DIGITAL STOPWATCH

 

DIGITAL STOPWATCH

 

 

Dosen Pengampu: DR. Samuel Beta K.,Ing.Tech, M.T.

 

Dafaro Basudewo	3.32.24.1.06
Elena Paramitia Dwi Pertiwi	3.32.14.1.07
Handika Surya Permana	3.32.24.1.12
Maulana Naufal Azizy	3.32.24.1.15

Kelompok 6 EK-2B

 

 

 

PROGRAM STUDY TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2025

 

 

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek yang berjudul “Digital Stopwatch Menggunakan EdSim Berbasis Mikrokontroler AT89C51” dengan baik. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat pemenuhan tugas mata kuliah serta sebagai sarana penerapan ilmu yang telah dipelajari, khususnya dalam bidang elektronika digital dan sistem embedded.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat keterbatasan dan kekurangan, baik dari segi penulisan maupun penyajian materi. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan laporan ini di masa mendatang. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pengampu serta semua pihak yang telah memberikan bimbingan dan dukungan sehingga laporan dan proyek ini dapat diselesaikan dengan baik. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat serta menambah wawasan bagi pembaca.

  I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

    Perkembangan teknologi digital dan sistem mikrokontroler menuntut pemahaman yang baik terhadap konsep dasar pewaktuan, pengolahan data, serta pengendalian perangkat input dan output. Salah satu aplikasi sederhana namun penting dalam bidang elektronika digital adalah stopwatch digital, yang berfungsi untuk mengukur waktu secara akurat. Stopwatch banyak digunakan dalam berbagai aktivitas, seperti olahraga, praktikum laboratorium, dan pengujian kinerja suatu sistem, sehingga menjadi contoh yang relevan untuk mempelajari sistem pengukuran waktu.

    EdSim (Electronic Simulator) digunakan sebagai media simulasi karena mampu menampilkan cara kerja mikrokontroler secara virtual tanpa memerlukan perangkat keras fisik. Dengan menggunakan EdSim, proses perancangan dan pengujian stopwatch digital dapat dilakukan dengan lebih mudah, aman, dan efisien. Simulator ini memungkinkan mahasiswa atau pelajar memahami penggunaan timer, interupsi, serta pemrograman assembly atau bahasa tingkat rendah pada mikrokontroler, khususnya keluarga MCS-51.

    Pembuatan proyek digital stopwatch menggunakan EdSim bertujuan untuk melatih kemampuan dalam merancang sistem digital berbasis mikrokontroler, mengintegrasikan tombol sebagai input, serta menampilkan hasil perhitungan waktu melalui display seperti seven segment atau LCD. Selain itu, proyek ini juga menjadi sarana pembelajaran untuk memahami konsep dasar delay, counter, dan timer yang merupakan fondasi penting dalam pengembangan sistem tertanam (embedded system).

    Dengan adanya proyek ini, diharapkan pengguna dapat memperoleh pengalaman praktis dalam simulasi rangkaian digital dan pemrograman mikrokontroler, sehingga dapat meningkatkan pemahaman teori sekaligus keterampilan teknis dalam bidang elektronika dan sistem digital.

 

1.2       Tujuan

1.     Memahami konsep timer dan counter pada mikrokontroler.

2.     Melatih pemrograman mikrokontroler menggunakan simulator EdSim.

3.     Mempelajari penggunaan interupsi untuk pengukuran waktu yang akurat.

4.     Mengimplementasikan input (tombol) dan output (display) pada sistem digital.

5.     Meningkatkan pemahaman perancangan sistem embedded melalui simulasi tanpa perangkat keras

 

1.3       Rumusan Masalah

1.     Bagaimana cara memanfaatkan timer dan counter mikrokontroler untuk mengukur waktu secara akurat?

2.     Bagaimana proses pemrograman mikrokontroler di EdSim agar stopwatch dapat berjalan sesuai fungsi start, stop, dan reset?

3.     Bagaimana cara menghubungkan dan mengendalikan tombol sebagai input pada sistem stopwatch digital?

4.     Bagaimana menampilkan hasil pengukuran waktu pada display (seven segment atau LCD) dengan benar?

5.     Bagaimana menguji dan menganalisis kinerja stopwatch digital melalui simulasi EdSim?

 

II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       ATmega 89C51

AT89C51 adalah mikrokontroler 8-bit yang termasuk dalam keluarga MCS-51 (8051) dan banyak digunakan dalam bidang pendidikan serta aplikasi sistem tertanam. Mikrokontroler ini memiliki arsitektur sederhana dengan 4 KB memori Flash, 128 byte RAM, serta 32 jalur input/output yang terbagi dalam empat port. Selain itu, AT89C51 dilengkapi dengan dua timer/counter 16-bit, sistem interupsi, dan osilator internal, sehingga sangat mendukung aplikasi yang memerlukan pengaturan waktu dan pengendalian perangkat digital.

Dalam pembuatan digital stopwatch menggunakan EdSim, AT89C51 berperan sebagai pusat pengendali sistem. Fitur timer dan interupsi dimanfaatkan untuk menghitung waktu secara presisi, sementara port I/O digunakan untuk menghubungkan tombol start, stop, dan reset serta display seperti seven segment atau LCD. Penggunaan AT89C51 dalam simulasi EdSim memudahkan proses pembelajaran karena pengguna dapat memahami konsep pewaktuan, pemrograman mikrokontroler, serta cara kerja sistem embedded tanpa harus menggunakan perangkat keras secara langsung.

