bab ii landasan teori - Universitas Sumatera Utara

7
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
2.1.1. Mikrokontroller ATMega8535
Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan
mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru.
Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semi konduktor dengan kandungan transistor
yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi
secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah
(dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk
memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat
bantu sddan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam
program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya),
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan
lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer
perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna
disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka
perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada
mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program
Universitas Sumatera Utara
8
kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM
digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk registerregister yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Mikrokontroler ATMega8535 adalah suatu keping IC dimana terdapat
mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan
ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM
dalam satu kemasan.
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas
menjadi sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O, Memori
bahkan ADC, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses data.
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur 8
bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi
dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC (Reduced
Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokan ke dalam 4
kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya
yang membedakan masing-masing adalah kapasitas memori, peripheral dan fungsinya
(Heryanto, dkk, 2008:1). Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka
bisa dikatakan hampir sama. Berikut ini gambar Mikrokontroler Atmega8535.
Universitas Sumatera Utara
9
Gambar 2..1 Mikrokontroler ATMega8535
2.1.1.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing)
8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga 8051 yang mempunyai arsitektur CISC
(Complex Instruction Set Computing), AVR menjalankan sebuah instruksi tunggal
dalam satu siklus dan memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan
komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan
arsitektur Harvard, di mana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan
dengan memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, di
mana ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch
dari memori program.
Mikrokontroler ATMega8535 merupakan keluarga dari mikrokontroler AVR
sehingga feature dasar dari mikrokontroler AVR dimiliki oleh ATMega8535.
Arsitektur yang sangat mendasar dari ATMega8535 bawaan kluarga AVR adalah
aritektur RISC 8 bit. Arsitektur dari Mikrokontroler ATMega8535
dapat di
gambarkan sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.2 Arsitektur Mikrokontroler ATMega8535
Universitas Sumatera Utara
11
2.1.1.2 Kontruksi ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori
program, memori data dan memoriEEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang
terpetakan dari alamat0000h ± 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar
data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian programboot
dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi
menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535
memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai
bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses
sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk
memori data SRAM.
c. Memori EPROM
Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan
program ini dinamakan sebagai memori program.
Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu
daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai
untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Universitas Sumatera Utara
12
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah
baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC
mikrokontroler dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler
menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang
disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet
Eraseable Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah
ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
2.1.1.3 Pin-Pin pada Mikrokontroler ATMega8535
Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATMega8535 :
Gambar 2.3. IC Mikrokontroller ATMega8535
1.
PORT A, PORT B, PORT C, PORT D merupakan pin I/O
2.
GND merupakan pin Ground
3.
VCC merupakan pin input catu daya (5 Volt)
4.
AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC
Universitas Sumatera Utara
13
5.
AVCC merupakan pin input tegangan ADC
6.
XTALL 1 & XTALL 2 merupakan pin clock eksternal
7.
RESET merupakan pin untuk mereset mikrokontroler (active low)
SPESIFIKASI PORT
•
PORT A
Pada seri AVR ATMega8535 ini telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal
dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasonya, ADC dapat dikonfigurasi baik secara
single ended maupun differetial input. Selain itu, ADC ATMega8535 memiliki
konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau
yand sangat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan
dengan ADC itu sendiri.
Tabel 2.1 Fungsi PORT A:
PORT A Fungsi Tambahan
PA0
ADC 0 (input ADC channel 0)
PA1
ADC 1 (input ADC channel 1)
PA2
ADC 2 (input ADC channel 2)
PA3
ADC 3 (input ADC channel 3)
PA4
ADC 4 (input ADC channel 4)
PA5
ADC 5 (input ADC channel 5)
PA6
ADC 6 (input ADC channel 6)
PA7
ADC 7 (input ADC channel 7)
Universitas Sumatera Utara
14
Tabel 2.2 Fungsi PORT B
PORT B Fungsi Tambahan
T0
(Timer/Counter
Input)XCK
PB0
0
(USART
External
Counter
Eksternal
Clock
Input/Output)
PB1
T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)INT2
PB2
(Eksternal Interrupt 2 Input)
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OC0
PB3
(Timer/Counter0
Output-Compare
Match
Output)
PB4
SS (SPI Slave Select Input)
PB5
MOSI (SPI Bus Master Output Slave Input)
PB6
MISO (SPI Bus Master Input Slave Output)
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
1.
T0/T1 sebagai input Timer/Counter Eksternal
2.
AIN0 dan AIN1 sebagai input komparator (AIN0 = input positif, AIN1 = input
negatif )
3.
SS (SPI) sebagai port untuk komunikasi antar mikrokontroler
4.
