perancangan alat penyinaran screen sablon pcb

Perancangan Alat Penyinaran Screen Sablon PCB Dengan Pengaturan Intensitas Cahaya……….…...Bakhtiar PERANCANGAN ALAT PENYINARAN SCREEN SABLON PCB
DENGAN PENGATURAN INTENSITAS CAHAYA
BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52
Bakhtiar1 dan Muzanni Reza2
1
Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe
2
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe
ABSTRAK
Perkembangan Mikrokontroler semakin canggih di dunia Ilmu pengetahuan dan Teknologi semakin pesat.
Komponen yang diciptakan semakin kecil dan memungkinkan untuk diaplikasikan ke berbagi bidang. Dalam
Perkembangannya Mikrokontroler mempunyai system memori, RAM, ROM, timer, port paralel, port serial, dan
32 bit I/O yang memungkinkan membentuk system terdiri dari keping tunggal (single chip). Tujuan pembuatan
tugas akhir ini adalah untuk merencanakan dan merealisasikan suatu system pada pembuatan alat penyinaran screen
sablon PCB untuk memudahkan dalam pengeringannya, sehingga akan mempersingkat langkah dan waktu kerja.
Pada saat cahaya dan waktu diset maka sensor akan menghidupkan lampu secara otomatis hingga tingkat
intensitas cahaya dan waktu mencapai titik terang yang dibutuhkan, setelah cahaya dan waktu mencapai
setpoint maka sensor akan mematikan lampu secara otomatis pula. Hasil pengujian sistem menunjukkan
bahwa intensitas cahaya yang dibutuhkan telah dapat dikontrol oleh Mikrokontroler AT89S52 serta telah dapat di
sensor oleh LDR secara otomatis, serta hasil dari proses penyablonan PCB akan ditampilkan langsung pada LCD ( Liquit
Crystal Display ).
Kata Kunci : Sensor LDR, Mikrokontroller AT89S52, LCD
I.
PENDAHULUAN
Screen sablon merupakan peralatan yang
digunakan untuk membuat desain berupa gambar
ataupun text yang menjadi pola cetak sablon.
Pada umumnya benda yang disablon berupa kain,
kertas, plastik dan PCB serta benda apa saja yang bisa
dicetak dengan sablon. Seperti yang telah kita ketahui,
bahwa saat ini screen sablon umumnya memasukkan
proses penyinaran menggunakan cahaya matahari.
Adapun dalam proses penyinaran screen sablon
menggunakan cahaya matahari terdapat kelemahan
yaitu dari segi cuaca, karena penyinarannya
tergantung pada suhu cuaca. Sehingga dalam proyek
akhir ini penulis mencoba membuat sebuah alat yang
dapat melakukan proses penyinaran tanpa tergantung
cahaya sinar matahari, serta penulis akan
merancang alat penyinaran screen sablon PCB
dengan pengaturan intensitas cahaya berbasis
mikrokontroler AT89S52 yang dipandu dengan
waktu (timer). Sebagai mana timer yang telah diatur
untuk bisa mengetahui lama waktu yang di perlukan
cahaya, karena apabila waktu sudah mencapai 90 detik
maka intensitas cahaya mencapai 100% sehingga telah
mencapai titik terang yang sempurna. maka dalam
melakukan alat tersebut, dibutuhkan keterampilan
dan keahlian serta kecerdikan karena pada saat
penyinaran screen sablon PCB berlangsung harus
diutamakan ketelitian agar tidak terjadi keteledoran agar
mendapatkan hasil yang efektif dan sempurna.
Mengingat begitu banyaknya permasalahan
yang timbul, agar tidak menyimpang dari pokok
bahasan permasalahan dibatasi pada; Implementasi
sistem mikrokontroller AT89S52 sebagai pengatur
tingkat intensitas cahaya lampu untuk penyinaran
screen sablon PCB. Sedangkan tujuan penelitian ini
adalah untuk merencanakan dan merealisasikan
suatu sistem pada pembuatan alat penyinaran screen
memudahkan
dalam
sablon PCB untuk
pengeringannya, sehingga akan mempersingkat
langkah dan waktu kerja.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler merupakan sistem komputer kecil
yang biasa digunakan untuk sistem pengendali atau
pengontrol yang dapat diprogram sesuai kebutuhan.
Mikrokontroller memiliki 4KB Flash Programmable
and Erasable Read Only Memory (PEROM)
