bab 2 landasan teori 2.1 mikrokontroler...

21
6 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVR Mikrokontroler merupakan rangkaian terintegrasi (IC-Intergrated Circuit), yang berisi komponen – komponen yang diperlukan oleh sebuah komputer seperti CPU, I / O , jalur komunikasi ( serial – paralel ), memori, timer dan sebagainya. Hal ini membuat mikrokontroler dikenal sebagai komputer keping tunggal. Mikrokontroler dapat diberi sebuah program yang bekerja sesuai keinginan pengguna dan dihapus dengan cara khusus. Program tersebut memberikan perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan deretan tugas – tugas sederhana yang diinginkan oleh programmer. Mikrokontroler AVR menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing), dimana setiap instruksi dieksekusi dalam satu clock. Dengan menggunakan jumlah instruksi yang lebih sedikit, memungkinkan lahan pada chip digunakan untuk meningkatkan kemampuan chip. Keuntungan dari RISC adalah kesederhanaan disain, chip yang lebih kecil, jumlah pin dan konsumsi daya yang lebih sedikit. Kelebihan lainnya adalah ragam fitur yang ditawarkannya serta kemudahan dalam memperoleh mikrokontroler ini di pasaran dengan harga yang relatif murah. Secara historis mikrokontroler seri AVR pertama kali diperkenalkan ke pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang

Upload: hoangduong

Post on 10-Mar-2019

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler merupakan rangkaian terintegrasi (IC-Intergrated

Circuit), yang berisi komponen – komponen yang diperlukan oleh sebuah

komputer seperti CPU, I / O , jalur komunikasi ( serial – paralel ), memori, timer

dan sebagainya. Hal ini membuat mikrokontroler dikenal sebagai komputer

keping tunggal. Mikrokontroler dapat diberi sebuah program yang bekerja sesuai

keinginan pengguna dan dihapus dengan cara khusus. Program tersebut

memberikan perintah pada mikrokontroler untuk menjalankan deretan tugas –

tugas sederhana yang diinginkan oleh programmer.

Mikrokontroler AVR menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction

Set Computing), dimana setiap instruksi dieksekusi dalam satu clock. Dengan

menggunakan jumlah instruksi yang lebih sedikit, memungkinkan lahan pada

chip digunakan untuk meningkatkan kemampuan chip. Keuntungan dari RISC

adalah kesederhanaan disain, chip yang lebih kecil, jumlah pin dan konsumsi

daya yang lebih sedikit. Kelebihan lainnya adalah ragam fitur yang

ditawarkannya serta kemudahan dalam memperoleh mikrokontroler ini di

pasaran dengan harga yang relatif murah.

Secara historis mikrokontroler seri AVR pertama kali diperkenalkan ke

pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang

Page 2: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

7

sangat terkenal dengan produk mikrokontroler seri AT89S51/52-nya yang

sampai sekarang masih banyak digunakan di lapangan.

Mikrokontroler AVR diklaim memiliki arsitektur dan set instruksi yang

benar - benar baru dan berbeda dengan arsitektur mikrokontroler sebelumnya

yang diproduksi oleh perusahaan lain. Mikrokontroler memiliki instruksi yang

sangat variatif (mirip dengan sistem CISC-Complex Instruction Set Computing)

serta jumlah register serbaguna (General Purpose Register) sebanyak 32 buah

yang semuanya terhubung secara langsung ke ALU (Arithmetic Logic Unit).

Kecepatan operasi mikrokontroler AVR ini dapat mencapai 16 MIPS (enam

belas juta instruksi per detik), sebuah kecepatan yang sangat tinggi untuk ukuran

mikrokontroler 8 bit yang ada di pasaran sampai saat ini.

Untuk memenuhi kebutuhan dan aplikasi industri yang sangat beragam,

mikrokontroler keluarga AVR ini muncul di pasaran dengan tiga seri utama,

yaitu tinyAVR, AVR, dan megaAVR.

Microcontroller AVR Memori (byte)

Jenis Paket IC Flash EEPROM SRAM

TinyAVR 8-32 pin 1-2K 64-128 0-128

AVR

(classic AVR)

20-44 pin 1-8K 128-512 0-1K

MegaAVR 32-64 pin 8- 128K 512-4K 512-4K

Tabel 2.1 Perbedaan seri AVR berdasarkan jumlah memori

Page 3: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

8

Beberapa fitur yang terdapat pada mikrokontroler adalah :

• RAM

RAM digunakan sebagai media penyimpanan sementara, karena RAM

bersifat volatile maka semua data akan hilang ketika RAM tidak

mendapatkan tegangan listrik.

