VCS

Penulis :
Trigas Badmianto, S.T., +628563154194, email:
[email protected]
Penelaah :
Mohammad Husni, S.Pd., M.T.

Copyright  2016
Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Bidang
Otomotif dan Elektronika, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang menyalin sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan
komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan



KATA SAMBUTAN

Peran guru profesional dalam proses pembelajaran sangat penting sebagai kunci
keberhasilan belajar siswa. Guru professional adalah guru yang kompeten
membangun proses pembelajaran yang baik sehingga dapat menghasilkan
pendidikan yang berkualitas. Hal tersebut menjadikan guru sebagai komponen
yang menjadi fokus perhatian pemerintah pusat maupun pemerintah daerah dalam
peningkatan mutu pendidikan terutama menyangkut kompetensi guru.

Pengembangan profesionalitas guru melalui program Guru Pembelajar (GP)
merupakan upaya peningkatan kompetensi untuk semua guru. Sejalan dengan hal
tersebut, pemetaan kompetensi guru telah dilakukan melalui uji kompetensi guru
(UKG) untukkompetensi pedagogik dan profesional pada akhir tahun 2015. Hasil
UKG menunjukkan peta kekuatan dan kelemahan kompetensi guru dalam
penguasaan pengetahuan. Peta kompetensi guru tersebut dikelompokkan menjadi
10 (sepuluh) kelompok kompetensi. Tindak lanjut pelaksanaan UKG diwujudkan
dalam bentuk pelatihan guru pasca UKG melalui program Guru Pembelajar.
Tujuannya untuk meningkatkan kompetensi guru sebagai agen perubahan dan
sumber belajar utama bagi peserta didik. Program Guru Pembelajar dilaksanakan
melalui pola tatap muka, daring (online), dan campuran (blended) tatap muka
dengan online.

Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan
(PPPPTK), Lembaga Pengembngan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga
Kependidikan Kelautan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LP3TK
KPTK), dan Lembaga Pengembangan dan Pemberdayaan Kepala Sekolah
(LP2KS) merupakan Unit Pelaksana Teknis di lingkungan Direktorat Jenderal Guru
dan Tenaga Kependidikan yang bertanggung jawab dalam mengembangkan
perangkat dan melaksanakan peningkatan kompetensi guru sesuai bidangnya.
Adapun perangkat pembelajaran yang dikembangkan tersebut adalah modul untuk
program Guru Pembelajar (GP) tatap muka dan GP online untuk semua mata
pelajaran dan kelompok kompetensi. Dengan modul ini diharapkan program GP
memberikan sumbangan yang sangat besar dalam peningkatan kualitas
kompetensi guru.

Mari kita sukseskan program GP ini untuk mewujudkan Guru Mulia Karena Karya.

Jakarta, Februari 2016
Direktur Jenderal
Guru dan Tenaga Kependidikan

Sumarna Surapranata, Ph.D
NIP. 195908011985031002

i



DAFTAR ISI

KATA SAMBUTAN .............................................................................................. I
DAFTAR ISI ....................................................................................................... III
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................IX
DAFTAR TABEL .............................................................................................. XV
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... XVII
PENDAHULUAN ................................................................................................. 1

A. Latar belakang ..................................................................................... 1
B. Tujuan Pembelajaran .......................................................................... 1
C. Peta Kompetensi ................................................................................. 2
D. Ruang Lingkup .................................................................................... 2
E. Saran Cara Penggunaan Modul.......................................................... 4
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: PENDAHULUAN DASAR SISTEM KONTROL
OTOMOTIF.......................................................................................................... 5
A. Tujuan .................................................................................................. 5
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ..................................................... 5
C. Uraian Materi........................................................................................ 5

1. Perkembangan Sistem Kontrol secara Umum ................................... 7
2. Perkembangan Sistem Kontrol Otomotif............................................ 8
3. Terminologi pada Sistem Kontrol....................................................... 9
4. Sistem Kontrol Manual oleh Manusia .............................................. 11
5. Kontrol Loop Tertutup dan Kontrol Loop Terbuka ............................ 14
D. Aktifitas Pembelajaran ...................................................................... 16
E. Latihan/Tugas .................................................................................... 17
F. Rangkuman........................................................................................ 17
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ....................................................... 18
H. Kunci Jawaban .................................................................................. 18
.......................................................................................................................... 20
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: SISTEM KONTROL OTOMATIS ................. 21
A. Tujuan ................................................................................................ 21
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................... 21
C. Uraian Materi...................................................................................... 21