 

 

 

2.2       Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Nilai hambatan resistor dinyatakan dalam satuan ohm (Ω) dan ditentukan berdasarkan kode warna atau nilai tertulis pada badan resistor. Dalam rangkaian elektronika digital, resistor berperan penting untuk membatasi arus agar komponen aktif seperti LED, mikrokontroler, dan IC lainnya tidak mengalami kerusakan akibat arus berlebih

 

2.3       Capasitor

Kapasitor merupakan komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menyimpan dan melepaskan muatan listrik dalam waktu tertentu. Kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang dinyatakan dalam satuan farad (F) beserta turunannya seperti mikrofarad (µF) dan nanofarad (nF). Dalam rangkaian elektronika, kapasitor banyak digunakan untuk penyaring (filter), penstabil tegangan, kopling sinyal, serta pembentuk waktu (timing).

Dalam pembuatan digital stopwatch menggunakan EdSim, kapasitor berperan sebagai penstabil catu daya agar tegangan yang masuk ke mikrokontroler tetap stabil dan tidak terpengaruh noise. Selain itu, kapasitor juga dapat digunakan pada rangkaian osilator bersama kristal untuk membantu menghasilkan frekuensi clock yang stabil, sehingga proses penghitungan waktu pada stopwatch dapat berjalan secara akurat dan konsisten.

2.4       Seven Segment

Seven segment display merupakan komponen elektronik yang digunakan untuk menampilkan angka desimal dari 0 hingga 9. Komponen ini terdiri dari tujuh buah LED yang disusun membentuk segmen a sampai g, serta satu titik desimal (DP). Dengan menyalakan kombinasi segmen tertentu, berbagai angka dapat ditampilkan. Seven segment tersedia dalam dua jenis utama, yaitu common anode dan common cathode, yang menentukan cara pemberian logika tegangan pada segmen-segmennya.

Dalam pembuatan digital stopwatch menggunakan EdSim, seven segment digunakan sebagai media output untuk menampilkan hasil pengukuran waktu, seperti detik dan menit. Mikrokontroler AT89C51 mengendalikan pola penyalaan segmen melalui port I/O sesuai dengan data waktu yang dihitung oleh timer. Penggunaan seven segment memudahkan pembacaan waktu secara visual serta membantu pengguna memahami hubungan antara pemrograman mikrokontroler dan tampilan digital.

2.5       Crystal Oscillator

Crystal oscillator (osilator kristal) merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai sumber sinyal clock pada sistem mikrokontroler. Komponen ini bekerja berdasarkan sifat piezoelektrik kristal kuarsa yang dapat bergetar pada frekuensi tertentu ketika diberi tegangan. Frekuensi osilator yang umum digunakan pada mikrokontroler AT89C51 antara lain 11,0592 MHz dan 12 MHz, yang berpengaruh langsung terhadap kecepatan eksekusi instruksi dan ketepatan pewaktuan sistem.

Dalam pembuatan digital stopwatch menggunakan EdSim, crystal oscillator berperan penting dalam menentukan akurasi penghitungan waktu. Sinyal clock dari kristal digunakan oleh mikrokontroler sebagai acuan kerja timer dan counter, sehingga perhitungan detik dan menit dapat berlangsung secara stabil dan konsisten. Penggunaan kristal osilator yang tepat memastikan stopwatch digital dapat bekerja dengan presisi dan andal dalam simulasi maupun penerapan nyata.

 

 

 III

PERANCANGAN ALAT

3.1.      Daftar Alat dan Bahan

1.     Microcontroller ATmega89C51

2.     Capasitor

3.     Resistor

4.     Crystal Oscillator

5.     Seven Segment

3.2       Cara Kerja

Cara kerja stopwatch digital ini dimulai saat sistem dinyalakan, di mana mikrokontroler AT89C51 melakukan inisialisasi dan menampilkan angka 00 pada seven segment. Setelah itu, sistem menunggu tombol START ditekan. Jika tombol START aktif dan tombol HOLD tidak ditekan, stopwatch mulai menghitung waktu dengan menambah nilai counter secara bertahap.

Ketika tombol HOLD ditekan, perhitungan waktu berhenti dan angka terakhir tetap ditampilkan. Stopwatch dapat dilanjutkan kembali dengan menekan tombol START, atau direset ke nol dengan menekan tombol RESET. Proses ini terus berulang sehingga stopwatch dapat digunakan untuk fungsi start, stop, lanjut, dan reset dengan sederhana.

3.3       Diagram Blok

 

 

3.4       Flowchart

 

 IV

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa proyek digital stopwatch menggunakan EdSim berbasis mikrokontroler AT89C51 dapat bekerja dengan baik sesuai dengan tujuan perancangan. Sistem mampu menghitung waktu secara akurat dengan memanfaatkan timer dan interupsi mikrokontroler serta menampilkan hasil perhitungan waktu melalui seven segment.

Proyek ini juga dapat dijadikan sebagai media pembelajaran yang efektif untuk memahami konsep dasar pewaktuan, pemrograman mikrokontroler, serta penggunaan input dan output digital. Dengan menggunakan simulator EdSim, proses pembelajaran menjadi lebih mudah, aman, dan efisien tanpa memerlukan perangkat keras secara langsung.

V

DAFTAR PUSTAKA  

5.1. LINK

 1. PPT                      : https://www.canva.com/design/DAG78JdTgVY/31JmHa3ZhesuViMjOIjZFA/edit?utm_content=DAG78JdTgVY&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton

2.Video Presentasi    :    https://youtu.be/gZVmkP9AZ1A

5.2. REFERENSI 

Mazidi, M. A., Mazidi, J. G., & McKinlay, R. D. (2014). The 8051 Microcontroller and Embedded Systems. Pearson Education.

Datasheet AT89C51 – Microchip Technology Inc.

Barmawi, M. (2016). Mikrokontroler MCS-51: Teori dan Aplikasi. Andi Publisher.

Bolton, W. (2015). Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical and Electrical Engineering. Pearson.