BAB II LANDASAN TEORI

6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikroprosesor dan Mikrokontroler
Dalam perkembangannya, mikrokontroler tidak berkembang sebagaimana
pesatnya perkembangan mikroprosesor. Mikroprosesor banyak digunakan sebagai
otak suatu PC (Personal computer), sedangkan aplikasi mikrokontroler lebih
banyak digunakan untuk mengendalikan sistem-sistem otomatis yang berdiri
sendiri (Stand Alone) atau tempelan (Embedded) seperti mesin fotokopi, remote
control, CD player, hingga aplikasi robot.
Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor dalam banyak hal,
terutama dalam penggunaannya. Agar mikroprosesor dapat digunakan maka
komponen-komponen seperti memori, komponen penerima data, komponen
pengirim data, dan komponen tambahan lainya perlu ditambahkan. Sedangkan
pada
mikrokontroler komponen-komponen tambahan tersebut tidak selalu
diperlukan karena sudah terpasang didalam (built in) mikrokontroler. Hal ini pada
berbagai aplikasi dimaksudkan untuk menghemat ruang dan waktu dalam aplikasi
perakitannya.
7
2.2 Bagian-bagian Mikrokontroler
Mikrokontroler terdiri atas beberapa bagian yang saling berhubungan
sehingga mikrokontroler dapat melakukan tugas sesuai dengan program yang ada
didalamnya. Bagian-bagian penyusun mikrokontroler standard adalah:
a. Unit memori
b. CPU
c. Bus
d. Unit I/O
e. Pembangkit clock isolator
f. Unit timer/counter
g. Komponen tambahan
h. Program
2.2.1 Unit Memori
Memori merupakan bagian dari mikrokontroler yang berfungsi untuk
menyimpan data. Ada tiga hal yang perlu diperhatikan mengenai memori, yaitu
alamat (lokasi) memori, data dan jalur kendali adalah jalur yang berisi perintah
CPU, apakah suatu lokasi memori akan dibaca atau akan ditulis.
Menurut sifatnya,memori dapat digolangkan menjadi dua :
a. Memori yang menguap (Volatile memori )
Memori ini akan hilang apabila catu daya dimatikan, memori ini juga dikenal
dengan sebutan RAM (Random Access memory).
b. Memori yang tidak menguap
8
Memori jenis ini tidak akan hilang walaupun catu daya dimatikan dan juga
disebut ROM (Read Only Memory).
2.2.2 CPU ( Central Processing Unit )
CPU merupakan pengendali utama dari seluruh aktivitas mikrokontroler.
CPU bertugas melakukan eksekusi program dan melakukan koordinasi dengan
bagian lain didalam mikrokontroler. Didalam mikrokontroler terdapat ALU
(Arithmetic And Logic Unit) yang bertugas untuk melakukan perhitungan
aritmatika dan logika. Selain itu, didalam CPU juga terdapat memori untuk
menyimpan data sementara selama proses eksekusi berlangsung, memori yang
terdapat didalam CPU disebut register.
2.2.3 BUS
Bus adalah jalur-jalur fisik yang menghubungkan CPU dengan memori
atau unit lain dari mikrokontroler. Jalur-jalur tersebut tergabung dalam suatu grup,
dan grup inilah yang dinamakan bus alamat. Pengendalian aliran data yang melalui
BUS dilakukan oleh CPU melalui jalur kendali (Control Line)
2.2.4 Unit Input/Output
Agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dengan dunia luar, maka harus
ada yang menghubungkan keduanya.Terminal tersebut dinamakan port I/O. Port
I/O dialamati sebagaimana layaknya memori. Ada tiga jenis port, yaitu input, port
output dan port bi-derectional. Port bi-derectional adalah port dua arah yang dapat
9
difungsikan baik sebagai input port atau output port. Bi-irectional port ini biasa
disebut port I/O.
2.2.5 Pembangkit Clock-osilator
Rangkaian
osilator
yang
dibutuhkan
oleh
mikrokontroler
untuk
menyediakan clock bagi mikrokontroler. Clock tersebut digunakan oleh
mikrokontroler agar mikrokontroler dapat mengeksekusi instruksi program secara
serempak (sinkron).
