Makalah Perancangan Sistem Digital M. Khaerul

PENGATURAN PENERBANGAN DARURAT
A. PENDAHULUAN
Dalam menerbangkan pesawat model radio kontrol selalu ada
saat dimana kesulitan terjadi baik itu pada bagian pemancar maupun
penerima sehingga pesawat tidak lagi mematuhi isyarat-isyarat kontrol.
Jika seseorang sedang beruntung, pesawat tadi akan jatuh di dekat
operatornya tetapi mungkin saja pesawat itu akan tetap terbang dengan
jarak yang cukup jauh atau mungkin pemiliknya hanya dapat melihat
pesawat tersebut menghilang dibalik horizon. Rangkaian yang diuraikan di
sini adalah untuk mencegah kemungkinan yang terakhir ini, juga
mengusahakan untuk memperkecil kemungkinan terjadinya tabrakan
dengan memastikan bahwa pesawat akan meluncur dengan lintasan
tertentu.
Rangkaian ini akan bereaksi terhadap hilangnya keluaran
penerima. Jika baik pemancar maupun penerima dapat berfungsi dengan
normal, posisi servo ditentukan oleh denyut-denyut kontrol yang
dipancarkan. Tergantung dalam proses pembuatan servo, denyut dengan
lebar 1,5md akan berhubungan dengan posisi netral. Sementara denyut
dengan lebar 1 atau 2md akan berhubungan dengan posisi-posisi ekstrim
dari servo. Jika aliran dari denyut-denyut kontrol terhambat, maka
multivator-multivator dalam rangkaian akan men-set servo ke posisi yang
telah ditentukan sebelumnya.
Masukan K4 dihubungkan ke keluaran dari penerima. Masukan
K1, K2 dan K3 dihubungkan ke keluaran kontrol penerima untuk masingmasing elevator, rudder, dan gas mesin sedangkan keluaran K1, K2 dan
K3 dihubungkan ke servo-servo yang bersangkutan. Selama denyut
kontrol diterima melalui K4, pemultipleks IC3 menjaga agar masukan K1,
K2, dan K3 dihubungkan ke keluaran-keluaran bersangkutan (dan servo-
1
servo). Tetapi apabila denyut-denyut kontrol terhalangi, pemultipleks akan
tersaklar ke keluaran-keluaran dari ketiga osilator. Posisi P1, P2 dan P3
kemudian akan menentukan posisi arah pengendali servo. Suatu saklar
mercury dihubungkan pada P3 (pengendali elevator). Saklar harus
dipasangkan sedemikian rupa sehingga akan tertutup apabila sudut
penurunan lebih besar dari 10o. Karena itu posisi servo elevator akan
ditentukan oleh harga Rx (10...200k).
B. PEMBAHASAN
Rangkaian
yang
dijelaskan
dalam
pendahuluan
tarsebut
merupakan salah satu bagian dari rangkaian pesawat model radio kontrol
yang dinamakan
sebagai “Pengatur Penerbangan Darurat” yang
memiliki fungsi pada saat penerima kehilangan isyarat dari pemancar,
maka rangkaian ini akan bekerja dalam memberikan isyarat atau denyut
kontrol darurat kepada servo-servo pesawat dengan menset isyarat atau
denyut kontrol tersebut sehingga mencegah kemungkinan melintas turun
2
dengan lintasan yang tidak diinginkan atau lintasan yang dapat merusak
pesawat tersebut.
Pesawat model radio kontrol ini dikendalikan atau dijalankan
dengan memberi isyarat atau denyut kontrol pada rangkaian servo-servo
berupa elevator, rudder dan gas mesin. Bagian elevator berfungsi dalam
mengendalikan posisi naik-turunnya pesawat dengan sudut yang
diinginkan sesuai isyarat yang diberikan. Bagian rudder berfungsi dalam
membelokkan pesawat ke kanan atau ke kiri sesuai isyarat yang
diberikan. Sedangkan bagian gas mesin sebagai pengatur kecepatan
pesawat. Tergantung dalam proses pembuatan servo, denyut dengan
lebar 1,5md akan berhubungan dengan posisi netral dari rangkaian servo.
Sementara denyut dengan lebar 1 atau 2md akan berhubungan dengan
posisi-posisi ekstrim dari rangkaian servo tersebut.
