Penerapan Fotodioda Film Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST

9
mengandung lapisan intrinsik antara lapisan
n dan p. Cahaya diserap di daerah
persambungan
atau
daerah
intrinsik
menimbulkan pasangan elektron-hole.9
2.2. Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem
mikroprosesor lengkap yang dikemas dalam
sebuah
chip.
Mikrokontroler
dapat
menggantikan fungsi komputer dalam
pengendalian kerja. Keuntungan penggunaan
mikrokontroler adalah sistem elektronik akan
menjadi lebih mudah dan ringkas dan
rancang bangun sistem elektronik akan lebih
cepat karena sebagian besar dari sistem
adalah perangkat lunak yang mudah
dimodifikasi.10
Mikrokontroler
tersusun
atas
mikroprosesor dan piranti pendukungnya.
Sistem kerjanya diatur berdasarkan program
dalam bahasa pemrograman yang digunakan,
ada beberapa bahasa pemrograman yang
dapat digunakan, pada umumnya semua
bahasa pemrograman dapat diaplikasikan ke
mikrokontroler, akan tetapi membutuhkan
kompiler yang mendukung mikrokontroler
tersebut. Bahasa pemrograman yang biasa
digunakan dalam memrogram mikrokontroler
produksi Atmel adalah bahasa Assembler,
bahasa C, C++, Basic, ataupun Turbo pascal.
ATMega8535 merupakan salah satu
mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk
keluarga Alv and Vegard’s Risc processor
(AVR). Mikrokontroler keluarga AVR,
menggunakan arsitektur RISC. (Reduced
Instruction Set Computing) 8 bit. Pada sistem
RISC sebagian besar kode instruksinya
dikemas dalam satu siklus clock. instruksi
dijalankan, instruksi lain berikutnya akan diprefetch dari memori program.
4. Memiliki PWM (Pulse Wide
Modulation)
internal
sebanyak
4 saluran.
5. Portal komunikasi serial (USART)
dengan
kecepatan
maksimal
2,5 Mbps.
6. Enam pilihan mode sleep, untuk
menghemat penggunaan daya listrik.
Mikrokontroler ATMega8535 juga
memiliki 40 pin, yang dimana setiap pin
memiliki fungsi tertentu. Gambar 2.1 adalah
konfigurasi
pin
pada
mikrokontroler
ATMega8535.
Deskripsi pin pada mikrokontroler
ATMega8535:12
1. Vcc
: pin masukan
sumber tegangan.
2. Ground
: pin masukan
ground
3. Port A (PA0..PA7)
: pin I/O dua
arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0..PB7)
: pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/
Counter,
komparator
analog,dan SPI
5. Port C (PC0..PC7)
: pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI,komparator analog dan Timer
Oscillator.
6. Port D (PD0..PD7)
: pin I/O dua
arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator
analog,
interupsi
eksternal, dan komunikasi serial
7. RESET
: pin untuk
me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1
: pin masukan
clock internal dan masukan
inverting
Oscillator
amplifier
internal
ATMega8535 memiliki fitur sebagai
berikut:11
1. Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis
RISC dengan kecepatan maksimal
16 MHz.
2. Memiliki memori flash 8 KB,
SRAM sebesar 512 byte dan
EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory)
sebesar 512 byte.
3. Memiliki ADC (Pengubah analogke-digital) internal dengan ketelitian
10 bit sebanyak 8 saluran.
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin AtMega8535.12
10
9.
XTAL2
: pin keluaran
inverting Oscillator amplifier
10. AVCC
: pin masukan
tegangan untuk ADC
11. AREF
: pin masukan
tegangan referensi ADC
2.3. Sensor Garis
Sensor garis adalah sensor yang dapat
mendeteksi adanya garis atau tidak pada
suatu permukaan. Sensor garis sering
digunakan pada robot line follower (robot
pengikut garis), digunakan juga sebagai
pendeteksi
objek
dengan permukaan
bidang pantul yang kontras. Selain
menggunakan fotodioda dapat juga dirancang
dengan menggunakan photo transsistor, infra
red, dan masih banyak lainnya.
Fotodioda adalah salah satu jenis sensor
yang peka terhadap cahaya (photodetector).
Fotodioda akan mengalirkan arus yang
membentuk fungsi linear terhadap intensitas
cahaya yang diterima. Arus ini umumnya
teratur terhadap power
density
(Dp).
Perbandingan antara arus keluaran dengan
power
density disebut sebagai current
responsitivity. Hubungan antara keluaran
sensor fotodioda dengan intensitas cahaya
yang diterimanya ketika dipanjar mundur
adalah membentuk suatu fungsi yang linier.13
Hubungan antara keluaran sensor photodiode
dengan intensitas cahaya ditunjukkan pada
Gambar 2.2.
Pada sensor garis LED berfungsi
sebagai pengirim cahaya ke garis untuk
dipantulkan lalu dibaca oleh sensor
fotodioda. Sifat dari warna putih (permukaan
terang) yang memantulkan cahaya dan warna
hitam (permukaan gelap) yang tidak
memantulkan cahaya digunakan dalam
aplikasi ini.14 Gambar 2.3 adalah ilustrasi
mekanisme sensor garis.
Pada sensor garis fotodioda, nilai
resistansi akan berkurang bila terkena cahaya
dan bekerja pada kondisi reverse bias. Untuk
pemberi pantulan cahaya digunakan LED
superbright, komponen ini mempunyai
cahaya yang sangat terang, sehingga cukup
untuk mensuplai pantulan cahaya ke
fotodioda.
Gambar 2.2. Hubungan keluaran fotodioda
dengan intensitas cahaya.13
Gambar 2.3. Ilustrasi mekanisme sensor garis.14
Saat fotodioda tidak terkena cahaya,
maka nilai resistansinya akan besar atau
dapat diasumsikan tak hingga. Sehingga tidak
ada arus yang mengalir. Saat terkena cahaya,
maka fotodioda akan bersifat sebagai sumber
tegangan
dan nilai resistansinya akan
menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang
mengalir.
2.4. Op-amp
Op-amp adalah rangkaian penguat
sinyal (signal amplifier). Op-Amp memiliki 4
jenis penguatan dasar; penguat noninverting,
penguat inverting, penguat penjumlahan dan
penguat differensial.15 Berikut ini adalah
parameter Op-Amp yang dianggap berlaku
ideal; (i) arus masukan, tegangan offset
masukan dan impedansi keluaran bernilai nol.
(ii) impedansi masukan dan gainnya bernilai
tak hingga.16
Pada penguat inverting (Gambar 2.4),
sinyal masukan vin, dihubungkan dengan
input minus (-) dan input plus (+)
digroundkan. Faktor penguat ditentukan oleh
perbandingan hambatan (Rin dan Rf) yang
dipakai.17 sinyal yang masuk akan mengalami
pergeseran fasa 1800 pada sinyal keluaran
Besarnya faktor penguatannya dapat ditulis
sebagai:
(2.1)