prototype switching suara pada …eprints.uns.ac.id/6027/1/197151711201110011.pdf · dengan sistem...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA
DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya
Program Diploma III Ilmu Komputer
Disusun oleh :
ROHMANI DIAH PERMATASARI
NIM. M3308052
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2011
i
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA
DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Disusun Oleh
ROHMANI DIAH PERMATASARI
NIM. M3308052
Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan
Di hadapan dewan penguji
pada tanggal 7 Juni 2011
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PROTOTYPE SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA
DENGAN SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Disusun oleh:
ROHMANI DIAH PERMATASARI
M3308052
Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir
Program Diploma III Ilmu Komputer
pada hari Senin tanggal 11 Juli 2011
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
ABSTRACT
ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE
SWITCHING VOICE IN LANGUAGE LABORATORY BY ANALOGUE
SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLER AT89S51. final project,
Surakarta: Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Sebelas
Maret Surakarta, 2011.
Language laboratory is an instructional lab that can be used to train
language skills. To facilitate the conduct speaking and listening it is needed tool
that has a function for communication between teachers and students effectively
and efficiently. The purpose of this Final Project is to create a prototype switching
voice in the language laboratory.
A prototype of switching voice in the language lab was created. In general
prototype switching voice in the language lab was designed using a
microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 and other supporting
components. Microcontroller controled the push button switch that was connected
with a series of audio master hub and the output was the series box of student
consule served for communication between teachers and students.
It can be concluded that the prototype switching voice can be used as a
basis if someone wants to make a real language lab.
Keywords: Microcontroller AT89S51, IC 4016, IC TDA2822, the Switch Hub of
Master Audio
iv
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
ABSTRAK
ROHMANI DIAH PERMATASARI. M3308052. PROTOTYPE
SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN
SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51. Tugas
Akhir, Surakarta: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Sebelas Maret Surakarta, 2011.
Laboratorium bahasa merupakan sebuah media pembelajaran yang bisa
dimanfaatkan untuk melatih keterampilan berbahasa. Untuk mempermudah dalam
melakukan speaking maupun listening dibutuhkan alat yang mempunyai fungsi
untuk berkomunikasi antara guru dan siswa secara efektif dan efisien. Tujuan dari
tugas akhir ini adalah membuat sebuah prototype switching suara pada
laboratorium bahasa.
Sebuah prototipe switching suara pada laboratorium bahasa telah dibuat.
Secara umum prototipe switching suara pada laboratorium bahasa ini dirancang
menggunakan mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 dan komponen
pendukung yang lainnya. Mikrokontroler mengontrol saklar push button yang
terhubung dengan rangkaian switch hub master audio dan outputnya berupa box
rangkaian student consule yang berfungsi untuk komunikasi antara guru dan
siswa.
Dapat disimpulkan bahwa prototipe switching suara ini bisa difungsikan
sebagai dasar jika seseorang ingin membuat laboratorium bahasa secara nyata.
Kata Kunci: Mikrokontroler AT89S51, IC 4016, IC TDA2822 , switch hub master
audio.
v
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat, rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir dan menyusun laporan Tugas Akhir dengan judul “PROTOTYPE
SWITCHING SUARA PADA LABORATORIUM BAHASA DENGAN
SISTEM ANALOG BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 ”.
Penyelesaian laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan,
dan bantuan dari berbagai pihak baik yang secara langsung maupun secara tidak
langsung. Atas terselesainya laporan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya.
2. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III Ilmu
Komputer, yang telah memberi pengarahan dalam menyelesaikan
penulisan laporan.
3. Bapak Drs. Syamsurizal selaku dosen pembimbing, yang telah
memberi bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
laporan.
4. Kedua orang tua dan kakak yang telah memberikan dukungan dan
do’a.
5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.
Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
.
Surakarta, Juni 2011
Penulis
vi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................... iv
ABSTRAK ...................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................................................... vi
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah..................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................... 2
1.5 Metodologi Penelitian ................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 4
BAB II LANDASAN TEORI ...................................................................... 5
2.1 Kebutuhan Hardware ................................................................. 5
2.1.1 Komponen Elektronika..................................................... 5
2.1.2 Catu Daya ........................................................................ 8
2.1.3 IC AT89S51…………….................................................. 9
2.1.4 IC 4016 ......................................................................... 13
2.1.5 IC TDA2822…………………………............................. 14
2.2 Kebutuhan Software……………................................................
2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51……………………………...
2.2.2 Downloader AEC_ISP……………………………………
14
14
15
2.3 Kebutuhan Output Suara ........................................................... 15
2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP.......................................
2.3.2 Headphone.........................................................................
15
15
vii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN .................................................. 16
3.1. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan................................... 16
3.2 Perancangan PCB dan Komponen ...........................................
3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB.......................
3.2.2 Komponen Hardware......................................................
3.2.3 Alat dan Komponen Pendukung......................................
18
18
19
20
3.3. Pembuatan Mekanik .............................................................. 20
3.4 Pembuatan Program ................................................................. 21
3.5 Tahap Penyelesaian .................................................................. 23
3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian ............................................. 23
BAB IV ANALISIS DAN IMPLEMENTASI............................................. 28
4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian ................................................
4.1.1 Rangkaian Power Supply.................................................
4.1.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51..............................
4.1.3 Rangkaian Driver Relay...................................................
4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio..............................
4.1.5 Rangkaian Student Consule..............................................
4.2 Proses Download Program……………………………………
28
28
28
29
31
32
33
4.3 Pengujian Per Bagian……………............................................. 36
4.3.1 Pengujian Rangkaian Power Supply .............................. 36
4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 ............ 36
4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan………………........... 38
4.3 Hasil Pengujian Keseluruhan…………………………………. 38
BAB V PENUTUP...........................................................................................
5.1 Kesimpulan..................................................................................
5.2 Saran.............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................
LAMPIRAN.......................................................................................................
42
42
42
43
45
viii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 4.1
Fungsi Khusus port 3…………………………………………..
Pengujian Rangkaian Power Supply...........................................
11
36
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Hasil Pengujian Mikrokontroler................................................
Hasil Pengujian Keseluruhan………………………………….
37
38
ix
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor....................................................... 5
Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor..................................................... 6
Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor………….................................... 7
Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148............................................ 7
Gambar 2.5 simbol saklar………………………........................................... 8
Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge. ............................................. 8
Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51 ..................................................... 10
Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader)............................................. 13
Gambar 2.9 Bentuk dan Konfigurasi pin IC CMOS...................................... 14
Gambar 2.10 IC TDA2822………………...................................................... 15
Gambar 2.12
Gambar 2.13
konfigurasi pin dan warna kabel……………………………….
Headphone…………………………………...………………...
16
16
Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan......................................... 17
Gambar 3.2 Diagram Flowchart Program.....................…………….……… 22
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply...………………… ………………… 24
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Rangkaian Mikrokontroller AT89S51..........................………..