pin
mikrokontroller
didalamnya. Konfigurasi
AT9S52
digolongkan
menjadi
pin sumber
tegangan, pin osilator, pin I/O dan pin untuk
proses interupsi luar. Pemisahan memori program
dan memori data memperbolehkan memori data
untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun demikian,
alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui
register DPTR (Data
Point Register). Keluarga
mikrokontroler MCS51, misalnya AT89S52 dan
AT89Cx051, dilengkapi dengan dua perangkat
Timer/Counter, masing-masing dinamakan sebagai
Timer 0 dan Timer 1. Sedangkan untuk jenis yang
mempunyai
lebih besar, misalnya AT89S52,
tambahan satu perangkat Timer/Counter lagi
yang dinamakan sebagai Timer. Register TMOD dan
register TCON merupakan register pembantu untuk
mengatur kerja Timer 0 dan Timer 1, kedua
register ini dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer
1[1][2].
Jurnal Litek (ISSN: 1693­8097) Volume 9 Nomor 2, September 2012: hal. 119­123 Gambar 1. Susunan bit dalam register TMOD[1]
rangkaian yang mengoperasikan parameter tegangan
atau arus dalam analog. DAC 0808 akan mengubah
setiap konfigurasi logika pada input-inputnya ke
dalam tegangan analog pada outputnya dengan
perbandingan tertentu. Pada dasarnya keluaran dari
DAC 0808 adalah arus, oleh karena itu setelah IC
DAC 0808 diperlukan IC LM741 yang berfungsi
sebagai op-amp[3].
Analog to Digital Converter ( ADC ) 0804
Gambar 2. Susunan bit dalam register TCON[1]
Bit TFx (maksudnya adalah TF0 atau TF1)
merupakan bit penampung limpahan, (TFx akan
menjadi ‘1’ setiap kali pencacah biner yang terhubung
padanya melimpah (kedudukan pencacah berubah
dari $FFFF kembali menjadi $0000). Bit TFx di-nolkan dengan istruksi CLR TF0 atau CLR TF1. Jika
sarana interupsi dari Timer 0/Timer 1 dipakai, TRx
di-nol-kan saat MCS51 menjalankan rutin layanan
interupsi(ISR=Interupt Service Routine). Bit TRx
(maksudnya adalah TR0 atau TR1) merupakan bit
pengatur saluran sinyal denyut, bila bit ini =0 sinyal
denyut tidak disalurkan ke pencacah biner sehingga
pencacah berhenti mencacah. Bila bit GATE pada
register TMOD =1, maka saluran sinyal denyut ini
diatur bersama oleh TRx dan sinyal pada kaki
INT0/INT1.
Sensor LDR
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai
perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada
cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam
yaitu laju recovery dan respon spektral. LDR terbuat
dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida.
Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau
arus listrik meningkat, artinya resistansi bahan telah
mengalami penurunan. Resistor peka cahaya atau
fotoresistor adalah komponen elektronik yang
resistansinya akan menurun jika ada penambahan
intensitas cahaya yang mengenainya[4][5].
Digital To Analog Converter (DAC) 0808
DAC 0808 adalah suatu rangkaian pengubah informasi
dari data digital menjadi data analog. Rangkaian ini
diperlukan pada saat suatu rangkaian digital
digunakan sebagai alat kontrol pada suatu sistem
Pengubah Analog ke Digital (A/D) berfungsi
untuk mengkonversikan besaran analog menjadi
besaran digital. Tegangan analog yang tak
diketahui dimasukkan ke dalam pengubah A/D,
dan
akan
muncul
keluaran
biner
yang
bersangkutan. Keluaran biner tersebut
akan
berbanding lurus dengan masukan analog[3].
Relay
Relay adalah sebuah kumparan dengan sebuah inti
yang bila diliri arus menjadi magnitis dan menuju
kontak panutup atau memutuskan ya-dkontak penutup
kotak-kotak. Relay diantaranya dipakai untuk
menghubungkan daya-daya yang besaran dengan
perantaran daya-daya yang terkecil[6][7].
III. METODE PENELITIAN
3.1 Blok Diagram Sistem
Sesuai
dengan
blok
diagram
yang
ditunjukan pada gambar 3.1, maka peralatan yang
dirancang terdiri dari fungsi masing-masing blok,
yaitu :