iii

1. Sistem Kontrol Mekanis ................................................................... 23
2. Sistem Kontrol Pneumatika ............................................................. 27
3. Sistem Kontrol Hidrolika .................................................................. 29
4. Sistem Kontrol Elektronik................................................................. 31
D. Aktifitas Pembelajaran ...................................................................... 36
E. Latihan/Tugas .................................................................................... 36
F. Rangkuman........................................................................................ 36
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ....................................................... 37
H. Kunci Jawaban .................................................................................. 37
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: SISTEM KONTROL ELEKTRONIK ............. 39
A. Tujuan ................................................................................................ 39
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................... 39
C. Uraian Materi...................................................................................... 39
1. Sensor............................................................................................. 40
2. Kontroler.......................................................................................... 43
3. Aktuator........................................................................................... 49
D. Aktifitas Pembelajaran ...................................................................... 51
E. Latihan/Tugas .................................................................................... 51
F. Rangkuman........................................................................................ 51
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ....................................................... 52
H. Kunci Jawaban .................................................................................. 52
KEGIATAN PEMBELAJARAN 4: PENGKONDISI SINYAL.............................. 55
A. Tujuan ................................................................................................ 55
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................... 55
C. Uraian Materi...................................................................................... 55
1. Sinyal Analog dan Digital................................................................. 56
2. Pengkondisi Sinyal Analog .............................................................. 57
3. Pengkondisi Sinyal Digital ............................................................... 63
4. Tingkatan Sensor dalam Pengolahnya ............................................ 84
D. Aktifitas Pembelajaran ...................................................................... 85
E. Latihan/Tugas .................................................................................... 85
F. Rangkuman........................................................................................ 86
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ....................................................... 86
H. Kunci Jawaban .................................................................................. 87

iv

KEGIATAN PEMBELAJARAN 5: KONTROL ELEKTRONIK ........................... 89
A. Tujuan ................................................................................................ 89
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................... 89
C. Uraian Materi...................................................................................... 89
1. Kontrol ON/OFF .............................................................................. 89
2. Kontrol Analog................................................................................. 96
3. Kontrol Digital.................................................................................. 98
D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 100
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 100
F. Rangkuman...................................................................................... 100
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 101
H. Kunci Jawaban ................................................................................ 101

KEGIATAN PEMBELAJARAN 6: SISTEM KONTROL ELEKTRONIK
BERBASIS MIKROKONTROLER DAN ELECTRONIC CONTROL MODUL
(ECM) .............................................................................................................. 103

A. Tujuan .............................................................................................. 103
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................. 103
C. Uraian Materi.................................................................................... 103

1. Sistem Komputer Kendaraan......................................................... 104
2. Prinsip dan cara kerja Sistem Kontrol............................................ 107
3. Data Komputer .............................................................................. 109
4. Interface Komputer........................................................................ 111
5. Mengontrol Aktuator ...................................................................... 112
6. Memori Komputer.......................................................................... 114
7. Strategi Adaptif pada ECM ............................................................ 117
D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 118
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 118
F. Rangkuman...................................................................................... 118
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 119
H. Kunci Jawaban ................................................................................ 119
KEGIATAN PEMBELAJARAN 7: SISTEM DIAGNOSIS DAN JARINGAN
KOMPUTER DI KENDARAAN........................................................................ 121
A. Tujuan .............................................................................................. 121
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................. 121

v

C. Uraian Materi.................................................................................... 121
1. Jaringan Komputer ........................................................................ 122
2. Sistem Jaringan Kendaraan .......................................................... 126
3. Komunikasi Data Serial ................................................................. 132
4. Sistem Diagnosa Kendaraan ......................................................... 135

D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 141
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 141
F. Rangkuman...................................................................................... 141
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 142
H. Kunci Jawaban ................................................................................ 143
KEGIATAN PEMBELAJARAN 8: SISTEM MIKROKONTROLER .................. 145
A. Tujuan .............................................................................................. 145
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................. 145
C. Uraian Materi.................................................................................... 145

1. Komponen Dasar Komputer dan Mikrokontroler ............................ 146
2. Sistem Mikrokontroler AT89Sxx..................................................... 150
3. Rangkaian Downloader (Flash Programmer)................................. 153
4. Minimum Sistem Mikrokontroler..................................................... 158
5. Minimum Sistem Electronic Control Unit (ECU) ............................. 161
D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 164
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 164
F. Rangkuman...................................................................................... 164
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 164
H. Kunci Jawaban ................................................................................ 165
KEGIATAN PEMBELAJARAN 9: ALGORITMA DAN BAHASA
PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER ........................................................ 167
A. Tujuan .............................................................................................. 167
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................. 167
C. Uraian Materi.................................................................................... 167
1. Teknik Merancang Program .......................................................... 169
2. Bahasa Pemrograman................................................................... 172
3. Pemrograman Asembler untuk Mikrokontroler............................... 174
4. Pemrograman C untuk Mikrokontroler ........................................... 177
5. Kompiler Pemrograman Mikrokontroler ......................................... 192

vi

D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 193
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 194
F. Rangkuman...................................................................................... 194
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 194
H. Kunci Jawaban ................................................................................ 195
KEGIATAN PEMBELAJARAN 8: APLIKASI SISTEM KONTROL BERBASIS
MIKROKONTROLER ...................................................................................... 197
A. Tujuan .............................................................................................. 197
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ................................................. 197
C. Uraian Materi.................................................................................... 197
D. Aktifitas Pembelajaran .................................................................... 200
E. Latihan/Tugas .................................................................................. 201
F. Rangkuman...................................................................................... 201
I. Umpan Balik dan Tindak Lanjut ..................................................... 201
J. Kunci Jawaban ................................................................................ 202
PENUTUP ....................................................................................................... 203
A. Kesimpulan...................................................................................... 203
B. Tindak Lanjut ................................................................................... 203
C. Evaluasi............................................................................................ 204
D. Kunci Jawaban ................................................................................ 215
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 217
GLOSARIUM................................................................................................... 219
LAMPIRAN...................................................................................................... 223