Rangkaian Switch Hub Master Audio ……..……….…………
Rangkaian Student Consule ………..…………………………
24
26
27
Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply………..………………………......... 28
Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroler………...…...……………………… 29
Gambar 4.3 Driver Relay pear dan group……….…..….…….…………..... 30
Gambar 4.4 Driver relay music………… .............………………………… 30
Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay………….……………….................... 30
Gambar 4.6 Switch hub master audio setelah jadi.................................…… 32
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Student consule setelah jadi.......................…………...……….
Screenshoot load file*.hex ….………………………………..
Screenshoot file nama*.hex….………………………………..
Device Program……………………………………………….
32
33
33
34
x
x
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Gambar 4.13
Gambar 4.14
Gambar 4.15
Gambar 4.16
Gambar 4.17
Gambar 4.18
Gambar 4.19
Gambar 4.20
Proses Program………………………………………………...
Reset High…………………………………………………….
Reset Low…………………………………………………….
Pengujian Power Supply………………………………………
Pengujian Mikrokontroler……………………………………..
Rangkaian keseluruhan sebelum di box……………………….
Rengakaian keseluruhan setelah diberi box……………………
Rangkaian master control sebelum diberi box…………………
Rangkaian master control setelah diberi box………………….
Box klien………………………………………………………
34
35
35
36
37
40
40
41
41
41
xi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Laboratorium bahasa di Sekolah-Sekolah di Indonesia pada
umumnya masih dalam ukuran standar yaitu hanya menggunakan tempat
atau suatu ruangan yang didalamnya terdapat seperangkat audio untuk
listening dan beberapa headphone untuk speaking antara guru dengan siswa
secara individu. Bahkan tidak sedikit Sekolah yang belum mempunyai
laboratorium bahasa. Padahal sebuah lab bahasa merupakan suatu komponen
yang dibutuhkan pada suatu Sekolah, karena pembelajaran bahasa baik
bahasa lokal maupun bahasa asing pastinya juga sangat dibutuhkan untuk
mencapai mutu pendidikan yang lebih maksimal.
Masalah yang sering dihadapi dari kondisi lab bahasa yang ada
sekarang ini adalah kurang efektif dan kompetennya pengadaan suatu lab
yang berbasis multimedia standart nasional. Dengan peralatan yang minimal
disertai fungsi yang kurang kompleks yaitu hanya bisa untuk komunikasi
secara individu saja, pastinya pembelajaran juga kurang maksimal. Selain itu
produk yang digunakan rentan terhadap kerusakan karena konfigurasinya
yang kurang baik disertai perawatan yang jarang dilakukan. Hal ini tentunya
menjadi masalah bagi guru-guru yang akan menggunakan lab bahasa sebagai
media pembelajaran secara langsung dan terus menerus.
Dari permasalahan tersebut penulis mencoba memberikan solusi
sederhana dengan memanfaatkan perkembangan peralatan elektronika yang
dipadu dengan mikrokontroler sebagai indikatornya. Aplikasi yang dibuat
berupa switch suara yang dapat mengatur suara dari guru ke siswa melalui
inputan saklar push button. Sebagai indikator berupa mikrokontroller
AT89S51 yang dihubungkan dengan rangkaian switch hub master audio
sebagai pengontrolnya dan rangkaian student consule sebagai output serta alat
bantu bicara untuk guru dan siswa. Output yang dihasilkan nantinya adalah
indicator led dan 4 headphone untuk siswa (klien) beserta 1 headphone guru
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
(master control). Selain itu juga ditambahkan fungsi group dan pear yang
bisa digunakan untuk komunikasi secara grup 4 orang maupun 2 orang. Jadi
siswa bisa belajar secara berkelompok dan proses belajarpun bisa lebih
maksimal.
1.2 Perumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas maka rumusan
masalah yang dapat diambil adalah bagaimana merancang piranti system audio
untuk keperluan lab bahasa dan membuat system kendali lab bahasa berbasis
mikrokontroler AT89S51.
1.3 Pembatasan Masalah
Laporan tugas akhir ini hanya akan membahas tentang pembuatan
prototype switching suara dengan keluaran berupa 5 box student consule sebagai
media komunikasi menggunakan beberapa block rangkaian, meliputi: rangkaian
power supply, rangkaian mikrokontroler AT89S51, rangkaian switch hub master
audio beserta rangkaian student consule. Disini hanya dibuat prototype keluaran
berupa 1 box student consule untuk guru dan 4 box student consule untuk siswa.
Dan yang bisa mengontrol box siswa (klien) hanya bisa dilakukan oleh guru
(master control).
1.4 Tujuan dan Manfaat
a. Tujuan
Tujuan pembuatan prototype switching suara pada laboratorium
bahasa ini adalah membuat rancangan bangun yang terdiri dari rangkaian
software dan hardware. Rangkaian hardware meliputi rangkaian
mikrokontroler, rangkaian switch hub master audio, rangkaian student
consule dengan output headphone yang disertai microphone suara yang dapat
diaplikasikan untuk menambah efektifitas pembelajaran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
b. Manfaat
Dengan dibuatnya prototype switching suara pada laboratorium
bahasa ini akan bermanfaat bagi:
1. Pembuat,
Sebagai penambah wawasan dan sumber ide serta motivasi untuk
melakukan pengembangan alat yang lebih sempurna secara nyata.
2. Sekolah ,
Membantu guru dalam melakukan pembelajaran yang lebih efektif
tehadap siswa.
1.5 Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini
adalah:
a. Studi literatur, meliputi:
1. Mempelajari karakteristik tiap komponen dasar yang digunakan dalam
Tugas Akhir ini.
2. Mempelajari sistem kerja dari rangkaian switch hub master audio
sebagai rangkaian pengatur suara.
3. Mempelajari teori mengenai mikrokontroler AT89S51 sebagai
pengontrol bagi perangkat lainnya.
4. Mempelajari rangkain student consule sebagai media komunikasi
antara guru dengan siswa.
b. Pengumpulan data, meliputi:
1. Data mengenai karakteristik tiap komponen yang digunakan
2. Data mengenai mikrokontroler AT89S51, IC 4016 untuk flip-flop
saklar, beserta IC TDA 2822
c. Perancangan dan implementasi prototype switching suara pada lab bahasa
dengan ouput led dan box student consule sebagai media komunikasi
antara guru dengan siswa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.6 Sistematika Penulisan
Susunan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN: menguraikan latar belakang, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian,
serta sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
BAB II : LANDASAN TEORI: membahas tentang karakteristik IC 7812
dan 7805, karakteristik switch push button, mikrokontroler AT89S51, dan
IC 4016, IC TDA 2822 serta komponen elektronika yang digunakan.
BAB III : DESAIN DAN PERANCANGAN: berisi blok diagram alat dan
flowchart program.
BAB IV : IMPLEMENTASI DAN ANALISIS: membahas skema
rangkaian dan pengujian alat.
BAB V : PENUTUP: berisi kesimpulan dan saran.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Kebutuhan Hardware
2.1.1 Komponen Elektronika
a. Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain
untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan
diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya.
Besarnya nilai tahanan resistor linear ditentukan oleh warna yang tertera
pada badan resistor. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau
dilambangkan dengan simbolΩ (Omega) (Safriadi, 2008).