Gambar 2.1 Pemasangan Osilator Kristal Pada PBASIC48W/P40
Frekwensi yang dibangkitkan oleh osilator akan menentukan waktu yang
diperlukan mikrokontroler untuk mengeksekusi sebuah instruksi. Jika kedua
pasang DSR dan RTS tidak dihubungkan melalui kabel, DSR dan RTS pada
konektor DB9 yang terhubung ke komputer harus dihubungkan langsung (sort
connection).
10
Gambar 2.2 Pin-pin Mikrokontroler PBASIC48W/P40
Tabel 2.1 Pin-pin Mikrokontroler PBASIC48W/P40
No Pin
Nama Pin
Deskripsi
1
RES
Pin input/output reset
2
XI
Pin osilator
3
X0
Pin osilator
4,18,32,46
VDD
Pin untuk sumber tegangan positif ( 5V )
5,19,33,47,48
VSS
Pin ground, 0V
6
SDA
Pin untuk EEPROM
7
SCL
Pin untuk EEPROM
8
RX
Pin jalur penerimaan data pada pemrograman
9
TX
Pin jalur pengiriman data pada pemrograman
10 – 27
P0 – P15
Pin I/O
28 – 45
NC
Pin Aux I/O
11
2.2.6 Unit Timer/Counter
Mikrokontroler juga dilengkapi dengan pewaktu (timer) dan pencacah
(counter). Timer tersebut digunakan untuk keperluan menghasilkan delay,
mencacah pulsa, mengetahui keberadaan proses yang sedang berlangsung dan
sebagainya.
2.2.7 Komponen Tambahan
Kebanyakan Mikrokontroler memiliki komponen-komponen standar,
terkadang juga dilengkapi dengan komponen fungsi tambahan. Komponen atau
fungsi tambahan tersebut misalnya ADC (Analog Digital Converter), komparator,
PWM dan sebagainya. ADC berfungsi untuk mengubah sinyal analag menjadi
kode-kode digital. Dengan ADC dan komparator mikrokontroler dapat berinteraksi
dengan
dunia
digital.
Sedangkan
PWM
adalah
format
sinyal
output
Mikrokontroler yang nilainya dinyatakan dalam bentuk lebar pulsa. PWM dapat
digunakan dalam pengendalian kecepatan motor.
2.2.8 Program
Selain elemen-elemen yang telah disebutkan diatas, Mikrokontroler juga
memerlukan suatu program agar dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan.
Mikrokontroler Basic Stamp dikembangkan oleh parallax.Inc, yang diprogram
dengan mudah menggunakan bahasa pemrograman BASIC
12
Gambar 2.3 Rangkaian Programer Mikrokontroler Basic Stamp
2.3 Mikrokontroler Basic Stamp Mini System
Basic Stamp Mini System merupakan suatu modul single chip dengan
mikrokontroler BASIC Stamp® BSP2P40
dengan kemampuan komonikasi
melalui serial. Modul ini sangat cocok digunakan untuk aplikasi-aplikasi
sederhana hingga aplikasi yang lebih komplek. Adapun spesifikasi Basic Stamp
Mini System adalah sebagai berikut :
a. Mikrokontroler BASIC Stamp® BSP2P40 merupakan penerjemahan dari
PBASIC48W/P40.
b. Memiliki 8 x 2 Kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4.000
instruksi.
c. Kecepatan prosesor 20 MHz Turbo dengan kecepatan eksekusi program
hingga 12.000 instruksi per detik.
d. Terdapat didalamnya RAM sebesar 38 byte (12 I/O 26 variabel) dengan
scratch pad sebesar 128 byte.
13
e. Jalur input/output sebanyak 32 pin dengan kemampuan mengeluarkan arus
sebesar 30 mA per pin dan 60 mA per 8 pin.
f. Jumlah instruksi yang didukung sebanyak 61.
g. Tersedia jalur komonikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9.
h. Tegangan input 9 sampai dengan 12 VDC dan tegangan output 5 VDC.
