BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan menjelaskan dan menerangkan dasar-dasar teori yang
menunjang dalam pembuatan alat atau karya tulis ilmiah yang akan dibuat.
2.1
Gambaran Umum Alat Uji Golongan Darah
Golongan darah dengan sistem ABO dikelompokan menjadi 4,
yaitu : A, B, AB dan O. Pada tahun 1990 hanya golongan darah A, B, C
(kemudian diganti menjadi O). Penelitian pertama ini dilakukan oleh Karl
Landsteiner secara sangat sederhana dengan menggunakan sampel dari
darah rekan-rekan kerjanya, dilanjutkan dengan melakukan reaksi antara
sel darah merah dan serum dari para donor. Hasil yang diperoleh dari
percobaan sederhana Landsteiner saat itu ditemukan dua macam reaksi
(menjadi dasar antigen A dan B, yang dikenal dengan golongan darah A
dan B) dan satu macam tanpa reaksi (tidak memiliki antigen, dikenal
dengan golongan darah C).
Sel-sel darah merah menggumpal ketika serum (plasma darah) dari
sebuah grup atau disebut dengan “A”, dicampur dengan sel-sel darah
merah dari grup kedua “B”. Demikian pula serum darigrup “B”
menyebabkan sel-sel darah merah dari grup “A” menggumpal, namun sel
darah merah dari grup ketiga “C” tidak pernah menggumpal ketika
4
5
dicampur dengan serum dari kedua grup lainnya. Dari hasil inilah
maka dapat disimpulkan baha terdapat dua tipe antibody yang
menyebabkan terjadinya penggumpalan, satu dalam grup A, lainnya dalam
grup B, dan keduanya berdampingan dalam grup C.
Pada tahun 1901, kolega Landsteiner, yaitu Alfred Von Decastello
dan Adriano Sturli menemukan golongan darah baru yang hingga saat ini
termasuk dalam golongan darah yang langka ditemukan. Golongan darah
yang disebut memiliki antigen A dan antigen B namun tidak memiliki
antibodi ini kemudian dikenal dengan golongan darah AB.
Singkatnya pada tahun 1907 sejarah mencatat kesuksesan transfusi
darah pertama yang dilakukan oleh Dr. Reuben Ottenberg di Mt. Sinai
Hospital, New York. Berkat keahlian Landsteiner banyak nyawa yang
dapat diselamatkan dari kematian saat terjadi Perang Dunia I, dimana
transfusi darah mulai dilakukan dalam skala besar.
Sistem penggolongan darah ada beberapa macam, yaitu Sistem
ABO, Sistem Rhesus, Sistem MNS, Sistem P, Sistem Lewis, Sistem Keli,
Sistem Luthern, Sistem Duffy dan Sistem Kidd. Sistem ABO merupakan
sitem yang sering digunakan pada laboratorium-laboratorium klinik
dewasa ini.
Seperti diketahui bahwa struktur darah merah manusia sangat
kompleks. Basis pengelompokan darah berdasarkan proses oembekuan sel
darah merah oleh serum atau plasma. Zat pada sel darah merah yang
digumpalkan sebagai faktor pasif disebut antigen (aglutinogen) sedangkan
6
serum (plasma) dinamakan antibodi (aglutinin). Gejala seperti itu berguna
sebagai dasar dalam menentukan golongan darah dengan sistem ABO.
Bila darah yang tidak cocok dicampur sehingga antibodi plasma
anti-A atau anti-B dicampur dengan sel darah merah yang mengandung
aglutinogen A atau B maka akan terjadi aglutinasi sel darah merah yaitu
Aglutinin melekatkan diri pada sel darah merah. Karena agglutinin
mempunyai dua tempat pengikatan (tipe IgG) atau sepuluh tempat
pengikatan (tipe IgM) sehingga satu agglutinin dapat melekat pada dua
atau lebih sel darah merah yang berbeda pada waktu yang sama
menyebabkan sel saling melekat satu sama lain.
Tabel 2.1
Penggolongan Darah dengan Aglutinin Anti-A Dan Anti-B
Anti-A
Anti-B
+
+
+
+
Jenis
Golongan
Darah
A
B
O
AB
Sebelum melakukan transfusi darah, perlu menentukan golongan
darah resepien dan golongan darah donor sehingga dapat tepat dan sesuai.