vii



DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1.1 KOMPONEN DASAR SISTEM KONTROL ................................... 6
GAMBAR 1.2 SISTEM OTOMOBIL (KENDARAAN) ........................................... 9
GAMBAR 1.3 ISTILAH PADA SISTEM KONTROL ........................................... 10
GAMBAR 1.4 SISTEM KONTROL LEVEL AIR DENGAN OPERATOR MANUSIA

................................................................................................................... 12
GAMBAR 1.5 PROSES KONTROL PADA MANUSIA (A) MATA, (B) OTAK DAN

(C) TANGAN............................................................................................... 13
GAMBAR 1.6 BLOK DIAGRAM PROSES KONTROL PADA MANUSIA ........... 14
GAMBAR 1.7 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL LOOP TERTUTUP.......... 15
GAMBAR 1.8 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL LOOP TERBUKA............ 15
GAMBAR 2.1 SISTEM KONTROL LEVEL AIR OTOMATIS.............................. 21
GAMBAR 2.2 SISTEM KONTROL LEVEL AIR OTOMATIS.............................. 22
GAMBAR 2.3 SISTEM KONTROL KECEPATAN PADA MESIN GOVERNOR

WATT ......................................................................................................... 24
GAMBAR 2.4 SISTEM PENGALIRAN BAHAN BAKAR K-JETRONIK ............... 25
GAMBAR 2.5 KONTROLER MEKANIS PADA SISTEM K-JETRONIK............... 26
GAMBAR 2.6 KONSEP MATEMATIS KONTROLER SISTEM K-JETRONIK..... 26
GAMBAR 2.7 SISTEM KONTROL PNEUMATIK TEMPERATURE.................... 29
GAMBAR 2.8 SISTEM KONTROL HIDROLIK (KONTROL KECEPATAN MESIN)

................................................................................................................... 30
GAMBAR 2.9 SISTEM KONTROL SUHU .......................................................... 32
GAMBAR 2.10 SISTEM KONTROL SUHU DI RUANG PENUMPANG MOBIL .. 33
GAMBAR 2.11 SISTEM KONTROL KEMUDI DAN KECEPATAN IDLE PADA

MOBIL ........................................................................................................ 34
GAMBAR 2.12 SISTEM KECEPATAN IDLE DENGAN LOOP TERBUKA ......... 34
GAMBAR 2.13 SISTEM KECEPATAN IDLE DENGAN LOOP TERTUTUP ....... 35
GAMBAR 2.14 RESPON SISTEM KONTROL KECEPATAN IDLE LOOP

TERBUKA DAN TERTUTUP ...................................................................... 35
GAMBAR 3.1 GRAFIK HISTERISIAS ................................................................ 42
GAMBAR 3.2 ELECTRONIC CONTROL UNIT (ECU) ....................................... 43
GAMBAR 3.3 KONTROLER PID ....................................................................... 45

ix

GAMBAR 3.4 KONTROLER PROPORSIONAL ................................................. 45
GAMBAR 3.5 KONTROLER INTEGRAL............................................................ 46
GAMBAR 3.6 KONTROLER DERIFATIF ........................................................... 47
GAMBAR 4.1 SINYAL ANALOG DAN DIGITAL................................................. 56
GAMBAR 4.2 PENGKODEAN DATA DALAM VOLT KE BINER ........................ 57
GAMBAR 4.3 RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN YANG SEDERHANA........ 58
GAMBAR 4.4 PROSES LINEARISASI............................................................... 59
GAMBAR 4.5 RANGKAIAN JEMBATAN WHEATSTONE DASAR..................... 59
GAMBAR 4.6 KONSEP PEMBEBANAN ............................................................ 61
GAMBAR 4.7 MODEL DARI PENGUKURAN DAN PENGKONDISI SINYAL ..... 62
GAMBAR 4.8 PENCACAHAN DALAM BINER DAN DESIMAL .......................... 66
GAMBAR 4.9 KONVERSI BILANGAN BINER KE DESIMAL ............................. 67
GAMBAR 4.10 PENGUBAHAN DESIMAL MENJADI BINER............................. 68
GAMBAR 4.11 PENCACAHAN DALAM SISTEM BILANGAN DESIMAL, BINER

DAN HEKSADESIMAL ............................................................................... 69
GAMBAR 4.12 PENGUBAHAN HEKSADESIMAL KE DESIMAL ....................... 69
GAMBAR 4.13 PENGUBAHAN DESIMAL KE HEKSADESIMAL ....................... 70
GAMBAR 4.14 PENGUBAHAN HEKSADESIMAL KE BINER DAN SEBALIKNYA

