BAB II DASAR TEORI

BAB II
DASAR TEORI
2.1 Sensor alkohol
Sensor alkohol adalah bahan semikonduktor yang ditempatkan
dalam suatu pipa keramik, yang di proteksi oleh suatu lapisan logam anti karat.
Ketika alat pendeteksi kadar alkohol diaktifkan, sensor dipanasi pada suatu
temperatur normal. Alkohol adalah salah satu unsur yang terdapat dalam tubuh
secara normal. Perbandingan darah dengan hembusan nafas adalah 1: 2100.
Artinya, dari 2100 mililiter pada udara pernafasan, nilainya sama dengan jumlah
alkohol sebanyak 1 mililiter dalam darah. Kuantitas kadar alkohol yang
dinyatakan oleh hembusan nafas mendefenisikan kadar alkohol dalam darah.
Ketika seorang individu menghembuskan nafasnya ke sensor, kadar alkohol akan
diserap kedalam permukaan semikonduktor. Hal ini mengakibatkan penurunan
resistansi sensor secara keseluruhan dan mengubah tegangan yang masuk ke
dalam rangkaian detektor. Gas sensor yang digunakan adalah jenis sensor gas AF63 untuk pendeteksi alkohol. AF-63 adalah sensor gas semikonduktor dioksida
timah
6
7
yang memiliki sensitifitas tinggi terhadap alkohol dengan kecepatan respon yang
bagus. Bahan semikonduktor sensitif gas adalah sebuah jenis manik kecil, sebuah
coil pemanas, kabel elektroda yang tertanam dalam elemen tersebut. Elemen
sensor dipasang dalam tempat yang terbuat dari logam anti karat ganda 100
lubang dalam saluran aliran gas.
Gb 2.1 komponen sensor
Gambar 2.2 Konfigurasi sensor
8
Gambar 2.3 Alokasi pin dan standar test sirkuit
Gambar 2.4 Typical sensitifitas gas
9
2.2 Analog to digital converter (ADC)
Rangkaian analog to digital converter (ADC) berfungsi untuk
mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital. Pada sistem ini sinyal analog
berasal dari besaran fisis hasil pendeteksian sensor. ADC 0804 merupakan
pengubah analog ke digital dengan sebuah masukan analog yaitu Vin (+) dan Vin
(-) dan mempunyai 8 bit keluaran yaitu DB0 sampai DB7. Kelebihan dari ADC
0804 ini adalah:
 Telah tersedianya pembangkit clock didalamnya. Hal ini berarti tidak
diperlukan lagi pembangkit clock dari luar untuk diumpankan ke
ADC. Untuk dapat membangkitkan clock internal, diperlukan RC
eksternal yang dihubungkan dengan kaki CLK IN dan CLK R.
 Tidak memerlukan interfacing logika.
 Waktu konversi < 100 ms.
 Mudah dihubungkan kekebanyakan Mikroprosesor.
 Dapat dioperasikan pada mode “ stand Alone”.
 Bekerja dengan band-gap tegangan referensi.
 TTL keluaran dan masukan dapat dipertukarkan.
 Tidak memerlukan Zero-Adjust.
Jenis rangkaian ADC yang digunakan adalah ADC 0804 dengan konfigurasi pin pin sebagai berikut:
10
Gambar 2.5 Pin - Pin ADC (analog to digital converter)
2.3 Mikrokontroler AT89C51
Mikrokontroller atau mikroprosesor adalah suatu piranti yang
digunakan untuk pengolahan data-data biner (digital) yang didalamnya merupakan
gabungan dari rangkaian-rangkaian elektronik yang dikemas dalam bentuk suatu
chip IC. Pada umumnya mikrokontroller terdiri dari bagian-bagian sebagai
berikut: CPU, Alamat (address), Data, Pengendali, Memori (RAM dan ROM)
dan bagian Input Output. IC Mikrokontroller Atmel 89C51 sesuai dengan standar
MCS-51 baik dari segi instruksi maupun pin - pinnya.
11
Berikut ini merupakan kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroller Atmel
89C51 :

Kompatibel dengan keluarga MCS-51.

4 Kbyte Perom di dalam chip yang dapat ditulis dan dihapus sampai 1000 kali.

Dapat beroperasi pada frekuensi 0 – 24 MHz.

3 level program kunci memori.