Hal itu disebut penggolongan darah yang dilakukan dengan cara sebagai
berikut : pertama sel darah merah yang sudah diambil untuk sampel
diteteskan dengan aglutinin anti-A dan anti-B. Sebelum melakukan
transfusi darah, tentukan terlebih dahulu jenis golongan darah resepien dan
jenis golongan darah donor sehingga dapat hasil yang tepat dan sesuai.
7
Setelah itu sampel tersebut diperiksa di bawah mikroskop. Bila hasilnya
merah menggumpal berarti sampel darah merah teraglutinasi.
Tabel 2.1 menggambarkan terjadi atau tidak terjadinya aglutinasi
pada masing-masing dari keempat golongan darah. Sel darah merah
dengan jenis golongan darah O tidak mempunyai aglutinogen, oleh karena
itu tidak bereaksi dengan serum anti-A dan anti-B. Jenis golongan darah B
mempunyai aglutinogen B akan teraglutinasi dengan serum anti-B. jenis
golongan darah A mempunyai aglutinogen A akan teraglutinasi dengan
serum anti-A dan jenis golongan darah AB mempunyai aglutinogen A dan
aglutinogen B akan teraglutinasi dengan kedua jenis serum anti-A dan
anti-B.
Jadi pada tabel 2.1 dapat disimpulkan bahwa :
1. Jenis golongan darah A hanya akan teraglutinasi dengan antisera A
diidentikan dengan kode biner 10.
2. Jenis golongan darah B hanya akan teraglutinasi dengan antisera B
diidentikan dengan kode biner 01.
3. Jenis golongan darah O tidak akan teraglutinasi dengan antisera A dan
antisera B diidentikan dengan kode biner 00.
4. Jenis golongan darah AB akan bereaksi dengan antisera A maupun
antisera B diidentikan dengan kode biner 11.
8
Tabel 2.2
Pengidentikan Golongan Darah Ke Kode Biner
Anti-A
Anti-B
Kode
Biner
+
+
+
+
10
01
00
11
Jenis
Golongan
Darah
A
B
O
AB
Jenis golongan darah yang sudah dikertahui jenisnya dapat berguna untuk :
1. Keperluan transfusi darah
Yaitu dengan cara memasukkan darah kedalam tubuh secara parental
dan tidak melalui saluran makanan tetapi secara langsung melalui
pembuluh darah vena.
2. Penyelidikan Antropologis
Yaitu pemeriksaan jenis golongan darah yang dapat membantu dalam
penyelidikan antropologis yang berhuibungan dengan bangsa-bangsa
didunia atas dasar jenis golongan darah manusia.
3. Pemeriksaan Forensik
Yaitu merupakan pemeriksaan jenis golongan darah yang dapat
membantu untuk penyelidikan perkara guna membantu pihak
kepolisian atau pihak kejaksaan.
9
2.2
Teori Dasar Darah Manusia
Hematologi
merupakan
cabang
ilmu
pengetahuan
yang
mempelajari tentang darah manusia. Hematologi berasal dari kata Haema
yang berarti darah dan Logos yang berarti ilmu. Darah merupakan bagian
terpenting dari sistem transportasi pada tubuh manusia.
Darah terdiri atas jaringan berbentuk cairan yang terdiri dari dua
bagian besar, yaitu :
1. Plasma darah merupakan bagian yang berbentuk cair
2. Bagian Korpuskuli merupakan bagian darah yang terdiri dari Leukosit,
Eritrosit dan Trombosit.
Darah akan mengalir ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah.
Pembuluh darah memiliki ukuran semakin besar bila semakin dekat ke
jantung sedangkan akan memiliki ukuran semakin kecil bila semakin jauh
dari jantung. Pembuluh darah yang berukuran kecil disebut pembuluh
darah kapiler. Kapiler meliputi sel-sel yang terdapat di seluruh bagian
tubuh yang hidup.
Bentuk pembuluh darah di dalam tubuh bercabang-cabang, cabangcabang ini semakin jauh dari jantung akan semakin kecil ukurannya.
Jumlah pembuluh darah sangat banyak dan merupakan jalan raya dalam
tubuh. Pembuluh darah kapiler inilah yang akan menyampaikan zat-zat
yang dibutuhkan sel tubuh serta berfungsi untuk membawa zat yang tidak
berguna kembali ke jantung kemudian dibawa ke alat pembuangan tubuh.
