BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroller AVR Atmega32

BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Mikrokontroller AVR Atmega32
Merupakan sebuah mikrokontroler low power CMOS 8 bit berdasarkan
arsitektur AVR RISC. Mikrokontroler ini memiliki karakteristik sebagai berikut.
1. Menggunakan arsitektur AVR RISC
-
131 perintah dengan satu clock cycle
-
32 x 8 register umum
2. Data dan program memori
-
32 Kb In-System Programmable Flash
-
2 Kb SRAM
-
1 Kb In- System EEPROM
3. 8 Channel 10-bit ADC
4. Two Wire Interface
5. USART Serial Communication
6. Master/Slave SPI Serial Interface
7. On-Chip Oscillator
8. Watch-dog Timer
9. 32 Bi-directional I/O
10. Tegangan operasi 2,7 – 5,5 V
Arsitektur AVR ini menggabungkan perintah secara efektif dengan 32 register
umum. Semua register tersebut langsung terhubung dengan Arithmetic Logic Unit
(ALU) yang memungkinkan 2 register terpisah diproses dengan satu perintah
tunggal dalam satu clock cycle. Hal ini menghasilkan kode yang efektif dan
kecepatan prosesnya 10 kali lebih cepat dari pada mikrokontroler CISC biasa.
Berikut adalah blok diagram Mikrokontroler AVR ATMega32.
4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Blok diagram AVR ATMega32
2.1.1 Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega32
Gambar 2.2 Pin-pin ATMega32
5
Universitas Sumatera Utara
Secara fungsional konfigurasi pin ATMega32 adalah sebagai berikut:
a.
VCC
- Tegangan sumber
b.
GND (Ground)
- Ground
c.
Port A (PA7 – PA0)
Port A adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin
memilki internal pull-up resistor. Output buffer port A dapat mengalirkan arus
sebesar 20 mA. Ketika port A digunakan sebagai input dan di pull-up secara
langsung, maka port A akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor
diaktifkan. Pin-pin dari port A memiliki fungsi khusus yaitu dapat berfungsi
sebagai channel ADC (Analog to Digital Converter) sebesar 10 bit. Fungsi-fungsi
khusus pin-pin port A dapat dilihat seperti yang tertera pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Fungsi khusus port A
d.
Port
Alternate Function
PA7
ADC7 (ADC input channel 7)
PA6
ADC6 (ADC input channel 6)
PA5
ADC5 (ADC input channel 5)
PA4
ADC4 (ADC input channel 4)
PA3
ADC3 (ADC input channel 3)
PA2
ADC2 (ADC input channel 2)
PA1
ADC1 (ADC input channel 1)
PA0
ADC0 (ADC input channel 0)
Port B (PB7 – PB0)
Port B adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin
mengandung internal pull-up resistor. Output buffer port B dapat mengalirkan
arus sebesar 20 mA. Ketika port B digunakan sebagai input dan di pull-down
secara external, port B akan mengalirkan arus jika internal pull-up resistor
diaktifkan.
Pin-pin port B memiliki fungsi-fungsi khusus, diantaranya :
1. SCK port B, bit 7
6
Universitas Sumatera Utara
Input pin clock untuk up/downloading memory.
2. MISO port B, bit 6
Pin output data untuk uploading memory.
3. MOSI port B, bit 5
Pin input data untuk downloading memory.
Fungsi-fungsi khusus pin-pin port B dapat dilihat seperti pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Fungsi khusus port B
Port
Alternate Function
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6
MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB6
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB5
SS (SPI Slave Select Input)
PB3
PB2
PB1
PB0
e.
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OCO (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
T0 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART
External Clock Input/Output)
Port C (PC7 – PC0)
Port C adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin
memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port C dapat mengalirkan arus
sebesar 20 mA. Ketika port C digunakan sebagai input dan di pull-down secara
langsung, maka port C akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor
diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port C dapat dilihat seperti yang tertera
pada Tabel dibawah ini
Tabel 2.3 Fungsi khusus port C
Port
Alternate Function
PC7
TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)
PC6
TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)
PC6
TD1 (JTAG Test Data In)
7
Universitas Sumatera Utara
f.
PC5
TD0 (JTAG Test Data Out)
PC3
TMS (JTAG Test Mode Select)
PC2
TCK (JTAG Test Clock)
PC1
SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)
PC0
SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)
Port D (PD7 – PD0)
Port D adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin
memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port D dapat mengalirkan arus
sebesar 20 mA. Ketika port D digunakan sebagai input dan di pull-down secara
langsung, maka port D akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor
diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port D dapat dilihat seperti yang tertera
pada Tabel dibawah ini.