128 x 8 bit RAM internal.

32 jalur I/O.

2 buah Timer/Counter 16 bit.

6 jalur Interupsi.

Serial chanel/yang dapat deprogram.

Hemat catu daya dan Power On Modes.
Berikut konfigurasi pin-pin mikrokontroller AT89C51:
Gambar 2.6 Konfigurasi pin AT89C51
12
Adapun blok diagram dari mikrokontroler AT89C51 adalah
sebagai berikut:
Gambar 2.7 Blok diagram AT89C51
13
2.4 Dioda dan Light Emitting Diode (LED)
Komponen elektronika yang hanya mengizinkan arus mengalir
pada satu arah disebut dioda. Dioda dipergunakan secara luas untuk
penyearah tegangan bolak-balik (AC) ke tegangan searah (DC). LED
merupakan dioda pemancar cahaya, yaitu komponen semikonduktor yang akan
mengeluarkan energi cahaya bila dikenakan bias maju kepadanya. LED masih
memiliki sifat umum diode, tetapi dengan fungsi yang berbeda.
Berikutakan dijelaskan teori dasar pembentukan dioda dan LED.
2.4.1 Light Emiting Diode (LED)
Elektron bebas pada dioda memiliki tingkat energi
y a n g l e b i h t i n g g i dibanding hole. Saat bias maju, elektron bebas
melintasi junction dan jatuh ke hole. Saat itu elektron jatuh dari tingkat energi
yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, dalam proses ini
suatu energi dilepas oleh elektron tersebu t dalam bentuk panas dan
cahaya. Silikon dan germanium merupakan bahan tidak tembus cahaya,
sehingga dioda dengan bahan ini tidak dapat memperlihatkan efek pemancaran
cahaya. Dengan menggunakan unsur lain seperti galium, arsen, dan
fosfor, dioda dapat memancarkan cahaya merah, hijau, kuning, biru,
jingga, atau inframerah (tak tampak). Dioda jenis ini dinamakan
Light Emiting Diode (LED), atau dioda pemancar cahaya. Gambar 2.8
berikut ini memperlihatkan simbol LED:
14
Gambar 2.8 Simbol LED
LED digunakan secara luas sebagai lampu indikator, display (penampil)
pada seven - segment (misalnya layar kalkulator), dan lain sebagainya. Sedangkan
LED yang memancarkan cahaya inframerah umumnya digunakan
sebagai mediatransfer data yang tidak memerlukan cahaya tampak,
misalnya remote control ,alarm, optocoupler , dan lain sebagainya.
2.5 Seven segmen
merupakan sekumpulan LED yang dibangun sedemikian rupa sehingga
menyerupai digit, seven segmen ada dua macam: common anoda dan common
katoda. Common katoda merupakan seven segmen yang kaki katodanya
dihubungkan bersama ke ground, dimana untuk mengaktifkan tiap segmennya
perlu diberi logika ’1’ yaitu dihubungkan dengan VCC. Common anoda
merupakan kebalikan dari Common katoda, dimana kaki anoda dihubungkan
bersama untuk mengaktifkan setiap segmentnya perlu diberi logika nol atau
dihubungkan ke ground.
2.5.1 Scanning Seven Segment
Teknik scanning digunakan untuk menghemat penggunaan input/output
port. Scanning seven segment sebenarnya hanyalah suatu proses untuk
menyalakan satu seven segment pada satu saat. Karena ada lebih dari satu seven
segment, seven segment tersebut menyala bergantian secara cepat. Dengan cara
15
tersebut di atas, seolah-olah semua seven segment menyala pada waktu yang
bersamaan. Lebar jalur data yang dibutuhkan = 8 bit ( data untuk satu seven
segment ) + n bit ( n = jumlah seven segment ). Untuk menyalakan seven segment
1 pada DT-51 Tutorial Board, maka ” DO1” (”I/P S KEY” pin 9) harus diberi
logika ’0’ (bersifat active low). Sedangkan untuk dapat menyalakan seven
segment 2 maka ”DO2” (”I/P S KEY” pin 10) harus diberi logika ’0’.
Data seven segment pada rangkaian ini bersifat active high (logika ‘1’ = nyala,
logika ’0’ = padam), dengan urutan dari MSB ke LSB adalah DP ( titik ), G, F, E,
D, C, B, A.
Gambar 2.9 Seven segment