Peredaran darah dalam tubuh manusia ada dua jenis, yaitu :
10
1. Peredaran darah besar
Merupakan peredaran dari jantung keseluruh tubuh dan kemudian
kembali lagi ke jantung. Peredaran darah besar berguna untuk
membawa zat makanan dan oksigen keseluruh tubuh. Pembuluh darah
arteri dari jantung membawa darah bersih yang telah menggandung
oksigen. Pembuluh darah vena membawa darah kotor atau darah yang
mengandung CO2 dan zat hasil metabolisme.
2. Peredaran darah kecil
Merupakan peredaran darah dari jantung ke paru-paru kemudian balik
lagi ke jantung. Peredaran darah kecil berguna untuk membersihkan
darah. Darah yang dating dari vena ke paru-paru masih kotor, setelah
bersih dibawa kembali ke jantung kemudian oleh jantung dipompakan
keseluruh tubuh melalui pembuluh darah nadi.
Fungsi darah pada tubuh manusia
Darah mempunyai banyak fungsi penting dalam tubuh manusia,
beberapa fungsi tersebut diantaranya yaitu :
1. Fungsi darah berhubungan dengan pernafasan
Yaitu darah membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan dan
membawa CO2 dari jaringan ke paru-paru untuk dikeluarkan
2. Fungsi darah berhubungan dengan nutrisi
Yaitu darah membawa zat makanan yang sudah diabsorbsi dari usus
halus ke sel-sel yang menggunakannya atau menyimpannya.
3. Fungsi darah berhubungan dengan sistem ekskresi
11
Yaitu darah membawa ampas hasil metabolisme kealat ekskresi untuk
mengeluarkan zat tersebut.
4. Fungsi darah berhubungan dengan sistem kekebalan tubuh
Yaitu darah yang membawa sel darah putih, antibody dan substansi
protektif lainnya.
5. Fungsi darah berhubungan dengan korelasi hormonal
Yaitu darah membawa hasil ekskresi hormonal dari satu organ ke
organ lainnya.
6. Fungsi darah berhubungan dengan pengaturan suhu
Yaitu darah mempunyai beberapa peranan penting diantaranya :
a. Darah mengandung sejumlah panas.
b. Darah mengalir dan mendistribudikan panas keseluruh tubuh.
c. Darah mengatur panas ke permukaan tubuh dimana panas itu di
iliminir dengan penguapan atau iradiasi.
d. Darah sebagai penyedia air untuk penguapan pada kulit dan paruparu.
7. Fungsi darah berhubungan dengan keseimbangan tubuh
Yaitu darah dapat mengatur keseimbangan asam, keseimbangan ionion dan tekanan darah.
Susunan darah pada tubuh manusia
1. Plasma darah
Merupakan bagian cair dari darah berwarna sedikit kekuning-kuningan
dan berwarna jernih, memiliki volume 5% dari berat badan. Plasma
darah memiliki komposisi sebagai berikut :
12
a. Air sebesar 91%
b. Protein 8% yang terdiri dari Albumin, Globulin, Protombin dan
Fibrinodgen.
c. Mineral 0.9% terdiri dari Natrium Klorida, Natrium Bikarbonat,
Garam dari Kalsium, Fosfor, Magnesium dan Besi.
d. Sisanya terdiri dari Glukose, Lemak, Urea, Asam urat, Keratin,
Kolesterol dan Asam Amino.
e. Gas Oksigen dan Karbondioksida
f. Hormon-hormon, Enzim dan Antigen
2. Bagian Korpuskuli
Korpuskuli merupakan sel darah atau bagian padat dari darah yang
terdiri dari :
a. Eritrosit (Sel darah merah)
Gambar 2.1
Sel Darah Merah
Merupakan bagian utama dari sel darah. Jumlah eritrosit pada pria
dewasa sekitar 5 juta sel/cc darah dan pada wanita dewasa sekitar 4
juta sel/cc darah. Eritrosit berbentuk bikonkaf, warna merah yang
disebabkan Hemoglobin (Hb) yang berfungsi untuk mengikat
13
oksigen. Kadar Hb dapat dijadikan patokan dalam menentukan
penyakit anemia. Eritrosit berusia sekitar 120 hari. Sel yang telah
tua dihancurkan di limpa. Hemoglobin dirombak kemudian
dijadikan pigmen bilirubin (pigmen empedu).
b. Leukosit (Sel darah putih)
Gambar 2.2
Sel Darah Putih
Leukosit atau yang siebut juga sel darah putih berfungsi untuk
fagosit (pemakan) bibit penyakit / benda asing yang masuk ke
dalam tubuh manusia. Jumlah sel leukosit pada orang dewasa
berkisar antara 6000 – 9000 sel/cc darah. Jumlah sel tersebut
bergantung dari bibit penyakit/benda asing yang masuk kedalam
tubuh. Peningkatan jumlah leukosit merupakan petunjuk adanya
infeksi.