• ROM (Read Only Memory)

ROM digunakan sebagai media penyimpanan program yang di berikan user,

sehingga ROM disebut juga sebagai code memory.

• Register

Register merupakan tempat penyimpanan variabel – variabel yang akan

digunakan dalam proses.

• Special Function Register

Special Function Register ( SFR ) adalah register khusus yang berada di

RAM dan berfungsi mengatur jalannya mikrokontroler.

Gambar 2.1 ATMega8

ATMega8 merupakan salah satu seri mikrokontroler keluaran atmel.

ATmega8 memiliki 28 pin, dengan 23 pin sebagai input – output, memiliki fitur

serial komunikasi (SPI, I2C, UART), ADC, PWM, interrupt eksternal dan timer.

ATMega8 memerlukan tegangan 4,5 V - 5,5 V untuk beroperasi. [1]

Page 4: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

9

ATMega8 bekerja sesuai pemrograman yang dibuat dan diprogram ke

ATMega8 melalui jalur SPI.

Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega8

Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki.

• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai catu daya, dihubungkan ke

supplai 5V.

• GND merupakan pin yang berfungsi sebagai ground, dihubungkan ke

ground.

• Port B ( PB7..PB0 )

Merupakan 8-bit bi-directional port I/O dengan internal pull up resistor pada

setiap pinnya ( diatur per bit ). Port B dalam keadaan tri – state ketika

kondisi reset menjadi aktif atau clock tidak berjalan. PB6 dapat berfungsi

sebagai XTAL1, yaitu sebagai input ke inverting oscillator amplifier dan

input ke internal clock operating circuit. PB7 dapat berfungsi sebagai

XTAL2, yaitu sebagai output dari inverting oscillator amplifier. Namun jika

Internal Calibrated RC Oscillator digunakan sebagai chip clock source, maka

Page 5: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

10

PB7 dan PB6 akan berfungsi sebagai TOSC1 dan TOSC2, yaitu input untuk

Asinkronous Timer/Counter.

Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti pada tabel di bawah:

Port Pin Fungsi Lain

PB7 XTAL2/TOSC2

PB6 XTAL1/TOSC1

PB5 SCK

PB4 MISO

PB3 MOSI/OC2

PB2 SS/OCIB

PB1 OC1A

PB0 ICP1

Tabel 2.2 Fungsi lain dari Port B

• Port C ( PC 5..PC0 )

Merupakan 7-bit bi-directional port I/O dengan internal pull up resistor pada

setiap pinnya (diatur per bit). Digunakan juga sebagai masukan analog ke

A/D converter. Port C dalam keadaan tri – state ketika kondisi reset menjadi

aktif atau clock tidak berjalan.

• Port D ( PD7..PD0 )

Merupakan 7-bit bi-directional port I/O dengan internal pull up resistor (

diatur per bit ). Port D dalam keadaan tri – state ketika kondisi reset menjadi

aktif atau clock tidak berjalan.

Page 6: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

11

Port D memiliki beberapa fungsi lain, seperti pada tabel di bawah :

Port Pin Fungsi Lain

PD7 AIN1

PD6 AIN0

PD5 T1

PD4 XCK

PD3 INT1

PD2 INT0

PD1 TXD

PD0 RXD

Tabel 2.3 Fungsi lain dari Port D

• RESET

RST pada pin 9 merupakan pin reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi

masukan low selama minimal 2 machine cycle maka sistem akan reset.

• Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter,Port C (5..0) dan

ADC (7..6). Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc walaupun

ADC tidak digunakan. Apabila ADC digunakan kaki ini harus secara

eksternal terhubung ke VCC melalui low pass filter.

• AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk

operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus

diberikan ke kaki ini.

• AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND,

kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.

Page 7: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

12

• PORTx adalah register data untuk output di PORTx. I/O-pin yang termasuk

PORTx dan telah dikonfigurasi sebagai output akan memiliki nilai yang

sesuai di PORTx bit register. Ketika sebuah pin dikonfigurasi sebagai input,

maka bit untuk PORTx pin digunakan untuk mengaktifkan internal pull-up

resistor untuk pin. Nilai-nilai inputtidak dapat dibaca melalui register

PORTx.

• PINx digunakan untuk membaca nilai dari I/O-pin yang dimiliki PORTx.