Rangkaian pengatur penerbangan darurat ini terdiri dari beberapa
komponen. Satu buah IC 74C157 digunakan rangkaian ini dalam
menentukan isyarat atau dentut kontrol yang mana akan bekerja oleh
rangkaian servo-servo dari pesawat. Ketika isyarat atau denyut kontrol
dari pemancar diterima, maka servo-servo akan bekerja sesuai dengan
isyarat atau denyut yang diberikannya tersebut.
Namun ketika isyarat tersebut terhalangi atau tidak diterima oleh
pesawat, maka rangkaian osilator pada rangkaian pengatur penerbangan
darurat tersebut akan bekerja dengan memberikan isyarat atau denyut
kontrol yang telah diset kepada servo-servo bersangkutan. Rangkaian
osilator inilah yang akan membangkitkan isyarat atau denyut kontrol pada
pesawat model radio kontrol ini. Posisi potensiometer (P1,P2 dan P3)
pada rangkaian osilator kemudian menentukan posisi arah pengendali
pada servo-servo yang ada. Khusus pada rangkaian osilator yang
dihubungkan dengan servo elevator dipasang sebuah saklar mercury
yang dihubungkan dengan sebuah nilai tahanan Rx. Saklar ini dipasang
sedemikian rupa sehingga terhubung apabila sudut penurunan pesawat
3
lebih besar dari 10o, sehingga posisi servo elevator ditentukan oleh harga
Rx tersebut. Dalam aplikasi pembuatan rangkaian osilator tersebut juga
dibutuhkan dua buah IC 4011 yang merupakan gerbang NAND. Dengan
kata lain rangkaian osilator yang disebutkan tersebut di atas bekerja
terhadap hilangnya keluaran penerima dari pemancar radio kontrol
pesawat.
Prinsip dasar dari aplikasi rangkaian penerbangan darurat ini
sebenarnya berada pada komponen IC 74C157 yang digunakan. IC
74C157 merupakan suatu multiplixer quad ruple 2 line ke 1 line. Suatu
masukan HIGHT pada line STROBE akan membuat IC menjadi disable
dengan memaksa semua keluaran menjadi LOW. Level pada SELECT
line akan menentukan masukan A atau B yang dihubungkan ke
keluarannya. Multiplexer 74C157 berguna untuk memilih satu diantara
dua long data register. Hal ini dapat dilihat pada tabel kebenaran sebagai
berikut :
4
Dalam penggunaannya, Isyarat dari pemancar pesawat radio
kontrol dihubungkan pada masukan A, sedangkan isyarat yang dihasilkan
oleh rangkaian osilator yang dibuat dihubungkan pada masukan B pada
IC 74C157 yang kemudian dihubungkan pada rangkaian servo masingmasing. Bagian STROBE dalam IC sebagai line dalam mengaktifkan
rangkaian IC 74C157 tersebut.
C. UJI RANGKAIAN (DENGAN EWB / MULTISIM 7)
Untuk menganalisa serta menguji rangkaian tersebut, digunakan
program Elektronics Workbench (EWB), Multisim versi 7.0. Adapun
gambar rangkaian dalam EWB yang telah dibuat sebagai berikut :
VCC
J2
5V
Key = A
J3
J4
Key = B
Key = C
1N4002GP
4011BD_5V
R1 R3
1.0MOhm_5%
C4
10uF
U4
U2B
4011BD_5V
Key = E
R250%
R10
100kOhm_5%
180kOhm_5%
C1
5.6nF
U5B
4011BD_5V
R7
R9
1.0MOhm_5%
R4 R6
1.0MOhm_5%
Key = F
R550%
Key = G
180kOhm_5%
U3B
4011BD_5V
R850%
180kOhm_5%
U6B
4011BD_5V
C2
5.6nF
U7B
4011BD_5V
100kOhm_5%
1A
2A
3A
4A
3
6
10
13
1B
2B
3B
4B
1Y
2Y
3Y
4Y
4
7
9
12
1 ~A/B
15 ~G
R11
J5
2
5
11
14
U8B
4011BD_5V
74157N
Key = D
C3
5.6nF
X1
2.5 V
X2
2.5 V
X3
1
U1B
F
D1
T Q C
J1
Key = Space
XLA1
2.5 V
5
Dalam pengujian tersebut, terdapat beberapa komponen yang
digunakan tidak sama persis dengan rangkaian sebenarnya, namun
prinsip kerja dari komponen pengganti tersebut dapat menggantikan
fungsi dalam simulasi pengujian rangkaian ini. Misalnya IC 74157
digunakan dalam simulasi menggantikan IC 74C157 dalam rangkaian
sebenarnya, IC 4011 digantikan dengan komponen gerbang NAND
4011BD. Selain itu, beberapa komponen yang digunakan tidak memiliki
nilai yang sama persis dengan rangkaian sebenarnya. Tampak dalam
gambar nilai kapasitor 15 µF digantikan dengan nilai 10 µF, nilai
potensiometer 250 k diganti dengan 200 k. Hal tersebut diatas
disebabkan oleh tidak terdapatnya komponen yang sama persis jenis
serta nilai komponen dalam program Multisim 7 ini.
