pengontrolan peralatan elektronika berbasis personal - USU-IR
advertisement
1
PERSONAL COMPUTER (PC) SEBAGAI PENGENDALI
PERALATAN ELEKTRONIKA MENGGUNAKAN PROGRAM
PASCAL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh gelar
Ahli Madya
GOKLI L. T
042408019
PROGRAM STUDI D3 FISIKA INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2007
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
i
PERSETUJUAN
Judul
:
Kategori
Nama
Nomor induk mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
:
:
:
:
:
:
PERSONAL COMPUTER (PC) SEBAGAI
PENGENDALI PERALATAN ELEKTRONIKA
MENGGUNAKAN PROGRAM PASCAL
TUGAS AKHIR
GOKLI L.T
042408019
D3 FISIKA INSTRUMENTASI
FISIKA
MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, Agustus 2007
Diketahui/ disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua jurusan Fisika instrumentasi
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP : 1 3 0 8 1 0 7 7 1
Dosen pembimbing
(Drs. Anwar)
NIP : 1 3 1 5 6 9 4 1 1
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
ii
PERNYATAAN
PERSONAL COMPUTER (PC) SEBAGAI PENGENDALI PERALATAN
ELEKTRONIKA MENGGUNAKAN PROGRAM PASCAL
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2007
GOKLI L. T
042408019
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
iii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa berkat
rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir
ini.
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada bapak Drs. Anwar selaku dosen
pembimbing pada penyelesaian laporan tugas akhir ini yang telah memberikan
panduan dan perhatian kepada penulis untuk menyempurnakan laporan ini.Ucapan
terimakasih juga penulis sampaikan kepada ketua jurusan Fisika Instrumentasi bapak
DR. Marhaposan Situmorang dan dosen – dosen pengajar pada jurusan Fisika
Instrumentasi.Saya juga tidak lupa menyampaikan terimakasih kepada Ayahanda
H.Sibarani dan Ibunda T.Siagian atas kasih sayang yang melimpah, dan dukungannya
baik berupa materil maupun spritual.Terimakasih juga kepada teman – teman
seperjuangan yang tergabung dalam Generation off Instrumentation “GENIT” atas
segala motivasinya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir
ini,semoga Tuhan akan membalasnya.
Penulis
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
iv
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
i
PERNYATAAN
ii
PENGHARGAAN
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penulisan
1
1.2 Tujuan Penulisan
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Sistematika Penulisan
3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Port Paralel
2.2
5
2.1.1 Penjelasan Umum Port Paralel
6
2.1.2 Spesifikasi Port Paralel
10
2.1.3 Alamat-Alamat Port Paralel
11
2.1.4 Register-register Perangkat Lunak PP (Standart Paralel Port)
14
2.1.5 Port Dwi Arah (Bi-Directional Port)
18
2.1.6 Menggunakan Port Paralel Untuk Masukan 8 bit
20
2.1.7 Mode Nibel
24
2.1.8 Penggunaan Interupsi Pada Port Paral
27
2.1.9 Mode –Mode Port Paralel dalam Bios
32
DIODA
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
v
Halaman
2.2.1 DIODA
37
2.2.2 Zener
39
2.2.3 LED
40
2.2.4 Aplikasi Dioda
41
2.3 Transistor Bipolar
42
2.3.1 Bias Dc
43
2.3.2 Transistor Sebagai Saklar
45
2.4 Resistor
48
2.4.1 Jenis-jenis Resistor
49
2.4.2 Gelang Warna Pada Resistor
50
2.5 Relay
52
2.6 Optocoupler
54
BAB III PERANCANGAN ALAT
55
3.1 Blok Diagram Rangkaian
55
3.2 Rangkaian Driver
56
3.3 Rangkaian Relay
56
3.4 Rangkaian Power Supply
57
3.5 Perancangan Perangkat Lunak (software)
58
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1 Pengujian Rangkaian
69
69
4.1.1 Pengujian Rangkaian dengan menggunakan
tegangan sebesar 5 volt
69
4.1.2 Pengujian Rangkaian menggunakan Komputer
70
4.1.3 Pascal (Bahasa Pemograman)
70
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
vi
Halaman
4.2 Menganalisa Komponen Aktif Yang terdapat pada rangkaian
72
4.2.1 Pengujian Komponen Dioda
72
4.2.2 Pengujian Komponen Transistor
73
4.3 Pengujian Rangkaian Relay
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
75
76
5.1 Kesimpulan
76
5.2 Saran
77
DAFTAR PUSTAKA
78
LAMPIRAN
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Daftar pin pada DB 25 dan Centronic
8
Tabel 2.2. Alamat – alamat port paralel
12
Tabel 2.3. Daftar alamat port paralel
14
Tabel 2.4. Register data port paralel
15
Tabel 2.5. Register status port paralel
16
Tabel 2.6. Register kontrol port paralel
17
Tabel 2.7. ECR (Extended Control Register)
36
Tabel 2.8. Gelang warna pada Resistor
51
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Port paralel DB 25
7
Gambar 2.2. Diagram pewaktuan hanshake pada Centronic
10
Gambar 2.3. Operasi port paralel Dwi-arah standar
19
Gambar 2.4. Inverter Heks 74LS05 kolektor terbaru
20
Gambar 2.5. Masukan 8 Bit menggunakan 74LS157
24
Gambar 2.6. Simbol dan struktur dioda
37
Gambar 2.7. Dioda dengan Bias maju
38
Gambar 2.8. Dioda dengan Bias Negatif
38
Gambar 2.9. Grafik arus dioda
39
Gambar 2.10. Simbol Zener
40
Gambar 2.11. Simbol LED
40
Gambar 2.12. LED Array
41
Gambar 2.13. Transistor NPN dan PNP
42
Gambar 2.14. Arus elektron Transistor NPN
43
Gambar 2.15. Arus hole Transistor PNP
44
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
ix
Halaman
Gambar 2.16. Transistor sebagai saklar ON
45
Gambar 2.17. Karakteristik daerah saturasi pada Transistor
46
Gambar 2.18. Transistor sebagai saklar OFF
47
Gambar 2.20. Simbol Resistor (Eropa,IEC)
48
Gambar 2.21. Resistor
48
Gambar 2.22. Simbol Relay dan Rangkaian Driver
53
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
55
Gambar 3.2. Rangkaian Relay
56
Gambar 3.3. Rangkaian power supplay (PSA)
58
Gambar 3.4. Diagram Alir Program
59
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada mulanya Port Paralel hanya digunakan sebagai port printer saja, namun
seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan khususnya dibidang teknik antar muka
komputer, maka port paralel tidak hanya digunakan sebagai port printer saja, namun
dapat digunakan juga sebagai port pengendali peralatan elektronik, dengan menambah
rangkaian luar (peripheral).
Rangkaian luar (peripheral) ini digunakan sebagai penggerak (driver) untuk
mengendalikan (ON/OFF) peralatan elektronik. Peralatan dikendalikan oleh bit D0
pada pin 2 dari 25 pin paralel port PC. Hal yang serupa juga digunakan untuk bit data
D1 hingga D7 (pada pin 3 hingga pin 9). Peralatan pengendali ini menggunakan
optocoupler untuk meyakinkan bahwa PC benar-benar terisolasi dari rangkaian
pengendali.
Terdapat banyak cara untuk mengendalikan perangkat keras menggunakan
software. Dalam proyek ini akan kita gunakan program sederhana yang menggunakan
Turbo Pascal. Kita akan menggunakan port paralel LPT1 dengan alamat port $378 dan
nilai adalah nilai data D0 hingga D7, masing-masing bersesuaian dengan peralatan
yang dikendalikan. Nilai “0” berarti OFF dan nilai “1” berarti on. Sebagai contoh, jika
nilai = 27 desimal atau sama dengan 00010111 (biner) maka berarti D0, D1, D2, dan
D4 akan on, sedangkan yang lain akan off.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
2
I.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dilakukannya penulisan Tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga
(D-III) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi
pengontrolan dan elektronika sebagai bidang yang diketahui.
3. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan
terhadap realita.
4. Mempelajari sistem pengendalian peralatan elektronik melalui personal
computer sehingga diperolah pengendali peralatan elektronik yang dapat
mempermudah manusia untuk mengendalikan peralatan elektronik.
I.3 Batasan Masalah
Pembahasan dalam laporan ini hanya mencakup masalah – masalah sebagai
berikut :
1. Cara kerja rangkaian, serta menguraikan secara umum fungsi masing-masing
komponen.
2. Program yang digunakan adalah program Turbo Pascal.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
3
I.4 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari pengontrolan
peralatan elektronik berbasis PC ini sebagai berikut:
BAB
I.
PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan,
batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB
2.
LANDASAN TEORI
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang
digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian. Teori
pendukung itu antara lain tentang Port Paralel, bahasa program yang
digunakan, serta komponen pendukung.
BAB 3.
PERANCANGAN ALAT
Perancangan Alat, dalam bab ini dibahas tentang sistem kerja per-blok
diagram dan flow chat, serta sistem kerja program.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
4
BAB 4.
PENGUJIAN DAN ANALISA
Dalam bab ini dibahas mengenai cara menganalisa rangkaian,
bagaimana mengenalisa rangkaian dengan menggunakan software,
menganalisa komponen aktif dan menganalisa rangkaian relay.
BAB 5.
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian
ini
dapat
dibuat
lebih
efisien
dan
dikembangkan
perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja
yang sama.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1
PORT PARALEL
Komputer atau disebut PC (personal computer) sudah berada hampir di semua
Rumah, gedung atau perkantoran. Kebanyakan komputer lebih sering digunakan
untuk keperluan ketik-mengetik, film, musik dan permainan. Padahal komputer juga
bisa digunakan untuk keperluan pengontrolan peralatan elektronika rumah tangga
seperti lampu, kipas angin dan lain-lain dengan memanfaatkan Paralel Port (Port
printer) pada komputer tersebut.
Dalam dunia komputer, port adalah satu set instruksi atau perintah sinyal
dimana microprocessor atau CPU (Central Processing Unit) menggunakannya untuk
memindahkan data dari atau ke piranti lain. Penggunaan umum port adalah untuk
berkomunikasi dengan printer, modem, keyboard dan display. Kebanyakan port-port
komputer adalah berupa kode digital, dimana tiap-tiap sinyal atau bit adalah berupa
kode biner 1 atau 0.
Dalam tugas akhir ini, penulis akan mencoba memanfaatkan fungsi dari paralel
port dengan membuat program aplikasi komputer beserta peralatan yang nantinnya
dapat digunakan untuk pengontrolan 8 buah lampu pijar.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
6
2.1.1 Penjelasan Umum Port Paralel
Port paralel banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi antarmuka. Port
ini membolehkan kita memiliki masukan hingga 8 bit atau keluaran hingga 12 bit pada
saat yang bersamaan, dengan hanya membutuhkan rangkaian eksternal sederhana
untuk melakukan suatu tugas tertentu. Port paralel ini terdiri dari 4 jalur kontrol, 5
jalur status dan 8 jalur data. Biasanya dapat di jumpai sebagai port pencetak (printer),
dalam bentuk konektor DB-25 betina (female).
Port paralel yang baru, distandarisasi dengan IEEE.128 yang dikeluarkan pada
tahun 1984. standar ini mendefinisikan 5 macam mode operasi sebagai berikut:
1. Mode Kompatibilitas.
2. Mode Nibel.
3. Mode Byte.
4. Mode EPP (Enhanced Parallel Port).
5. Mode ECP (Enhanced Capabilities Port).
Tujuan standarisasi ini untuk membantu merancang penggerak (driver) dan
piranti yang baru yang kompatibel antara satu dengan yang lainnya serta kompatibel
mundur (backwards) dengan SPP (Standard Printer Port). Mode kompatibilitas, Nibel
dan Byte menggunakan perangkat keras standar yang tersedia pada kartu port paralel
asli, sedangan mode ECP dan mode EPP membutuhkan perangkat keras tambahan
yang mampu bekerja secara cepat, namun masih kompetibel dengan SPP.
Sebagaimana diketahui, mode kompatibilitas atau “mode centronic”, hanya
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
7
mampu mengirim data searah saja pada kecepatan normal 50 Kbyte per detik namun
dapat lebih dipercepat hingga 150 Kbyte per detik. Untuk dapat menerima data, maka
harus dirubah menjadi mode Nibel atau Byte. Mode Nibel mampu memasukan data
nibel (4 bit). Sedangkan mode Byte menggunakan sifat dwi arah dari port paralel
untuk memasukkan data byte (8 bit).
2.1.2
Diagram Pin Port Paralel
Ada dua macam konektor parallel port, yaitu 36 pin dan 25 pin. Konektor 36
pin dikenal dengan nama Centronics dan konektor 25 pin dikenal dengan DB25.
Centronics lebih dahulu ada dan digunakan dari pada konektor DB-25. DB-25
diperkenalkan oleh IBM (bersamaan dengan DB-9, untuk serial port), yang bertujuan
untuk menghemat tempat. Karena DB-25 lebih praktis, maka untuk koneksitor parallel
port pada komputer sekarang hanya digunakan DB-25.
Di komputer, konektor parallel port yang terpasang adalah DB-25 betina , sehingga
kabel penghubung keluar adalah DB-25 jantan. Susunan atau bentuk DB-25 dapat
dilihat pada gambar dibawah :
Gambar 2.1. Port paralel DB – 25
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
8
Dari 25 pin konektor DB-25 tersebut, hanya 17 pin yang digunakan untuk saluran
pembawa informasi dan yang berfungsi sebagai ground 8 pin. Ketujuh belas saluran
informasi itu terdiri dari tiga bagian, yakni data 8 bit; status 5 bit; dan control 4 bit. Bit
control dan status berfungsi dalam “jabat tangan” dalam proses penulisan data ke
paralel port.
Adapun fungsi dari masing – masing port paralel DB – 25 dapat dilihat pada tabel 2.1
dibawah ini :
Tabel 2.1 daftar pin DB - 25
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
9
2.1.3
Alamat – alamat port paralel
Port paralel umumnya memiliki tiga alamat dasar yang bisa digunakan, alamat
dasar 3BCh pertama kali diperkenalkan sebagai alamat port paralel pada kartu-kartu
vidio lama. Alamat ini kemudian sempat menghilang, pada saat port paralel dicabut
dari kartu-kartu video. Sekarang muncul kembali sebagai pilihan untuk port paralel
yang terpadu dengan motherboard, yang konfigurasinya dapat diubah melalui BIOS.
Alamat (heks)
Keterangan
3BC – 3BF
Dipergunakan untuk port paralel yang terpadu dengan
kartu-kartu video, tidak mendukung alamat-alamat
ECP.
378 – 37F
Biasa digunakan untuk LPT1
278 – 27F
Biasa digunakan untuk LPT2
Tabel 2.2. Alamat-alamat port paralel.
LPT1 biasanya memiliki alamat dasar $378, sedangkan LPT2 adalah $278h. Ini
adalah alamat umum yang biasa dijumpai, namun alamat-alamat dasar ini bisa
berlainan antara satu komputer dengan komputer lainnya.
Saat pertama kali komputer dihidupkan, BIOS (Basic Input/Output System) akan
menentukan jumlah port yang dimiliki kemudian diberi label LPT1, LPT2, dan LPT3.
pertama kali BIOS akan memeriksa alamat $ 3BC, jika ditemukan port paralel pada
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
10
alamat tersebut, maka akan diberi label LPT1, kemudian dicari pada lokasi berikutnya
$ 378, jika ditemukan akan diberi label selanjutnya yang sesuai. Bisa jadi LPT1 jika
tidak ditemukan port paralel di $ 3BC atau mungkin LPT2, jika ditemukan port paralel
dialamat tersebut. Alamat port terakhir yang diperiksa adalah $ 278 dan mengikuti
langkah-langkah yang telah dijelaskan tadi. Sehingga memungkinkan kita memiliki
LPT2 dengan alamat $ 378 bukan $ 278 sebagai mana yang diharapkan.