Gambar 2.4 DT Basic Stamp Mini System
Gambar 2.5 Tata Letak Basic Stamp
14
Gambar 2.6 Alokasi Pin Basic Stamp
Adapun hubungan antara komputer dengan Basic Stamp Mini System memiliki
konfigurasi sebagai berikut:
Tabel 2.2 Hubungan (Connection)
COM Port Komputer DB9
Basic Stamp Mini System DB9
RX ( Pin 2 )
RX ( Pin 2 )
TX ( Pin 3 )
TX ( Pin 3 )
DTR ( Pin 4 )
DTR ( Pin 4 )
GND ( Pin 5 )
GND ( Pin 5 )
DSR ( Pin 6 )*
DSR ( Pin 6 )*
RTS ( Pin 7 )*
RTS ( Pin 7 )*
2.4 Power Supply Sistem Mikrokontroler
Kinerja sistem mikrokontroler sangat dipengaruhi oleh perangkat catu daya
(power supply) yang digunakan. Untuk mendapatkan sistem yang handal,
diperlukan sistem catu daya yang stabil. Mikrokontroler BASIC Stamp®
BSP2P40 menggunakan catu daya dengan regulator tegangan DC 5 Volt berupa
IC LM 7805
15
Gambar 2.7 Power Supply Sistem Mikrokontroler
2.5 Sensor Warna
Sensor adalah suatu alat yang dapat mengubah besaran fisik seperti
temperatur, gaya, kecepatan putaran, dan cahaya menjadi besaran listrik yang
sebanding. Agar sensor dapat bekerja lebih baik dan tepat haruslah memiliki
persyaratan sebagai berikut :
a. Kepekaan, yaitu sensor harus dipilih sedemikian rupa pada nilai-nilai masukan
yang ada sehingga dapat diperoleh nilai keluaran untuk diperoses.
b. Stabilitas waktu, yaitu untuk menentukan masukan tertentu, sensor harus dapat
memberikan keluaran yang tetap nilainya dalam waktu yang lama.
Rangkaian sensor warna yang digunakan pada tugas akhir ini adalah
menggunakan sensor warna rakitan yang terdiri dari LED warna merah, hijau dan
biru sebagai pemancar (transmitter),
dan satu buah LDR sebagai penerima
(receiver). Rangkaian sensor ini diperoleh dari aplikasi pengembangan dasar-dasar
elektronika digital dan optikal. Benda berwarna yang akan dideteksi sebaiknya
terletak didepan dari sistem tersebut (sensor warna).
Cahaya dari LED yang dipantulkan pada permukaan benda akan jatuh pada
permukaan LDR
16
Gambar 2.8 konstruksi sensor warna
Prinsip kerja sensor warna adalah sebagai berikut ; ketika sinar dari lampu
LED warna dasar (R,G,B) dipancarkan kepermukaan Objek/benda, maka oleh
permukaan benda tersebut sinar warna itu kemudian dipantulkan. Sinar pantulan
cahaya tersebut nantinya akan diterima oleh sensor warna ( photo resitor ),oleh
sensor warna bias intensitas cahaya pantulan warna tersebut kemudian diproses
sesuai dengan karakteristik yang dimiliki oleh sensor photo resistor. Apabila bias
cahaya yang diterima memiliki intensitas cahaya yang terang maka nilai resistansi
dari sensor tersebut akan kecil, tapi jika intensitas cahaya yang diterima sensor
redup maka nilai resistansi dari sensor tersebut akan tinggi. Nilai resistansi inilah
yang nantinya akan dimanfaatkan untuk proses pengisian/charging arus listrik
pada komponen capasitor yang terdapat pada sistem rangkaian elektronik. Proses
chargin capasitor ini lah yang akan digunakan untuk sampling pembacaan warna
dengan memanfaatkan menu program RC Time pada Microcontroller. Ketiga
warna dasar dan perpaduan dari ketiga warna tersebut dapat dilihat pada gambar
dibawah ini :
17
Gambar 2.9 Tiga Warna Dasar (R,G,B)
Gambar 2.10 Rangkaian Sensor Warna (R,G,B)
2.6 Relay
Relay adalah sebuah alat elektromagnetik yang dapat mengubah kontakkontak saklar sewaktu alat ini menerima sinyal listrik. Pada dasarnya relay terdiri
dari kumparan kawat dengan inti besi lunak dan saklar yang terdiri dari kontak NO
dan NC.