-
Lekopeni merupakan berkurangnya jumlah leukosit d\sampai di
bawah 6000 sel/cc darah.
-
Lekositosis merupakan bertambahnya jumlah leukosit melebihi
batas normal ( diatas 9000 sel/cc darah )
14
Jenis-jenis Leukosit yaitu diantaranya :
Jenis
Neutrofil
Eosinofil
Basofil
Limfosit
Monosit
Makrofag
% dalam
tubuh
manusia
Keterangan
65%
Neutrofil berhubungan dengan pertahanan tubuh
terhadap infeksi bakteri serta proses peradangan
kecil lainnya, serta biasanya juga yang
memberikan tanggapan pertama terhadap infeksi
bakteri; aktivitas dan matinya neutrofil dalam
jumlah yang banyak menyebabkan adanya nanah.
4%
Eosinofil terutama berhubungan dengan infeksi
parasit, dengan demikian meningkatnya eosinofil
menandakan banyaknya parasit.
< 1%
Basofil terutama bertanggung jawab untuk
memberi reaksi alergi dan antigen dengan jalan
mengeluarkan histamin kimia yang menyebabkan
peradangan.
25%
Limfosit lebih umum dalam sistem limfa. Darah
mempunyai tiga jenis limfosit: Sel B: Sel B
membuat antibodi yang mengikat patogen lalu
menghancurkannya. (Sel B tidak hanya membuat
antibodi yang dapat mengikat patogen, tapi setelah
adanya serangan, beberapa sel B akan
mempertahankan kemampuannya dalam
menghasilkan antibodi sebagai layanan sistem
'memori'). Sel T: CD4+ (pembantu) Sel T
mengkoordinir tanggapan ketahanan (yang
bertahan dalam infeksi HIV) serta penting untuk
menahan bakteri intraseluler. CD8+ (sitotoksik)
dapat membunuh sel yang terinfeksi virus. Sel
natural killer: Sel pembunuh alami (natural killer,
NK) dapat membunuh sel tubuh yang tidak
menunjukkan sinyal bahwa dia tidak boleh
dibunuh karena telah terinfeksi virus atau telah
menjadi kanker.
6%
Monosit membagi fungsi "pembersih vakum"
(fagositosis) dari neutrofil, tetapi lebih jauh dia
hidup dengan tugas tambahan: memberikan
potongan patogen kepada sel T sehingga patogen
tersebut dapat dihafal dan dibunuh, atau dapat
membuat tanggapan antibodi untuk menjaga.
Monosit dikenal juga sebagai makrofag setelah dia
meninggalkan aliran darah serta masuk ke dalam
jaringan.
15
c. Trombosit (Sel darah pembeku)
Gambar 2.3
Sel Darah Pembeku
Trombosit terdiri dari banyak faktor pembeku. Proses pembukuan
darah yaitu trombosit menyentuh permukaan yang kasar akan
pecah dan mengeluarkan enzim Trombokinase (tromboplastin).
Jumlah sel trombosit pada orang dewasa berkisar 200.000–500.000
sel/cc darah.
2.3
IC Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroler sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosessor
dan mikrokomputer dengan teknologi semi konduktor yang mengandung
transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil
serta dapat diproduksi secara massal sehingga harganya menjadi lebih
murah.
Mikrokontroler merupakan suatu komponen elektronika yang di
dalamnya terdapat rangkaian mikroprosesor, memori (RAM/ROM) dan
I/O. Rangkaian tersebut terdapat dalam level chip atau biasa disebut single
16
chip microcomputer. Pada mikrokontroler sudah terdapat komponenkomponen
mikroprosesor
dengan
bus-bus
internal
yang
saling
berhubungan. Komponen-komponen tersebut adalah RAM, ROM, timer,
komponen I/O paralel dan serial, dan interrupt kontroler.
Adapun keunggulan dari mikrokontroler adalah adanya sistem
interrupt. Sebagai perangkat kontrol penyesuaian, mikrokontroler sering
disebut juga untuk menaikkan respon semangat eksternal (interrupt) di
waktu yang nyata. Perangkat tersebut harus melakukan hubungan
switching cepat, menunda satu proses ketika adanya respon eksekusi yang
lain.