Berikut ini symbol dan gambar dari resistor :
Gambar 2.1 Simbol dan gambar resistor
(Anonim-a, 2010)
b. 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 (Safriadi, 2008).
1. Kapasitor elektrolit
Kapasitor elektrolit merupakan jenis kapasitor yang memiliki
polaritas, yaitu positif dan negatif. Berfungsi untuk meratakan arus
sehingga sering dipakai pada rangkaian penyearah arus. Nilai kapasitasnya
dihitung dalam satuan µF dan dengan tegangan kerja tertentu yang tidak
boleh dilampaui. Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet, kering,
bocor, dan meledak.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
2. Kapasitor Keramik
Kapasitor keramik merupakan kapasitor nonpolar (tidak memiliki
polaritas). Bentuknya bulat dan tipis. Dipakai sebagai filter atau penyearah
pada gelombang radio. Kapasitasnya dihitung dalam satuan piko Farad
(pF). Tegangan kerjanya mulai dari 25 volt, 50 volt, 200 volt, 400 volt
sampai ribuan volt. Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung, ada juga
yang memakai kode hitungan (Sugiri, 2004).
Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:
a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang
mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan
dinyalakan
b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala
elektronik
c. memilih panjang gelombang pada radio penerima
d. sebagai filter dalam catu daya (power supply)
Berikut ini gambar dan symbol dari kapasitor :
Gambar 2.2 Simbol dan Gambar kapasitor
(Anonim–b, 2010)
c. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai
penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi
tegangan, ataupun modulasi sinyal (angki, 2008).
Transistor mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis),
pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Barikut ini gambar dari
transistor:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Gambar 2.3 Simbol dan gambar transistor
(Anonim-c, 2011)
d. Dioda 1N4148
Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia
terdiri atas dua elektroda yaitu katoda dan anoda. Fungsi dioda dalam
rangkaian elektronik secara umum antara lain:
Pengaman
Penyearah
Voltage regulator
Modulator
Pengendali frekuensi
Indikator
Switch
Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila
diberikan forward bias dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila
forward bias dihilangkan, akan memblok getaran frekuensi radio tersebut.
Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch.
Berikut ini Simbol dan gambar dari diode IN4148 :
Gambar 2.4 simbol dan Gambar Dioda IN4148
(Anonim-d, 2009)
e. Saklar Push Button
push button adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan
bisa melakukan dua fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
membuka sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan
berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan
sirkuit kembali ke status semula. Berikut ini sebagian symbol-simbol saklar :
.
Gambar 2.5 simbol saklar
(Anonim-e, 2008)
2.1.2 Catu Daya
Untuk catudaya dapat dibuat rangkaian yang terdiri dari komponen trafo,
dioda bridge, elektrolit condensator, IC LM7805 dan IC LM7812. Berikut ini
fungsi dari tiap konponen tersebut :
a. Transformator
Transformator atau sering juga disebut trafo adalah komponen
elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah
(menaikkan/menurunkan) tegangangan listrik bolak-balik (AC) menjadi
DC.
b. Dioda Bridge
Dioda ini adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge
dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Ukuran dioda bridge yang
utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.
Gambar 2.6 Simbol dan Gambar diode bridge
(Anonim-f, 2010)
c. Electrolit Condensator (ELCO)
ELCO adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya.
Adapun fungsi ELCO adalah menyimpan arus listrik DC, ELCO juga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
sering di pakai dalam rangkaian power suply regulator, power, dan lain-
lain.
d. IC LM7805 dan ICLM7812
LM7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812
regulator tegangan 12 volt dan seterusnya. Selain dari regulator tegangan
tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur. Prinsipnya
sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu.(Anonim-g,
2011)
2.1.3 IC AT89S51
Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen
pengontrol atau pengendali yang berukuran kecil (mikro). Sebelum
mikrokontroller ada, telah terlebih dahulu muncul apa yang disebut
mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh
lebih unggul. Alasannya sebagai berikut: (Tim Lab Mikroprosesor, 2007).
a. Tersedia I/O
I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, bahkan untuk AT89S51
dan ada 32 jalur I/O, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC
tambahan untuk menangani I/O tersebut.
b. Memori Internal
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data
sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori
internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Gambar 2.7 Konfigurasi pin IC AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 memiliki pin berjumlah 40 dan umumnya
dikemas dalam DIP (Dual Inline Package). Masing-masing pin mikrokontroller
AT89S51 mempunyai kegunaan sebagai berikut:
a. Port 1
Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O
dengan lebar 8 bit.
b. RST
Pin ini berfungsi sebagai input untuk melakukan reset terhadap mikro, dan
jika RST bernilai high selama minimal 2 machine cycle, maka nilai internal
register akan kembali seperti awal mulai bekerja. Terjadinya reset akan
berpengaruh pada nilai dari masing-masing SFR.
c. Port 3
Merupakan port yang terdiri dari 8 bit masukan dan keluaran. Di samping
berfungsi sebagai masukan dan keluran, port 3 juga mempunyai fungsi khusus
lain sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
Tabel 2.1 Fungsi Khusus port 3
Pin Fungsi
P3.0 RXD masukan port serial
P3.1 TXD keluaran port serial
P3.2 INT0 masukan interupsi 0
P3.3 INT1 masukan interup 1
P3.4 P3.4 T0 masukan Timer/Counter 0
P3.5 T1 masukan Timer/Counter 1
P3.6 WR pulsa penulisan data memori luar
P3.7 RD pulsa pembacaan data memori luar.
d. XTAL 1 dan XTAL 2
Merupakan pin inputan untuk kristal osilator.
e. GND
Pada kaki berfungsi sebagai ground.
f. Port 2
Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O
dengan lebar 8 bit. Fungsi lainnya adalah sebagai high byte address bus (pada
penggunaan memori eksternal).
g. PSEN
Program Store Enable (PSEN) adalah pulsa pengaktif untuk membaca
program memori luar.
h. ALE
Berfungsi untuk demultiplexer pada saat 0 bekerja sebagai
mulatiplexedaddress atau data bus (pengakses memori eksternal). Pada pengaruh
pertama memory cycle, pin ALE megeluarkan signal latch yang menahan alamat
ke eksternal register. Pada pengaruh kedua memory cycle, port 0 akan digunakan
sebagai data bus. Jadi fungsi utama dari ALE adalah untuk memberikan signal ke
IC latch (bias 74HCT573) agar menahan atau menyimpan address dari port 0
yang akan menuju memori eksternal (address 0-7), dan selanjutnya memori
eksternal akan mengeluarkan data yang melalui port 0 juga.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
i. EA
External Access (EA) harus dihubungkan dengan ground jika
menggunakan program memori luar. Jika menggunakan program memori internal
maka EA dihubungkan dengan VCC. Dalam keadaan ini mikrokontroller bekerja
secara single chip.
j. Port 0
Merupakan salah satu port yang berfungsi sebagai general purpose I/O
(dapat digunakan sebagai masukan dan juga sebagai keluaran) dengan lebar 8 bit.