Nilai yang dibaca dari PINx akan termasuk state apa pun ketika I/O-pin

dikonfigurasi sebagai output. Ketika melangkah melalui source code dalam

simulator menekan F11, akan terlihat paling sedikit PORTB toggling

signifikan antara 0 dan 1.

• DDRx menentukan arah data setiap bit di PORTx. Bila bit pada DDRx di

set (aktif) maka pin di PORTx berfungsi sebagai output. PORTx akan

berfungsi sebagai input, apabila DDRx-nya di clear ( bernilai 0 ).

2.2 Komunikasi Serial

Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data

satu per satu pada satuan waktu. Transmisi data pada komunikasi serial

dilakukan per bit. Kelebihan dari komunikasi serial dibandingkan komunikasi

paralel adalah jalur data yang dibutuhkan hanya dua, yaitu jalur Transmitter (Tx)

dan jalur Receive (Rx), selain itu kelebihan lainnya adalah komunikasi data dapat

dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dengan jumlah kabel serial lebih sedikit.

Page 8: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

13

Kekurangan dari komunikasi serial adalah waktu yang diperlukan untuk

pengiriman dan penerimaan data lebih lama. [6]

Komunikasi serial pada umunya memiliki dua mode :

• Sinkron

Pada mode sinkron data dikirim bersamaan dengan sinyal clock, hal ini

menyebabkan antara satu karakter dengan karakter lainnya memiliki jeda

waktu yang sama.

• Asinkron

Mode asinkron ini pengiriman data dikirim tanpa sinyal clock/sinkronasi

sinyal clock. Oleh karena itu pada mode asinkron Transmitter yang

mengirimkan data harus menyepakati suatu standart Universal

Asynchronous Receive Transmit (UART) sehingga komunikasi data

dilakukan dengan suatu standart yang telah disepakati antara Transmitter dan

Receiver.

Dalam pengaturan UART terdapat perintah-perintah yang berguna

sebagai pengaturan yaitu start bits, data bits, parity bit, dan juga stop bits.

Dibawah ini akan dijelaskan mengenai perintah-perintah diatas :

• Start Bit

Start bit merupakan penanda awal dimana akan dilakukan suatu proses

pengiriman bit data.

• Data Bit

Data bit merupakan data yang akan dikirim.

Page 9: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

14

• Parity Bit

Parity bit berfungsi sebagai “flag”, atau bisa dikatakan sebagai penanda.

• Stop Bit

Stop bit berguna sebagai penanda bahwa proses pengiriman bit data telah

selesai.

Dalam pengiriman data secara digital terdapat dua buah ukuran yang penting

untuk diketahui, yaitu Bit Rate dan Baud Rate. Perbedaan antara Bit Rate dan

Baud Rate yaitu :

• Bit Rate

Jumlah dari bit yang terkirim atau diterima per satuan waktu (second).

• Baud Rate

Banyaknya perubahan data yang terjadi per satuan waktu.

Pada komunikasi serial umumnya jumlah data yang dikirim adalah satu

bit start, delapan bit data, dan satu bit stop sehingga dalam satu frame data

terdapat sepuluh bit (format 1-8-1) dengan baud rate 9600.

2.2.1 RS – 485

RS 485 (Recommended Standard 485) adalah interface chip

komunikasi serial berdasarkan standart MAX 485. Untuk dapat bekerja

RS 485 membutuhkan supplai sebesar 5V. Kelebihan dari RS-485 adalah

Page 10: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

15

• Multidrop interface karena dapat memiliki banyak driver dan

receiver, mencapai 256 device.

• Jangkauan yang jauh, dapat mencapai 1,2 km.

• Bit rate yang cepat yaitu 10 Mbps.

RS-485 memiliki 2 buah jalur, yaitu A dan B. Input dengan

logic 1 akan membuat jalur A lebih positif di bandingkan jalur B, dan

sebaliknya jika inputannya logic 0 maka jalur B lebih positif

dibandingkan jalur A.

Berbeda dengan RS – 232, RS – 485 mempunyai jalur balanced

dan menggunakan differential signal, sehingga lebih kebal terhadap noise

dan dapat berjalan lebih jauh. Noise dapat dihilangkan karena pada mode

operasi ini, RS – 485 menggunakan dua kabel (twisted pair) yang

membawa sinyal dan kebalikannya serta mendeteksi perbedaan tegangan

antara 2 titik. Jadi setiap sinyal pada kabel memiliki tegangan yang

tandanya berkebalikan dengan tegangan lainnya.