Mikrokontroler pada pesawat ini merupakan pengendali utama dari
semua sistem, karena setiap bagian-bagian sistem akan menerima dan
memberikan sinyal pada mikrokontroler ini. Mikrokontroler yang
digunakan pada modul ini adalah mikrokontroler buatan Atmel yaitu
AT89S52. Mikrokontroler ini merupakan salah satu jenis mikrokontroler
yang memiliki performa yang tinggi dengan disipasi daya yang rendah,
Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory) sebesar
4Kbyte, merupakan memori dengan teknologi non-volatile memori yaitu
isi memori tersebut dapat diisi ulang maupun dihapus berkali-kali, RAM
internal 128 Byte yang biasa digunakan untuk menyimpan variable atau
data-data yang bersifat sementara dan 4 buah port I/O yaitu port 0, port 1,
port 2 dan port 3.
17
Berikut ini akan penulis uraikan tentang single chip mikrokontroler
AT89S52 yang mempunyai karakteristik sebagai berikut :
1 Sebuah CPU 8 bit
2 Compatible dan berstandart MCS-51
3 4 Kbyte EEPROM Internal
4 Frekuensi clock 0 Hz – 33 MHz
5 32 Programmable I/O line yang terbagi menjadi 4 buah port dengan 8 I/O.
6 3 timer / counter 16 bit
7 RAM internal 256 - 8 Bit
8 ROM sebesar 4 Kbyte
9 Prosesor Boolean (Variable 1 bit)
10 Osilator internal dan rangkaian pewaktu
11 Dapat mengakses memori eksternal maksimum sebesar 64 Kbyte program
dan 64 Kbyte data
12 Supply 4 s/d +5,5 Volt
Diagram blok dari MCS-51diperlihatkan pada gambar 2.9 berikut ini :
18
Gambar 2.4
Diagram Blok MCS-51
19
2.4
Transistor
Transistor merupakan komponen elektronik yang terbuat dari
bahan semi konduktor yang terdiri dari tiga bagian, yaitu basis, kolektor
dan emiter. Menurut jenisnya transistor dibedakan menjadi dua yaitu PNP
dan NPN.
Pada gambar 2.11 di bawah ini transistor dapat disamakan dengan
dua buah dioda yang dipasang secara bertolak belakang, karena transistor
mempunyai dua buah junction, yang pertama adalah antara emiter dengan
basis dan yang kedua adalah antara basis dengan kolektor.
C
B
C
B
PNP
E
NPN
E
Gambar 2.5
Simbol Transistor
2.4.1 Karakteristik Transistor
Untuk dapat mengetahui karakteristik dari transistor,
haruslah diketahui terlebih dahulu mengenai jalannya arus dari
transistor, seperti yang terlihat pada gambar 2.6.
20
Gambar 2.6
Jalan Arus Transistor NPN
Berdasarkan hukum Kirchoff, maka dapat diketahui nilai arus adalah :
IE = IC + IB………………………………………....……….(2.1)
Salah satu keunggulan dari transistor adalah, nilai arus yang terjadi
pada kolektor lebih besar dari arus yang terdapat pada basis, penguatan
arus (ßdc), merupakan penentu perbedaan dari kedua arus ini, yaitu :
 dc 
IC
..................................................................................( 2.2)
IB
Sifat-sifat dari transistor dapat diketahui setelah melihat gambar 2.7
berikut ini:
Gambar 2.7
Rangkaian Common Emiter
21
Pada gambar dapat diketahui nilai arus basis berdasarkan Hukum Ohm,
IB 
VBB  VBE
......................................................................................( 2.3)
RB
Dan dengan Hukum Tegangan Kirchoff dapat diketahui,
VCE = VCC – (IC.RC)…………………...........…………………........(2.4)
Untuk dapat mengetahui dimana daerah kerja transistor, maka
dibuat garis beban pada grafik daerah kerja transistor. Garis beban ini
memotong sumbu vertikal IC dan sumbu horizontal VCE.
Garis beban yang mengenai kurva IB = IB (sat) dan VCE = 0 Volt
merupakan daerah saturasi transistor, sedangkan garis beban yang
mengenai kurva IB = 0 dan VCE = VCC adalah daerah cutoff transistor.
Gambar 2.8
Garis Beban Daerah Kerja Transistor
22
2.4.2 Transistor Dalam Keadaan Saturasi
Gambar 2.9
Rangkaian Transistor Dalam Keadaan Saturasi
Pada transistor jenis NPN, apabila dioda basis-emiter dan dioda
basis-kolektor mendapat bias maju, maka arus dapat mengalir dari
kolektor ke emiter. Pada keadaan ini transistor berada dalam daerah
saturasi dan tegangan antara kolektor dengan emiter (VCE) dapat
dianggap nol. Dalam kondisi ini, transistor dianggap seperti sebuah saklar
tertutup.