Fungsi lainnya adalah sebagai multiplexed address atau data bus (pada saat
mengakses memori eksternal).
k. VCC
Pada kaki ini berfungsi sebagai tempat sumber tegangan yang sebesar +5
Volt. Untuk besar tegangannya harus diusahakan sebesar kurang lebih dari 5 V
(4,8V) agar mikrokontroller dapat bekerja. Apabila kurang dari itu maka
dikawatirkan mikrokontroller tidak akan dapat bekerja (diprogram), atau bisa
dikatakan tegangan berapa saja boleh (mendekati 5V) asal pada saat pengisian
berlangsung tidak ada masalah, karena tegangan yang tidak sesuai akan
mengakibatkan proses pengisisan program ke IC mikrokontroller menjadi gagal.
Untuk menentukan tegangaan minium (berapa saja) untuk IC mikrokontroller
AT89S51 dibutuhkan pengalaman.
Alat untuk merekam program dari komputer ke IC AT89S51 sebelum
digunakan untuk mengontrol sebuah rangkaian elektronika adalah kit
mikrokontroller yang biasa disebut sebagai downloader .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Gambar 2.8 Kit Mikrokontroller (Downloader)
2.1.4 IC 4016
Integrated Circuit (IC) adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas
menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat
diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC
yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen (evi, 2010).
IC 4016 atau 4066, bisa bekerja dari tegangan 3V~15V. Penggunaan IC
4016 jauh lebih mudah dan banyak digunakan dalam power amply serta audio
mixer profesional untuk rangkaian mute. Tetapi untuk pengatur zone speaker atau
speaker protector, tak ada pilihan, harus pakai relay. Cara kerja dari IC 4016 dan
4066 secara umum adalah mengatur switch yang bisa digunakan untuk fungsi
satu-satu, dua-dua maupun empat sekaligus karena arsitektur dari IC ini terdiri
dari 4 switch didalamnya. Untuk mengendalikan setiap switch dalam IC ine
diperlukan komponen tambahan seperti dioda,kapasitor dan juga resistor. Berikut
ini gambar IC 4016 beserta konfigurasi pinnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
Gambar 2.9 Bentuk dan konfigurasi pin IC 4016
2.1.5 IC TDA2822
IC TDA 2822 dapat digunakan untuk penguat Audio 1 Watt .Biasanya IC
ini terdapat pada speaker Aktif komputer , Radio tape minikompo. Dalam
pemakaian IC TDA 2822 untuk amplifier menggunakan beberapa komponen
pendukung lainya seperti resistor, kapasitor , potensiometer untuk mengatur suara
pada input nya . Berikut ini gambar rangkaian dalam IC TDA 2822 :
Gambar 2.10 IC TDA 2822
2.2 Kebutuhan Software
2.2.1 Compiler MIDE 51/ASM51
MIDE 51 adalah salah satu software Integrated Development
Environment (IDE) yang digunakan untuk membantu memprogram
mikrokontroler MCS-51 yang merupakan editor sekaligus compiler
(Agfianto,2008).
Langkah-langkahnya adalah:
1. Setelah Menulis Program, Simpanlah Program tsb DenganEkstensi . asm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
2. Kemudian Program Dikompile dengan cara membuka compiler asm51 yang
akan menghasilkan File berekstensi HEX dan LST .
3. Untuk melihat data yang ERROR dapat dilihat pada file LST.
4. Untuk download program dengan memakai file HEX.
2.2.2 Downloader AEC_ISP
Aec_isp digunakan untuk mengambil file dengan ekstensi *.hex dan memprogram
ke dalam mikrokontroler AT89S51.
2.3 Kebutuhan Output Suara
2.3.1 Konektor RJ-45 dan Kabel UTP
RJ-45 adalah kabel Ethernet yang memiliki konfigurasi dua macam, sesuai
dengan perangkat yang ingin dihubungkannya. Konfigurasi dengan kabel ini dapat
dilakukan secara straight maupun cross. Dalam aplikasi yang penulis buat ini
menggunakan konfigurasi secara straight untuk menghubungkan antara rangkaian
master audio dengan klien. Berikut ini susunan kabel utp dengan konfigurasi
straight :
Gambar 2.11 konfigurasi pin dan warna kabel
2.3.2 Headphone
Headphone adalah sepasang pengeras suara kecil yang digunakan sangat
dekat dengan telinga. Sumber sinyalnya bisa berasal dari penguat suara, radio atau
pemutar CD. Di dalam konteks telekomunikasi, istilah headphone ini digunakan
untuk merujuk kepada komunikasi dua arah seperti layaknya telepon.
Gambar 2.12 Headphone
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
BAB III
DESAIN DAN PERANCANGAN
3.1 Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Diagram blok keseluruhan dari prototype switching suara pada
laboratorium bahasa dengan system analog yang didesain dapat dilihat pada
gambar 3.1 sebagai berikut :
Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian keseluruhan
Prototype switching suara pada lab bahasa dirancang dengan
menggunakan gabungan dari beberapa rangkaian. Rangkaian yang digunakan
terdiri dari rangkaian power supply 5volt dan 12volt, rangkaian mikrokontroller
AT89S51, rangkaian switch hub master audio dan rangkaian student consule.
Rangkaian power supply digunakan sebagai sumber daya untuk aplikasi switching
suara ini. Rangkaian ini dibuat dengan 2 kondisi yaitu 5volt untuk sumber daya
rangkaian mikrokontroler dan 12volt untuk sumber daya rangkaian switch hub
master audio. Pada rangkaian mikrokontroller AT89S51 meliputi 8 saklar push
button sebagai input kemudian IC AT89S51 sebagai pengontrol dan led sebagai
keluaran rangkaian ini. Cara kerja dari rangkaian ini adalah 8 saklar push button
Power Suplly
5 volt
Power Suplly
12 volt
Rangkaian
Mikrokontroler
AT89S51
Rangkaian
Switch Hub
Master
Audio
Rangkaian
Student
Consule
Audio
Rangkaian
Student
Consule
Audio Rangkaian
Student
Consule
Audio
Rangkaian
Student
Consule
Audio
Rangkaian
Student
Consule
Audio
Audio Tambahan
(mp3, vcd, laptop)
Driver relay
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
akan di switch atau dihubungkan ke rangkaian switch hub master audio. Khusus
untuk switch 6-8 digunakan tambahan berupa driver relay yaitu terdiri dari
transistor sebagai penguat arus dari IC mikro, resistor sebagai tahanan dan relay
sebagai penghubung dan pemutus arus pada fungsi pear, group dan audio
tambahan. Berikut ini fungsi dan cara kerja ke 8 switch/saklar push button dalam
mengontrol master audio dan student consule :
1. Switch 1 apabila ditekan maka led nomor 1 akan menyala, hal ini
digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 1 jika ingin
berkomunikasi atau berbicara dengan siswa 1.
2. Switch 2 apabila ditekan maka led nomor 2 akan menyala, hal ini
digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 2 jika ingin
berkomunikasi dengan siswa 2.
3. Switch 3 apabila ditekan maka led nomor akan menyala, hal ini digunakan
untuk pengontrol rangkaian student consule 3 jika ingin berkomunikasi
dengan siswa 3.
4. Switch 4 apabila ditekan maka led nomor 4 akan menyala, hal ini
digunakan untuk pengontrol rangkaian student consule 4 jika ingin
berkomunikasi dengan siswa 4.