Output antara A dan B harus berbeda sedikitnya 1,5 V dan

perbedaan input harus sekitar 0,2 V. Jika A lebih positif daripada B, maka

output receiver akan mengeluarkan logik 1, sebaliknya jika B lebih

positif daripada A maka output receiver akan dianggap sebagai logik 0.

Link pada RS – 485 dibagi menjadi 2 yaitu secara full duplex dan

half duplex. Link yang digunakan adalah half duplex dimana driver dan

Page 11: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

16

receiver yang banyak menggunakan 1 jalur sinyal (share). Jadi pada satu

waktu, hanya 1 device yang dapat mengirim sinyal. Kelebihan dari RS-

485 adalah menghemat jumlah bit pada port serta menghemat kabel, tapi

kelemahannya adalah tidak ada jaminan bahwa jalur yang akan dilalui itu

kosong untuk pengiriman.

Gambar 2.3 IC MAX 485

2.2.2 RS – 232

Standar RS-232 yang lebih lengkapnya disebut EIA/TIA-232

Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-

Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange,

diperkenalkan pada tahun 1962. Tahun 1997, Electronic Industries

Association mempublikasikan tiga modifikasi pada standar RS-232 dan

menamainya menjadi EIA-232.

Salah satu keuntungan dari komunikasi serial menggunakan RS -

232 yaitu untuk melakukan transmisi datanya bisa menggunakan kabel

telephone. Dalam percobaan kami, sebagai trasmisi datanya

menggunakan kabel LAN. Dibawah ini merupakan spesifikasi dari RS –

232 :

Page 12: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

17

• Tegangan Signal pada mode Transmitted :

o Binary 0: +5 sampai +15 Vdc

(disebut “space” atau ”on”)

• Binary 1: -5 sampai -15 Vdc

(disebut “mark” atau “off”)

• Tegangan Signal pada mode Penerima :

• Binary 0 : +3 sampe +13 Vdc

• Binary 1 : -3 sampe -13 Vdc

Gambar 2.4 IC Maxim 232

Komunikasi pada RS-232 dengan PC adalah komunikasi

asinkron. Dimana sinyal clocknya tidak dikirim bersamaan dengan data.

Masing-masing data disinkronkan menggunakan clock internal pada tiap-

tiap sisinya. Komunikasi RS-232 juga dapat menjadi converter protocol

komunikasi antara komputer dengan RS 485 dan mikrokontroler.

Keluaran dari komputer akan di konversi oleh RS 232 menjadi TTL dan

keluaran mikrokontroler akan di konversi menjadi standar RS 232.

Page 13: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

18

Kekurangan RS – 232 dibandingkan RS - 485 adalah mode

operasinya yang menggunakan single ended. Mode ini menggunakan

ground sebagai pembeda tegangan sehingga sangat beresiko terhadap

gangguan noise saat berkomunikasi pada jarak jauh.

Berikut tabel perbedaan komunikasi serial standar RS 232 dengan RS 485

Tabel 2.4 Perbedaan RS-232 dengan RS-485

Karakteristik RS – 232 RS - 485

Mode Operasi Single – Ended Differensial

Metode Hubungan Point to Point Multidrop

Aplikasi 1 transmitter

1 receiver

32 transmitter

32 receiver

Modus Komunikasi Full Duplex HalfDuplex

Transisi Tak Seimbang Seimbang

Data Rate Maksimal 20Kbps pada 15 m 10Mbps pada 12 m

Jarak Maksimal 15 m saat 20 Kbps 1220 m saat 100 Kbps

Rentang data ’0’ +5 V ~ +14 V Beda 2 V ~ 6 V (A < B)

Rentang data ’1’ -5 V ~ -14 V Beda 2 V ~ 6 V (A > B)

Tegangan keluaran

driver ( V )

±12 -7 ~ +12

Tegangan masuk

receiver ( mV )

3000 200

Tahanan masukan

receiver ( ohm )

3K ~ 7K ≥12K

Page 14: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

19

2.3 Optocoupler

Gambar 2.5 Optocoupler

Optocoupler digunakan untuk mengisolasi antara rangkaian AC dengan

rangkaian DC. Berdasarkan arti katanya Opto berarti optic dan coupler (kopling)

berarti pemicu sehingga bias diartikan optocoupler bekerja berdasarkan picu

cahaya optic dan digunakan sebagai saklar elektrik yang bekerja secara otomatis.