................................................................................................................... 71
GAMBAR 4.15 SISTEM UNTUK ILUSTRASI KONTROL DENGAN APLIKASI

BOOLEAN .................................................................................................. 72
GAMBAR 4.16 SOLUSI RANGKAIAN DIGITAL YANG DIPERLUKAN .............. 73
GAMBAR 4.17 RANGKAIAN AND DENGAN MENGGUNAKAN SAKLAR ......... 74
GAMBAR 4.18 SIMBOL GERBANG AND DAN TABEL KEBENARANNYA ....... 74
GAMBAR 4.19 DIAGRAM KAKI IC 7408 ........................................................... 74
GAMBAR 4.20 CONTOH RANGKAIAN GERBANG AND DENGAN IC 7408..... 75
GAMBAR 4.21 TABEL KEBENARAN UNTUK CONTOH RANGKAIAN

GERBANG AND ......................................................................................... 75
GAMBAR 4.22 RANGKAIAN OR DENGAN MENGGUNAKAN SAKLAR ........... 75
GAMBAR 4.23 SIMBOL GERBANG OR DAN TABEL KEBENARANNYA ......... 76
GAMBAR 4.24 SIMBOL GERBANG NOT, TABEL KEBENARAN, PEMBALIK

GANDA DAN SIMBOL ALTERNATIF PEMBALIK (INVERTER).................. 76
GAMBAR 4.25 DIAGRAM KAKI IC 7432 DAN IC 7404...................................... 76
GAMBAR 4.26 RANGKAIAN TERPADU DIP 16 KAKI DAN 24 KAKI ................ 77

x

GAMBAR 4.27 GERBANG NAND DAN TABEL KEBENARANNYA ................... 77
GAMBAR 4.28 GERBANG NOR DAN TABEL KEBENARANNYA ..................... 77
GAMBAR 4.29 DIAGRAM KAKI IC 7400 DAN IC 7410...................................... 77
GAMBAR 4.30 KOMPARATOR DASAR DENGAN KONDISI OUTPUT DIGITAL

................................................................................................................... 78
GAMBAR 4.31 CONTOH APLIKASI RANGKAIAN KOMPARATOR .................. 79
GAMBAR 4.32 EFEK KOMPARATOR TANPA HISTERISIS ............................. 79
GAMBAR 4.33 KOMPARATOR DENGAN HISTERISIS .................................... 80
GAMBAR 4.34 DIAGRAM BLOK DARI ADC 4 BIT ............................................ 81
GAMBAR 4.35 TABEL KEBENARAN ADC 4 BIT .............................................. 81
GAMBAR 4.36 BLOK DIAGRAM ADC IC ADC0804 8 BIT................................. 82
GAMBAR 4.37 RANGKAIAN ADC 0804 8 BIT PENGUBAH A/D. ...................... 82
GAMBAR 4.38 PENGGUNAAN ADC DAN DAC PADA SISTEM ELEKTRONIKA

................................................................................................................... 83
GAMBAR 4.39 DAC........................................................................................... 83
GAMBAR 4.40 TINGKATAN SENSOR .............................................................. 84
GAMBAR 5.1 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL (ON/OFF) SUHU ENGINE90
GAMBAR 5.2 RANGKAIAN KONVERSI SENSOR SUHU NTC ......................... 92
GAMBAR 5.3 HUBUNGAN INPUT OUTPUT SENSOR SUHU NTC.................. 93
GAMBAR 5.4 RANGKAIAN DEVIDER UNTUK SUHU REFERENSI (SET POINT)

................................................................................................................... 93
GAMBAR 5.5 HUBUNGAN SUHU AKTUAL DENGAN TEGANGAN TERUKUR94
GAMBAR 5.6 RANGKAIAN OP-AMP SEBAGAI KOMPARATOR...................... 95
GAMBAR 5.7 RANGKAIAN ELEKTRONIK UNTUK SISTEM KONTROL SUHU

ENGINE (ON/OFF) ..................................................................................... 96
GAMBAR 5.8 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL (ANALOG) SUHU ENGINE

................................................................................................................... 97
GAMBAR 5.9 BLOK DIAGRAM PERHITUNGAN SINYAL KONTROL ............... 97
GAMBAR 5.10 KONTROLER PROPORSIONAL DENGAN RANGKAIAN

ELEKTRONIKA .......................................................................................... 98
GAMBAR 5.11 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL DIGITAL ........................ 99
GAMBAR 6.1 SISTEM TRANSMISI TERKONTROL OLEH KOMPUTER ........ 105
GAMBAR 6.2 BAGIAN INTERNAL DARI SEBUAH KOMPUTER .................... 106
GAMBAR 6.3 TRANSMISI DATA .................................................................... 110

xi

GAMBAR 6.4 TRANSMISI DATA..................................................................... 111
GAMBAR 6.5 DUTY SYCLE (LEBAR PULSA), SINYAL OUTPUT