5. Pada Switch 5 ini digunakan untuk tombol reset.
6. Switch 6 digunakan untuk tombol grup yaitu berbicara dengan 4 orang
sekaligus. Pada fungsi ini juga digunakan relay yang berguna untuk
menyambung dan memutus arus secara digital. Cara kerja dari tombol ini
adalah apabila switch 6 ditekan maka lampu 6 pada mikro menyala, relay
menyambung arus, setelah tersambung maka kita tekan lagi switch 1,2,3
ataupun 4 maka ke 4 rangkaian student consule akan menyala . Kemudian
untuk mematikan fungsi group maka tekan lagi switch 6 maka relay akan
terputus dan led 6 akan mati serta switch 1-4 berguna lagi sebagai switch
individu per siswa.
7. Switch 7 digunakan untuk tombol pear yaitu grup 2 orang. Pada fungsi ini
digunakan relay yang berguna untuk menyambung dan memutus arus
secara digital. Cara kerja dari tombol ini adalah apabila switch 7 ditekan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
maka lampu 7 pada mikro menyala, relay menyambung arus, setelah
tersambung maka kita tekan lagi tombol yang akan kita pear (grup siswa 1
dan 2 atau siswa 3dan 4) jika ingin berbicara dengan siswa 1 dan 2 maka
tekan switch 1 atau 2, kemudian jika ingin berbicara dengan siswa 3 dan 4
maka tekan switch 3 atau 4. Kemudian untuk mematikan fungsi pear maka
tekan lagi switch 7 maka relay akan terputus dan led 7 akan mati serta
switch 1-4 berguna lagi sebagai switch individu per siswa.
8. Pada switch 8 ini digunakan untuk audio tambahan seperti mp3, vcd,
laptop dll yang berfungsi sebagai baground suara apabila sedang tidak
berkomunikasi atau berbicara, siswa dapat mendengarkan suara musik dari
audio tambahan tersebut.
Keterangan diatas merupakan fungsi dari rangkaian mikrokontroler ke
rangkaian master audio kemudian ke rangkaian student consule. Selain itu pada
rangkaian student consule juga terdapat umpan balik ke rangkaian master audio
berupa tombol push button juga yang berguna untuk menghubungi master control
(guru) dalam bentuk bunyi buzzer dan nyala led. Bunyi buzzer dan nyala led
mengindikasikan bahwa siswa dapat menghubungi guru apabila ingin
berkomunikasi atau berbicara.
3.2 Perancangan PCB dan Komponen
3.2.1 Perancangan Rangkaian dan Desain PCB
Perancangan rangkaian dimulai dari menggambar skema rangkaian
dengan menggunakan 2 software yaitu yang digunakan untuk menggambar skema
rangkaian digunakan software Eagle dan yang digunakan untuk mendesain PCB
digunakan software coreldraw. Pada apikasi ini dibuat per blok rangkaian yang
pertama untuk rangkaian power supply dan rangkaian mikrokontroller digunakan
PCB IC lubang kemudian untuk rangkaian master audio dan student consule
karena rumit digunakan desain PCB dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Mencetak layout PCB.
b. Menyablon rangkaian pada papan PCB.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
c. Melarutkan desain PCB pada larutan larutan HCL, H2O2, dan air dengan
perbandingan HCL: H2O2: air = 1 : 1 : 4.
d. Kurang lebih selama 5 menit, PCB diangkat dan dilakukan pengeboran pada
jalur – jalur yang telah dibuat.
e. Pemberian tiner pada gambar rangkaian yang telah dibor.
Langkah selanjutnya adalah memasang komponen yang telah ditentukan
pada jalur PCB yang telah tergambar .
3.2.2 Komponen Hardware
A. Rangkain Power Supply
Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah
tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat pula regulator yang
berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Fungsi lainnya yaitu
menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 5 V DC dan 12 V DC. Jadi secara
garis besar fungsi rangkaian power supply adalah untuk menurunkan
tegangan dari 220 VAC ke 5 V DC dan 12 V DC serta menstabilkan
tegangannya.
B. Rangkaian Mikrokontroller
Rangkaian ini terdiri dari IC AT89S51 yang digunakan sebagai
minimum system. Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur switch yang
nantinya dapat mengontrol rangkaian master audio dan diteruskan dengan
output pada rangkaian student consule.
C. Rangkain Switch Hub Master Audio
Rangkaian ini berfungsi sebagai sebagai pengatur lalu lintas suara
tiap-tiap client ke master control secara bergantian atau secara bersamaan,
serta mengatur input suara dari luar. Komponen intinya IC 4016 didukung
komponen lain seperti transistor, kapasitor, dioda, resistor dll.
D. Rangkaian Student Consule
Rangkaian ini hampir sama dengan rangkaian mini amplifier yang
menggunakan IC TDA2822 sebagai penguat audionya. Dalam pemakaian
IC TDA 2822 untuk amplifier menggunakan beberapa komponen
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
pendukung lainya seperti resistor, kapasitor, dioda, potensiometer untuk
mengatur suara pada inputnya. Namun pada rangkaian student consule ini
diberi tambahan berupa jack RJ-45, contra headphone, dan saklar push
button.
3.2.3 Alat dan komponen Pendukung
A. Solder
Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan dan
menyambung komponen-komponen elektronika.
B. Multimeter
Digunakan untuk mengecek ukuran komponen-komponen
elektronika.
C. Bor
Alat yang digunakan untuk melubangi PCB sesuai jalur rangkaian.
D. Tang Crimping
Untuk mengunci kabel UTP yang sudah dimasukkan pada RJ-45
E. Solder Sucker /Atraktor
Berfungsi untuk menghisap timah dari PCB pada saat akan
melepas komponen yang rusak atau komponen yang akan diganti.
F. Kabel UTP
Digunakan untuk menghubungkan antara master audio dengan
student consule / panel siswa
G. Timah/Tenol
Berfungsi sebagai media penyambung antara dua buah kaki
komponen atau kaki komponen dengan PC
3.3 Pembuatan Mekanik (Box)
Pembuatan mekanik ini diawali dengan perancangan box yang
digunakan untuk klient/siswa yaitu 5 box hitam dengan ukuran 10x7cm. Dari
ke 5 box ini diberi lubang sejumlah 6 lubang dengan perincian 1 lubang untuk
led, 2 lubang untuk contra headphone (speaker dan mic), 1 untuk
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
potensiometer dan lubang kotak untuk jack RJ-45. Kemudian untuk rangkaian
mikrokontroller, rangkaian switch hub master audio, rangkaian power supply
dan box master control (guru) dijadikan pada 1 papan dari kayu yang
kemudian ditutup menggunakan acrilic. Dari box utama dengan acrylic ini
nantinya dibuat lubang untuk tombol saklar , led, audio tambahan dan 4
lubang kotak untuk jack RJ-45.
3.4 Pembuatan Program
Dalam pembuatan software atau program, di awali dengan pembuatan
flowchart terlebih dahulu. Flowchart program seperti pada Gambar 3.2.