Tabel 2.4 Fungsi khusus port D
Port
Alternate Function
PD7
OC2 (Timer / Counter2 Output Compare Match Output)
PD6
ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD6
OCIB (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD5
TD0 (JTAG Test Data Out)
PD3
INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2
INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1
TXD (USART Output Pin)
PD0
RXD (USART Input Pin)
2.2Liquid Crystal Display( LCD )
Liquid Crystal Display (LCD) merupakan sebuah teknologi layar digital
yang menghasilkan citra pada sebuah permukaan yang rata (flat) dengan memberi
sinar pada Kristal cair dan filter berwarna yang mempunyai struktur molekul
polar, diapit antara dua elektroda yang transparan. Bila medan listrik diberikan,
molekul menyesuaikan posisinya pada medan membentuk susunan kristalin yang
mempolarisasi cahaya yang melaluinya.
8
Universitas Sumatera Utara
Teknologi yang ditemukan semenjak tahun 1888 ini merupakan
pengolahan kristal cairan kimia, dimana molekul-molekulnya dapat diatur
sedemikian rupa bila diberi medan elektrik seperti molekul-molekul metal bila
diberi medan magnet. Bila diatur dengan benar, sinar dapat melewati Kristal cair
tersebut. Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng
kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Dari hasil pemantulan atau
penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai
bagian yang di aktifka.
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular
untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain
seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter
digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan
mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam
satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom
dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.
Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang
menggunakan mikrokontroler. LCD berfungsi untuk menampilkan suatu nilai
hasil sensor, menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi
mikrokontroler. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain
khusus untuk mengendalikan LCD.
Pemakaian LCD disini adalah untuk pengecekan dan untuk mempermudah
pemakai agar dapat melihat apakah berat benda sudah cukup atau belum sesuai
dengan yang diinginkan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang
menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD
ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data
dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
9
Universitas Sumatera Utara
10
11
12
13
11
12
13
14
2
VCC
V+BL15
+5VDC
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
RS
4
RW 5
EN 6
1
GND
3
LCD Drv
16
V-BL
LCD 16x2
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses
proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan
instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap
karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter
(membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah
utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display
Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.2 menunjukkan operasi
dasar LCD
Tabel 2.6 Operasi Dasar LCD
Operasi
RS R/W
0
0
1
1
0
Input Instruksi ke LCD
Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke
1 DB )
6
0
Menulis Data
1
Membaca Data
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan
suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua.
10
Universitas Sumatera Utara
Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan
untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD,
mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film
Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah
ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan
warna.
2.2.1Karakteristik Display LCD
Display LCD memiliki terdiri dari beberapa pin I/O yang berfungsi untuk
menampilkan maupun mengaktifkan kristal cair yang terkandung didalam
kemasan LCD tersebut. Pada gambar 2.5 menampilkan bentuk fisik dari display
LCD 16 X 2. LCD mempunyai tampilan dengan lebar 16 kolom dan 2 baris atau
biasa disebut sebagai LCD karakter dengan 16 pin konektor.
Gambar 2.4 Liquid Crystal Display (Lcd)
2.2.2 Prinsip Kerja LCD Display
Prinsip kerja LCD yaitu dengan memberika tegangan Vdd sebesar 5Vdc
untuk mengaktifkan layar LCD, dan mengatur pin R/W dengan memberikan
logika 0 agar LCD dapat menulis instruksi ke modul, R/W dalam kondisi 1
berfungsi untuk membaca data dari LCD seperti perintah untuk membersihkan
layar dll, selanjutnya pin RS diatur menjadi nilai logika 1 agar dapat mengirim
instruksi ke LCD, pengiriman data ke LCD dapat dilakukan dengan dua cara,
yaitu dengan metode 4 bit atau 8 bit, metode 4 bit yaitu pengiriman data dikirim
melalui 4 jalur bus dari mikrokontroller, dimana jalur yang tersedia untuk
melakukan pengiriman data memiliki keterbatasan yaitu berjumlah 4 bus, oleh
karena itu data akan dikirim sebanyak 2 kali agar sesuai dengan instruksi nya, hal
ini akan menghasilkan waktu delay yang cukup lama, berbeda dengan metode 8
bit, pengiriman data dengan metode ini dapat dilakukan dengan 1 kali pengiriman
11
Universitas Sumatera Utara
karena jalur bus yang tersedia cukup untuk melakukan penngiriman data sebesar 8
bit dalam 1 waktu.
Tabel 2.7 Konfigurasi Pin Pada LCD
Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan.
2. Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor.
3. Terdapat 192 macam karakter.
4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).
5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.
6. Dibangun dengan osilator lokal.
7. Satu sumber tegangan 5 volt.
8. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. Bekerja pada suhu 0oC sampai
55oC.
2.3 Keypad
Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang
membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara
perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI
(Human Machine Interface). Matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah
satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia
12
Universitas Sumatera Utara
dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan
yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler.
Gambar2.5 Matrix keypad 4 x 4
Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk
penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan
banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler.
Konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti
pada gambar berikut.
Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4
baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan
disetiap persilangan kolom dan barisnya.
Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan
konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom
tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix
keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi
kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output
dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi
input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya. Proses
Scaning Matrix Keypad 4×4 untuk membaca penekanan tombol pada matrix
keypad 4×4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi
kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke
4.
Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi
pada intinya sama. Misal kita asumsikan keyapad aktif LOW (semua line kolom
dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr
dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka
13
Universitas Sumatera Utara
proses scaning matrix keypad 4×4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom
yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data
baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,
atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW
sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data
yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah
1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data
pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk
kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka
data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah
0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan
LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga
data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca
adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka
data pembacaan baris akan 1111. Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3)
dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal
tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data
baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data
pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9
yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan
maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom
pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111. Mengirimkan
logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom yang lain
kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris
pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau
tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga
data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang
terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110
dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data
pembacaan baris akan 1111.
14
Universitas Sumatera Utara
Kemudian data pembacaan baris ini diolah sebagai pembacaan data
penekanan tombol keypad. Sehingga tiap tombol pada matrix keypad 4×4 diatas
dengan teknik scaning tersebut akan menghasilkan data penekanan tiap-tiap
tombol sebagai berikut.
SW1 = 0111 0111 SW9 = 0111 1101
SW2 = 1011 0111 SW10 = 1011 1101
SW3 = 1101 0111 SW11 = 1101 1101
SW4 = 1110 0111 SW12 = 1110 1101
SW5 = 0111 1011 SW13 = 0111 1110
SW6 = 1011 1011 SW14 = 1011 1110
SW7 = 1101 1011 SW15 = 1101 1110
SW8 = 1110 1011 SW16 = 1110 1110
Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = 1011 0111 tersebut
terbagi dalam nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011)
merupakan data yang kita kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah
data hasil pembacaan penekanan tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix
keypad4×4diatas.
2.4 MOSFET
FET bentuk fisiknya seperti transistor. Fungsinya adalah untuk
menaikkantegangan atau menurunkan tegangan.
FET memiliki tiga kaki juga yaitu :
1. GATE (G) adalah kaki input
2. DRAIN (D) adalah kaki output
3. SOURCE (S) adalah kaki sumber
Fungsinya biasanya digunakan pada rangkaian power supply jenis switching
untuk menghasilkan tegangan tinggi untuk menggerakkan trafo.Kakinya biasanya
sudah pasti yaitu bila kita hadapkan FET ke arah kita maka urutan kakinya dari
kiri ke kanan adalah GATE, DRAIN, SOURCE..
Contoh
FET penaik tegangan : K 793, K 1117, K 1214, IRF 630, IRF 730, IRF 620, dll.
Contoh FET penurun tegangan : IRF 9610, IRF 9630, dll (biasanya 4 angka u/
IRF)
15
Universitas Sumatera Utara
FET PENAIK TEGANGAN
Batas ukur Ohmmeter X10 / X1K
2.5 IC Regulator 7805
Gambar 2.6 ic regulator 7805
2.5.1 Fungi kaki dari IC Regulator 7805
1. Input voltage (5V-18V)
Input
2. Ground (0V) Ground
3. Regulated output; 5V (4.8V-5.2V)
Output
Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan
input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output)
sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada
16
Universitas Sumatera Utara
datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak
akan stabil atau kurang dari 5 Volt.
2.5.2 Keunggulan
Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai
keunggulan di antaranya:
1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik
tambahan.
2. Aplikasi mudah dan hemat ruang
3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih),
dan hubungsingkat
4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak
hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang
ditopangnya.
2.5.3 Kekurangan
1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga
IC 7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery
6 Volt menjadi 5 Volt.
2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus output.
Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan
terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink
(pendingin) yang cukup.
2.5.4 Cara kerja rangkaian
Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir
menuju fuse (F1) yang berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian
akan mengalir melalui dioda (D1) yang berfungsi sebagai pengaman polaritas.