Prinsip kerja relay ; kumparan dengan inti besi lunak yang apabila dialiri
arus listrik maka inti besi tersebut akan menjadi magnet. Magnet tersebut akan
menarik/menolak lengan besi dari jangkar pada inti. Akibatnya, kontak pada
jangkar dan kerangka relay terhubung. Pada umumnya relay terdapat kontak NO
atau NC seperti pada gambar dibawah ini :
18
Gambar 2.11 Simbol Relay
Gambar 2.12 Konstruksi Relay
Arus yang diperlukan untuk menjadikan kumparan dengan inti besi lunak
menjadi gaya gerak magnet yaitu 20 sampai 200 mA. Semakin tinggi tegangan
pada relay maka semakin kecil arus yang diperlukan. Relay mempunyai bagian
penting dari banyak sistem kontrol, bermanfaat sebagai kontak jarak jauh dan
untuk pengontrol alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan
dan arus rendah.
2.7 Motor DC
Motor DC (arus searah) adalah mesin yang dapat mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik atau gerak, dimana tenaga gerak itu merupakan putaran
pada rotor yaitu dalam bentuk tenaga gerak putar atau rotasi. Motor arus searah
dapat berfungsi sebagai generator arus searah atau sebaliknya, karena konstruksi
generator arus searah sama dengan motor arus searah. Gambar motor dc dapat
dilihat pada gambar dibawah ini.
19
Gambar 2.13 Motor DC
Arus searah
dialirkan pada kumparan medan (stator) dan kumparan
jangkar (rotor). Pada kumparan arus searah dialirkan untuk membangkitkan fluks
magnet. Walaupun kumparan rotornya diberikan tegangan DC, tetapi perputaran
kumparannya harus merupakan bentuk fungsi sinus.
Arus putaran motor DC tergantung pada arah medan dan arah aliran arus
pada jangkar. Jika arah medan atau arah aliran arus pada jangkar dibalik, maka
putaran motor akan terbalik. Jika kedua faktor tesebut dibalik pada saat yang sama,
motor akan terus berputar pada putaran yang sama.
Motor arus searah bila dialiri arus listrik pada kumparan medan terjadi
penguatan, maka timbul gaya lorenzt ditentukan dengan kaedah tangan kiri
Dengan mengacu pada hukum kekekalan energi : Proses energi listrik =
energi mekanik + energi panas + energi didalam medan magnet. Maka dalam
medan magnet akan dihasilkan kumparan medan dengan kerapatan fluks sebesar B
dengan arus adalah I serta panjang konduktor sama dengan L maka diperoleh gaya
sebesar F, dengan persamaan
sebagai berikut :
F = B I L..................................................................................(pers.1)
20
Arah dari gaya ini ditentukan oleh aturan kaidah tangan kiri, adapun
kaidah tangan kiri tersebut adalah sebagai berikut : Ibu jari sebagai arah gaya ( F ),
telunjuk jari sebagai fluks ( B ), dan jari tengah sebagai arus ( I ). :
2.8 Kapasitor
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai
didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk perata arus, mengeblok
arus DC, filter dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda
yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan
yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor
diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya.
Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan
berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah
dielektriknya. Kapasitor yang dipakai disini adalah jenis Electrolytic Capacitor
(ELCO) dan jenis kapasitor Mika. Berikut definisi dari kapasitor yang dipakai:
2.8.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan
membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor
adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita
harus berhati–hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai
terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan meledak.
Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply, low pass
filter , rangkaian pewaktu (Timer) dan rangkaian lainnya. Kapasitor ini tidak bisa
21
digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor
dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2.