Apakah yang membuat hal seperti ini menjadi membingungkan adalah, karena
beberapa perusahaan memasang jumper yang membolehkan kita untuk mengatur port
kita ke LPT1, LPT2, dan LPT3. sekarang hampir semua kartu, untuk LPT1
dialamatkan pada $ 378 dan LPT2 pada $ 278 namun beberapa menggunakan $ 3BC
sebagai LPT1, $ 378 sebagai LPT2, dan $ 278 sebagai LPT3.
Label-label LPT1, LPT2 dan LPT3 seharusnya tidak perlu dikhawatirkan bagi
mereka yang hanya menginginkan pengantarmukaan piranti dengan komputer.
Bisanya alamat dasarlah yang digunakan dalam program antarmuka dari label LPT1
dan seterusnya. Namun jika anda tetap ingin tahu alamat LPT1 atau LPT yang lain,
kita dapat menggunakan tabel tengok (lookup tabel) yang disediakan BIOS. Saat
BIOS mengarahkan alamat-alamat pada piranti pencetak, maka BIOS akan
menyimpan alamat pada lokasi khusus dalam memori, sehingga kita dapat
menemukannya.
Untuk mengeluluarkan data di port parallel,digunakan fungsi outport (8 bit ) dan
outportb(16 bit). Perlu diketahui bahwa port control di port paralel menggunakan jenis
open kolektor, dimana jika diukur dengan voltmeter, maka output port control akan
selalu bernilai tinggi (5V). Yang dibutuhkan di sini ialah kecerdikan di dalam
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
11
membuat program.Alamat port paralel umumnya 378H, dengan menggunakan bahasa
Pascal untuk mengeluarkan data ke port paralel berikut contoh kodenya :
Prosedure lampu_hidup_naik;
Begin
I:=1;
repeat
Port[$378]:=I;
I:=I*2;
until I>255;
End;
2.2.1 DIODA.
Dioda
termasuk
komponen
elektronika
yang
terbuat
dari
bahan
semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen
turunan lainnya yang unik.Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat
mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan
semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya
yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir
dari sisi P menuju sisi N.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
12
Gambar 2.2. Simbol dan struktur dioda
Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi
kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan
hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk holehole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektronelektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata
memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N
dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron
mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron.
Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik,
maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 2.3. dioda dengan bias maju
Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan
memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas
tegangan lebih besar dari sisi P.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
13
Gambar 2.4. dioda dengan bias negatif
Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran
hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing
tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin
besar dan menghalangi terjadinya arus.
Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu
arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor.
Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru
bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer).
Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt.
Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.
Gambar 2.5. grafik arus dioda
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
14
Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun
memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi
breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di
lapisan deplesi.
2.2.2 Zener.
Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen
elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur
dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah
doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown
dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown
pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan
volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan
sebagainya.
Gambar 2.6. Simbol Zener
Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju
maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).
2.2.3 LED
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
15
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat
mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda.
Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron
yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan
energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk
mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium,
arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang
berbeda pula.
Gambar 2.7. Simbol LED
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah,
kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa
dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED
selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi
empat, bulat dan lonjong.
2.2.4
Aplikasi Dioda
Dioda banyak diaplikasikan pada rangkaian penyerah arus (rectifier) power
suplai atau konverter AC ke DC. Dipasar banyak ditemukan dioda seperti 1N4001,
1N4007 dan lain-lain. Masing-masing tipe berbeda tergantung dari arus maksimum
dan juga tegangan breakdwon-nya. Zener banyak digunakan untuk aplikasi regulator
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
16
tegangan (voltage regulator). Zener yang ada dipasaran tentu saja banyak jenisnya
tergantung dari tegangan breakdwon-nya. Di dalam datasheet biasanya spesifikasi ini
disebut Vz (zener voltage) lengkap dengan toleransinya, dan juga kemampuan disipasi
daya.
Gambar 2.8. LED array
LED SERING DIPAKAI SEBAGAI INDIKATOR YANG
MASING-MASING WARNA
BISA MEMILIKI ARTI YANG BERBEDA. MENYALA, PADAM DAN BERKEDIP JUGA BISA
BERARTI LAIN. LED DALAM BENTUK SUSUNAN (ARRAY) BISA MENJADI DISPLAY YANG
BESAR. DIKENAL JUGA LED DALAM BENTUK 7 SEGMENT ATAU ADA JUGA YANG 14
SEGMENT. BIASANYA DIGUNAKAN UNTUK MENAMPILKAN ANGKA NUMERIK DAN
ALPHABET.
2.3
Transistor Bipolar
Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan (junction). Sambungan itu
membentuk transistor PNP maupun NPN. Ujung-ujung terminalnya berturut-turut
disebut emitor, base dan kolektor. Base selalu berada di tengah, di antara emitor dan
kolektor. Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya
tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif mengisi kekurangan elektron
(hole) di kutup positif. bi = 2 dan polar = kutup. Adalah William Schockley pada
tahun 1951 yang pertama kali menemukan transistor bipolar.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
17
Gambar 2.9. Transistor npn dan pnp
Akan dijelaskan kemudian, transistor adalah komponen yang bekerja sebagai
sakelar (switch on/off) dan juga sebagai penguat (amplifier). Transistor bipolar adalah
inovasi yang mengantikan transistor tabung (vacum tube). Selain dimensi transistor
bipolar yang relatif lebih kecil, disipasi dayanya juga lebih kecil sehingga dapat
bekerja pada suhu yang lebih dingin. Dalam beberapa aplikasi, transistor tabung masih
digunakan terutama pada aplikasi audio, untuk mendapatkan kualitas suara yang baik,
namun konsumsi dayanya sangat besar. Sebab untuk dapat melepaskan elektron,
teknik yang digunakan adalah pemanasan filamen seperti pada lampu pijar.
2.3.1 Bias DC
Transistor bipolar memiliki 2 junction yang dapat disamakan dengan
penggabungan 2 buah dioda. Emiter-Base adalah satu junction dan Base-Kolektor
junction lainnya. Seperti pada dioda, arus hanya akan mengalir hanya jika diberi bias
positif, yaitu hanya jika tegangan pada material P lebih positif daripada material N
(forward bias). Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini, junction base-emiter
diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias negatif (reverse bias).
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
18
Gambar 2.10. arus elektron transistor npn
Karena base-emiter mendapat bias positif maka seperti pada dioda, elektron
mengalir dari emiter menuju base. Kolektor pada rangkaian ini lebih positif sebab
mendapat tegangan positif. Karena kolektor ini lebih positif, aliran elektron bergerak
menuju kutup ini. Misalnya tidak ada kolektor, aliran elektron seluruhnya akan
menuju base seperti pada dioda. Tetapi karena lebar base yang sangat tipis, hanya
sebagian elektron yang dapat bergabung dengan hole yang ada pada base. Sebagian
besar akan menembus lapisan base menuju kolektor. Inilah alasannya mengapa jika
dua dioda digabungkan tidak dapat menjadi sebuah transistor, karena persyaratannya
adalah lebar base harus sangat tipis sehingga dapat diterjang oleh elektron.