Besarnya arus yang mengalir menuju kolektor saat saturasi adalah :
IC 
VCC  VCE
........................................................................( 2.5)
RC
Karena VCE = 0, maka besarnya arus koletor dapat dinyatakan :
IC 
VCC
....................................................................................( 2.6)
RC
23
2.4.3 Transistor Dalam Keadaan Cutoff
Gambar 2.10
Rangkaian Transistor Dalam Keadaan Cutoff
Pada transistor jenis NPN, apabila basis lebih negatif dari emiter
maka arus tidak akan mengalir dari kolektor menuju ke emiter. Pada
keadaan ini transistor berada dalam daerah cutoff dan dapat dianggap
sebagai saklar terbuka.
Tegangan antara kolektor dan emiter saat cutoff adalah :
VCE = VCC – (IC . RC) ………………………..............………….….(2.7)
Pada saat transistor cutoff, tidak ada arus bocor yang mengalir
melalui beban RC kecuali arus bocor yang sangat kecil (IC ≈ 0), sehingga
besarnya IC dapat diabaikan dan besarnya tegangan antara kolektor-emiter
(VCE) adalah:
VCE = VCC…………………………............………………...……….(2.8)
24
2.5
LDR Sebagai sensor
LDR (light Dependent Resistor) atau foto resistor adalah
komponen elektronika dimana nilai resistansinya (tahanan) dipengaruhi
oleh intensitas cahaya yang mengenai LDR tersebut.
LDR terbuat dari bahan semikonduktor, apabila dalam keadaan
gelap mempunyai tahanan yang besar sekali, sedangkan bila diberi cahaya
maka tahanannya akan berkurang sebanding dengan intensitas cahaya
yang mengenai LDR tersebut.
LDR pada alat elektronik banyak dipakai sebagai alat pengindra
(sensor) cahaya, saklar cahaya, pengukur intensitas cahaya dan lain-lain.
Gambar 2.11
LDR dan Simbol Skematik LDR
Bila LDR dibawa dari ruangan dengan intensitas cahaya yang kuat
ke ruangan yang intensitas cahayanya lemah, maka nilai resistansinya
tidak akan berubah dengan segera, melainkan berubah secara bertahap
dalam selang waktu tertentu.
25
R (Ohm)
Gambar 2.12
Kurva Karakteristik LDR
Laju recovery merupakan ukuran yang tepat untuk menunjukan
besarnya perubahan resistansi dalam selang waktu tertentu. Besarnya laju
recovery yang diberikan dalam satuan KΩ/detik, dan ukuran selama 20
menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux.
Kecepatan perubahan resistansi ini akan lebih besar harganya pada
arah sebaliknya, yaitu dari tempat yang gelap ketempat yang lebih terang
sekitar 100 lux diperlukan waktu 10 milidetik untuk mencapai nilai
resistansi yang sesuai.
Sesitivitas LDR tidak sama untuk setiap panjang gelombang yang
jatuh pada LDR tersebut. Kurva yang menunjukan hubungan antara
sensitivitas dengan panjang gelombang disebut kurva karakteristik LDR.
26
Tabel 2.3
Data Karakteristik LDR
2.6
No
Spesifikasi
Nilai
1.
Resistansi gelap (RD)
>10 MΩ
2.
Resistansi terang (RL)
75-300Ω
3.
Laju recovery
>200KΩ/detik
4.
Disipasi daya maksimum
0,1 watt
5.
Jangka temperatur
300°C-60°C
LED Sebagai Sumber Cahaya
Led
adalah
dioda
semikonduktor
sambungan
P-N
yang
memancarkan cahaya jika diberi tegangan. Cahaya yang dipancarkan
dapat berupa spektrum invisible (infra merah) dan visible (cahaya
tampak).
Led yang biasa digunakan dalam rangkaian elektronik adalah Infra
red emiting diode (I-RED).
27
Gambar 2.13
Simbol Skematik Led
Led dapat dibuat dari bahan arsen, Galium Arseneid (GaAs),
Galium Arsenat Phospida (GaAsp) atau Galium Phospida (GaP). Galium
Phospida digunakan untuk led cahaya tampak, mekanisme untuk radiasi
cahaya tampak sama dengan diode infra red. Dengan bahan dan campuran
yang berbeda maka dapat diperoleh tenaga celah dari bidang yang
berbeda-beda pula, sehingga diperoleh led dengan panjang gelombang
beragam.