Kemudian tahapan selanjutnya adalah sebagai berikut :
1. Menuliskan listing program di dalam notepad. Dalam penulisan ini
digunakan bahasa assembler yang nantinya disimpan dengan ekstensi
*.asm.
2. Setelah program disimpan dalam ekstensi *.asm, langkah selanjutnya
adalah mengecek program atau proses compile program yang telah
dibuat. Untuk mengecek kesalahan dapat menggunaka compiler ASM51
dengan membuka file ber ekstensi *.lst.
3. Tahap evaluasi atau perbaikan dilakukan apabila program yang dituliskan
masih terdapat kesalahan atau error.
4. Untuk tahapan terakhir adalah mendownload program yang sudah jadi ke
dalam IC AT89S51. Program dengan ekstensi *.hex akan didownload ke
dalam IC AT89S51 dengan menggunakan software AEC_ISP.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Berikut ini flowchart dari aplikasi switching suara :
Mulai
Baca isi port 2 dan
simpan di
akumulator
Apakah isi
akumulator=feh
?
Lakukan cek port
0.0 sampai 0.7
(led 1-7)
Apakah isi port
0 = feh?
Nyalakan LED 0-7
Status LED hidup
Stutus led mati
Matikan LED
dengan tombol
reset P 2.4
Baca isi port 2 dan
simpan di
akumulator
Apakah isi
akumulator=feh
?
tidak
ya
tidak
ya
tidak
Ya
Gambar 3.2 Diagram Flowchart Program
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
3.5 Tahap Penyelesaian
Setelah rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah –
langkah penyelesaian yaitu :
1. Menggabungkan rangkaian – rangkaian yang telah dibuat
2. Menuliskan program kemudian di – download – kan ke mikrokontroler
AT89S51.
3. Melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan
untuk memastikan bahwa alat telah dapat bekerja sesuai kebutuhan.
3.6 Rancangan Pengujian Rangkaian
1. Rangkaian Power Supply
Pada rangkaian Power Supply atau catu daya ini dikondisikan
menjadi 2 tegangan yaitu 5volt dan 12volt. Dengan Trafo CT 1A dapat
dikondisikan menjadi 2 output tegangan, sedangkan LM7805 adalah
regulator untuk mendapat tegangan 5V dan LM7812 adalah regulator
untuk mendapat tegangan 12V. Dioda bridge yang terpasang pada
rangkaian berfungsi sebagai penyearah dan kapasitor 4700µF 16 volt
digunakan sebagai filtering LM7805 dan LM7812.
Rangkaian diuji dengan menggunakan multimeter ataupun
dengan melihat indicator LED yang juga terpasang pada rangkaian power
supply yang dibuat. Skala yang dipakai pada ukuran Voltage, dengan
menghubungkan VCC rangkaian dengan kabel positif pada multimeter
dan menghubungkan Ground rangkaian dengan kabel negatif pada
multimeter. Berikut ini gambar rangkaian dari power supply yang
digunakan :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply
2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Pengujian rangkaian mikrokontroler pada umumnya menggunakan
led yang dihubungkan ke port-port tertentu. Pada rangkaian yang penulis
buat sudah dilengkapi dengan led yang berjumlah 8 buah sehingga dalam
pengujiannya apabila ke 8 led menyala setelah 8 saklar push button
ditekan maka rangkaian mikrokontroler sudah berfungsi dengan baik.
Berikut gambar modul rangkaian mikrokontroller AT89S51 :
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
3. Rangkaian Switch Hub Master Audio
Rangkaian ini memerlukan tegangan sebesar 12 Volt. Resistor
sebagai tahanan , kapasitor 1µF/16V sebagai penyearah arus, transistor
yang digunakan yaitu transistor D400 yang berfungsi untuk mennyuplay
tegangan ke tiap-tiap ic, transistor 828, dan transistor A733, dioda 1N4148
digunakan untuk suplay tegangan ke transistor D400 dan switch dari IC
CMOS 4016 dan 4066. Socket RJ-45 digunakan untuk menghubungkan ke
rangkaian student consule dengan kabel UTP konfigurasi straigh.
Pengujian rangkaian switch hub master audio dapat dilakukan
dengan indicator led sesuai fungsi untuk klien dengan cara menekan
tombol switch pada rangkaian mikrokontroller atau bisa juga dengan
menghubungkan antara ground, vcc serta tombol fungsi klien pada
rangkaian master audio. Selain itu juga dapat dilakukan dengan
pengecekan suara yang sebelumnya dihubungkan dahulu ke rangkaian
student consule . Pada dasarnya apabila sudah terdapat nyala led untuk
setiap klien berarti untuk switch suara pada klien sudah berfungsi dengan
baik. Sedang untuk fungsi yang lain seperti Buzzer bisa dilakukan dengan
menyambungkan kabel antara ground,vcc serta switch buzzer. Berikut ini
rancangan skema rangkaian switch hub master audio:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Gambar 3.5 Rangkaian Switch Hub Master Audio
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
4. Rangkaian Student Consule
Pengujian Rangkaian Student Consule dapat dilakukan dengan cara
dihubungkan ke rangkain master audio. Disini apabila antara master control
(guru) dengan klien (4 siswa) dapat digunakan untuk berkomunikasi maka
switching suara pada rangkaian ini sudah berhasil. Selain itu juga dapat dilihat
dari nyala led yang menyertai rangkaian student consule. Kemudian untuk
saklar yang terdapat pada rangkaian ini apabila ditekan dan buzzer pada
rangkain master audio berbunyi yang disertai nyala led dan potensiometer
yang berfungsi untuk mengatur volume berfungsi dengan baik maka
rangkaian student consule sudah berhasil.
Gambar 3.6 Rangkaian Student Consule
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
BAB IV
ANALISIS DAN IMPLEMENTASI
4.1 Modul Rangkaian Tiap Bagian
4.1.1 Rangkaian Power Supply
Power Supply atau Catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC
220V menjadi tegangan DC. IC 7805 dan 7812 merupakan IC yag dirancang
khusus sebagai regulator tegangan. Masukan tegangan DC yang bervariasi maka
akan didapatkan tegangan 5V dan 12V yang stabil. Berikut ini bentuk rangkaian
yang sudah jadi :
Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply
4.1.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 yang digunakan sebagai pengontrol
switching suara pada lab bahasa. Berisi rangkaian reset yang terdiri dari kapasitor
47µF dan resistor 1KΩ, berfungsi sebagai power on reset, untuk melakukan reset
terhadap mikro pada saat power dinyalakan. Pada mikrokontroler AT89S51
mempunyai input XTAL1 dan output XTAL2, dimana XTAL1 adalah input yang
dihubungkan dengan rangkaian osilator yang ada di dalam mikrokontroler
AT89S51, sedangkan XTAL2 adalah output feedback untuk osilator. Besar nilai
kapasitor C1 dan C2 sebesar 30 pF dan XTAL sebesar 12 MHz. Kemudian Port
2.0 sampai 2.7 sebagai input berupa 8 saklar push button kemudian port 0.0
sampai 0.7 sebagai output berupa led dengan tahanan resistor sebesar 330Ω.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
Berikut ini gambar rangkaian yang sudah jadi dari skema rangkaian
mokrokontroller yang ditampilkan :
Gambar 4.2 Rangkaian Mikrokontroller
4.1.3 Rangkaian Driver Relay
Rangkaian ini berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus dari
switch 6 sampai 8 pada mikrokotroller menuju rangkaian switch hub master udio
dengan fungsi pear, group dan music tambahan. Rangkaian Driver ini terdiri dari
relay sebesar 5Volt yang berfungsi sebagai saklar penghubung antara rangkaian
mikrokontroller dengan rangkaian switch hub master audio, sebagai drivernya
diberikan transistor PNP 9012 dan sebagai tahanan dipasang resistor 10KΩ.