Jika misalnya tegangan base-emitor dibalik (reverse bias), maka tidak akan
terjadi aliran elektron dari emitor menuju kolektor. Jika pelan-pelan 'keran' base diberi
bias maju (forward bias), elektron mengalir menuju kolektor dan besarnya sebanding
dengan besar arus bias base yang diberikan. Dengan kata lain, arus base mengatur
banyaknya elektron yang mengalir dari emiter menuju kolektor. Ini yang dinamakan
efek penguatan transistor, karena arus base yang kecil menghasilkan arus emitercolector yang lebih besar. Istilah amplifier (penguatan) menjadi salah kaprah, karena
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
19
dengan penjelasan di atas sebenarnya yang terjadi bukan penguatan, melainkan arus
yang lebih kecil mengontrol aliran arus yang lebih besar. Juga dapat dijelaskan bahwa
base mengatur membuka dan menutup aliran arus emiter-kolektor (switch on/off).
Pada transistor PNP, fenomena yang sama dapat dijelaskan dengan
memberikan bias seperti pada gambar berikut. Dalam hal ini yang disebut perpindahan
arus adalah arus hole.
Gambar 2.11. arus hole transistor pnp
2.3.2
Transistor Sebagai Saklar
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching)
dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off)
yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal
sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini
menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
20
kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor
sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.16
Vcc
Vcc
IC
RB
VB
VCE
IB
R
Saklar On
VBE
Gambar 2.12. Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan
untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :
I max =
Vcc
……………………………………………..…………….(2.1)
Rc
hfe . I B =
IB =
Vcc
………………………………………….…………….(2.2)
Rc
Vcc
………………………………………………………….(2.3)
hfe . Rc
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :
IB =
VB − VBE
……………………………………………………….(2.4)
RB
VB = IB . RB + VBE…………………………………………………..(2.5)
VB =
Vcc . R B
+ VBE …………………………………………………(2.6)
hfe . Rc
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
21
Jika tegangan VB telah mencapai VB =
Vcc . R B
+ VBE , maka transistor akan saturasi,
hfe . Rc
dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar 2.17 dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah
harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada
lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus
kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.17
dikenal sebagai daerah saturasi.
IC
Penjenuhan (saturation)
Vcc
Rc
IB > IB (sat)
IB = IB (sat)
IB
Titik sumbat (cutt off)
IB = 0
VCE
Gambar 2.13. Karakteristik daerah saturasi pada transistor
Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).
Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc).
Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus
bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar,
transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
22
Vcc
Vcc
IC
RB
VB
R
Saklar Off
VCE
IB
VBE
Gambar 2.14.Transistor Sebagai Saklar OFF
Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB)
sama dengan
tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :
IB =
IC
………………………………………………………………(2.6)
hfe
IC = IB . hfe ….………………………………………………………(2.7)
IC = 0 . hfe ………..…………………………………………………(2.8)
IC = 0 ………………………………………………………………..(2.9)
Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :
2.4
Vcc
= Vc + VCE …………..…………………………………………(2.10)
VCE
= Vcc – (Ic . Rc) …..……………………………………………(2.11)
VCE
= Vcc …..………………………………………………………(2.12)
Resistor
Sebuah resistor sering disebut werstan, tahanan atau penghambat, adalah suatu
komponen elektronik yang dapat menghambat gerak lajunya arus listrik
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
23
Gambar 2.19. Simbol resistor (AS dan Jepang)
GAMBAR 2.20.SIMBOL RESISTOR (EROPA, IEC)
.Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah
Ohm, yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa
Jerman. Tahanan bagian dalam ini dinamai konduktansi. Satuan konduktansi ditulis
dengan kebalikan dari Ohm yaitu mho.
Gambar 2.21. Resistor
GAMBAR
HAMBATAN
DIATAS ADALAH GAMBAR
BESERTA
GELANG
RESISTOR
WARNANYA.
BERIKUT TABEL DAN BESAR
KEMAMPUAN
RESISTOR
MENGHAMBAT DISEBUT JUGA RESISTENSI ATAU HAMBATAN LISTRIK.
DIEKSPRESIKAN DALAM SATUAN
HAMBATAN
SEBESAR
OHM. SUATU
UNTUK
BESARNYA
RESISTOR DIKATAKAN MEMILIKI
1 OHM APABILA RESISTOR TERSEBUT MENJEMBATANI BEDA TEGANGAN
1 VOLT
ADALAH SEBESAR
DAN ARUS LISTRIK YANG TIMBUL AKIBAT TEGANGAN TERSEBUT
1
AMPERE, ATAU SAMA DENGAN SEBANYAK
6.241506 × 1018
ELEKTRON PER DETIK MENGALIR MENGHADAP ARAH YANG BERLAWANAN DARI
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
24
ARUS. HUBUNGAN ANTARA HAMBATAN, TEGANGAN, DAN ARUS, DAPAT DISIMPULKAN
MELALUI HUKUM BERIKUT INI, YANG TERKENAL SEBAGAI HUKUM OHM:
..................................................................... (2.13)
Di mana V adalah beda potensial antara kedua ujung benda penghambat, I
adalah besar arus yang melalui benda penghambat, dan R adalah besarnya hambatan
benda penghambat tersebut.
2.4.1
Jenis-jenis Resistor
Berdasarkan kegunaannya resistor dapat dibedakan atas berbagai jenis. Adapun jenisjenis resistor tersebut adalah sebagai berikut:
1. RESISTOR BIASA (TETAP NILAINYA), IALAH SEBUAH RESISTOR PENGHAMBAT
GERAK ARUS, YANG NILAINYA TIDAK DAPAT BERUBAH, JADI SELALU TETAP
(KONSTAN). RESISTOR INI BIASANYA DIBUAT DARI NIKELIN ATAU KARBON.
2. RESISTOR BERUBAH (VARIABLE),
IALAH SEBUAH RESISTOR YANG NILAINYA
DAPAT BERUBAH-UBAH DENGAN JALAN MENGGESER ATAU MEMUTAR TOGGLE
PADA ALAT TERSEBUT.
SEHINGGA
NILAI RESISTOR DAPAT KITA TETAPKAN
SESUAI DENGAN KEBUTUHAN.
BERDASARKAN
DUA,
RHEOSTAT
POTENSIOMETER,
POTENSIOMETER)
JENIS INI KITA BAGI MENJADI
DAN
TRIMPOT
(TRIMMER
YANG BIASANYA MENEMPEL PADA PAPAN RANGKAIAN
(PRINTED CIRCUIT BOARD, PCB).
3. RESISTOR NTC
IALAH
DAN
RESISTOR
PTS, NTC (NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT),
YANG NILAINYA AKAN BERTAMBAH KECIL BILA TERKENA
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
25
SUHU PANAS.
IALAH
SEDANGKAN PTS (POSITIFE TEMPERATURE COEFFICIENT),
RESISTOR
YANG
NILAINYA
AKAN
BERTAMBAH
BESAR
BILA
TEMPERATURNYA MENJADI DINGIN.
4. LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR), IALAH JENIS RESISTOR YANG BERUBAH
HAMBATANNYA KARENA PENGARUH CAHAYA.
BILA
CAHAYA GELAP NILAI
TAHANANNYA SEMAKIN BESAR, SEDANGKAN CAHAYANYA TERANG NILAINYA
MENJADI SEMAKIN KECIL.
2.4.2
Gelang Warna pada Resistor
Pada Resistor biasanya memiliki 4 gelang warna, gelang pertama dan kedua
menunjukkan angka, gelang ketiga adalah faktor kelipatan, sedangkan gelang ke
empat menunjukkan toleransi hambatan.
Tabel 2.8 dibawah menunjukan gelang warna dimulai dari warna Hitam,
Coklat, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Ungu (violet), Abu-abu dan Putih.
Sedangkan untuk gelang toleransi hambatan adalah: Coklat 1%, Merah 2%, Hijau
0,5%, Biru 0,25%, Ungu 0,1%, Emas 5% dan Perak 10%. Kebanyakan gelang
toleransi yang dipakai oleh umum adalah warna Emas, Perak dan Coklat.
Tabel 2.8. Gelang warna pada resistor.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
26
Gelang
Gelang
Gelang Ketiga
Gelang ke Empat
Temp.