MIKROKONTROLER................................................................................ 112
GAMBAR 6.6 LEBAR PULSA SINYAL INJEKTOR .......................................... 112
GAMBAR 6.7 PWM, SINYAL OUTPUT MIKROKONTROLER PADA SISTEM

DIESEL COMMONRAIL ........................................................................... 113
GAMBAR 6.8 PWM, SINYAL INJEKTOR PADA SISTEM DIESEL COMMONRAIL

................................................................................................................. 113
GAMBAR 6.9 ELEMEN MEMORI KOMPUTER .............................................. 114
GAMBAR 6.10 RANGKAIAN ROM DAN TABEL KEBENARAN ...................... 115
GAMBAR 7.1 JARINGAN KOMPUTER BERBASIS BUS YANG SEDERHANA

................................................................................................................. 123
GAMBAR 7.2 JARINGAN KOMPUTER TERKONEKSI TIPE STAR ................ 123
GAMBAR 7.3 KONSEP RANGKAIAN MULTIPLEX ......................................... 128
GAMBAR 7.4 SISTEM CAN BUS .................................................................... 129
GAMBAR 7.5 BUS TIPE K DENGAN KABEL TUNGGAL PADA BMW ............ 130
GAMBAR 7.6 BUS DIAGNOSTIK DENGAN KABEL TUNGGAL...................... 130
GAMBAR 7.7 TRANSMISI NRZ DARI URUTAN BIT BINER ........................... 131
GAMBAR 7.8 SEBUAH URUTAN BIT BINER PADA CAN............................... 131
GAMBAR 7.9 KOMUNIKASI DATA PARALEL DAN SERIAL........................... 132
GAMBAR 7.10 KOMUNIKASI ANTARA SCANTOOL DENGAN ECU.............. 132
GAMBAR 7.11 KOMUNIKASI SINKRON DAN KOMUNIKASI ASINKRON ...... 133
GAMBAR 7.12 KOMUNIKASI SERIAL DENGAN LEVEL TEGANGAN 0 – 5

VOLT ........................................................................................................ 133
GAMBAR 7.13 LEVEL TEGANGAN KOMUNIKASI SERIAL PADA RS232 ..... 134
GAMBAR 7.14 TABEL KODE ASCII................................................................ 134
GAMBAR 7.15 SISTEM KAM (KEEP ALIVE MEMORY).................................. 135
GAMBAR 7.16 DATA LINK CONNECTOR (DLC) OBD I ................................. 136
GAMBAR 7.17 ENAM PIN AUSTRALIAN CONNECTOR ................................ 137
GAMBAR 7.18 SEPULUH PIN EUROPEAN (OPEL) CONNECTOR ............... 137
GAMBAR 7.19 DUABELAS PIN US STYLE CONNECTOR............................. 138
GAMBAR 7.20 ENAMBELAS PIN OBD-II STYLE AUSTRALIAN CONNECTOR

................................................................................................................. 138

xii

GAMBAR 7.21 MENGHUBUNGKAN 16 PIN DLC DENGAN 12 PIN OBD I
SCANTOOL.............................................................................................. 139

GAMBAR 7.22 DATA LINK CONNECTOR (DLC) OBD II ................................ 139
GAMBAR 7.23 DESKRIPSI PINOUT PROTOKOL OBD II............................... 140
GAMBAR 8.1 KOMPONEN DASAR SISTEM KOMPUTER ............................. 146
GAMBAR 8.2 BLOK DIAGRAM SISTEM MIKROKONTROLER....................... 148
GAMBAR 8.3 BLOK DIAGRAM HUBUNGAN ANTARA SENSOR,

MIKROPROSESOR DAN AKTUATOR ..................................................... 150
GAMBAR 8.4 PINOUT IC MIKROKONTROLER AT89S51 .............................. 151
GAMBAR 8.5 BLOK DIAGRAM INTERNAL IC MIKROKONTROLER AT89S51

................................................................................................................. 152
GAMBAR 8.6 CONTOH HARDWARE DOWNLOADER YANG DIJUAL

DIPASARAN............................................................................................. 154
GAMBAR 8.7 TAMPILAN SOFTWARE DARI DOWNLOADER BRIGHTEK

WH500-A.................................................................................................. 154
GAMBAR 8.8 BLOK DIAGRAM ISP PROGRAMMER ..................................... 156
GAMBAR 8.9 DIAGRAM RANGKAIAN ISP PROGRAMMER .......................... 156
GAMBAR 8.10 TAMPILAN SOFTWARE ISP PROGRAMMER V1.4................ 157
GAMBAR 8.11 RANGKAIAN OSCILLATOR .................................................... 159
GAMBAR 8.12 RANGKAIAN RESET OTOMATIS ........................................... 159
GAMBAR 8.13 MINIMUM SISTEM MIKROKONTROLER MCS-51.................. 160
GAMBAR 8.14 MINIMUM SISTEM ECU PADA KENDARAAN ........................ 161
GAMBAR 8.15 RANGKAIAN MINIMUM SISTEM ECU DAN DOWNLOADER. 163
GAMBAR 9.1 CONTOH DIAGRAM ALIR ATAU FLOWCHART....................... 171
GAMBAR 9.2 CONTOH BENTUK PROGRAM ASEMBLER YANG UMUM ..... 176
GAMBAR 9.3 HASIL BEBERAPA PERNYATAAN GESER KIRI...................... 188
GAMBAR 9.4 HASIL GESER KANAN JIKA BIT KETUJUH BERLOGIKA SATU