Condensator C1 yang berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika tegangan
input merupakan tegangan DC stabil misalnya dari sumber battery (accu/aki).
Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil. Fungsi
C2 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple
17
Universitas Sumatera Utara
tegangan) sedangkan LED1 yang dipasang seri dengan resistor (R1) berfungsi
sebagai indikator.
2.5.5 Fungsi
Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 Volt aki
(accu) pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaran menjadi 5
Volt stabil.
Gambar 2.7 rangkaian regulator
2.6 POTENSIOMETER
Dalam Peralatan Elektronik, sering ditemukan Potensiometer yang
berfungsi sebagai pengatur Volume di peralatan Audio / Video seperti Radio,
Walkie Talkie, Tape Mobil, DVD Player dan Amplifier. Potensiometer juga
sering digunakan dalam Rangkaian Pengatur terang gelapnya Lampu (Light
Dimmer Circuit) dan Pengatur Tegangan pada Power Supply (DC Generator).
Jadi apa sebenarnya Potensiometer itu?
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai
Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika
ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor
yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer
terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai
pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer
beserta bentuk dan Simbolnya.
18
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 struktur dan symbol potensiometer
Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :
1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
2. Element Resistif
3. Terminal
2.6.1 Jenis-jenis Potensiometer
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :
1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat
diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari
bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu
Jari untuk menggeser wiper-nya.
2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat
diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang
melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut.
Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan
Thumbwheel Potentiometer.
3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan
harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk
memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB
dan jarang dilakukan pengaturannya.
19
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 jenis-jenis potensiometer
2.6.2 Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang
membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal
lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan
untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan
Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya
Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.
Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal
(logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).
Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan
menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan
Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).
2.6.3 Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan,
Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika
dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti
Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai Pembagi Tegangan
20
Universitas Sumatera Utara
4. Aplikasi Switch TRIAC
5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
2.7 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat
atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk
salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau
nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol
Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan
jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor
juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang
mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut
penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh
karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor
tersebut.
Berikut adalah simbol resistor dalam bentukgambar ynag sering digunakan
dalam suatu desain rangkaian elektronika.
Gambar2.10 simbol resistor
Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan
dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema
elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel
21
Universitas Sumatera Utara
disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang
disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.
2.7.1 Kapasitas Daya Resistor
Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang
mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat
dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt
untuk resistor dengan kemasan fisik besar..
2.7.2 Nilai Toleransi Resistor
Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang
tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor
dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan
karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai
torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi
kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%),
resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi
10% (resistor 10%).
Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan
kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5%
maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan
kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak
dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.
2.7.3 Jenis-jenis Resistor
Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor
dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau
resistor metal film.
22
Universitas Sumatera Utara
1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)
Gambar 2.11 resistror kawat
Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat
dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor
ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada
umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.
2. Resistor Arang (Carbon Resistor)
Gambar 2.12 resistor arang
Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan
bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan
resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran
resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8
Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.
3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)
Gambar 2.13 resistoroksida logam
23
Universitas Sumatera Utara
4. Resistor Metal Film
Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film
merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang
memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui
dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini
mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna
yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti
resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa
kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini
banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan
perangkat militer.
Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis
yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable
Resistor).Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat
diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika
sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat
kita temui dalam beberpa jenis, seperti :
1. Metal Film Resistor
2. Metal Oxide Resistor
3. Carbon Film Resistor
4. Ceramic Encased Wirewound
5. Economy Wirewound
6. Zero Ohm Jumper Wire
7. S I P Resistor Network
Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :
1. Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya
secara
langsung
karena
telah
dilengkapi
dengan
tuas
kontrol.
Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan
Potensiometer Logaritmis

Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat
bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor
jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
24
Universitas Sumatera Utara

Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan
berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis
yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam
artikel yang lain.
2. LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai
resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR
tersebut.
2.7.4 Menghitung Nilai Resistor
Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada
resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat
ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai
resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap
daaya besar dan resistor variable.
2.7.5 Kode Warna Resistor
Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring
warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti
dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :
Gambar 2.13 kode warna resistor
1. Resistor dengan 4 cincin kode warna
25
Universitas Sumatera Utara
Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna
ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4
menunjukan nilai toleransi resistor.
2. Resistor dengan 5 cincin kode warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode
warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5
menunjukan nilai toleransi resistor.
3. Resistor dengan 6 cincin warna
Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor
dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6
menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang
diijinkan untuk resistor tersebut.
2.7.6 Kode Huruf Resistor
Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan
mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor
yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai
resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai
resistansi dan toleransi resistor.
Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :
1. R, berarti x1 (Ohm)
2. K, berarti x1000 (KOhm)
3. M, berarti x 1000000 (MOhm)
Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :
1. F, untuk toleransi 1%
2. G, untuk toleransi 2%
3. J, untuk toleransi 5%
4. K, untuk toleransi 10%
5. M, untuk toleransi 20%
Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian elektronika yang
harus diingat selain menentukan nilai resistansinya adalah menentukankan
kapasitas daya dan toleransinya. Hal ini berkaitan dengan harga jual resistor
26
Universitas Sumatera Utara
dipasaran dan luas area yang dibutuhkan dalam meletakan resistor pada rangkaian
elektronika. Untuk jenis-jenis resistor keperluan khusus dan resistor dengan
karakteristik khusus akan dibahas dalam artikel lain.
2.8 Transistor Sebagai Saklar
Transistor sebagai saklar adalah salah satu fungsinya sebagaimana saya
jelaskan pada artikel sebelum ini. Prinsip kerja dari komponen ini yang
difungsikan sebagai saklar ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan
kondisi jenuh dari transistor itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa
didapat dgn mengatur besarnya arus yg melewati basis dari transistor.
Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh akan didapat bila basis
transistor dikasih arus yang cukup besar hingga transistor menjadi jenuh dan
fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan keadaan cut-off didapatkan
apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat kecil bahkan hampir nol
amper, yang menjadikan transistor berfungsi sebagai saklar yg membuka.
Bila dikaji lebih dalam lagi maka tiap jenis dan seri transistor mempunyai
spesifikasi yg berlainan terhadap arus yg diperlukan hingga tercapainya keadaan
cut-off dan jenuh. Walaupun berbeda, pada dasarnya sih tidak sangat jauh
pebedaannya, kecuali pembuatannya dari bahan semi konduktor yg berbeda pula
yaitu germanium atau silikon.
Sebagaimana saya sebut diawal bahwa fungsi transistor sebagai saklar
adalah salah satu dari fungsi-fungsinya, salah duanya adalah sebagai penguat.
Transistor yang digunakan sebagai penguat akan bekerja dititik Q atau juga
dikeadaan kerja transistornya. Bahasa sederhananya, diantara kondisi cut-off dan
kondisi jenuhlah, titik Q itu berada dan membuat transisor berfungsi sebagai
penguat.
2.8.1 kekurangan dan kelebihan dari Transistor Sebagai Saklar
1. kekurangan
Penjelasan kekurangan dari saklar transistor ini adalah berdasar
pengalaman pribadi, yaitu arus beban yang dapat bertahan disaklarkan itu
jumlahnya kecil. Dengan demikian maka beban yang sesuai haruslah
27
Universitas Sumatera Utara
terlebih dahulu dipilih dengan baik. Bila tidak dipilah maka resiko
terjadinya kerusakan transistor akan besar, akibat dari berlebihnya dispasi
daya yang ada.
2. Kelebihan
kelebihannya komponen ini jika kita menggunakannya sebagai saklar,
yaitu dapat difungsikan menjadi saklar dengan sangat cepat dan tidak
adanya bouncing sebagaimana biasanya terjadi pada pensaklaran mekanik
yang memakai relay. Lebih khusus lagi transistor ini sesuai buat
pensaklaran pada rangkaian digital yg membutuhkan supply tegangan
yang kecil, keakuratan dan kecepatan; karena tidak memakai alat-alat
mekanik seperti pada saklar umumnya
2.9 selenoid doorlock
Solenoid door lockadalah salah satu solenoid yang difungsikan
khusus
sebagai solenoid
mempunyai
dua
sistem
pengunci
pintu
secara
kerja, yaitu Normaly
elektrik.
Close(NC)
Solenoid
ini
dan Normaly
Open(NO). Perbedaannya adalah jika cara kerja solenoid NC apabila diberi
tegangan, maka solenoid akan memendek (terbuka) dan bila tidak diberi tegangan,
maka solenoid akan memanjang (tertutup).Begitu juga dengan cara kerja solenoid
NO merupakan kebalikan dari solenoid NC. Door Lock
Gambar 2.14 solenoid doorlock
Pada umumnya solenoid doorlockmembutuhkan inputatau tegangan kerja
sebesar 9-12V DC tetapi ada juga solenoid door lock yang 6V DC Solenoid door
lock ini berfungsi sebagai aktuator. Didalam solenoid terdapat kawat yang
28
Universitas Sumatera Utara
melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat ini, maka
terjadi medan magnet untuk menghasilkan energi yang akan menarik inti besi ke
dalam.
29
Universitas Sumatera Utara