MOSI, MISO, SCK sebagai input downloader ISP
Universitas Sumatera Utara
15
Tabel 2.3 Fungsi PORT C
PORT C
Fungsi Tambahan
PC0
SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)
PC1
SDA (Two-wire Serial Bus Data I/O Line)
PC2
TCK (JTAG Tesr Clock)
PC3
TMS (JTAG Test Mode Select)
PC4
TDO (JTAG Test Data In)
PC5
TDI (JTAG Test Data Out)
PC6
TOSC1 (Timer Oscilator Pin 1)
PC7
TOSC2 (Timer Oscilator PIN 2)
1.
SCL dan SDA sebagai pengatur Interface Serial 2 jalur
2.
TCK sebagai operasi sinkronisasi dari JTAG ke TCK. Jika pin ini digunakan
seperti fungsi peripheral tersebut maka pin ini tidak berfungsi sebagai I/O
3.
TMS sebagai pengontrol navigasi mesin TAP. Jika pin ini digunakan seperti
fungsi peripheral tersebut maka pin ini tidak dapat berfungsi sebagai I/O
4.
TDO dan TDI sebagai Output/Input data serial ke register atau data register
5.
TOSC1 dan TOSC2 sebagai penguat amplifier oscillator ketika disambungkan
dengan kristal dan bit ASR serta ASSR di set “1” untuk mengaktifkan asynchronous
clocking dari Timer/Counter2.
Universitas Sumatera Utara
16
Tabel 2.4 Fungsi PORT D
PORT D Fungsi Tambahan
PD0
RXD (Pin Input USART/Pin terima komunikasi Serial)
TXD (Pin Output USART/Pin kirim komunikasi
PD1
Serial)
PD2
INT0 (input Interrupt Eksternal 0)
PD3
INT1 (input Interrupt Eksternal 1)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match
PD4
Ouput)
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match
PD5
Ouput)
PD6
ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD7
OC2 (Timer/Counter Ouput Compare Match Ouput)
1.
RXD dan TXD sebagai pin komunikasi serial (USART)
2.
INT0 dan INT1 sebagai input Interupsi Eksternal 0 dan Interupsi Eksternal 1
3.
OC1A dan OC1B sebagai Output untuk PWM mode fungsi timer dan OC1A
juga berfungsi sebagai Output Eksternal dari pembanding timer/counter A. Sedangkan
OC1B berfungsi sebagai Output Eksternal dari pembanding timer/counter B.
4.
ICP1 sebagai penampung input timer/counter 1
Universitas Sumatera Utara
17
5.
OC2 sebagai output untuk PWM mode fungsi timer dan Output Eksternal dari
pembanding timer/counter.
2.1.2. Sensor Suhu LM35
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat
dikalibrasikan langsung , LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor
seperti pada gambar 2.4
Gambar 2.4. LM 35 Basic Temperature Sensor
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan
dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu
ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperatur
ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35
penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan
Universitas Sumatera Utara
18
catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 m A dari supplay sehingga panas
yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
Gambar 2.5. Rangkaian Pengukur Suhu
LM 35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena
selain harganya cukup murah, linearitasnya juga lumayan bagus. LM35 tidak
membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ± ¼ °C pada temperatur
ruangan dan ± ¾ °C pada kisaran -55 °C to +150 °C. LM35 dimaksudkan untuk
beroperasi pada -55 °C hingga +150 °C, sedangkan LM35C pada -40 °C hingga
+110 °C, dan LM35D pada kisran 0-100°C. LM35D juga tersedia pada paket 8 kaki
dan paket TO-220. Sensor LM35 umunya akan naik sebesar 10mV setiap kenaikan
1°C (300mV pada 30 °C).
Gambar 2.6 Bentuk Fisik LM 35
Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu
menjadi besaran elektrik tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap
kenaikan 1°C tegangan
keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal
keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150°C.
Universitas Sumatera Utara
19
Pada perancangan kita tentukan keluaran ADC mencapai full scale pada saat
suhu 100°C, sehingga tegangan keluaran tranduser (10mV/°C x 100°C) = 1V.
Pengukuran secara langsung saat suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0,3V (300mV).
Tengan ini diolah dengan mengunakan rangkaian penglondisi sinya agar sesuai
dangan tahapan masukan ADC. LM35 memiliki kelibihan – kelebihan
sebagai
berikut:
1. Di kalibrasi langsung dalam celsius
2. Memiliki faktor skala linear + 10.0 mV/°C
3. Memiliki ketetapan 0,5°C pada suhu 25°C
4. Jangkauan maksimal suhu antara -55°C sampai 150°C
5. Cocok untuk applikasi jarak jauh
6. Harganya cukup murah
7. Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 30Volt
8. Memiliki arus drain kurang dari 60 uAmp
9. Pemanasan sendiri yang lambat ( low self-heating)
10. 0,08˚C diudara diam
11. Ketidak linearannya hanya sekitar ±¼°C
12. Memiliki Impedansi keluaran yang kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1
mAmp.