Sensor LDR berfungsi sebagai intensitas cahaya.

Pembagi tegangan fungsinya adalah agar tegangan
seimbang.

ADC digunakan untuk mengubah nilai analog
menjadi nilai digital.

Push button (Up-Down) berfungsi sebagai
pengaturan cahaya dan waktu.

Mikrokontroler AT89S52
berfungsi sebagai
pengendali utama.

LCD digunakan untuk menampilkan nilai
intensitas cahaya dan waktu.

DAC digunakan untuk mengubah nilai digital
menjadi nilai analog.

Penguat op-amp adalah berfungsi sebagai penguat
sinyal.

TCA 785 berfungsi untuk kerja Arus.

Triac adalah mengawal kecerahan lampu.

ULN 2003 berfungsi sebagai driver untuk mencatu
daya pada relay.

Relay digunakan untuk memutuskan output catu
Perancangan Alat Penyinaran Screen Sablon PCB Dengan Pengaturan Intensitas Cahaya……….…...Bakhtiar 
daya ke beban apabila terjadi proteksi beban .
Lampu 1 dan 2 berfungsi untuk menyinari screen
sablon PCB.
Gambar 3. Blok Diagram Sistem
3.2 Prinsip Kerja Rangkaian
Sensor
LDR
dinyalakan
bersama
dengan dinyalakan sistem mikrokontroler yang
mana telah dilengkapi dengan LCD untuk
menampilkan intensitas cahaya yang ditanggapi oleh
sensor LDR. Setting pada sensor dapat diganti sesuai
keperluan melalui perubahan program mikrokontroller
atau melalui input tombol push button yang telah
tersedia pada alat penyinaran screen sablon PCB ini.
Pada saat cahaya dan waktu diset maka sensor akan
menghidupkan lampu secara otomatis hingga tingkat
intensitas cahaya dan waktu mencapai titik terang
yang dibutuhkan, setelah cahaya dan waktu mencapai
setpoint maka sensor akan mematikan lampu secara
otomatis pula. Lampu akan mati segera agar cahaya
tidak melebihi dari pada setting yang telah
ditetapkan, sedangkan untuk menyalakan sensor
maka diberikan range intensitas cahaya dan
diberikan range beberapa waktu serta beberapa
lamanya untuk penyinaran agar lampu tidak terputus
(shot). Jika naik turun sedikit cahaya yang disensor
maka lampu akan berkedip-kedip seperti respon
tiba-tiba, sebab itulah penyensoran dilakukan
dengan adanya range waktu
untuk penyinaran
lampu yang maksimal. Untuk tampilan pada LCD
menampilkan penyensoran yang realtime dan terus
dapat dipantau oleh pengguna.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian diperlihatkan pada tabel data
berikut in.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Rangkaian LDR
Berdasarkan dari hasil pengujian rangkaian
sensor LDR maka dapat kita lihat apa bila tingkat
cahaya 0% membutuhkan waktu 196 detik yang
diperlukan untuk pengeringan screen sablon PCB
cukuplah lama dengan keluaran tegangan 0.73 V (V
out), apabila cahaya yang diberi 0 % yang namun
cahaya tidak ada (gelap) otomatis pengeringan screen
sablon tidak bisa. Berdasarkan dari hasil pengujian
rangkaian sensor LDR maka dapat kita lihat apa bila
tingkat cahaya 0% membutuhkan waktu 196 detik
yang diperlukan untuk pengeringan screen sablon
PCB cukuplah lama dengan keluaran tegangan 0.73
V (Vout), apabila cahaya yang diberi 0 % yang
namun cahaya tidak ada (gelap) otomatis pengeringan
screen sablon tidak bisa.
Jurnal Litek (ISSN: 1693­8097) Volume 9 Nomor 2, September 2012: hal. 119­123 Tabel 2. Hasil Pengukuran Rangkaian DAC
Dari hasil data tabel 2 diatas, dapat
dianalisis, bahwa pada cahaya 0% sampai 20%
menghasilkan tegangan kaluaran dari DAC 3.26 V,
maka tegangan output biner yaitu 00110111. Cahaya
40% tegangannya 2.87 V, maka tegangan output
biner yaitu 01001111. Cahaya 60% tegangannya
2.09 V, maka tegangan output biner yaitu 01111111.
Cahaya 80% tegangannya 1.08 V, maka tegangan
output biner yaitu 10111101. Sedangkan untuk
cahaya 100% tegangannya 0.85 V, maka tegangan
output biner yaitu 00110111.
Dari hasil pengujian tabel 3, dapat dianalisis
bahwa pada tingkat 0% - 20% lampu gelap (tidak