Selain itu nilai Rx dalam rangkaian simulasi ditentukan dengan
harga 100 k, Saklar mercury diganti dengan saklar biasa yang terdapat
dalam program.
Dalam simulasi rangkaian, isyarat dari pemancar pesawat radio
kontrol yang dihubungkan pada masukan A diuji dengan memberikan
isyarat atau denyut yang diwakili dengan mengubungkan saklar dengan
Vcc. Isyarat masukan yang dihubungkan dengan servo elevator (K1)
disimulasikan dengan menekan tombol A pada keyboard komputer, servo
rudder dengan menekan tombol B, sedangkan gas mesin dengan
menekan tombol C.
Untuk
memastikan
bahwa
isyarat
keluaran
yang
muncul
merupakan isyarat dari pemancar radio kontrol, maka perlu diperhatikan
saklar yang dihubungkan dengan SELECT pada IC 74157 harus tertutup
sehingga masukan pada A akan terhubung pada keluaran. Sedangkan
dalam menjalankan isyarat pada rangkaian osilator, maka saklar
dihubungkan dengan SELECT pada IC 74157 harus terbuka sehingga
masukan pada B yang akan terhubung dengan keluaran. Dalam hal ini,
6
simulasi dilakukan dengan menekan tobol space pada keyboard komputer
untuk menghubungkan saklar.
Adapun output (keluaran) dari isyarat yang diberikan dipasangkan
indikator berupa probe yang mewakili keluaran dari servo-servo
bersangkutan sehingga dapat dilihat adanya isyarat-isyarat masukan
dengan menyala atau tidaknya probe yang dihubungkan tersebut. Selain
itu dipasangkan juga Logic Analyzer untuk mengamati lebar isyarat atau
denyut yang diberikan. Adapun untuk mengamati keadaan isyarat pada
elevator ketika penurunan pesawat lebih besar dari 10 o, dilakukan dengan
menghubungkan saklar yang ada pada rangkaian dengan menekan
tombol D pada keyboard komputer.
Adapun untuk melihat secara jelas hasilnya yaitu dengan
mencoba mensimulasikan rangkaian yang telah dibuat pada program
Multisim 7 ini (program terlampir).
D. PENUTUP
Pesawat model radio kontrol dalam menerbangkannya selalu ada
saat dimana kesulitan terjadi baik itu pada bagian pemancar maupun
penerima sehingga pesawat tidak lagi mematuhi isyarat-isyarat kontrol.
Rangkaian “Pengatur Penerbangan Darurat” ini dibuat dengan fungsi
pada saat penerima kehilangan isyarat dari pemancar, maka rangkaian ini
akan bekerja dalam memberikan isyarat atau denyut kontrol darurat
kepada servo-servo pesawat dengan menset isyarat atau denyut kontrol
tersebut sehingga mencegah kemungkinan melintas turun dengan
lintasan yang tidak diinginkan atau lintasan yang dapat merusak pesawat
tersebut.
Prinsip dasar dari aplikasi rangkaian penerbangan darurat ini
sebenarnya berada pada komponen IC 74C157 yang digunakan. IC
7
74C157 merupakan suatu multiplixer quad ruple 2 line ke 1 line. Suatu
masukan HIGHT pada line STROBE akan membuat IC menjadi disable
dengan memaksa semua keluaran menjadi LOW. Level pada SELECT
line akan menentukan masukan A atau B yang dihubungkan ke
keluarannya. Multiplexer 74C157 berguna untuk memilih satu diantara
dua long data register.
Dalam penggunaannya, Isyarat dari pemancar pesawat radio
kontrol dihubungkan pada masukan A, sedangkan isyarat yang dihasilkan
oleh rangkaian osilator yang dibuat dihubungkan pada masukan B pada
IC 74C157 yang kemudian dihubungkan pada rangkaian servo masingmasing. Bagian STROBE dalam IC sebagai line dalam mengaktifkan
rangkaian IC 74C157 tersebut.
8
Lampiran
9