Pertama
Kedua
(multiplier)
(toleransi)
Koefisien
Warna
Hitam 0
0
×100
Coklat 1
1
×101
±1% (F)
100 ppm
Merah 2
2
×102
±2% (G)
50 ppm
Jingga 3
3
×103
15 ppm
Kuning 4
4
×104
25 ppm
Hijau
5
5
×105
±0.5% (D)
Biru
6
6
×106
±0.25% (C)
Ungu
7
7
×107
±0.1% (B)
8
8
×108
±0.05% (A)
9
9
×109
Abuabu
Putih
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
27
Emas
×0.1
±5% (J)
Perak
×0.01
±10% (K)
Polos
2.5
±20% (M)
Relay
Relay adalah suatu rangkaian switch magnetik yang bekerja bila mendapat
catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang
harus dipenuhi output rangkaian pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan
pada rangkaian adalah arus DC.
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat (coil) yang dililitkan
pada inti besi lunak. Jika lilitan kawat mendapatkan aliran arus, inti besi lunak kontak
menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami
gaya listrik magnet sehingga berpidah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub
asalnya. Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan
relay akan kembali keposisi semula yaitu normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak
ada lagi arus yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay
yang digunakan. Dan pemakaian jenis relay tergantung pada kadaan yang diinginkan
dalam suatu rangkaian.
Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi :
a. Normaly Open (NO), saklar akan tertutup bila dialiri arus.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
28
b. Normaly Close (OFF), saklar akan terbuka bila dialiri arus.
c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang nomalnya tertutup
yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A,
sebaliknya bila kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B.
Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat basis
transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat
menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay
terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari
tegangan induksi berlebih, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.
Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus
tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus
yang mengalir pada gulungan kawat.
Bentuk relay yang digunakan dengan rangkaian driver dapat dilihat pada
gambar2.22.
Vcc
Dioda
VB
a. Simbol
Tr
b. Relay dengan rangkaian driver
Gambar 2.22. Simbol Relay dan Rangkaian Driver
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
29
2.6 OPTOCOUPLER.
KOMPONEN
INI SEBENARNYA TERMASUK KELUARGA
SWITCH ON/OFF. NAMUN,
KARENA DIGUNAKAN SECARA KHUSUS DENGAN MEMANFAATKAN TRANSMISI CAHAYA,
BAIK CAHAYA
PEMICU
“PUTIH” (VISIBLE
ON/OFF-NYA
MAKA
LIGHT) MAUPUN CAHAYA INFRA MERAH SEBAGAI
OPTOCOUPLER
DIMASUKAN DALAM KELOMPOK SWITCH
YANG KHUSUS.
OPTOCOUPLER
DIARTIKAN SEBAGAI
OPTO (OPTIC)
DAN
COUPLER. JADI
IA
ADALAH SUATU KOMPONEN PENGHUBUNG (COUPLING) YANG BEKERJA BERDASARKAN
“PICU”
CAHAYA/OPTIK.
OPTOCOUPLER
TRANSMITER DAN BAGIAN RECEIVER.
TERDIRI
DARI
BAGIAN,
YAITU
BAGIAN
TRANSMITER BIASANYA DIBANGUN DARI SEBUAH
LED (LIGHT EMITING DIODE) INFRA MERAH, UNTUK MEMPEROLEH KETAHANAN YANG
LEBIH BAIK TERHADAP CAHAYA TAMPAK DARIPADA BILA MENGGUNAKAN
RECEIVER
LED BIASA.
DIBANGUN DENGAN DASAR KOMPONEN PHOTOTRANSISTOR, YANG AKAN
MEMPEROLEH BIAS MAJU/ON BILA MENDAPAT CAHAYA
(INFRA
MERAH) DARI
LED
TRANSMITER.
DITINJAU
DARI PENGGUNAANNYA, FISIK
BERMACAM-MACAM.
OPTOCOUPLER
DAPAT BERBENTUK
BILA HANYA DIGUNAKAN UNTUK MENGISOLASI LEVEL TEGANGAN
ATAU DATA ANTARA SISI KIRI TRANSMITER DAN SISI KANAN RECEIVER MAKA
OPTOCOUPLER
INI BIASANYA DIBUAT DALAM BENTUK YANG
RUANG ANTARA
LED
“SOLID”
TANPA ADA
TRANSMITER DAN PHOTOTRANSISTOR RECEIVER. JADI CAHAYA
YANG LEWAT TIDAK DAPAT DIHALANGI.
NAMUN,
BILA KEGUNAANNYA JUSTRU UNTUK
MENDETEKSI ADANYA PENGHALANG ANTARA TRANSMITER DAN RECEIVER MAKA
DIBAGIAN TENGAH (ANTARA
PENGHALANG TERSEBUT.
LED
DAN PHOTOTRANSISTOR) DIBERI RUANG UJI UNTUK
CONTOH APLIKASINYA ANTARA LAIN OPTOCOUPLER DENGAN
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
30
PIRINGAN
ROTARI ENCODER
UNTUK DETEKSI KECEPATAN PUTARAN MOTOR, SISTEM
DETEKSI “LUBANG PENANDA” DISKET PADA DISK DRIVE KOMPUTER, (OPTO) LIMIT PADA
PRINTER, DAN LAIN-LAIN.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
55
BAB 3
PERANCANGAN ALAT
3.1 Blok Diagram Rangkaian.
P
E
R
S
O
N
A
L
C
O
U
M
P
U
T
E
R
Relay
OPTOCOU
PLER
Peralatan
Elektronik(lampu
pijar)
PSA
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian.
Dari diagram blok diatas, Personal Computer (PC) adalah pusat kendali dari seluruh
sistem, dimana komputer dihubungkan dengan rangkaian driver, dimana input dari
driver ini dihubungkan ke port paralel yang ada di komputer. Adapun pin-pin yang
digunakan dari port paralel ini adalah pin data yaitu pin 2 sampai pin 9 (D0 sampai
D7).
Untuk dapat mengendalikan driver, diperlukan port paralel yang dapat
digunakan sebagai pengendali driver tersebut. Port ini dapat dikendalikan dengan
menggunakan berbagai macam softwer, diantaranya adalah pascal, C++, Visual Basic
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
56
dan lain-lain. Alamat port yang digunakan adalah LPT1(378) atau LPT2(379), namun
yang umum digunakan dalam Tugas akhir ini adalah turbo pascal dengan alamat LPT1
(378).
3.2 Rangkaian Driver
Rangkaian ini berfungsi sebagai pengerak (drive). Dimana driver ini akan aktif
apabila salah satu bit mendapat tegangan masukan sebesar + 5 V. Input sebesar 5 V ini
dapat mengendalikan IC Optocoupler guna mengkopling tegangan VCC ke rangkian
saklar otomatis yang terdapat pada
rangkaian driver ini yang dibangun dengan
menggunakan transistor 2N2222 ataupun transistor BC 148. Rangkaian driver inilah
yang akan menggerakkan rangkaian relay .
3.3 Rangkaian Relay
Rangkaian relay pada alat ini berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan
peralatan elektronik dengan tegangan AC 220 V. Gambar rangkaian relay
ini
ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini:
VCC
LAMPU PIJAR
5V
Relay
Dioda
K
AC 220V
Driver
BC148
470
4.7k
Gambar 3.2 Rangkaian relay
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
57
Output dari relay yang satu dihubungkan peralatan elektronik dan yang lainnya
dihubungkan tegangan AC 220 V. Hubungan yang digunakan adalah normally open.
Prinsip kerja rangkaian ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai
saklar elektronik. Tegangan atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari rangkaian
driver. Pada saat rangkaian driver mendapat masukan tegangan sebesar 5 volt dari
salah satu bit pada port atau salah bit pada port berlogika tinggi (high), maka
optocoupler akan mengkopling tegangan ke basis transistor, sehingga transistor
mendapat tegangan bias dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias ini maka
transistor akan aktip (saturation), sehingga adanya arus yang mengalir ke kumparan
relay. Hal ini akan menyebabkan sakar pada relay menjadi tertutup, sehingga
peralatan elektronik akan terhubung dengan tegangan AC 220 V. Begitu juga
sebaliknya pada saat logika pada salah satu bit pada port paralel adalah rendah (low)
maka relay tidak dialiri arus. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay terbuka,
sehingga hubungan antara peralatan elektronik dengan tegangan AC 220 V akan
terputus.