Kemudian pada rangkaian switch hub master audio diberi tambahan resistor 1KΩ
dan led sebagai indicator per fungsi yaitu group atau pear. Disini dibuat 3
gambar, gambar pertama adalah untuk fungsi pear dan group sedangkan gambar
kedua adalah untuk fungsi audio tambahan.
Pada fungsi pear atau group kaki pertama merupakan VCC 12 volt dimana
kaki ini berhubungan dengan kaki 2 yang tersambung dengan resistor dan LED
pada rangkaian master audio. Kemudian untuk kaki 3 dan 4 tidak dipakai karena
yang digunakan dalam rangkaian ini adalah kondisi pertama yaitu kondisi bila
relay kena arus maka saklar terhubung (normally open) sedangkan kondisi kedua
yaitu saklar terhubung bila tidak ada arus (normally close) tidak digunakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
kemudian untuk kaki 5 tersambung ke vcc 12 volt juga dan kaki 6 tersambung ke
fungsi pear pada rangkaian master audio. Kaki 7 masuk ke ground sedangkan kaki
8 masuk ke colektor transistor,pada basis masuk ke rangkaian mikro.
Berikut ini gambar rangkaian untuk fungsi pear dan group :
Gambar 4.3 Driver Relay Pear dan Group
Sedangkan untuk driver relay pada music sedikit berbeda, perbedaannya
terletak pada kaki 5 dan 6 dimana pada kaki 5 masuk ke switch Mc (music) pada
rangkaian master audio dan kaki 6 sebagai inputan dari audio tambahan seperti
mp3 dan sejenisnya.
Gambar 4.4 Driver Relay Music
Kemudian setelah dirangkai menjadi seperti berikut :
Gambar 4.5 Rangkaian Driver Relay
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
4.1.4 Rangkaian Switch Hub Master Audio
Rangkaian switch hub master audio merupakan sebuah rangkaian
elektronik yang berfungsi memadukan , pengaturan jalur (routing) dan mengubah
level, serta harmonisasi dinamis dari sinyal audio. Rangkain ini terdiri dari banyak
komponen yaitu resistor, transistor, diode, kapasitor, led, socket RJ-45 dan
sebagai intinya berupa IC 4016 atau 4066 yang berfungsi sebagai pengatur switch
dan pengatur jalur suara ke student consule. Rangkaian switch hub master audio
ini termasuk rangakain yang rumit karena banyak sekali komponen-komponen
yang masuk didalamnya. Apabila satu komponen tidak berfungsi maka akan
berdampak pada output yang dihasilkan. Rangkaian ini mempunyai input 4 switch
untuk fungsi individu setiap 2 switch merupakan 1 IC 4016, jadi untuk 4 switch
yang ada digunakan 2 IC 4016 dengan fungsi flip-flop saklar. Sedangkan untuk
fungsi grup dan pear tinggal mengatur saklar yang ada dalam IC dengan bantuan
diode dan transistor. Dioda 1N4148 berfungsi sebagai switch pendukung IC 4016
dan penyuplay tegangan ke transistor D400. Kapasitor dan resistor pada
rangakaian ini berfungsi sebagai penyesuai impedansi suara yaitu menghambat
input dan output suara agar tidak terjadi over load suara atau kebisingan. Selain
itu terdapat pula fungsi Group, Pear, Music, Buzzer, Monitor dan Teacher. Group
dan Pear merupakan fungsi untuk mengelompokkan siswa dengan fungsi dua-dua
(2 siswa) dan secara group (4 siswa sekaligus). Music merupakan fungsi untuk
audio tambahan, Buzzer digunakan untuk indicator suara/ alarm apabila ada
panggilan dari siswa. Monitor digunakan untuk masukan (in) dan tersambung
dengan headseat ke modul Guru (master control), sedangkan Teacher digunakan
untuk keluaran (out) dan tersambung dengan mic ke modul Guru (master control).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
Gambar 4.6 Switch Hub Master Audio setelah jadi
4.1.5 Rangkaian Student Consule
Rangkaian student consule dalam aplikasi ini merupakan suatu alat yang
cara kerjanya sama seperti amplifier. Rangkaian ini digunakan sebagai klien
maupun master control. Komponen inti yang digunakan berupa IC TDA2822
dengan komponen pendukung berupa resistor, kapasitor, diode, potensiometer,
saklar dll. Selain itu juga digunakan socket RJ-45 untuk tempat kabel UTP dan
terhubung ke rangkaian master audio. Rangkaian student consule pada aplikasi ini
berjumlah 5 dengan pembagian 4 sebagai klien siswa dan 1 sebagai master
control guru. Dari ke lima rangkaian ini pada dasarnya sama saja, hanya
perbedaannya untuk master control tidak menggunakan kabel utp melainkan
menggunakan kabel yang langsung terhubung dengan fungsi-fungsi berupa Tc
(teacher), Mc(music), Mon(monitor), Gnd (ground), dan Vcc pada rangkain
master audio. Pada guru diberikan 1 tambahan resistor 100K yang terhubung
dengan fungsi Mc dan driver relay untuk music tambahan.
Gambar 4.7 Student Consule setelah jadi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
4.2 Proses Download Program
Setelah program dibuat dan hardware selesai dikerjakan maka langkah selanjutnya
mendownload program ke dalam IC dengan menggunkan software AEC_ISP
bawaan dari downloader AT89S51. . Langkah-langkahnya adalah:
1. Program yang dibuat sudah benar dan bisa berjalan serta tidak ditemukan
kesalahan, langkah pertama untuk mendownload program ke mikrokontroler
adalah menjalankan program AEC_ISP.EXE.
2. Pilih A dan tekan enter dan akan ada tampilan, sebagai berikut:
Gambar 4.8 Screenshoot Load file *.hex
3. Setelah muncul gambar seperti di atas, langkah selanjutnya memasukkan
nama program yang akan di download dengan ekstensi .hex . Contohnya:
new.hex, kemudian di enter dan akan muncul tampilan seperti gambar 4.8.
Gambar 4.9 Screenshoot File nama *.hex
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
4. Setelah ada tampilan seperti gambar di atas, tekan sembarang tombol untuk
melanjutkan. Kemudian pilih menu <E> program dengan menekan enter yang
berfungsi untuk memasukkan program ke IC AT89S51 seperti pada tampilan di
bawah ini:
Gambar 4.10 Device program
5. Langkah selanjutnya setelah menekan tombol program adalah proses
pemrograman ke IC seperti pada tampilan berikut :
Gambar 4.11 Proses program
Setelah tampilan diatas maka program sudah berhasil didownload ke IC.