Sensor suhu tipe LM35 merupakan IC sensor temperatur yang akurat yang
tegangan keluarannya linear dalam satuan celcius. Jadi LM35 memilik kelebihan
dibandingkan sensor temperatur linear dalam satuan kelvin, karena tidak memerlukan
pembagian dengan konstanta tegangan yang besar dan keluarannya untuk
mendapatkan nilai dalam satuan celcius yang tepat. LM35 memiliki impedansi
keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian
Universitas Sumatera Utara
20
membuat proses interface untuk membaca atau mengontrol sirkuit lebuh mudah. Pin
V+ dari LM35 dihubungkan kecatu daya, pin GND dihubungkan ke Ground dan pin
Vout- yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu dihubungkan ke vin
(+) dan ADC 0804.
2.1.3. Komponen-Komponen Pendukung
2.1.3.1. Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus
listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed
Resistor dan Variable R esistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal
film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan
tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil.
Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan
konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas,
karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut
sebagai insulator.
2.1.3.2. Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor
bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum
berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada
badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan
Universitas Sumatera Utara
21
pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter.
Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA
(Electronic Industries Association).
Gambar 2.7. Resistor karbon
Tabel 2.5 Gelang Resistor
WARNA
GELANG I
GELANG II
GELANG III
GELANG
IV
Hitam
0
0
1
-
Coklat
1
1
10
-
Merah
2
2
100
-
Jingga
3
3
1000
-
Kuning
4
4
10000
-
Hijau
5
5
100000
-
Biru
6
6
1000000
-
Violet
7
7
10000000
-
Abu-abu
8
8
100000000
-
Putih
9
9
1000000000
-
Emas
-
-
0,1
5%
Perak
-
-
0,01
10%
Tanpa Warna
-
-
-
20%
Universitas Sumatera Utara
22
Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi
berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada
bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol,
sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian
pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda
telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai
resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak
termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi
kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan
seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah
faktor penggalinya.
2.1.3.3. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu
bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum,
keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka
muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan
pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu
lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya
muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan
Universitas Sumatera Utara
23
elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada
konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi
pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan
dielektrik
Elektroda
Elektroda
Gambar 2.8. Skema kapasitor.
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam
merancang suatu sistem yang berfungsi untuk 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. Berikut ini adalah jenis– jenis
kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
2.1.3.4 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Gambar 2.9. Electrolytic Capacitor (ELCO)
Universitas Sumatera Utara
24
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan
membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah
perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhatihati 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. Kapasitor ini tidak bisa
digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor
dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor
akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus
memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.
2.1.3.5 Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya.
Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada
rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi
tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog,
karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya
tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua
kapasitor diatas.
Gambar 2.10 Ceramic Capacitor
Universitas Sumatera Utara
25
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat
angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit
memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya.
Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan.
Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka
dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama
angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel
dibawah.
Tabel 2.6 Nilai Kapasitor
3rd Digit
Multiplier
Letter
Tolerance
0
1
D
0.5 pF
1
10
F
1%
2
100
G
2%
3
1,000
H
3%
4
10,000
J
5%
5
100,000
K
10 %
6,7
Not Used
M
20 %
8
.01
P
+100, -0 %
9
1
Z
+80, -20 %
Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai
kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5%.
Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico
Farad).
Universitas Sumatera Utara
26
2.1.3.6 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal.
Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari
penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan
dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara
penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan
transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah
silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP.
2. Transistor silikon NPN.
3. Transistor silikon PNP.
4. Transistor germanium NPN.
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah
yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
C
C
B
B
E
NPN
E
PNP
Gambar 2.11 simbol tipe transistor
Universitas Sumatera Utara
27
Keterangan :
C = kolektor
Didalam
E = emiter
pemakaiannya
B = basis
transistor
dipakai
sebagai
komponen
saklar
(switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah
penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan
ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi
pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor
sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.11.
Vcc
Vcc
IC
RB
R
Saklar On
VCE
VB
IB
VBE
Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum
dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :
I max =
Vcc
……………………………………………..…………….(2.1)
Rc
hfe . I B =
IB =
Vcc
………………………………………….…………….(2.2)
Rc
Vcc
………………………………………………………….(2.3)
hfe . Rc
Universitas Sumatera Utara
28
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :
IB =
VB − VBE
……………………………………………………….(2.4)
RB
VB = IB . RB + VBE…………………………………………………..(2.5)
VB =
Vcc . R B
+ VBE …………………………………………………(2.5)
hfe . Rc
Jika tegangan VB telah mencapai VB =
Vcc . R B
+ VBE , maka transistor akan
hfe . Rc
saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara
ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).