Optocoupler terdiri dari berbagai jenis (baik merek, bentuk, dan tipe), pada

percobaan kami kali ini penulis menggunakan optocoupler MOC3021 keluaran

Motorola. Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu:

1. Bagian transmitter yang dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika

dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah

memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya

yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.

2. Bagian receiver yang dibangun dengan dasar komponen Photodiode.

Photodiode merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga

cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula

dengan spektrum infra merah. Karena spekrum inframerah mempunyai

Page 15: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

20

efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka Photodiode lebih

peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah.

Oleh karena itu Optocoupler dapat dikatakan sebagai gabungan dari

LED infra merah dengan photodiode yang terbungkus menjadi satu chip. LED

infra merah ini merupakan komponen elektronika yang memancarkan

cahaya infra merah dengan konsumsi daya sangat kecil. Jika diberi bias

maju, LED infra merah yang terdapat pada optocoupler akan mengeluarkan

panjang gelombang sekitar 0,9 mikrometer. Photodiode merupakan komponen

elektronika yang berfungsi sebagai detektor cahaya infra merah.

Proses terjadinya pancaran cahaya pada LED infra merah dalam

optocoupler adalah sebagai berikut, saat dioda menghantarkan arus, elektron

lepas dari ikatannya karena memerlukan tenaga dari catu daya listrik.

Setelah elektron lepas, banyak elektron yang bergabung dengan lubang yang

ada di sekitarnya (memasuki lubang lain yang kosong).

Pada saat masuk lubang yang lain, elektron melepaskan tenaga

yang akan diradiasikan dalam bentuk cahaya, sehingga dioda akan menyala

atau memancarkan cahaya pada saat dilewati arus. Cahaya infra merah yang

terdapat pada optocoupler tidak perlu lensa untuk memfokuskan cahaya

karena dalam satu chip mempunyai jarak yang dekat dengan penerimanya.

Prinsip kerja dari optocoupler adalah :

a. Jika antara Photodiode dan LED terhalang maka Photodiode tersebut akan off

sehingga output dari kolektor akan berlogika high.

Page 16: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

21

b. Sebaliknya jika antara Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode

tersebut akan on sehingga outputnya akan berlogika low.

Ditinjau dari penggunaannya, fisik optocoupler dapat berbentuk macam-

macam. Bila hanya digunakan untuk mengisolasi level tegangan atau data

pada sisi transmitter dan sisi receiver, maka optocoupler ini biasanya dibuat

dalam bentuk solid (tidak ada ruang antara LED dan Photodiode). Sehingga

sinyal listrik yang ada pada input dan output akan terisolasi. Dengan kata lain

optocoupler ini digunakan sebagai optoisolator jenis IC.

Sebagai piranti elektronika yang berfungsi sebagai pemisah antara

rangkaian power dengan rangkaian control. Komponen ini merupakan salah satu

jenis komponen yang memanfaatkan sinar sebagai pemicu on/off-nya. Opto

berarti optic dan coupler berarti pemicu, maka optocoupler berarti suatu

komponen yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler yang juga

disebut sensor digunakan sebagai isolator dari rangkaian tegangan rendah ke

rangkaian bertegangan tinggi.

IC MOC 3021 memiliki 6 kaki, kaki anoda (1) dihubungkan ke vcc, kaki

katoda (2) dihubungkan dengan pulsa trigger yang aktif low, kaki 4 dan 6

dihubungkan dengan beban (lampu). Dua kaki lainnya yaitu kaki 3 dan 5 tidak

digunakan (not connected).

Optocoupler bisa di juga dikatakan sebagai driver TRIAC karena secara

tidak langsung, optocoupler yang memberikan pemicu pada kaki gate TRIAC

sehingga TRIAC aktif dan lampu menyala.

Page 17: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

22

2.4 TRIAC

Gambar 2.6 TRIAC

TRIAC (Triode for Alternating Current) merupakan komponen

elektronika yang terdiri dari dua SCR yang disambungkan antiparalel dan kaki

gerbangnya disambungkan bersama. TRIAC bersifat konduktif dalam dua arah (

bidirectional ), karena itu terminal nya tidak dapat ditentukan sebagai anode atau

katode. [3]

TRIAC merupakan komponen 3 elektroda: MT1, MT2, dan gate. Oleh

karena aplikasi triac yang demikian luas maka komponen triac biasanya

mempunyai dimensi yang besar dan mampu diaplikasikan pada tegangan 100V

sampai 800V dengan arus beban dari 0.5A sampai 40A.