................................................................................................................. 189
GAMBAR 9.5 HASIL GESER KANAN JIKA BIT KETUJUH BERLOGIKA NOL 190
GAMBAR 9.6 ILUSTRASI PUTAR KIRI ........................................................... 191
GAMBAR 9.7 TAMPILAN SOFTWARE MIDE-51 SEBAGAI EDITOR ASEMBLER

DAN COMPILER ...................................................................................... 193
GAMBAR 10.1 BLOK DIAGRAM SISTEM KONTROL SUHU ENGINE............ 198

xiii

GAMBAR 10.2 FLOWCHART DAN ASEMBLER SISTEM KONTROL SUHU
ENGINE.................................................................................................... 199

GAMBAR 10.3 RANGKAIAN APLIKASI SISTEM KONTROL SUU SECARA
DIGITAL.................................................................................................... 200

xiv

DAFTAR TABEL

TABEL 9.1 TIPE DATA DALAM SDCC............................................................ 178
TABEL 9.2 TIPE DATA KHUSUS MCS51........................................................ 179
TABEL 9.3 FILE HEADER UNTUK MIKROKONTROLER ATMEL................... 182
TABEL 9.4 OPERATOR ARITMATIKA ............................................................ 186
TABEL 9.5 OPERATOR BITWISE................................................................... 187

xv



DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 - PROGRAM APLIKASI SISTEM KONTROL INJEKSI DENGAN
BAHASA C ............................................................................................... 223

LAMPIRAN 2 - FILE HEADER “TRIGASFUNCTION.H”................................... 223
LAMPIRAN 3 - FILE HEADER “TRIGAS8052.H” ............................................. 225

xvii



PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Modul Guru Pembelajar (GP) tentang “Teknik Sistem Kontrol pada Kendaraan”
atau “Vehicle Control System (VCS)” ini digunakan peserta untuk Diklat Pasca Uji
Kompetensi Guru (UKG) SMK Program Keahlian Teknik Elektronika pada
Kompetensi Kejuruan Ototronik.

Sebelum memulai modul ini, peserta diklat pada diklat ini harus sudah
menyelesaikan modul mengenai Dasar Listrik dan Elektronika Kendaraan, Modul
EMS, Modul CMS dan Modul CSIT. Modul-modul tersebut tersusun ke dalam 10
grade atau bagian, A sampai dengan J, dimana Modul “Teknik Sistem Kontrol pada
Kendaraan” ini berada dalam grade ke-10 atau J.

Modul ini memberikan latihan untuk mempelajari bagaimana membuat sistem
kontrol sederhana dengan pemrograman berbasis mikrokontroler di kendaraan.

B. Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diharapkan dapat :
1. Menafsirkan konsep dasar sistem kontrol secara umum
2. Menafsirkan fungsi dan cara kerja sistem kontrol elektronik
3. Menelaah komponen dan wiring diagram sistem kontrol elektronik (sensor,
kontroler & aktuator) pada kendaraan
4. Menelaah komponen dan rangkaian elektronika pengolah sinyal analog
(Op-Amp, Schmmit Triger, multiplexer) dan pengolah sinyal digital (Analog
to Digital Computer- ADC dan Digital to Analog Converter - DAC)
5. Menelaah komponen dasar dan kaki-kaki (pinout) mikrokontroler yang
digunakan pada aplikasi sistem kontrol sederhana kendaraan
6. Menelaah komponen dan wiring diagram pada rangkaian downloader dan
minimum sistem mikrokontroler
7. Menganalisis proses pembuatan rangkaian minimum sistem mikrokontroler
8. Menganalisis proses pembuatan rangkaian downloader
9. Menganalisis proses pengisian program (flashing)

1

10. Menafsirkan konsep dasar algoritma dan bahasa pemrograman untuk
mikrokontroler

11. Menafsirkan konsep desain sistem kontrol sederhana berbasis
mikrokontroler pada kendaraan

12. Menafsirkan konsep aplikasi peningkatan unjuk kerja pada Vehicle Control
System (VCS)

13. Menafsirkan konsep komunikasi sistem self diagnosa Electronic Control
Unit (ECU)

14. Menelaah wiring diagram pada konektor diagnosa dan bentuk sinyal
diagnosa dari ECU

15. Merancang desain sistem kontrol sederhana berbasis mikrokontroler pada
kendaraan

16. Membuat aplikasi bahasa pemrograman (software) dan rangkaian
elektronika (hardware) untuk sistem kontrol sederhana berbasis
mikrokontroler pada kendaraan

17. Mengoreksi aplikasi bahasa pemrograman (software) dan rangkaian
elektronika (hardware) untuk sistem kontrol sederhana berbasis
mikrokontroler pada kendaraan