2.1.3.7 Relay
Relay adalah sebuah saklar magnetic yang biasanya menggunakan medan
magnet dan sebuah kumparan untuk membuka atau menutup satu atau beberapa
kontak saklar pada saat relay dialiri arus listrik. Pada dasarnya relay terdiri dari sebuah
lilitan kawat yang terlilit pada suatu inti besi dari besi lunak berubah menjadi magnet
yang menarik atau menolak suatu pegas sehingga kontak pun menutup atau membuka.
Relay mempunyai anak kontak yaitu NO (Normally open) dan NC (Normally Close).
listrik hingga mencapai batas maksimalnya Relay merupakan rangkaian yang bersifat
elektronis sederhana dan tersusun oleh ;
-
Saklar
-
medan elektromagnet (kawat koil)
-
poros besi
Universitas Sumatera Utara
29
Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui
koil,lalu membuat medan magnet sekitarnya merubah posisi saklar sehingga
menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana
ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar.
Komponen sederhana ini dalam perkembangannya digunakan (atau pernah digunakan)
sebagai
komponen
dasar
berbagai
perangkat
elektronika,lampu
kendaraan
bermotor,jaringan elektronik, televisi, radio, bahkan pada tahun 1930an pernah
digunakan sebagai perangkat dasar komputer yang keberadaannya kini digantikan
oleh mikroprosesor seperti IntelCorp.dan AMD. Semua itu karena pemakaian relay
mempunyai Keuntungan yaitu ;
-
Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang diinginkan
-
Dapat memaksimalkan besarnya tegangan
-
Dapat menggunakan baik saklar maupun koil lebih dari satu, disesuaikan
dengan kebutuhan.
Prinsip Kerja Relay
Relay akan bekerja bila kontak-kontak yang terdapat pada relay tersebut
bergerak membuka dan menutup. Relay pada keadaan normaly open kontak
kontaknya yang mempunyai posisi tertutup pada saat relay tidak bekerja akan
membuka setelah ada arus yang mengalir, sedangkan relay pada keadaan normaly
close kontak-kontaknya yang mempunyai posisi terbuka pada relay tidak bekerja akan
menutup setelah ada arus yang mengalir, banyaknya kontak-kontak dimana jangkar
dapat melepas atau menyambung lebih dari satu kontak sekaligus, oleh karena itu
relay yang dijual dipasaran ada yang membuka atau menutup lebih banyak kontak
sekaligus.
Universitas Sumatera Utara
30
Simbol relay yang ada jenis DPDT (Double pole Double Throw) dan SPDT
(single pole double throw). Pole adalah kontak yang bergerak, sedangkan throw
adalah kontak diam. NC (normally-closed) menunjukkan bahwa kontak tersebut pada
keadaannya normal (relay- off) terhubung dengan pole. Sedangkan NO (normallyopened) pada keadaan normalnya tidak terhubung dengan pole.
Relay yang baik mempunyai resistansi isolasi yang tinggi, sehingga tegangan
yang tinggi pada peralatan tidak menggangu kerja dari rangkaian pengendali. Ada dua
jenis relay yang bisa didapat yaitu inputnya bekerja pada arus searah dan yang bekerja
pada arus bolak-balik. Pada umumnya relay yang digunakan pada rangkaian / sistem
elektronika adalah yang bekerja pada tegangan DC.
2.2 Perangkat Lunak
2.2.1 Program Code-Vision AVR
Untuk mengaktifkan micro sistem akuisisi data, penerima sinyal control dan
sistem transmisi data maka terlebih dahulu mikrokontroller tersebut diberi program
dengan cara mendownload program yang terlebih dahulu kita buat dengan bahasa C
pada CodeVisionAVR.
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 2.13 Form pembuatan program micro chip (CodeVisionAVR).
Software CodeVision AVR merupakan C Compiler untuk mikrokontroler AVR. Pada
CodeVision telah disediakan editor yang berfungsi untuk membuat program dalam
bahasa C, setela melakukan proses kompilasi kita dapat mengisikan program yang
telah dibuat ke dalam memory pada mikrokontroler menggunakan programmer yang
telah disediakan oleh CodeVision AVR. Programmer yang didukung oleh CodeVision
Programmer Cable dapat diintegrasik dengan CodeVision AVR, terlebih dahulu harus
dilakukan konfigurasi sebagai berikut:
-Jalankan Software CodeVision AVR. -Pilih menu Setting . Programmer.
-Pilih tipe programmer
-Lalu klik tombol OK.
Universitas Sumatera Utara
32
Catatan: Proses ini hanya dapat dilakukan pada saat ada project yang telah dibuat
atau dibuka. Tekan Shift+F9, download ke target board dengan cara klik pada
tombol Program
Universitas Sumatera Utara