3.4 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt,
keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian,
sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mengaktipkan relay. Rangkaian power
supplay ditunjukkan pada gambar 3.3 berilut ini :
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
58
TIP32C
LM7805CT
12 Volt
Vreg
IN
OUT
5 Volt
100ohm
220V 50Hz 0Deg
330ohm
1N5392GP
2200uF
1N5392GP
1uF
100uF
TS_PQ4_12
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Trafo CT
merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan
tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan
disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan
diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan
agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan
masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP
TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada
rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT)
tidak akan panas ketika
rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari
keluaran 2 buah dioda penyearah.
3.5 Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Untuk dapat mengendalikan peralatan perlu dirancang perangkat lunak yang dapat
mengontrol port paralel yang ada pada komputer. Karena dari pengontrolan port inilah
keseluruhan dari rangkaian dapat dikendalikan.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
59
Diagram alir programnya adalah sebagai berikut :
Start
Periksa karakter penekanan
Ya
If C = 1
Ya
Ya
Ya
Ya
Ya
Ya
Ya
If C = S
If f = 1
If g = 1
If h = 1
If i = 1
Ya
Lampu 4 Hidup
Lampu 4 Mati
Ya
Lampu 5 Hidup
Lampu 5 Mati
Ya
Lampu 6 Hidup
Lampu 6 Mati
Ya
Lampu 7 Hidup
Lampu 7 Mati
Ya
Tidak
Tidak
Tidak
Ya
Tidak
Tidak
If C = 8
If e = 1
Lampu 3 Hidup
Lampu 3 Mati
Tidak
Tidak
If C = 7
Ya
Tidak
Tidak
If C = 6
If d = 1
Lampu 2 Hidup
Lampu 2 Mati
Tidak
Tidak
If C = 5
Ya
Tidak
Tidak
If C = 4
If b = 1
Lampu 1 Hidup
Lampu 1 Mati
Tidak
Tidak
If C = 3
Ya
Tidak
Tidak
If C = 2
If a = 1
Lampu 8 Hidup
Lampu 8 Mati
Selesai
Gambar 3.4 Diagram Alir Program
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
60
Adapun program selengkapnya adalah sebagai berikut dibawah ini:
program penekanan;
uses wincrt;
var a,b,d,e,f,g,h,i,p,n:integer;
C: char;
z: Char;
Label 1.2,3,4,5,6,7,8,9,10;
begin
clrscr;
writeln ('[1] Tombol untuk ON/OFF lampu 1');
writeln ('[2] Tombol untuk ON/OFF lampu 2');
writeln ('[3] Tombol untuk ON/OFF lampu 3');
writeln ('[4] Tombol untuk ON/OFF lampu 4');
writeln ('[5] Tombol untuk ON/OFF lampu 5');
writeln ('[6] Tombol untuk ON/OFF lampu 6');
writeln ('[7] Tombol untuk ON/OFF lampu 7');
writeln ('[8] Tombol untuk ON/OFF lampu 8');
writeln ('[S] Keluar');
writeln ('===============================');
gotoxy (1,11);
writeln ('Lampu 1: Mati ');
gotoxy (1,12);
writeln ('Lampu 2: Mati ');
gotoxy (1,13);
writeln ('Lampu 3: Mati ');
gotoxy (1,14);
writeln ('Lampu 4: Mati ');
gotoxy (20,11);
writeln ('Lampu 5: Mati ');
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
61
gotoxy (20,12);
writeln ('Lampu 6: Mati ');
gotoxy (20,13);
writeln ('Lampu 7: Mati ');
gotoxy (20,14);
writeln ('Lampu 8: Mati ');
1: repeat
C:= readkey;
if C='1' then
begin
if a= 0 then goto 2
else
gotoxy (10,11);
writeln ('Mati ');
a:=0;
n:= n-1;
port[$378]:=n;
end;
if C='2' then
begin
if b= 0 then goto 3
else
gotoxy (10,12);
writeln ('Mati ');
b:=0;
n:= n-2;
port[$378]:=n;
end;
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
62
if C='3' then
begin
if d= 0 then goto 4
else
gotoxy (10,13);
writeln ('Mati ');
d:=0;
n:= n-4;
port[$378]:=n;
end;
if C='4' then
begin
if e= 0 then goto 5
else
gotoxy (10,14);
writeln ('Mati ');
e:=0;
n:= n-8;
port[$378]:=n;
end;
if C='5' then
begin
if f= 0 then goto 6
else
gotoxy (29,11);
writeln ('Mati ');
f:=0;
n:= n-16;
port[$378]:=n;
end;
if C='6' then
begin
if g= 0 then goto 7
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
63
else
gotoxy (29,12);
writeln ('Mati ');
g:=0;
n:= n-32;
port[$378]:=n;
end;
if C='7' then
begin
if h= 0 then goto 8
else
gotoxy (29,13);
writeln ('Mati ');
h:=0;
n:= n-64;
port[$378]:=n;
end;
if C='8' then
begin
if i= 0 then goto 9
else
gotoxy (29,14);
writeln ('Mati ');
i:=0;
n:= n-128;
port[$378]:=n;
end;
until C='s' ;
goto 10;
2:begin
gotoxy (10,11);
writeln ('Hidup ');
a:=1;
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
64
n:=n+1;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
3:begin
gotoxy (10,12);
writeln ('Hidup ');
b:=1;
n:=n+2;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
4:begin
gotoxy (10,13);
writeln ('Hidup ');
d:=1;
n:=n+4;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
5:begin
gotoxy (10,14);
writeln ('Hidup ');
e:=1;
n:=n+8;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
6:begin
gotoxy (29,11);
writeln ('Hidup ');
f:=1;
n:=n+16;
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
65
port[$378]:=n;
goto 1
end;
7:begin
gotoxy (29,12);
writeln ('Hidup ');
g:=1;
n:=n+32;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
8:begin
gotoxy (29,13);
writeln ('Hidup ');
h:=1;
n:=n+64;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
9:begin
gotoxy (29,14);
writeln ('Hidup ');
i:=1;
n:=n+128;
port[$378]:=n;
goto 1
end;
10:begin
clrscr ;
gotoxy (5,10);
writeln ('Keluar');
gotoxy (6,11);
writeln ('Keluar');
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
66
gotoxy (7,12);
writeln ('Keluar');
gotoxy (8,13);
writeln ('Keluar');
readln (p);
port[$378]:=0;
end;
end.