ada cahaya) dikarenakan intensitas cahayanya 0
(nol), maka hasil screen sablon tidak bisa. Pada 40% 60 % lampu redup dikarenakan intensitas cahayanya
tidak mencukupi maka hasil screen sablon PCB nya
lembek (cair). Sedangkan tingkat 80% lampu dari
sensor cahaya dengan waktu 114 detik, cahayanya
terang maka hasilnya bagus akan tetapi hasilnya
kurang maksimal. Namun apabila cahaya lampu tepat
pada tingkat 100% dengan waktu 90 detik, cahaya
lampu terang maksimal maka hasil screen sablon
PCB akan sempurna.
Tabel 3.Hasil Pengukuran Rangkaian Keseluruhan
Pada saat sistem menyala LCD menampilkan
range cahaya dan waktu yang telah dideteksi oleh
sensor LDR didalam box mencapai 0 % - 100 %,
selam sistem masi menyala cahaya dan waktu akan
langsung diukur dan ditampilkan oleh LCD
sehingga memudahkan pengguna untuk melihat
keadaan cahaya dan waktu. Begitu pula saat
pengguna melakukan set point, LCD menampilkan
intensitas cahaya yang diinginkan saat diset melalui
push button. Keterangan tampilan LCD:
 Cahaya
 Waktu
Bilangan pada cahaya yaitu 100, menunjukkan
keadaan pada screen sablon PCB 100% intensitas
cahayanya. Pada waktu yaitu 90 detik menunjukkan
waktu pada screen sablon PCB 100%. Sedangkan
ketika pengukuran pada LCD yaitu pengukuran
pada titik TP9 hasil yang seharusnya 5V tapi
setelah diukur maka akan menjadi penurunan
tegangan, yakni 4,92 V.
Pengujian
perangkat
lunak
(software)
bertujuan untuk mengetahui sistem yang telah
dirancang sehingga dapat berfungsi dengan baik
agar mendapat hasil yang sesuai dengan perencanaan
seperti yang diinginkan. Perangkat lunak ditulis
dalam bahasa c serta dalam penulisannya harus sesuai
dengan spesifikasi sistem yang telah ditentukan.
Adapun perancangan software yaitu editing program,
yakni program yang dapat
ditulis
dengan
menggunakan bahasa Assembler atau bisa juga
dengan bahasa C.
V.
KESIMPULAN
Setelah
melakukan
perancangan
dan
pembuatan alat tersebut, setelah itu melakukan
pengujian serta telah menganalisisnya, maka penulis
dapat mengambil beberapa kesimpulan tentang
prinsip kerja pada alat penyinaran screen sablon
PCB dengan pengaturan intensitas cahaya berbasis
Mikrokontroller AT8952, yaitu:
1. Sistem penyinaran screen sablon PCB tersebut
menggunakan sensor LDR serta memakai sistem
Mikrokontroller AT89S52 yang sudah dapat
berjalan dengan baik, yakni sudah dapat
mengatur intensitas cahaya dan waktu
penyinaran sesuai dengan yang diharapkan.
2. Sensor LDR dalam alat ini bekerja pada tingkat
intensitaas cahaya 100% dengan waktu 90 detik
(maksimal), maka akan menghasilkan screen
sablon PCB yang sempurna.
3. Pada alat ini juga dilengkapi pula dengan LCD
(Liquid Crystal Display) yang real time,
sehingga pada saat mengsetting tingkat
cahayanya, maka dapat memantau hasil dari
cahaya yang dikeluarkan oleh sensor LDR saat
penyablonan berlangsung dan dapat memantau
waktu penyinarannya.
4. Serta pada alat ini menggunakan pula 2 buah
lampu hemat energi 45 Watt, 110-230V sebagai
monitoring intensitas cahaya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ayala,Kenneth J,
1991,
The 8952
Microkontroller Arcitecture Programming
and Applications, West Publishing Company, St,
Perancangan Alat Penyinaran Screen Sablon PCB Dengan Pengaturan Intensitas Cahaya……….…...Bakhtiar Paul-USA.
[2] Budiharto,
Widodo, 2007,
Proyek
Mikrokontroler Untuk Pemula, PT. Elex
Media Komputindo
[3] Data Sheet ADC 0803, ADC 0804
[4]
Malvino, Albert Paul, 1990, Aproksimasi
Rangkaian Semikonduktor, Penerbit: Erlangga,
Jakarta.
[5]
Malvino, 2004, Prinsip - Prinsip Elektronika,
Penerbit: Erlangga, Jakarta.
[6] Rufus P. Turner,
1993,
Elektronika. Penerbit PT.
Komputindo, Jakarta.
Rangkaian
Elex Media
[7] Rusmadi,1999. Mengenal Teknik Elektronika.
Bandung: Pionir Jaya