2.8.2 Kapasitor Mika
Jenis ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor mika
mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur koefisiennya rendah.
Karena frekuensi karakteristiknya sangat bagus, biasanya kapasitor ini digunakan
untuk rangkaian resonansi, filter untuk frekuensi tinggi dan rangkaian yang
menggunakan tegangan tinggi misalnya: radio pemancar yang menggunakan
tabung transistor. Kapasitor mika tidak mempunyai nilai kapasitansi yang tinggi,
dan harganya relatif mahal.
2.9 Transformator
Transformator merupakan sebuah komponen yang difungsikan untuk
mentransformasikan tegangan yaitu dari tegangan tinggi ke tegangan rendah yang
biasa disebut dengan trafo step-down atau sebaliknya dari tegangan rendah ke
tegangan tinggi dan biasa disebut dengan trafo step-up, alat tersebut dibangun dari
dua buah induktor dengan perhitungan tertentu yang diantara kedua induktor
tersebut dipasang insulator (penyekat) agar tidak terjadi hubung singkat.
Sementara untuk membuat proses transformasi dan induksi lebih sempurna maka
dipasang inti
besi didalamya.
Spesifikasi transformator diklasifikasikan
berdasarkan arus dan tegangan kerja yang mampu dipenuhi oleh transformator
tersebut. Agar rangkaian elektro dapat bekerja optimal maka harus disediakan
22
cadangan arus, misalnya rangkaian membutuhkan arus 2 A maka perlu kita
pasang trafo yang mampu menyediakan arus lebih dari 2 A.
2.11 Dioda
Dioda adalah komponen semikonduktor yang paling sederhana, ia terdiri
atas dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Ujung badan dioda biasanya diberi
tanda, berupa gelang atau berupa titik, yang menandakan letak katoda. Dioda
hanya bisa dialiri arus DC, pada arah sebaliknya arus DC tidak akan mengalir.
Apabila dioda silikon dialiri arus AC, maka yang mangalir hanya satu arah saja
sehingga arus output dioda berupa arus DC. Bila anoda diberi potensial positif dan
katoda negatif, dikatakan dioda diberi forward bias dan bila sebaliknya, dikatakan
dioda diberi reverse bias. Pada forward bias, perbedaan tegangan antara katoda
dan anoda disebut threshold voltage atau knee voltage. Besar tegangan ini
tergantung dari jenis diodanya bisa 0.3 V atau 0.7 V. Bila dioda diberi reverse
bias (tegangan terbalik), tegangan terbalik tersebut tidak boleh melampaui harga
tertentu, harga ini disebut breakdown voltage(tegangan dadal), misalnya dioda
type 1N4001 sebasar 50 V. Untuk membuat penyearah pada power supply,
dipasaran banyak terjual dioda bridge (dioda jembatan). Dioda ini terbuat dari
silikon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu komponen.
Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam
kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang harus diperhatikan adalah tegangan dan
arus maksimumnya. Secara umum dioda dapat digunakan antara lain sebagai;
pengaman (protector), penyearah (rectifier), pengatur tegangan (Voltage
regulator), modulator, pengendali frekuensi, indikator dan saklar.