2.7
Op Amp
Penguat operasional (op-amp) adalah piranti solid state yang
mampu mengindera dan memperkuat sinyal masukan DC maupun AC.
Op-Amp IC yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar yakni penguat
differensial impedansi masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi,
dan penguat keluaran impedansi rendah (biasanya pengikut emiter push
pull). Op-Amp lazimnya memerlukan catu daya positif dan catu daya
negatif, karena demikian tegangan keluarannya akan dapat berayun positif
28
atau negatif terhadap ground. Parameter dan karakteristik op-amp adalah
sebagai berikut :
1. Mempunyai penguat tak terhingga, yaitu jika terjadi sedikit saja
perubahan pada terminal masukannya akan menyebabkan perubahan
yang besar pada keluarannya.
2. Impedansi masukan tak terhingga, yaitu dengan tegangan inputan yang
sekecil apapun sudah dapat membuat perubahan pada output Op-Amp
tersebut.
3. Impedansi keluaran sama dengan nol, artinya bahwa apabila keluaran
diberi beban, maka tegangan keluarannya tetap.
4. Tanggapan frekuensi tidak terhingga, maka dapat menerima frekuensi
berapa pun harganya.
5. Tidak ada tegangan offset, yaitu apabila masukannya berharga nol,
maka keluarannya jadi nol juga.
6. Tidak terpengaruhi oleh perubahan suhu.
29
Gambar 2.20
Skema Op amp
Suatu penguat operasional yang ideal mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut :
1. Penguatnya terkopel langsung (direct coupled)
2. Impedansi masukan (Zi) = ~ (tak terhingga)
3. Impedansi keluaran (Zo) = 0 (nol)
4. Penguatan (A) = ~ (tak terhingga)
30
5. Tegangan keluaran bernilai 0 (nol), jika tegangan pada kedua terminal
masukan bernilai 0 (nol)
6. Tegangan keluaran dapat mngayun kearah positif maupun negatif
2.7.1 Op Amp Sebagai Penguat Tak Membalik
Rangkaian ini merupakan salah satu dari rangkaian op amp yang
paling luas digunakan. Sebuah rangkaian penguat yang baik bila menerima
arus atau tegangan yang kecil pada inputnya akan menimbulkan arus atau
tegangan yang lebih besar pada outputnya. Op amp mempunyai kekuatan
(gain) yang relatif linier (bagus). Keluaran (output) dikendalikan sebagai
fungsi dari masukan (input).
Penguatan op amp dapat dikendalikan oleh rangkaian pembagi
tahanan (resistif) pada rangkaian luar dari op amp sebagai modus loop
tertutup, yang dimaksud loop tertutup yaitu umpan balik negatif dengan
menggunakan komponen yang mempunyai nilai tahanan.
Rf
7
+Vcc
Ri
Va
2
6
3
output
4
input
-Vcc
Gambar 2.15
Penguat Non Inverting
31
Pada rangkaian penguat non inverting ini didapat rumus seperti pada
persamaan (2.9):
Va
Ri
…………………..……………………..………….. (2.9)

Vout Rf  Ri
Dengan membalik persamaanya maka didapat maka didapat rumus
penguatan seperti persamaan (II.9)
Vout Rf  Ri

Va
Ri
Vout Rf Ri


Va
Ri Ri
Vout Rf

1
Va
Ri
Av 
Rf
 1 ……………………………………………………….. (2.10)
Ri
karena :
Va  Vin
Av 
Vout
Va
Maka didapat rumus tegangan outputnya seperti persamaan (2.11)
 Rf

Vout  
 1  Vin ……………………………..………………. (2.11)
 Ri

32
Dilihat dari rumus diatas jadi yang menentukan besarnya penguatan
tegangan pada outputnya adalah : Av 
Rf
 1 (rumus besarnya nilai
Ri
penguatan).
2.7.2 Op Amp Sebagai Pembanding (Komparator)
Op amp sebagai comparator adalah membandingkan kedua
masukan dimana salah satu masukannya menjadi tegangan referensi (Vref)
dan tegangan yang lain disebut dengan tegangan input (Vin).
Tegangan Vin dapat berada pada kaki inverting ataupun
noninveritng, begitu pula dengan tegangan referensi.