Pada saat program dijalankan, program akan memeriksa karakter dari
penekanan tombol. Apabila kita menekan salah satu tombol (1-8 dan Tombol S)
program akan memeriksa data yang disimpan pada salah satu variabel untuk melihat
apakah itu penekanan tombol pertama atau kedua. Adapun prinsip kerja dari program
untuk setiap penekanan masing-masing tombol adalah sebagai berikut
Jika tombol satu (1) ditekan program akan mengaktifkan bit 2 pada port paralel
atau bit 2 berlogika high (1). Jika tombol satu kembali ditekan program akan
menonaktifkan bit 2 pada port paralel atau bit 2 berlogika low (0), jika tombol 1
kembali ditekan bit 2 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol dua (2) ditekan program akan mengaktifkan bit 3 pada port paralel
atau bit 3 berlogika high (1). Jika tombol dua kembali ditekan program akan
menonaktifkan bit 3 pada port paralel atau bit 3 berlogika low (0), jika tombol 2
kembali ditekan bit 3 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol tiga (3) ditekan program akan mengaktifkan bit 4 pada port paralel
atau bit 4 berlogika high (1). Jika tombol empat kembali ditekan program akan
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
67
menonaktifkan bit 4 pada port paralel atau bit 4 berlogika low (0), jika tombol 4
kembali ditekan bit 4 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol empat (4) ditekan program akan mengaktifkan bit 5 pada port
paralel atau bit 5 berlogika high (1). Jika tombol empat kembali ditekan program
akan menonaktifkan bit 5 pada port paralel atau bit 5 berlogika low (0), jika tombol 4
kembali ditekan bit 5 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol lima (5) ditekan program akan mengaktifkan bit 6 pada port
paralel atau bit 6 berlogika high (1). Jika tombol lima kembali ditekan program akan
menonaktifkan bit 6 pada port paralel atau bit 6 berlogika low (0), jika tombol 5
kembali ditekan bit 6 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol enam (6) ditekan program akan mengaktifkan bit 7 pada port
paralel atau bit 7 berlogika high (1). Jika tombol enam kembali ditekan program akan
menonaktifkan bit 7 pada port paralel atau bit 7 berlogika low (0), jika tombol 1
kembali ditekan bit 7 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol tujuh (7) ditekan program akan mengaktifkan bit 8 pada port
paralel atau bit 8 berlogika high (1). Jika tombol tujuh kembali ditekan program akan
menonaktifkan bit 8 pada port paralel atau bit 8 berlogika low (0), jika tombol 7
kembali ditekan bit 8 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya.
Jika tombol delapan (8) ditekan program akan mengaktifkan bit 9 pada port
paralel atau bit 2 berlogika high (1). Jika tombol delapan kembali ditekan program
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
68
akan menonaktifkan bit 9 pada port paralel atau bit 9 berlogika low (0), jika tombol 8
kembali ditekan bit 9 akan berlogika high (1) kembali begitu seterusnya. Dan apabila
tombol yang ditekan adalah (S) maka program akan diakhiri dan sekaligus
menonaktifkan seluruh bit pada port paralel.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
69
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN
Setelah perangkat proyek akhir terbentuk, langkah selanjutnya yang perlu
dilakukan adalah pengujian dan pengukuran rangkaian, karena dengan pengujian dan
pengukuran, suatu desain dapat diperiksa sehingga kesalahan suatu sistem dapat
diketahui, serta
untuk mengetahui kemampuan perangkat dalam melaksanakan
fungsinya tanpa kegagalan.
4.1 Pengujian Rangkaian.
Pengujian rangkaian dapat dilakukan dengan cara menggunakan PC ataupun
dengan cara memberi tegangan langsung sebesar +5 V pada masing-masing bit
masukan yang nantinya akan dihubungkan dengan port paralale. Pada pengujian
rangkain yang dilakukan dengan menggunakan komputer, komputer tersebut harus
dilengkapi dengan port paralel, setelah itu periksa apakah port paralel tersebut aktif
atau tidak. Pemeriksaan ini dapat dilakukan dengan cara masuk ke SETUP BIOS
pada komputer tersebut.
4.1.1
Pengujian Rangkaian Menggunakan Tegangan Sebesar +5 Volt.
Pengujian rangkaian dengan cara ini sangatlah mudah, karena kita hanya perlu
melakukan pemberian tegangan masukan sebesar +5 Volt pada masing-masing bit
masukan. Untuk menganalisa apakah rangkaian aktif atau tidak kita dapat
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
70
menggunakan lampu LED sebagai indikator-nya. Disini untuk memudahkan kita
untuk menganalisa rangkaian, sebaiknya kita melakukan (memberikan) tegangan
tersebut secara bit per bit, sehingga akan lebih teliti dan memudahkan kita untuk
menganalisa rangkaian pada bit mana yang tidak bekerja.
4.1.2
Pengujian Rangkaian Menggunakan Komputer.
Pengujian rangkaian dengan cara ini memerlukan komputer yang dilengkapi
dengan port paralel (DB 25) serta softwer yang dapat mengontrol port paralel tersebut.
Softwer-softwer yang bisa digunakan untuk mengendalikan port paralel tersebut
antaralain Visual Basic, C/C++, Visual C, Pascal, dan lain sebagainya. Namun dalam
tugas akhir ini kita menggunakan program pascal.
4.1.2.1 Pascal (bahasa pemrograman)
Pascal adalah bahasa pemrograman yang pertama kali di buat oleh Profesor
Niklaus Wirth, seorang anggota International Federation of Information Processing
(IFIP) pada tahun 1971. Profesor Niklaus Wirth membuat Pascal sebagai bantuan
untuk mengajarkan konsep pemrograman kepda mahasiswanya. Selain itu, Profesor
Niklaus Wirth membuat Pascal juga untuk melengkapi kekurangan-kekurangan
bahasa pemrograman yang ada pada saat itu.
Adapun kelebihan dari bahasa pemrograman Pascal adalah:
•
Tipe Data Standar, tipe-tipe data standar yang telah tersedia bahasa
pemrograman. Pascal memiliki tipe data standar boolean, integer, real, char,
string,
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
71
•
User defined Data Types, programmer dapat membuat tipe data lain yang
diturunkan dari tipe data standar.
•
Strongly-typed, programmer harus menentukan tipe data dari suatu variabel,
dan variabel tersebut tidak dapat dipergunakan untuk menyimpan tipe data
selain dari format yang ditentukan.
•
Terstruktur, memiliki sintaks yang memungkinkan penulisan program
dipecah menjadi fungsi-fungsi kecil (procedure dan function) yang dapat
dipergunakan berulang-ulang.
•
Sederhana dan Ekspresif, memiliki struktur yang sederhana dan sangat
mendekati bahasa manusia (bahasa Inggris) sehingga mudah dipelajari dan
dipahami.
Bahasa PASCAL juga merupakan bahasa yang digunakan sebagai standar bahasa
pemrograman bagi tim nasional Olimpiade Komputer Indonesia (TOKI). Selain itu
masih digunakan di IOI (International Olympiad in Informatics).
Adapun langkah-langkah yang dilakukan untuk melakukan pengujian rangkaian
menggunakan program pascal adalah sebagai berikut:
1. Hubungkan rangkaian dengan port paralel pada komputer
2. Hubungkan rangkaian dengan power supply.
3. Aktifkan (compile) program yang akan digunakan untuk mengaktifkan atau
menon-aktifkan port.
4. Aktifkan masing-masing bit dengan menekan tombol yang mewakili masingmasing bit tersebut pada komputer.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
72
5. Ukur tegangan keluaran dari bit pada port paralel, periksa apakah relay aktif
atau tidak, begitu seterusnya untuk masing-masing bit.
6. Apabila ada rangkaian yang tidak bekerja, namun port telah aktif, perlu
dilakukan penganalisaan terhadap komponen-komponen aktif yang terdapat
dalam rangkaian seperti dioda dan transistor.
4.2 Menganalisa Komponen Aktif Yang Terdapat Pada Rangkaian
Apabila perangkat pada proyek akhir tidak bekerja sebagaimana mestinya, maka
perlu dilakukan pemeriksaan terhadap komponen-komponen aktif, apakah komponenkomponen tersebut masih dapat bekerja atau tidak, komponen-komponen aktif ini
lebih sensitif dibanding komponen-komponen lain seperti resistor.
4.2.1
Pengujian Komponen Dioda.
Komponen dioda merupakan salah satu komponen aktif yang sensitif, baik
terhadap temperatur, tegangan maupun arus. Komponen ini dapat mengalami
kerusakan ketika pada saat penyolderan temperatur yang diterima komponen ini
terlalu tinggi, begitu juga halnya dalam pemberian tegangan maupun arus, harus
sesuai dengan kemampuan penerimaan tegangan maupun arus maksimumnya.
Adapun langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk menganalisa komponen
dioda adalah sebagai berikut:
1. Lepas komponen dioda dari rangkaian yang tidak bekerja.
2. Lakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter.
3. Letakkan saklar jangka alat ukur ohm pada posisi Rx 100.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
73
4. Nolkan alat ukur.
5. Tempelkan kawat positif (merah) pada katoda dan kawat hitam (negatif) pada
anoda.