23
2.12 LED (Light Emiting Diode)
Light Emiting Diode (LED) adalah dioda yang dapat mengeluarkan cahaya
bila diberikan forward bias. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator
dan display. Pada led, energi memancar sebagai cahaya. Dengan dibuat
menggunakan unsur-unsur seperti galium, arsen dan fosfor. LED dapat
memancarkan cahaya merah, hijau, kuning, biru, jingga atau infra merah (tak
tampak). LED yang menghasilkan pemancaran didaerah cahaya sangat berguna
dalam instrumentasi, alat hitung dan sebagainya. Kecemerlangan cahaya led
tergantung dari arus. Biasanya arus LED diantara 10 sampai 50 mA akan
menghasilkan cahaya yang cukup untuk banyak pemakaian. Karakteristik led pada
umumnya saat tegangan forward bias yang diberikan masih dibawah tegangan
ambang LED tersebut arus belum dapat mengalir, tetapi setelah tegangan forward
yang dikenakan pada LED mencapai tegangan ambang maka pertambahan arus
akan meningkat cepat dan tegangan akan mendekati konstan. Arus forward bias
yang mengalir pada PN junction menyebabkan hole terinjeksi kedalam bahan tipe
P, yang biasanya dikenal dengan penginjeksian minoririty carrier. Pada saat
minority carrier ini bergabung, maka energinya akan sama dengan energi
gabungan band. Dari bahan semikonduktor yang dilepaskan, sebagian diubah
dalam bentuk cahaya, sedangkan sisanya dilepas dalam bentuk panas, dan
perbandingannya ditentukan oleh proses pencampuran PN junction tersebut. Jika
arus listrik dialirkan melalui junction arsenide dari LED elektron secara terus
menerus bertambah hingga melepas energi cahaya dan panas.
24
2.13 Transistor
Komponen ini termasuk komponen yang susunannya sederhana bila
dibandingkan dengan IC. Pada prinsipnya, suatu transistor terdiri atas dua buah
dioda yang disatukan. Agar transistor dapat bekerja, harus diberi tegangan bias
(bias voltage). Transistor akan bekerja ketika antara kolektor dan emitor dilailiri
arus yang dikontrol oleh arus basis. Berbagai bentuk transistor yang terjual di
pasaran terbuat dari bahan silikon atau germanium dengan bahan selubung
kemasannya beragam seperti misalnya selubung logam, keramik dan ada yang
berselubung polyester. Transistor pada umumnya mempunyai tiga kaki yaitu;
basis, kolektor dan emitor. Arus listrik kecil pada basis akan menimbulkan arus
yang jauh lebih besar diantara kolektor dan emitornya, maka dari itu transistor
digunakan untuk memperkuat arus (amplifier). Terdapat dua jenis transistor yaitu;
jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor jenis NPN tegangan basis dan
kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan pada transistor PNP tegangan
basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan emitor. Fungsi-fungsi transistor
pada rangkaian elektronika antara lain sebagai; penguat arus, penguat tegangan,
penguat daya (AC dan DC), sebagai penyearah, sebagai mixer, sebagai osilator
dan sebagai switch.
Transistor pada dasarnya mempunyai sambungan (junction), satu
diantaranya emiter dan basis dan yang lainnya diantara basis dan kolektor. Karena
inilah, sebuah transistor sama dengan dua buah dioda. Dioda yang terletak
dibagian kiri disebut sebagai dioda emiter basis atau singkatannya dioda emiter.
Dioda yang terletak disebelah kanan adalah dioda kolektor basis atau dioda
collektor.
25
Gambar 2.13 Tiga Daerah Transistor
Simbol Transistor NPN
Simbol Transistor PNP
Gambar 2.14 Simbol Transistor
Sebuah transistor PNP menunjukkan kemungkinan yang lain. Transistor
pnp merupakan komplemen dari transistor PNP. Pembawa muatan mayoritas
dioda emiter adalah hole sebagai pengganti dari muatan bebas. Ini berarti pada
transistor PNP dibutuhkan arus dan tegangan yang berlawanan dengan transistor
NPN.
Dalam kondisi normal, masukan kaki basis transitor tidak dibias sehingga
titik kerjanya berada pada daerah Cut off, tidak ada arus yang mengalir melalui
tahanan kolektor. Apabila masukan kaki basis transitor mendapat bias yang cukup
untuk mengaktifkan transitor, maka titik kerjanya berubah dari cut off ke saturasi.
2.14 IC (Integrated Circuit)
Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang
dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat
diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC
26
yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen. IC yang berbentuk
bulat dan dual in line, kaki-kakinya diberi nomor urut dengan urutan sesuai arah
jarum jam, kaki nomor 1 diberi tanda titik. Setiap IC ditandai dengan nomor type,
nomor ini biasanya menunjukkan jenis IC, jadi bila nomornya sama maka IC
tersebut sama fungsinya. Kode lain menunjukkan pabrik pembuatnya, misalnya
operational amplifier type 317 dapat muncul dengan tanda uA317, LM317,
MC317, RM317, SN317 dan sebagainya. Suatu kelompok IC disebut IC linear,
antara lain IC regulator, Operational Amplfier, audio amplifier dan sebagainya.