Jika terminal MT1 dan MT2 diberi tegangan jala-jala PLN dan gate

dalam kondisi mengambang maka tidak ada arus yang dilewatkan oleh triac

(kondisi idel) sampai pada tegangan break over TRIAC tercapai. Kondisi ini

dinamakan kondisi off triac. Apabila gate diberi arus positif atau negatif maka

tegangan break over ini akan turun.

Semakin besar nilai arus yang masuk ke gate maka semakin rendah pula

tegangan break overnya. Kondisi ini dinamakan sebagai kondisi on TRIAC.

Apabila TRIAC sudah on maka triac akan dalam kondisi on selama tegangan

Page 18: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

23

pada MT1 dan MT2 di atas nol (0) volt. Apabila tegangan pada MT1 dan MT2

sudah mencapai nol volt maka kondisi kerja triac akan berubah dari on ke off.

Apabila triac sudah menjadi off kembali, triac akan selamanya off sampai ada

arus trigger ke gate dan tegangan MT1 dan MT2 melebihi tegangan break

overnya.

Triac yang penulis gunakan adalah BT136, berbeda dengan SCR yang

hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja, TRIAC dapat dipicu

dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan

menggunakan tegangan bolak-balik pada Gate. TRIAC banyak digunakan pada

rangkaian pengedali dan pensaklaran pada rangkaian AC bertegangan tinggi. [6]

2.5 Lampu Pijar

Gambar 2.7 Lampu Pijar

Lampu pijar (bohlam) adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan

melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan

menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut

menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan

langsung rusak akibat teroksidasi.

Page 19: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

24

Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk

tegangan (voltase) kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volthingga 300 volt.

Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang

terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya seperti

lampu pendar dan dioda cahaya.

Rangkaian dimmer hanya bisa dipakai pada jenis lampu pijar/lampu

konvensional. Rangkaian dimmer tidak bisa dipakai pada lampu neon/lampu

hemat energi (nyala putih) karena akan menyebabkan kerusakan pada rangkaian

dalam lampu.

2.6 Regulator Tegangan

Regulator tegangan merupakan regulator yang di design untuk mengatur

sebuah keluaran dari catu daya secara otomatis sesuai dengan kebutuhan dari

pengguna.

Peralatan elektronik membutuhkan sumber tegangan dalam operasinya

baik itu tegangan AC (Alternate current) atau DC (dirrect current) dan besarnya

output sumber tegangan harus disesuaikan dengan kebutuhan system

elektronika itu sendiri. Oleh karena itu digunakanlah sebuah regulator untuk

mengubah tegangan dari catu daya agar sesuai dengan kebutuhan suatu

peralatan elektronik.

Pada percobaan kami kali ini kami menggunakan IC keluarga LM78XX,

yaitu IC LM7805. IC ini merupakan regulator 5V, dimana IC ini berfungsi untuk

merubahkan tegangan supplai menjadi 5V. Penggunaan IC ini bertujuan untuk

Page 20: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

25

memberi supplai VCC pada mikrokontroler dan RS 485. Berikut gambar dan pin

pada LM7805.

Gambar 2.8 LM7805

2.7 AVR Studio

AVR Studio merupakan software dari atmel, dimana assembler dan

simulatornya terpadu dan terintegrasi dengan compiler GCG plug-in, sehingga

AVR Studio dapat digunakan untuk membuat program yang akan dijalankan

pada mikrokontroler dan juga sebagai debugger program ke mikrokontroler

AVR.

2.8 QT (Framework)

QT merupakan cross-platform application framework yang biasanya

digunakan untuk pengembangan suatu aplikasi sofware (perangkat lunak).

Pengembangan yang dilakukan oleh QT yaitu dengan GUI (Graphical User

Interface). Tetapi kita juga bisa melakukan pengembangan tanpa menggunakan

GUI.

Page 21: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler AVRlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2012-1-00638-sk 2.pdfAsinkronous Timer/Counter. Port B memiliki beberapa fungsi lain, seperti

26

GUI merupakan suatu user interface yang memungkinkan penguna untuk

berinteraksi dengan suatu perangkat elektronik tidak hanya dengan

menggunakan text command (perintah dalam bntuk teks) tetapi bisa

mengunakan suatu gambar. Pemrograman pada QT menggunakan bahasa

pemograman C++.