk

32

menghindari fenomena saluran transmisi, seperti reflection,

digunakan juga untuk menyamakan impedansi dari saluran

transmisi dan impedansi dari persambungan (node). Jika

impedansinya tidak sama, sinyal yang ditransmisikan tidak

sepenuhnya masuk ke receiver, dan ada bagian yang ada di

refleksikan kembali kesaluran transmisi. Dengan menyamakan

impedansi ini, maka efek reflection akan hilang. Kedua ujung

dari kabel utama membutuhkan terminasi, berupa terminating

resistor. Yang harus diperhatikan, terminating resistor harus

ditempatkan di kedua ujung dari kabel, tidak pada tiap node.

Besarnya resistor yang digunakan, harus sesuai dengan

karakteristik impedansi dari media transmisi yang digunakan,

umumnya antara 100Ω sampai 120Ω.

Terdapat beberapa pilihan untuk melakukan terminasi

pada RS–485, antara lain adalah sebagai berikut:

No Termination

No termination digunakan apabila kabel yang

digunakan pendek (10m) dan data rate yang digunakan

rendah 100 Kbps. Pada No termination kualitas sinyalnya

terbatas.

Parallel

Terminasi parallel merupakan terminasi yang paling

populer, yaitu dengan menghubungkan sebuah resistor

secara parallel diantara pasangan konduktor yang berada

33

pada setiap ujung. Nilai dari resistor harus sama dengan

karakteristik impedansi dari kabel dalam mode diferensial.

Jika terminasi dengan cara ini dilakukan maka reflection

tidak akan terjadi dan kemurnian dari sinyal yang

digunakan sangat baik.

RC Termination

Terminasi RC digunakan untuk meminimalkan

disipasi daya. Sebagai ganti dari sebuah resistor,

digunakan sebuah resistor yang diserikan dengan sebuah

kapasitor. Kapasitor akan tampak seperti hubungan

singkat selama masa transisi, dan resistor akan

menterminasi jalur tersebut. Saat kapasitor sedang mengisi

(charging), kapasitor tersebut akan memblok arus DC

loop dan menghadirkan load yang ringan terhadap jalur.

Efek dari low–pass membatasi RC termination untuk data

rate yang rendah. Selain itu, kualitas sinyalnya juga

terbatas.

Fail safe Bias

Fail safe bias merupakan pilihan terminasi yang

paling populer dan terbaik. Ketika jaringan RS–485 dalam

keadaan idle, semua RS-485 berada dalam kondisi receive.

Dalam kondisi ini, driver tidak aktif, melainkan dalam

kondisi tristate, maka kondisi dari jaringan juga tidak

diketahui.

34

Kondisi tegangan sebesar 200mV antara B dan A

merupakan kondisi yang aman untuk jaringan RS-485,

sebab kondisi output dari receiver akan sama dengan

kondisi sebelumnya. Untuk menjaga keadaan ini, dipasang

hambatan bias (bias resistor) yang berupa resistor pull up

dan resistor pull down. Perlu diperhatikan, untuk

konfigurasi four wire multidrop network, hambatan bias

harus dipasang di sisi receiver.

2.4.3.3. Stub pada RS–485

Menghubungkan sebuah node dengan kabel akan

menimbulkan stub (sambungan pada kabel). oleh karena itu,

setiap node akan mempunyai stub. Meminimalkan panjang dari

stub akan meminimalkan masalah pada saluran transmisi.

Standar dari waktu transisi sekitar 10nSec, maka stub harus

lebih pendek dari nilai tersebut dan membuat stub sependek

mungkin.

Stub yang timbul ada 2 titik, yang pertama adalah antara

hambatan terminasi dan node peralatan dibelakangnya,

sedangkan yang kedua diantara kabel utama dan node yang

berada diantara kabel. Stub yang panjang akan menyebabkan

sebuah sinyal yang melalui stub tersebut akan terpantul kepada

kabel utama setelah mengenai impedansi input dari peralatan

35

yang berada di ujung dari stub tersebut. Efek dari jaringan ini

adalah penurunan dari kualitas sinyal.

2.5. Komunikasi RS-232

RS-232 merupakan standar komunikasi single ended[7], yang

dikeluarkan oleh EIA sekitar tahun 1962. Sinyal RS-232 menggunakan transmisi

tak berimbang (unbalanced transmissiion) yang mempunyai karakteristik, untuk

tegangan diatas +3 Volt diterjemahkan sebagai logika low sedangkan untuk yang

lebih kecil dari -3 Volt diterjemahkan sebagai logika high. Umumnya tegangan

yang dipakai komputer pada port serial adalah +12 Volt (low) dan -12 Volt (high).

RS-232 mempunyai kemampuan efektif pada single rate (kecepatan transfer)

maksimum 20 Kbps dan jarak media transmisi maksimum 15 meter.

2.6. Tampilan pada GUI

Tampilan yang digunakan dibuat dengan menggunakan program

Microsoft Visual Basic 6.0 dimana tampilan yang diberikan sederhana, mudah

dimengerti dan jelas bagi petugas parkir pos masuk. Tampilan yang dibuat

mengacu pada 8 aturan emas (8 Golden Rule) mengenai perancangan display yang

baik[8]. 8 aturan tersebut yaitu:

1. Strive for consistency

2. Enable frequent users to use shortcuts

3. Offer informative feedback

4. Design dialog to yield closure

5. Offer simple error handling

36

6. Permit easy reversal of actions

7. Support internal locus of control

8. Reduce short-term memory load