Sedangkan kelompok IC lain disebut IC digital misalnya NAND, NOR, OR, AND
EXOR, BCD to seven segment decoder dan sebagainya. Jenis IC yang sekarang
berkembang dan banyak digunakan adalah Transistor Transistor Logic (TTL) dan
Complimentary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Jenis CMOS yang banyak
terdapat di pasaran ialah keluarga 4000, misalnya 4049, 4050 dan sebagainya.
Jenis TTL ditandai dengan nomor awal (prefix) 54 atau 74. Prefix 54 menandakan
persyaratan militer yang mampu bekerja dari suhu 54ºC sampai 125ºC. Sedangkan
prefix 74 menandakan persyaratan komersial yang mampu bekerja pada suhu 0
sampai 70ºC. Penomoran TTL dilakukan dengan 2, 3 atau 4 digit angka mengikuti
prefixnya, misalnya 7400, 74192 dan sebagainya. Huruf yang berada diantara
prefix dan suffix menandakan subfamilynya. Misalnya AS (Advance Schottkey),
ALS (Advance Low Power Schottkey), H (High Speed), L (Low Speed), LS (Low
Power
Schottkey) dan S
(Schottkey).
Apabila
dibandingkan
rangkaian
menggunakan transistor dengan rangkaian menggunakan IC, cenderung
penggunaan IC lebih praktis dan biayanya relatif ebih ringan. Pada saat ini sudah
berkembang banyak sekali jenis IC, jenisnya sampai ratusan sehingga tidak
27
mungkin dibicarakan secara umum. Untuk menggunakan IC kita harus
mempunyai buku panduan vademecum atau data sheet IC yang diterbitkan oleh
pabrik-pabrik pembuatnya. Setiap jenis IC mempunyai penjelasan sendiri-sendiri
mengenai sifatnya dan cara penggunaannya.
2.14.1 IC Regulator LM78xx
Seri 78xx regulator tegangan dengan tiga terminal, dapat menghasilkan
berbagai tegangan tetap. Dengan demikian dapat digunakan dalam jelajah
penerapan
tegangan
yang
lebar.
Tegangan-tegangan
yang
diperloleh
memungkinkan regulator untuk dipakai dalam sistem-sistem logika, instrumentasi
dan peralatan elektronik. Meskipun semula dirancang sebagai regulator tegangan
tetap, namun akan dapat juga diperoleh tegangan-tegangan dan arus-arus variabel
dengan tambahan komponen external. Disini penulis menggunakan LM 7805,
LM7806, LM7809 dan LM7812 yang masing-masing menghasilkan tegangan
yang konstan positif (+) sebesar 5, 6, 9 dan 12 Volt DC.
Karakterstik :
a. Arus keluaran 1A.
b. Tegangan keluaran antara lain ; 6, 8, 9, 12.
c. Menggunakan proteksi terhadap panas berlebih (Thermal Overload Protection)
d. Menggunakan proteksi ketika terjadi hubung singkat (Short Circuit Protection)
e. Jika dipasang transistor pada keluarannya maka akan membuat lebih aman
pada area proteksi sistem operasinya.
28
Gambar 2.15 Diagram Blok IC Regulator LM78xx
2.15 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai
sifat menghambat arus listrik Satuan nilai dari resistor adalah ohm. Fungsi dari
Resistor adalah: Sebagai pembagi arus, sebagai penurun tegangan ,sebagai
pembagi tegangan, sebagai penghambat aliran arus listrik,dan lain-lain.
Pedoman dalam menentukan urutan gelang warna :
Gb.2.16 Resistor
Gelang pertama tidak berwarna hitam, emas, perak, atau tidak berwarna.