Tegangan output dari Op Amp ini merupakan selisih dari tegangan
input dengan tegangan referensi. Dimana nilai output dari rangkaian
comparator ini akan bernilai saturasi positip / saturasi negatip. dapat
diberikan contoh
1. Op amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub inverting
2. Bila tegangan msukan berada diatas tegangan referensi, maka tegangan
keluaran akan menyamai tegangan saturasinya (negative). Bila
tegangan masukan berada di bawah tegangan referensinya,maka
tegangan keluaran akan menyamai tegangan saturasinya (positip).
3. Op amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub noninverting.
4. Bila tegangan masukan berada diatas tegangan referensinya, maka
tegangan keluarannya akan menyamai tegangan saturasinya (positip).
Bila tegangan masukan berada dibawah tegangan referensinya, maka
tegangan keluarannya akan menyamai tegangan saturasinya (negative).
33
2.8
LCD
Telah tersedia beragam ukuran LCD, mulai dari 1 baris kali 16
karakter sampai 4 baris kali 24 karakter. Setiap karakter terdiri dari 5x8
atau 5x10 titik, sehingga yang dapat ditampilkan bukan hanya angka
desimal, tetapi juga huruf latin dan lambang lainnya termasuk beberapa
huruf kanji.
Untuk berkomunikasi dengan modul LCD ini, mikrokontroller
hanya membutuhkan 7 atau 11 pin input/output, berapapun ukuran
LCDnya.
Tabel 2.5 memperlihatkan fungsi pin pada konektor antara LCD
dengan sistem prosesor. Kolom pertama adalah nomor pin pada konektor
tsb, kolom kedua adalah simbol atau nama pin tsb, kolom ketika adalah
level digital untuk mengaktifkannya, yaitu 0 atau LOW, 1 atau HIGH dan
1  0 atau peralihan dari HIGH ke LOW. Kolom keempat adalah arah
komunikasi, yaitu sebagai Input, Output atau Bidirectional (dua arah).
Sedangkan kolom kelima adalah keterangan fungsi pin tsb.
Dari 14 pin tsb, 8-pin di antaranya digunakan untuk menerima dan
mengirimkan data dari dan ke LCD, yaitu pin DB0 – DB7. Sedangkan 3pin lainnya digunakan untuk kendali operasi. Pin RS digunakan oleh
sistem prosesor untuk memberi tahu LCD, apakah informasi biner yang
diletakkan di DB0 – DB7 merupakan instruksi atau data. Jika RS = LOW,
berarti informasi biner tsb adalah instruksi, tetapi jika RS = HIGH berarti
informasi biner tsb adalah data. Pin R/W digunakan oleh sistem prosesor
34
untuk memberitahu LCD, apakah prosesor ingin mengirim (R/W = LOW)
atau membaca (R/W = HIGH) data dari LCD. Pin E digunakan oleh sistem
prosesor untuk memberitahu LCD agar mulai memproses sinyal yang
diberikan oleh prosesor, ditandai dengan peralihan kondisi pin E dari
HIGH menjadi LOW.
Khusus untuk pin DB7, selain untuk transfer informasi biner, pin
ini juga dapat berfungsi untuk memberitahu sistem prosesor bahwa LCD
masih sibuk, belum siap menerima instruksi berikutnya. Jika prosesor
mengirimkan perintah ‘Get LCD status’, maka setelah itu prosesor harus
menunggu kabar dari pin DB7, jika DB7 = LOW berarti LCD tidak dalam
keadaan sibuk, siap menerima perintah atau data berikutnya.
35
Tabel 2.7
Fungsi pin konektor LCD
1
2
3
4
5
Pin
Symbol
Level
I/O
Function
1
Vss
-
-
Power supply (GND)
2
Vcc
-
-
Power supply (+5V)
3
Vee
-
-
Contrast adjust
4
RS
0/1
I
0 = Instruction input
number
1 = Data input
5
R/W
0/1
I
0 = Write to LCD module
1 = Read from LCD module
6
E
1, 1->0
I
Enable signal
7
DB0
0/1
I/O
Data bus line 0 (LSB)
8
DB1
0/1
I/O
Data bus line 1
9
DB2
0/1
I/O
Data bus line 2
10
DB3
0/1
I/O
Data bus line 3
11
DB4
0/1
I/O
Data bus line 4
12
DB5
0/1
I/O
Data bus line 5
13
DB6
0/1
I/O
Data bus line 6
14
DB7
0/1
I/O
Data bus line 7 (MSB)
36