18. Mengkreasikan aplikasi peningkatan unjuk kerja pada Vehicle Control
System (VCS)

C. Peta Kompetensi

D. Ruang Lingkup

KB 1 : PENDAHULUAN DASAR SISTEM KONTROL OTOMOBIL
1. Perkembangan Sistem Kontrol secara Umum
2. Perkembangan Sistem Kontrol Otomotif
3. Terminologi pada Sistem Kontrol
4. Sistem Kontrol Manual oleh Manusia
5. Kontrol Loop Tertutup dan Kontrol Loop Terbuka

KB 2 : SISTEM KONTROL OTOMATIS
1. Sistem Kontrol Mekanis
2. Sistem Kontrol Pneumatika

2

3. Sistem Kontrol Hidrolika
4. Sistem Kontrol Elektronik

KB 3 : SISTEM KONTROL ELEKTRONIK
1. Sensor
2. Kontroler
3. Aktuator

KB 4 : PENGKONDISI SINYAL
1. Sinyal Analog dan Digital
2. Pengkondisi Sinyal Analog
3. Pengkondisi Sinyal Digital
4. Tingkatan Sensor dalam Pengolahnya

KB 5 : JENIS KONTROL ELEKTRONIK
1. Kontrol ON/OFF
2. Kontrol Analog
3. Kontrol Digital

KB 6 : SISTEM KONTROL ELEKTRONIK BERBASIS MIKROKONTROLER DAN
ELECTRONIC CONTROL MODUL (ECM)

1. Sistem Komputer Kendaraan
2. Prinsip dan cara kerja Sistem Kontrol
3. Data Komputer
4. Interface Komputer
5. Mengontrol Aktuator
6. Memori Komputer
7. Strategi Adaptif pada ECM

KB 7 : SISTEM DIAGNOSIS DAN JARINGAN KOMPUTER DI KENDARAAN
1. Jaringan Komputer
2. Sistem Jaringan Kendaraan
3. Komunikasi Data Serial
4. Sistem Diagnosa Kendaraan

KB 8 : SISTEM MIKROKONTROLER
1. Komponen Dasar Komputer dan Mikrokontroler
2. Sistem Mikrokontroler AT89Sxx

3

3. Rangkaian Downloader (Flash Programmer)
4. Minimum Sistem Mikrokontroler
5. Minimum Sistem Electronic Control Unit (ECU)

KB 9 : ALGORITMA DAN BAHASA PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER
1. Teknik Merancang Program
2. Bahasa Pemrograman
3. Pemrograman Asembler untuk Mikrokontroler
4. Pemrograman C untuk Mikrokontroler
5. Compiler Pemrograman Mikrokontroler

KB 10 : APLIKASI SISTEM KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLER

E. Saran Cara Penggunaan Modul

Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul ini
maka langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain :

1. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada
pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas,
peserta diklat dapat bertanya pada instruktur pengampu kegiatan belajar.

2. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa
besar pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang
dibahas dalam setiap kegiatan belajar.

3. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-
hal berikut:
a. Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku.
b. Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik.
c. Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan
dan bahan yang diperlukan dengan cermat.
d. Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.
e. Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus
meminta ijin guru atau instruktur terlebih dahulu.
f. Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula
g. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada
kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur
yang mengampu kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.

4

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: PENDAHULUAN
DASAR SISTEM KONTROL OTOMOTIF

A. Tujuan

Setelah mengikuti menyelesaikan materi Pendahuluan Dasar Sistem Kontrol
secara Umum ini, peserta diharapkan dapat :

1. Menafsirkan konsep dasar sistem kontrol secara umum
2. Memahami perkembangan sistem kontrol otomotif
3. Memahami definisi-definisi dalam konsep sistem kontrol
4. Menafsirkan konsep sistem kontrol pada manusia
5. Membedakan sistem kontrol loop tertutup dan terbuka

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

1. Menafsirkan konsep dasar sistem kontrol secara umum

C. Uraian Materi

Satu dari pertanyaan yang sering ditanyakan oleh seorang pemula adalah apa
yang dimaksud dengan sistem kontrol ? Untuk menjawab pertanyaan itu, ilustrasi
yang tepat adalah dengan meninjau kehidupan kita sehari-hari. Dimana kita sering
mendapat permasalahan dengan sejumlah tujuan yang harus dicapai, misalnya
dalam bidang rumah tangga, kita perlu mengatur suhu dan kelembaban rumah dan
bangunan untuk kenyamanan hidup. Dalam bidang transportasi, kita harus
mengendalikan mobil dan pesawat agar berpindah dari satu lokasi ke lokasi
lainnnya dengan aman dan akurat. Dalam bidang industri, proses manufaktur
mempunyai sejumlah tujuan agar didapatkan hasil yang memuaskan dalam
ketelitian dan keefektifan biayanya.