Gelang terakhir ( toleransi ) jarak/spasinya lebih lebar dibanding dengan jarak
gelang yang lain Pemberian nilai untuk resistor karbon selalu dengan gelang kode
warna, kecuali untuk resistor chip sudah memakai angka.
29
Warna
Gelang 1
Hitam
Gelang 2
Gelang 3
Multiplier
0
0
1 Ohm
Toleransi
Coklat
1
1
1
10 Ohm
±1%
Merah
2
2
2
100 Ohm
±2%
Orange
3
3
3
1 K Ohm
Kuning
4
4
4
10 K Ohm
Hijau
5
5
5
100 K Ohm
± 0,5 %
Biru
6
6
6
1 M Ohm
± 0,25 %
Ungu
7
7
7
10 M Ohm
± 0,10 %
Abu-abu
8
8
8
Putih
9
9
9
± 0,05 %
Emas
0,1 Ohm
±5%
Perak
0,01 Ohm
± 10 %
Gambar 2.17 Pembacaan Kode Warna Resistor
3. Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :
30
1. Fixed Resistor
: Yaitu resistor yang nilai hambatannya tetap.
2. Variable Resistor
: Yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-
3. Resistor Non Linier : ubah.
Yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena
pengaruh faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya.
2.16 LDR (Light Depedent Resistors)
LDR (Light Depedent Resistors) merupakan resistor yang nilai tahanannya
dapat berubah sewaktu-waktu karena adanya rangsangan cahaya dari luar yang
diserap. Besarnya nilai tahanan tergantung pada seberapa besar intensitas cahaya
yang diterima oleh LDR. LDR juga merupakan resistor yang mempunyai
koefisien temperatur negatif, dimana tahanannya dipengaruhi oleh intrensitas
cahaya. LDR dibentuk dari Cadium Sulfied (CDS) yang mana CDS dihasilkan
dari serbuk keramik. Secara umum, CDS disebut juga peralatan photo conductive,
selama konduktivitas atau tahanan dari CDS bervariasi terhadap intensitas cahaya.
CDS tidak mempunyai sensitivitas yang sama pada tiap panjang gelombang dari
ultraviolet sampai dengan infra merah. CDS banyak digunakan dalam
perencanaan rangkaian bolak-balik (AC) dibandingkan dengan photo transistor
dan photo dioda.
Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua sifat yang
berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan foton/partikel energi
(dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton akan menabrak ikatan
CDS dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang,
semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan
31
turun saat cahaya meneranginya. LDR akan mempunyai hambatan yang sangat
besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan
LDR, mampu mencapai 1 M ohm. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR
akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm saja.
Gambar 2.18 LDR dan Simbolnya
2.17 Power Supply switching
Gb. 2.19 Rangkain Power Switching
Power Supply adalah suatu rangkaian elektronik yang menyuplai daya
listrik kepada suatu beban dari suatu sumber listrik yang karakteristik dayanya
(Arus/Tegangan) tidak sesuai dengan beban tadi. Power supply tersebut
mengubah daya dari sumber listrik sehingga cocok dengan bebannya, atau bisa
sebaliknya membuat suatu beban cocok dengan sumber listriknya.Switching
32
power supply atau juga biasa disebut Switching Mode Power Supply (SMPS)
adalah
Power supply yang melakukan konversi daya melalui komponenkomponen yang bersifat rendah rugi-daya-nya (low loss components) seperti
kapasitor, induktor, dan transformator dan yang memakai switch-switch yang
selalu dalam kondisi on atau off. Keuntungan menggunakan power supply
switching adalah konversi daya yang dapat dilakukan dengan kebocoran daya
yang minimal, artinya efisiensinya tinggi.
2.18 Produk
Produk yang di deteksi adalah produk yang memiliki bentuk bulat dan
memiliki perbedaan warna dasar yaitu merah, hijau, biru, coklat, oranye dan
kuning. Produk tersebut mampu memantulkan cahaya yang dibiaskan oleh LED.
Produk yang tidak terdeteksi dianggap produk NG (NO GOOD),
Gambar 2.20 Warna Produk