Apabila tampilan tidak seperti gambar diatas maka terdapat kesalahan pada
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
saat menggunakan downloader atau bisa saja catudaya yang diperlukan
kurang. Hal ini sangat mungkin terjadi.
6. Tekan sembarang tombol untuk melanjutkan. Mengaktifkan program dengan
cara memilih reset pada menu utama dari high diganti menjadi low dengan
cara dienter. Tampilannya sebagai berikut :
Gambar 4.12 Reset high
Gambar 4.13 Reset low
7. Setelah semua benar barulah mikrokontroler dapat bekerja sesuai perintah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.3 Hasil Pengujian Per Bagian
4.3.1 Pengujian Power Supply
Berikut ini gambar pengujian rangkaian power supply yang penulis
lakukan :
Gambar 4.14 Pengujian Rangkaian Power Supply
Sesuai dengan gambar diatas maka didapatkan hasil pengujian seperti
tabel di bawah ini.
Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply
Percobaan Voltage 1 Voltage 2 Kondisi LED
1 4,82 Volt 11,74 Volt Menyala
2 4,51 Volt 11,81 Volt Menyala
3 4,76 Volt 11,58 Volt Menyala
Dari data diatas dapat diketaui bahwa power supply tidak tepat
menujukkan angka 5volt dan 12 volt tetapi hampir mendekati tegngan
tersebut, selain itu LED untuk indicator menyala maka rangkaian catu daya
tersebut telah siap dipakai.
4.3.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Pengujian rangkaian mikrokontroler dapat dilakukan dengan konfigurasi
gambar dibawah ini, apabila LED 1 menyala setelah ditekan saklar 1 dan
seterusnya sampai LED 8 maka ragakain sudah bisa digunakan :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 4.15 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Sesuai pengujian seperti pada gambar diatas didapatkan hasil seperti
tabel di bawah ini :
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mikrokontroler
Switch setelah
ditekan
Lampu ke Hasil
1=Klien 1 1 Hidup
2=Klien 2 2 Hidup
3=Klien 3 3 Hidup
4=Klien 4 4 Hidup
5= Reset 5 Hidup
6=Group 6 Hidup
7=Pear 7 Hidup
8= Music 8 Hidup
Dengan melihat hasil pada tabel diatas, mikrokontoler telah sesuai
dengan program yang dibuat maka mikrokontoler siap digunakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
4.3.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan
Pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan setelah semua
rangkaian telah selesai dan terhubung dengan baik. Sebelumnya kelima orang
yang akan melakukan pengujian memakai headphone terlebih dahulu. Pada saat
switch 1 ditekan maka klien 1 menyala maka guru bisa berkomunikasi dengan
siswa 1 dan seterusnya sampai switch 4. Kemudian pada switch 5 untuk
mereset switch 1-4 yang tadi dinyalakan. Untuk switch 6 apabila ditekan maka
ke empat klien bisa berkomunikasi dengan guru secara bersama-sama. Switch 7
setelah ditekan maka digunakan untuk fungsi 2 orang yaitu klien 1 dan 2
ataupun 3 dan 4 bisa berkomunikan dengan guru. Switch 8 apabila ditekan dan
kabel music dihubungkan ke mp3 atau laptop maka akan terdengar music untuk
ke lima rangakian student consule. Setelah kesemuanya diuji dan bisa
digunakan untuk komunikasi sesuai switch yang ditentukan pada rangkaian
mikrokontroller maka keseluruhan rangkaian prototype switching suara pada
lab bahasa sudah bisa digunakan dengan baik.
4.4 Hasil Pengujian Keseluruhan
Setelah kesemua rangkaian diuji sepeti pada tahap pengujian pada
keterangan diatas maka hasil yang didapat adalah sebagai berikut :
Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian
Switch Master
Control
Klien 1 Klien 2 Klien 3 Klien 4 Fungsi
1 Menyala LED
(Aktif)
Tidak
menyala
Tidak
menyala
Tidak
menyala
Komunikasi Dengan
Klien 1
2 Menyala Tidak
menyala
LED
(Aktif)
Tidak
menyala
Tidak
menyala
Komunikasi Dengan
Klien 2
3 Menyala Tidak
menyala
Tidak
menyala
LED
(Aktif)
Tidak
menyala
Komunikasi Dengan
Klien 3
4 Menyala Tidak
menyala
Tidak
menyala
Tidak
menyala
LED
(Aktif)
Komunikasi Dengan
Klien 4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
5 Menyala reset Reset reset reset Fungsi Reset untuk
switch 1-4
6 Menyala
aktif Aktif aktif aktif Fungsi group
(komunikasi dengan
klien 1-4)
7 Menyala aktif Aktif mati mati Fungsi pear
(komunikasi klien 1
dan 2)
mati Mati aktif aktif Fungsi pear
(komunikasi klien 3
dan 4)
8
Menyala
dengan
audio
music
tambaha
n
Music
Music Music Music Master control dan
semua klien bisa
mendengar audio
tambahan
Aktif
(music
mati)
Music
Music
Music
Klien 1 aktif sehingga
tidak bisa
mendengarkan music,
klien 2,3,4 bisa
mendengarkan music
Music
Aktif
(music
mati)
Music
Music
Klien 2 aktif sehingga
tidak bisa
mendengarkan music,
klien 1,3,4 bisa
mendengarkan music
Music
Music
Aktif
(music
mati)
Music
Klien 3 aktif maka
tidak bisa men-
dengarkan music,
klien 1,2,4 bisa
mendengarkan music
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Music
Music
Music
Aktif
(music
mati)
Klien 4 aktif sehingga
tidak bisa mendengar
music, klien 1,2,3 bisa
mendengarkan music
Berikut ini gambar alat secara keseluruhan maupun secara terpisah :
Gambar 4.16 Rangkaian keseluruhan sebelum diberi box
Gambar 4.17 Rangkaian keseluruhan setelah diberi box
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 4.18 Rangkaian master control sebelum diberi box
Gambar4.19 Rangkaian master control setelah diberi box
Gambar 4.20 Box Klien
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh setelah megerjakan tugas akhir dengan
judul Prototype Switching Suara Pada Laboratorium Bahasa dengan Sistem
Analog Berbasis AT89S51 yaitu :
1. Telah dibuat rancang bangun Prototype switching suara yang berfungsi
sebagai media komunikasi pembelajaran pada lab bahasa antara guru
dengan siswa.
2. Dari ke 8 switch yang ditampilkan selain digunakan sebagai saklar
individu, terdapat pula fungsi tambahan berupa tombol reset, pear, group
dan audio tambahan untuk listening.
5.2 Saran
Adapun saran-saran yang dianggap perlu untuk disampaikan adalah:
1. Pembuatan simulasi dengan Delphi sehingga master control dapat lebih
dipermudah.
2. Program mikrokontroller yang lebih kompleks agar lebih bisa
dikembangkan lagi untuk script maupun mikrokontroller yang lebih
support dengan aplikasi switching suara ini.