Dengan demikian katoda diberi potensial negatif dari baterai dan anoda diberi
potensial positif. Apabila jarum penunjuk sekala bergerak, maka dioda dalam
keadaan baik, tetapi apabila jarum penunjuk tidak bergerak dioda telah putus.
6. Sekarang langkah ke-5 diulangi hanya saja sekarang kawat posistif (merah)
ditempelkan pada anoda dan kawat negatif (hitam) ditempelkan pada katoda.
Dengan demikian katoda diberi potensial negatif sedangkan anoda diberi
tegangan positif dari baterai. Apabila jarum penunjuk tidak bergerak maka
dioda dalam keadaan baik, namun bila jarum penunjuk bergerak maka dioda
dinyatakan dalam keadaan rusak (bocor).
Selain dengan multimeter, dioda juga dapat dianalisa dengan menggunakan
Osiloscop, dalam pengujian menggunakan osiloscop komponen dapat dianalisa
langsung tanpa harus melepas dari rangkaian, namun disini kita hanya membahas
penganalisaan dioda dengan menggunakan multimeter.
4.2.2
Pengujian Komponen Transistor.
Sama halnya dengan komponen dioda, komponen transistot ini juga
merupakan salah satu komponen aktif yang digunakan dalam rangkaian. Komponen
ini juga peka terhadap suhu dan tegangan. Dalam pemasangan komponen ini juga
harus diperhatikan tata letak kaki dari transistor, karena apabila pemasangan tata letak
dari kaki komponen ini terbalik, maka komponen ini tidak akan dapat bekerja dan juga
dapat mengalami kerusakan.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
74
Adapun langkah langkah yang dapat dilakukan dalam pengujian komponen
transistor dengan menggunakan multimeter adalah sebagai berikut :
1. Lepas komponen yang dicurigai mengalami kerusakan.
2. Letakkan saklar jangka alat ukur ohm pada posisi Rx 100.
3. Nolkan alat ukur.
4. Tempelkan kawat positif (merah) pada basis dan kawat hitam (negatif) pada
emitor, sehingga basis diberi tegangan negatif dan emitor diberi tegagangan
positif dari baterai, apabila jarum penunjuk bergerak, maka transistor
dinyatakan dalam keadaan baik, namun jika jarum tidak bergerak, maka
transistor dinyatakan rusak.
Posisikan kabel positif (merah) pada emitor dan kawat negatif (hitam) pada
basis, apabila jarum penunjuk tidak bergerak, maka transistor dinyatakan
dalam keadaan baik, namun jika juarum penunjuk bergerak transistor
dinyatakan rusak.
5. Tempelkan kabel positif (merah) pada basis dan kabel negatif (hitam) pada
kaki kolektor, sehingga kaki basis diberi tegangan negatif dan kaki kolektor
diberi tegangan positif dari baterai. Jika jarum penunjuk bergerak, transistor
dinyatakan dalam keadaan baik, namun jika jarum penunjuk tidak bergerak,
maka transistor dinyatakan rusak.
6. Posisikan kabel positif (merah) pada kaki kolektor dan kabel negatif (hitam)
pada kaki basis sehingga kaki kolektor mendapat tegangan positif dan kaki
basis mendapat tegangan negatif. Jika jarum penunjuk tidak bergerak, maka
transistor dinyatakan dalam keadaan baik, namun jika jarum penunjuk tidak
bergerak, maka transistor dinyatakan dalam keadaan rusak.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
75
Langkah-langkah diatas digunakan untuk menganalisa transistor jenis NPN, karena
transistor yang digunakan dalam proyek akhir ini adalah transistor jenis NPN. Namun
hal yang sama dapat dilakukan untuk transistor jenis PNP, namun peletakan posisi
kabel adalah kebalikan dari transistor jenis NPN.
4.3
Pengujian Rangkaian Relay
Pengujian rangkaian relay dapat dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt
dan 0 volt pada basis transistor BC148. Transistor BC148 merupakan transistor jenis
NPN, transistor jenis ini akan aktip jika pada basis diberi tegangan > 0,7 volt dan tidak
aktip jika pada basis diberi tegangan < 0,7 volt. Aktipnya transistor akan
mengaktipkan relay. Pada alat ini relay digunakan untuk memutuskan hubungan
tegangan 220V dengan peralatan listrik, dimana hubungan yang digunakan adalah
normally open (NO), dengan demikian jika relay tidak aktip maka hubungan tegangan
220 Volt ke peralatan listrik akan terputus, sebaliknya jika relay aktip, maka tegangan
220 V dengan peralatan listrik akan terhubung.
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt pada basis transistor,
jika relay aktip dan peralatan listrik terhubung ke tegangan 220 V maka rangkaian ini
telah berfungsi dengan baik.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
76
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Setelah menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul “Pengontrolan
Peralatan Elektronika Berbasis Personal Computer (PC)” dan diteruskan dengan
pengujian alat dan pembahasan sistem maka dapat disimpulkan,antara lain :
1.
Penggunaan IC (Integraited Circuit) 4N35 adalah sebagai Optocoupler
yang berfungsi sebagai pengkopling tegangan, sehingga PC benar-benar
terisolasi dari rangkaian pengendali.
2.
Penggunaan komponen Dioda pada rangkaian relay adalah sebagai
pengaman dari umpan balik (feedback) dari tegangan yang dihasilkan dari
relay pada saat relay dinon-aktifkan dari keadaan aktif yang dihasilkan
dari gulungan kumparan pada relay.
3.
Sebelum melakukan pengalamatan dalam penulisan program pengendali
port paralel, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan alamat port paralel
dengan cara masuk ke SETUP BIOS.
4.
Penggunaan perangkat ini hanya dapat mengontrol sebanyak 8 bit (8
relay) disebabkan port paralel jenis DB 25 hanya memiliki 8 jalur data,
namun hal ini dapat diatasi dengan menambah rangkaian luar lain untuk
dapat mengontrol peralatan listrik.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
77
5.2
Saran.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan saran sebagai berikut:
1.
Fungsi rangkaian pengontrol peralatan listrik melalui PC dapat
dikembangkan lagi tidak hanya sebatas meng-ON-kan atau Meng-OFFkan saja, tetapi dapat divariasikan sehingga dapat mengetahui peralatan
yang dikontrol aktif (bekerja) atau tidak aktif (tidak bekerja).
2.
Untuk dimasa yang akan datang,agar alat ini lebih ditingkatkan dan
dikembangkan,seperti dilengkapinya dengan mikrokontroler.
Gokli L.T : Personal Computer (PC) Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika Menggunakan Program Pascal, 2007
USU Repository © 2008
DAFTAR PUSTAKA
Albert P. Malvino, 1994, Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor , Penerbit
Erlangga Jakarta.
David A. Hodges dan Horace G . Jakson, 1987, Analsis Dan Desain Rangkaian
Terpadu Digital , Penerbit Erlangga, Jakarta.
Malvino, Albert paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama,
Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003.
M. G. Joshi, Transducers For Instrumentation, Penerbit: Laxmi Publications, New
Delhi, 2002
Widodo, S.Si, Mkom, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler, Penerbit: Elex
Media Komputindo, Jakarta, 2004.
K F Ibrahim, Diterjemahkan Oleh Ir. P. Insap Santoso, M.Sc,2002,Teknik Digital ,
Penerbit ANDI Yogyakarta, Yogyakarta.
Lampiran
+VCC 5 Volt
Peralatan elektronika
(lampu pijar)
AC 220 Volt
Relay
K
Dioda
▲ IN4007
5
470
TR
2N2222
BC 148
R
R
R 4k7
R
GAMBAR RANGKAIAN
4K7
4
N 35
35
44 N
2
1
R
Pin 2
DB 25
GROUND