Manusia mempunyai kemampuan untuk melaksanakan tugas dalam ruang lingkup
yang luas, termasuk di dalamnya sebagai pembuat keputusan. Beberapa tugas ini
seperti mengambil benda dan berjalan dari satu tempat ke tempat lainnya, sering
dikerjakan dengan cara yang biasa. Tetapi dalam kondisi tertentu, beberapa tugas
ini perlu dilakukan dengan cara dan strategi tidak biasa dan berbeda. Misalnya,
seorang pelari 100 yard mempunyai tujuan : dalam waktu yang singkat mampu

5

mencapai garis finis dengan cara dan strategi berlari secepat-cepatnya.
Sedangkan seorang pelari maraton, tidak harus berlari secepat-cepatnya, tetapi
untuk mencapai garis finis dia harus mengatur pemakaian energi dan memikirkan
cara yang terbaik sesuai kemampuan tubuhnya. Untuk mencapai tujuan yang
diharapkan ini diperlukan cara dan strategi kontrol tertentu.

Kontrol automatik (otomatis) memegang peranan penting dalam perkembangan
ilmu dan teknologi. Penerapannya sudah digunakan dalam proses-proses dalam
industri modern, teknologi pesawat ruang angkasa, peluru kontrol, sistem
pengemudian pesawat dan lain-lain. Dalam proses industri konsep kontrol
otomatis digunakan dalam pengontrolan tekanan, suhu, kelembaban, viskositas,
arus dan besaran lainnya. Pada teknologi pesawat ruang angkasa terdapat roket
pendorong yang dikontrol secara otomatis untuk mendapatkan kestabilan arah dan
posisi. Pada teknologi peluru kontrol dan pesawat terbang terdapat sistem
autopilot, yang merupakan aplikasi dari konsep kontrol otomatis. Dan masih
banyak yang lain.

Karena kemajuan dalam teori dan praktek, kontrol automatik (otomatis) semakin
memberikan kemudahan untuk mendapatkan performansi dari sistem yang
dinamik, mempertinggi kualitas dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi
laju produksi, meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin yang membosankan dan
keuntungan-keuntungan lainnya.

Gambar 0.1 Komponen Dasar Sistem Kontrol

Komponen dasar sistem kontrol pada prinsipnya ada tiga, seperti diperlihatkan
pada gambar ”Komponen Dasar Sistem Kontrol” di atas, yaitu :

1. Tujuan sistem kontrol, sering juga disebut dengan referensi atau set point
2. Elemen atau unsur sistem kontrol (summing, kontroler, aktuator, plant,

feedback)
3. Hasil atau keluaran, sering juga disebut dengan output

6

Dalam istilah yang lebih teknis, tujuan dapat dihubungkan dengan masukan atau
sinyal penggerak (u) dan hasilnya disebut keluaran atau variabel yang dikontrol
(y). Secara umum, tujuan dari sistem kontrol adalah untuk mengontrol atau
mengendalikan keluaran dengan berbagai masukan tertentu melalui elemen-
elemen atau unsur-unsur sistem kontrol.

1. PERKEMBANGAN SISTEM KONTROL SECARA UMUM
Hasil karya pertama yang penting dalam penerapan kontrol automatik (otomatis)
adalah governor sentrifugal untuk mengontrol kecepatan mesin uap yang dibuat
oleh James Watt pada abad kedelapanbelas. Mengenai sistem kerja akan
dijelaskan lebih detail pada bahasan mengenai sistem kontrol otomatis di bawah.
Hasil karya lain yang penting pada tahap awal perkembangan dalam teori kontrol
dibuat oleh Minorsky, Hazen, Nyquist dan sebagainya.

Pada tahun 1222, Minorsky membuat kontroler automatik untuk mengemudikan
kapal dan menunjukkan cara menentukan kestabilan dari persamaan diferensial
yang menggambarkan sistem. Pada tahun 1232 Nyquist mengembangkan suatu
prosedur yang relatif sederhana untuk menentukan kestabilan sistem loop tertutup
pada basis respons loop terbuka terhadap masukan tunak (steady state)
sinusoida. Pada tahun 1234 Hazen, yang memperkenalkan istilah
servomekanisme untuk sistem kontrol posisi, membahas desain servomekanisme
relay yang mampu mengikuti dengan baik dengan masukan yang berubah.

Selama dasa warsa 1240-an, metode respons frekuensi memung-kinkan para
insinyur untuk mendesain sistem kontrol linear berumpan-balik yang memenuhi
persyaratan kinerja. Dari akhir tahun 1240 hingga awal tahun 1250, metode tempat
kedudukan akar dalam desain sistem kontrol benar-benar telah berkembang.
Metode respons frekuensi dan tempat kedudukan akar, yang meru-pakan inti teori
kontrol fisik, akan membawa kita ke sistem yang stabil dan memenuhi seperangkat
persyaratan kinerja yang hampir seimbang.

Karena plant modern dengan multi-masukan dan multi-keluaran menjadi semakin
kompleks, maka deskripsi sistem kontrol modern memerlukan banyak persamaan.
Teori kontrol klasik, yang hanya membahas sistem satu masukan satu keluaran,
sama sekali tidak dapat digunakan untuk sistem multi-masukan multi-keluaran.

7